Identification by enzyme immunoassay of escape mutants S143L and G145R of hepatitis B virus (Hepadnaviridae: Orthohepadnavirus: Hepatitis B virus)

Cover Image

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. The achievement of the goal of the World Health Organization to eliminate viral hepatitis B by 2030 seems to be problematic partly due to the presence of escape mutants of its etiological agent, hepatitis B virus (HBV) (Hepadnaviridae: Orthohepadnavirus: Hepatitis B virus), that are spreading mainly in the risk groups. Specific routine diagnostic assays aimed at identification of HBV escape mutants do not exist.

The study aimed the evaluation of the serological fingerprinting method adapted for routine detection of escape mutations in 143 and 145 aa positions of HBV surface antigen (HBsAg).

Material and methods. HBV DNA from 56 samples of HBsAg-positive blood sera obtained from donors, chronic HBsAg carriers and oncohematology patients has been sequenced. After the identification of mutations in HBsAg, the samples were tested in the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) kit «Hepastrip-mutant-3K».

Results and discussion. Escape mutations were detected mainly in patients with hematologic malignancies. Substitutions in 143 and 145 aa were found in 10.81% and in 8.11% of such patients, respectively. The G145R mutation was recognized using ELISA kit in almost all cases. The kit specifically recognized the S143L substitution in contrast to the S143T variant. The presence of neighbor mutation D144E can be assumed due to it special serological fingerprint.

Conclusion. ELISA-based detection of escape mutations S143L, D144E and G145R can be used for routine diagnostics, especially in the risk groups. The diagnostic parameters of the kit can be refined in additional studies. This immunoassay and methodology are applicable for the development and quality control of vaccines against escape mutants.

About the authors

M. V. Konopleva

FSBI «National Research Centre for Epidemiology and Microbiology named after honorary academician N.F. Gamaleya» of the Ministry of Health of Russia

Author for correspondence.
Email: maria-konopleva@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-9724-695X

Maria V. Konopleva, Ph.D (Biol.), Senior Researcher of the Immunity Mediators and Effectors Laboratory, Immunology Department

123098, Moscow

Russian Federation

A. A. Feldsherova

FSBI «National Research Centre for Epidemiology and Microbiology named after honorary academician N.F. Gamaleya» of the Ministry of Health of Russia

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-7216-4301

123098, Moscow

Russian Federation

D. A. Elgort

FSBI «National Research Centre for Epidemiology and Microbiology named after honorary academician N.F. Gamaleya» of the Ministry of Health of Russia

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-2197-4184

123098, Moscow

Russian Federation

T. A. Tupoleva

FSBI «National Medical Research Center for Hematology» of the Ministry of Health of Russia

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-4668-9379

125167, Moscow

Russian Federation

N. A. Kokhanovskaya

FSBI «National Research Centre for Epidemiology and Microbiology named after honorary academician N.F. Gamaleya» of the Ministry of Health of Russia

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-5142-846X

123098, Moscow

Russian Federation

V. N. Pankratova

FSBI «National Research Centre for Epidemiology and Microbiology named after honorary academician N.F. Gamaleya» of the Ministry of Health of Russia

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-4427-1809

123098, Moscow

Russian Federation

T. A. Semenenko

FSBI «National Research Centre for Epidemiology and Microbiology named after honorary academician N.F. Gamaleya» of the Ministry of Health of Russia

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-6686-9011

123098, Moscow

Russian Federation

A. P. Suslov

FSBI «National Research Centre for Epidemiology and Microbiology named after honorary academician N.F. Gamaleya» of the Ministry of Health of Russia

