儿童不明原因肝炎新研究指向新冠病毒一突变：引发自身免疫性肝炎

从苏格兰首次报告5例患有不明原因重症肝炎儿童开始，截至目前全球已报告超过500例不明原因儿童急性肝炎病例。大多数患儿早期出现胃肠道症状，随后发展为黄疸，在某些情况下还会出现急性肝功能衰竭。所有患者均为16岁以下儿童，估计10%的儿童需要肝移植。

令科学家困惑的是，这些患儿中未发现甲型、乙型、丙型、丁型和戊型肝炎病毒。尽管腺病毒致病假说被广泛讨论，但该假说目前也受到医生和病毒学家的广泛质疑。

一项来自中国学者的基因组比对分析研究提出了最新思路：初步结果显示了一种可能性，即感染新冠病毒带有ORF1ab^VVVNASN突变特征的毒株可能通过“表位模拟”引起患者自身免疫性T细胞反应，并与未知肝炎的暴发有关。该研究于近日上传至预印本网站bioRxiv，论文尚未经同行评议。作者单位为中科院上海营养与健康研究所等。

根据目前国际上传的病毒基因序列，SARS-CoV-2 ORF1abVVVNASN变异主要出现在英国。英国也是目前报告不明原因儿童急性肝炎最多的国家。

ORF1ab^VVVNASN具体来说，就是在新冠病毒的ORF1ab蛋白结构的1061位点上出现了丙氨酸替换为丝氨酸的突变。ORF1ab是指16个蛋白链条。被SARS-CoV-2感染的细胞内部产生的第一个病毒蛋白实际上是16种蛋白质结合在一起的蛋白链。其中的2两种蛋白像剪刀一样把蛋白从蛋白链上释放出来。

这项最新研究指出，ORF1ab蛋白结构的1061位点突变后的结构，与人体PARP14中的一个序列具有高度的相似性。PARP14与人体的免疫、炎症等相关。 

可查资料显示，PARP14是聚ADP-核糖聚合酶的超家族成员中一种单ADP-核糖转移酶。PARP14通过对靶蛋白的ADP-核糖基化修饰[poly(ADP-ribosylation),PARs],参与着广泛的体内生理过程，在细胞的转录调控、应激反应、DNA修复、RNA剪切、线粒体功能、分裂和核小体的形成过程中都发挥着重要作用。PARP14与癌症(如肝细胞癌,多发性骨髓瘤和胰腺癌),代谢性疾病以及炎症性疾病的发生密切相关。

研究人员提到，新冠病毒在过去两年引起了全球大流行，目前仍在不断演变。虽然科学家对该病毒的病毒学和生命周期的关键步骤有了很大的了解，但病毒对人类的长期和系统的影响，尤其是对系统免疫状态的影响仍不清楚。对4月开始报告的全球儿童不明原因急性肝炎而言，病因尚不清楚。

这份研究把焦点锁定在：不明原因肝炎的暴发是否和SARS-CoV-2感染有关联？尽管全球对此尚无直接证据，但也有一些研究已提示或有关联。

例如，美国辛辛那提儿童医院医疗中心等团队近日发表的一项研究显示，一名3岁健康女童，她之前新冠感染症状轻微，但随后因自身免疫性肝炎（2型）而出现急性肝功能衰竭。这名儿童的病毒性肝炎检测呈阴性，同时也不符合儿童多系统炎症综合征(MIS-C)的诊断标准。该女童感染新冠并出现急性肝功能衰竭时间至少在2020年10月之前。研究者对女童的肝组织进行活检发现，她的肝组织出现了急性次大面积肝细胞坏死，并伴有活跃的CD3+T淋巴细胞浸润。

此外，伦敦帝国理工学院免疫学和炎症系教授Petter Brodin和美国加利福尼亚州洛杉矶 Cedars Sinai 医疗中心儿科、传染病和免疫学部的Moshe Arditi此前在国际权威学术期刊《柳叶刀·胃肠病和肝病学》（The Lancet Gastroenterology & Hepatology）也发表了通讯文章探讨，这些儿童不明原因肝炎可能与新冠病毒的超级抗原相关。所谓超级抗原（super antigen，SAg）是一类只需极低浓度即可激活大量的T细胞克隆、产生极强免疫应答的物质。超抗原与普通抗原相比，不需要常规的细胞内抗原提呈，无MHC限制性。

印度邦德尔坎德医学院等团队的研人员对印度2021年4月至2021年7月期间，也就是印度第二波COVID-19大规模暴发期间的病例进行了回顾性研究发现，有37例儿童仅有肝炎症状，其他炎症标志物未升高，支持治疗后恢复顺利，他们当时将这些病例定义为“儿童新冠相关肝炎”（ CAH-C），而非另一种“儿童多系统炎症综合征”（MIS-C）。记录显示，这些儿童均感染过SARS-CoV-2，仅3例检测到腺病毒阳性。

来自中科院上海营养与健康研究所、广东实验室的两位研究人员指出，T细胞反应对消除病毒感染至关重要，对SARS-CoV-2也是如此。病毒的清除最终产生了一个持续的T细胞库，它将不同的T细胞受体(TCR)组合处理为与病毒相关的抗原，从而为同一病毒的继发感染留下保护。通常，这些T细胞受到控制，不会攻击人体组织。但在某些情况下，病毒感染导致免疫紊乱，引起自身免疫性疾病，这与外周耐受性紊乱有关。

