Avhandlingar och publikationer

Genomic and transcriptomic profiles in chronic hepatitis B infection

Publicerad 5 juni 2024

Sammanfattning:

Hepatit B-viruset (HBV) är ett DNA-virus som infekterar leverceller och orsakar inflammation, cirros och cancer i levern. HBV orsakar varje år närmare en miljon dödsfall i världen och cirka 250 miljoner är kroniskt infekterade. Trots vaccin och antiviral behandling har det visat sig svårt att implementera åtgärder i många utvecklingsländer för att skydda barn från att smittas av modern vid förlossning, varför kronisk hepatit B fortsatt är ett mycket stort hälsoproblem i världen. En bidragande orsak till att kronisk infektion utvecklas är att viruset har mycket säregna mekanismer för att undkomma immunförsvaret. En sådan strategi är att viralt DNA integreras i infekterade levercellers DNA och i delarbete I visade vi att detta bidrar till produktionen av HBV-ytprotein (HBsAg) men att det från integrationer inte bildas fullständiga viruspartiklar. Detta leder till ett oerhört överskott av HBsAg och troligen utvecklas tolerans mot proteinet. Sannolikt försämras både det humorala och cellmedierade svaret mot viruset och infekterade hepatocyter rensas inte bort och infektionen kan därmed persistera. I delarbete II visade vi att också hepatit D-virus (HDV), en coinfektion till HBV, påverkas av HBV-integrationer. HDV kan utnyttja ytantigen från HBV-integrationer och bilda infektiösa HDV-partiklar. Detta gör att HDV kan replikera trots avsaknad av aktiv HBV-infektion. Fynden kan bidra till ökad förståelse för infektionen och utveckling av behandling. HBsAg är helt nödvändigt för att HBV och HDV skall kunna infektera leverceller, eftersom det utgör virusets hölje och binder till proteinet NTCP, en gallsaltstransportör, som är virusets receptor.

Efter att HBV-partiklarna importerats av levercellerna sker en mycket komplicerad replikationscykel där en linjär RNA-kopia av genomet, s.k. pregenomiskt RNA, omvandlas till ett cirkulärt virus-DNA. Det är sedan tidigare känt att HBV-partiklar innehåller RNA, vilket tolkats som att replikationen ibland inte fungerar alls. I delarbete III visade vi att dessa partiklar inte endast består av RNA utan av RNA och DNA i olika proportioner och är en sorts intermediär i virusreplikationen. Denna kunskap kan i framtiden få betydelse för uppföljningen av hepatit B-patienter, eftersom HBVRNA har föreslagits som en bättre markör än HBV-DNA i vissa fall, till exempel för att utvärdera hur mycket virus som finns kvar i levern vid antiviral behandling och därmed ge bättre underlag för att uppskatta chansen för utläkning. Vi visade att HBV-RNA-nivåer är mycket stabila över tid hos patienter och att vilken del av HBV-virusets RNA som analyseras spelar mycket stor roll för resultatet.

De metoder som utvecklats för studierna kan också användas inom klinisk diagnostik. Det är sedan tidigare känt att mutationer i HBV-genomet kan ge upphov till antiviral resistens samt vara kopplade till cirrosutveckling. I delarbete IV och V presenteras två olika djupsekvenseringsmetoder som kan användas för att avgöra genotyp, identifiera resistens och andra kliniskt relevanta mutationer. Metoderna gör kostnadseffektiv och storskalig helgenomanalys av HBV möjlig och har därför införts i rutindiagnostiken vid Klinisk mikrobiologi, Sahlgrenska universitetssjukhuset. Vi tror att det kan skapa förutsättningar för bättre, individanpassad behandling av HBV och generera data för framtida studier om särskilda mutationers kliniska betydelse.

Ingående arbeten

I Ringlander J, Skoglund C, Prakash K, Andersson ME, Larsson SB, Tang KW, Rydell GE, Abrahamsson S, Castedal M, Norder H, Hellstrand K, Lindh M. Deep sequencing of liver explant transcriptomes reveals extensive expression from integrated hepatitis B virus DNA. J Viral Hepat 2020;27(11): 1162-1170.

II Ringlander J, Strömberg LG, Stenbäck JB, Andersson ME, Abrahamsson S, Larsson SB, Rydell GE, Lindh M. Enrichment reveals extensive integration of hepatitis B virus in hepatitis delta infected patients. Accepted. J Infect Dis.

III Ringlander J, Malmström S, Eilard A, Strömberg LG, Stenbäck JB, Andersson ME, Larsson SB, Kann M, Nilsson S, Hellstrand K, Rydell GE, Lindh M. Genomic distribution of DNA/RNA virions in hepatitis B patient sera remains stable for years. In revision. Liver Int.

IV Ringlander J, Andersson ME, Prakash K, Larsson SB, Lindh M. Deep sequencing of hepatitis B virus using Ion Torrent fusion primer method. J Virol Methods 2022;299: 114315.

V Ringlander J, Stenbäck JB, Schmidt D, Gustafsson J, Norberg P, Andersson ME, Lindh M. Efficient and accurate whole genome sequencing of hepatitis B virus using Nanopore. In manuscript.

Om mig:

Jag är uppvuxen i Göteborg och studerade medicin i Örebro. Där trivdes jag bäst på mikrobiologen och med gonokockforskning. Efter examen, flyttade jag tillbaka till Göteborg, varvid min forskningsinriktning istället blev inom virologin. Förutom hepatit B-projekten är jag involverad i en del annan virusforskning, i synnerhet om hur våra egna celler orsakar mutationer i virus, vilket kan påverka infektionsförloppet och virusets evolution. På senaste tiden har jag återvänt till bakteriologin i och med studier av rwandiska barns tarmflora, men jag är ingen ”troende” mikrobiomist. Nu hoppas jag att ALF-kontoret förbarmar sig över mig så jag kan fortsätta forska! När jag inte är på labbet tillbringar jag helst tid med min fru. Vi äter skaldjur, badar i havet, hugger ved eller vandrar i svampskogen. När min fru är jour på kvinnokliniken blir det musikskapande, själv eller i olika konstellationer med vänner.

JOHAN RINGLANDER