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-5731-3284

123098, Moscow

Russian Federation

References

  1. Mahamat G., Kenmoe S., Akazong E.W., Ebogo-Belobo J.T., Mbaga D.S., Bowo-Ngandji A., et al. Global prevalence of hepatitis B virus serological markers among healthcare workers: A systematic review and meta-analysis. World J. Hepatol. 2021; 13(9): 1190–202. https://doi.org/10.4254/wjh.v13.i9.1190
  2. Polaris Observatory Collaborators. The case for simplifying and using absolute targets for viral hepatitis elimination goals. J. Viral. Hepat. 2021; 28(1): 12–9. https://doi.org/10.1111/jvh.13412
  3. Han Q., Zhang C., Zhang J., Tian Z. The role of innate immunity in HBV infection. Semin. Immunopathol. 2013; 35(1): 23–38. https://doi.org/10.1007/s00281-012-0331-y
  4. Araujo N.M., Teles S.A., Spitz N. Comprehensive Analysis of Clinically Significant Hepatitis B Virus Mutations in Relation to Genotype, Subgenotype and Geographic Region. Front. Microbiol. 2020; 11: 616023. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.616023
  5. Баженов А.И., Эльгорт Д.А., Фельдшерова А.А., Будницкая П.З., Никитина Г.И., Хац Ю.С., и др. Выявление антител к мутантным формам HBsAg у лиц, иммунизированных против гепатита В вакцинами разных субтипов. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2011; 5 (60): 49–53.
  6. Hossain M.G., Ueda K. A meta-analysis on genetic variability of RT/HBsAg overlapping region of hepatitis B virus (HBV) isolates of Bangladesh. Infect. Agent. Cancer. 2019; 14: 33. https://doi.org/10.1186/s13027-019-0253-6
  7. Konopleva M.V., Belenikin M.S., Shanko A.V., Bazhenov A.I., Kiryanov S.A., Tupoleva T.A., et al. Detection of S-HBsAg Mutations in Patients with Hematologic Malignancies. Diagnostics (Basel). 2021; 11(6): 969. https://doi.org/10.3390/diagnostics11060969
  8. Семененко Т.А., Ярош Л.В., Баженов А.И., Никитина Г.Ю., Клейменов Д.А., Эльгорт Д.А., и др. Эпидемиологическая оценка распространенности «скрытых» форм и HBsAg-мутантов вируса гепатита В у гематологических больных. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2012; 6 (67): 9–14.
  9. Hsu H.Y., Chang M.H., Ni Y.H., Chen H.L. Survey of hepatitis B surface variant infection in children 15 years after a nationwide vaccination programme in Taiwan. Gut. 2004; 53(10): 1499–503. https://doi.org/10.1136/gut.2003.034223
  10. Komatsu H., Inui A., Umetsu S., Tsunoda T., Sogo T., Konishi Y., et al. Evaluation of the G145R Mutant of the Hepatitis B Virus as a Minor Strain in Mother-to-Child Transmission. PLoS One. 2016; 11(11): e0165674. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0165674
  11. Weber B. Genetic variability of the S gene of hepatitis B virus: clinical and diagnostic impact. J. Clin. Virol. 2005, 32(2): 102–12. https://doi.org/10.1016/j.jcv.2004.10.008
  12. Deguchi M., Kagita M., Yoshioka N., Tsukamoto H., Takao M., Tahara K., et al. Evaluation of the highly sensitive chemiluminescent enzyme immunoassay “Lumipulse HBsAg-HQ” for hepatitis Bvirus screening. J. Clin. Lab. Anal. 2018; 32(4): e22334. https://doi.org/10.1002/jcla.22334
  13. Коноплева М.В., Борисова В.Н., Соколова М.В., Фельдшерова А.А., Крымский М.A., Семененко Т.А., и др. Сравнительная характеристика антигенных свойств рекомбинантных и нативных HBs-антигенов с мутацией G145R и оценка их иммуногенности. Вопросы вирусологии. 2017; 62(4): 179–86. https://doi.org/10.18821/0507-4088-2017-62-4-179-186