基于这些知识，他们假设病毒突变可能产生新的抗原，模仿自身多肽，并在适当的炎症微环境中引发自身免疫反应，从而与不明原因肝炎的出现有关。

SARS-CoV-2 ORF1ab^A1061S替换增加了与人类PARP14的序列一致性，以及该突变体的流行病学特征。

为验证该假设，研究人员将SARS-CoV-2 原始毒株与人类参考基因组进行全基因组比对。在所有比对的SARS-CoV-2蛋白中，只发现ORF1ab^1056-1173与人类PARP14中的一个序列PARP14^53-176（序列ID: 3Q6Z_A)具有较高的同源性。最相似的肽位于一个含有7个氨基酸残基的基序中，在这段基序中，只发现了一个氨基酸差异ORF1ab^1061与PARP14^58。此外，PAPR14^62-75也与ORF1ab^1065-1078具有较高的一致性。

他们指出，自SARS-CoV-2第一个序列发布以来，病毒已经历了多次突变。SARS-CoV-2基因组中突变的积累将影响功能特性，并可能改变传染性、疾病严重程度或与宿主免疫的相互作用。因此有理由推测，可能存在一些ORF1ab^1056-1062发生突变的SARS-CoV-2变异体，增加了和人类PARP14^53-59 (3Q6Z_A)的同源性。

为了验证这一假设，他们继续下载了保存在GISAID (https://www.gisaid.org/)上的SARS-CoV-2变异体蛋白。对ORF1a蛋白的1055-1077段氨基酸序列进行了序列分析。在所有SARS-CoV-2蛋白序列中(截至2022年5月10日，共有10541935条)，有170条在ORF1ab的1061位点存在丙氨酸(A)到丝氨酸(S)的替换。值得注意的是，这一改变使上述氨基酸序列与人类PARP14^53-59 (3Q6Z_A)相同。

进一步分析显示，SARS-CoV-2 ORF1ab^VVVNASN变异已在5大洲的15个国家被记录，全球总体频率为0.00161%。值得注意的是，与首次报道的不明原研究者们提出，这与首次报道不明原因肝炎病例一致，即SARS-CoV-2 ORF1ab^VVVNASN变异主要出现在英国(135)和美国(18)。

基于OFR1ab^A1061S替换的变异体序列分析。

研究人员继续使用一种HLA结合预测工具(http://tools.iedb.org/mhcii/)，通过默认的MHC-I分子阵列来预测肽结合能力，从而评估来自人类PARP14和SARS-CoV2 ORF1ab的高相似肽对HLA分子的结合潜力和使用重叠。

HLA也被称为人类白细胞抗原，是编码人主要组织相容性复合体（MHC）的基因复合体。MHC在不同细胞表面表达，对抗原提呈和免疫信号传递起关键作用，不仅控制着同种移植排斥反应，更重要的是与机体免疫应答、免疫调节及某些病理状态的产生均密切相关。 

正如研究人员所料，他们发现人类PARP14中的VVNASNELK肽和ORF1ab^A1061S中的VVNASNVYK肽可以由相同的HLA-A*11:01分子提呈，具有相当的高亲和力。重要的是，与原始毒株对应肽相比，ORF1abA1061S突变显示了该肽对HLA-A*11:01分子的结合能力增强。

研究称，这些结果表明，具有高度序列同源性的自体多肽和病毒多肽可能由同一HLA分子提呈，这支持了HLA-A*11:01分子的特异性T细胞克隆可能被病毒多肽拟态交叉激活并引起自身免疫反应。

研究人员在讨论环节指出，这项研究发现SARS-CoV-2 ORF1ab的突变可能导致病原体多肽与人类蛋白之间的一致性增加，为理解SARS-CoV-2相关自身免疫性疾病的主要原因提供了计算证据。也为新冠肺炎大流行背景下儿童不明原因肝炎的暴发提供了新的思路。

另外值得注意的是，他们提到，儿童外周耐受性处于建立状态，SARS-CoV-2感染对系统和局部免疫微环境的干扰可能影响正常T细胞耐受的建立，这可能是这类不明原因肝炎通常在16周岁一下儿童身上出现的原因。在此基础上，他们也预计，HLA基因分型可能有助于揭示肝炎的真正病因。

在讨论的最后部分，他们结合目前全球确诊超过5亿人，以及上述提到的SARS-CoV-2 ORF1ab^VVVNASN变异的频率，大致估计8334人(无论儿童还是成人)可能存在自身免疫性T细胞反应的风险，也可能存在不明原因肝炎的风险。不过，他们也提醒，其他未知因素也可能加剧疾病的发病率和严重程度。

他们还提到，大多数带有A1061S替换的变体属于德尔塔（Delta）谱系，尽管当下奥密克戎（Omicron）是全球主流毒株，但德尔塔突变株仍有部分病例。因此，这些位点的突变应该仍应引起高度关注。

研究最后强调，这项研究结果还只是初步的，目的只是探讨SARS-CoV-2感染与儿童不明原因急性肝炎的可能联系。为了进一步明确不明原因肝炎的性质，迫切需要对这一假说进行进一步的实验验证。