  14. Cuestas M.L., Mathet V.L., Oubiña J.R. Specific primer sets used to amplify by PCR the hepatitis B virus overlapping S/Pol region select different viral variants. J. Viral. Hepat. 2012; 19(10): 754–6. https://doi.org/10.1111/j.1365-2893.2012.01614.x
  15. Zhang M., Gong Y., Osiowy C., Minuk G.Y. Rapid detection of hepatitis B virus mutations using real-time PCR and melting curve analysis. Hepatology. 2002; 36(3): 723–8. https://doi.org/10.1053/jhep.2002.35346
  16. Osiowy C. Sensitive Detection of HBsAg Mutants by a Gap Ligase Chain Reaction Assay. J. Clin. Microbiol. 2002; 40(7): 2566–71. https://doi.org/10.1128/JCM.40.7.2566-2571.2002
  17. Nainan O.V., Khristova M.L., Byun K., Xia G., Taylor P.E., Stevens C.E., et al. Genetic variation of hepatitis B surface antigen coding region among infants with chronic hepatitis B virus infection. J. Med. Virol. 2002; 68(3): 319–27. https://doi.org/10.1002/jmv.10206
  18. Osiowy C. Detection of HBsAg mutants. J. Med. Virol. 2006; 78(S1): S48–51. https://doi.org/10.1002/jmv.20607
  19. Gauthier M., Bonnaud B., Arsac M., Lavocat F., Maisetti J., Kay A., et al. Microarray for hepatitis B virus genotyping and detection of 994 mutations along the genome. J. Clin. Microbiol. 2010; 48(11): 4207–15. https://doi.org/10.1128/JCM.00344-10
  20. Баженов А.И., Коноплева М.В., Эльгорт Д.А., Фельдшерова А.А., Будницкая П.З., Никитина Н.И., и др. Алгоритм серологического поиска и оценка распространенности серологически значимых HBsAg-мутаций у хронических носителей вируса гепатита В. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2007; 6: 30–7.
  21. Tijssen P., Kurstak E. Highly efficient and simple methods for the preparation of peroxidase and active peroxidase-antibody conjugates ensyme immunoassays. Anal. Biochem. 1984; 136 (2): 451–7. https://doi.org/10.1016/0003-2697(84)90243-4
  22. Pumpens P., Grensa E., Nassal M. Molecular Epidemiology and Immunology of Hepatitis B Virus Infection. Intervirology. 2002; 45: 218–32.
  23. Zheng X., Weinbergerc K.M., Gehrked R., Isogawa M., Hilkene G., Kempera T., et al. Mutant hepatitis B virus surface antigens (HBsAg) are immunogenic but may have a changed specificity. Virology. 2004; 329: 454–64. https://doi.org/10.1016/j.virol.2004.08.033
  24. Weber B. Genetic variability of the S gene of hepatitis B virus: clinical and diagnostic impact. J. Clin. Virol. 2005; 32: 102–12. https://doi.org/10.1016/j.jcv.2004.10.008
  25. Norder H., Hammas B., Löfdahl S., Couroucé A.M., Magnius L.O. Comparison of the amino acid sequences of nine different serotypes of hepatitis B surface antigen and genomic classification of the corresponding hepatitis B virus strains. J. Gen. Virol. 1992; 73(5): 1201–8. https://doi.org/10.1099/0022-1317-73-5-1201
  26. Norder H., Couroucé A.M., Coursaget P., Echevarria J.M., Lee S.D., Mushahwar I.K., et al. Genetic diversity of hepatitis B virus strains derived worldwide: genotypes, subgenotypes, and HBsAg subtypes. Intervirology. 2004; 47(6): 289–309. https://doi.org/10.1159/000080872
  27. Pult I., Chouard T., Wieland S., Klemenz R., Yaniv M., Blum H.E. A hepatitis B virus mutant with a new hepatocyte nuclear factor 1 binding site emerging in transplant-transmitted fulminant hepatitis B. Hepatology. 1997; 25(6): 1507–15. https://doi.org/10.1002/hep.510250633

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2022 Konopleva M.V., Feldsherova A.A., Elgort D.A., Tupoleva T.A., Kokhanovskaya N.A., Pankratova V.N., Semenenko T.A., Suslov A.P.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».