Detection of Lamivudine-Resistant Mutations of HBV DNA Polymerase Gene Using PCR-Direct Sequencing

Treatment of hepatitis B virus (HBV) with lamivudine is effective in suppressing virus replication and results in reduced inflammatory activity. However the most troublesome problem of lamivudine treatment is the emergence of lamivudine-resistant strains with amino acid substitution in the YMDD motif of DNA polymerase gene during the treatment. The aim of this study was to determine the mutation of YMDD motif (codon 552) and codon 528 in chronic HBV patients with lamivudine therapy using PCR-direct sequencing and to investigate the relationship between lamivudine mediated HBV mutation and HBeAg. HBV DNA was extracted from serum samples of HBV patients and amplified by nested PCR with two sets of primer pairs selected in HBV DNA polymerase gene. Amplified PCR product was analyzed by 2% agarose gel electrophoresis and direct sequencing. HBV mutation was detected in 124 out of 207 samples (60%). Single mutation was 50.8% for M552I, 43.5% for M552V, 5.7% for M552I/V and the L528M mutation was 67.0%. Double mutation was 43.6% for M552V/L528M, 33.1% for M552I/L528(wild type), 17.7% for M552I/L528M and 5.6% for M552I/V/L528M. Serine mutation at YMDD motif (M552S) was not found and the L528M mutation frequently accompanied M552V type. In this study, the typical difference of frequencies for HBV mutation depending on HBeAg was not found. Moreover, the PCR-direct sequencing method used in this study might be a powerful tool for the mutation study in clinical reference laboratories with high volume.

최근 만성 B형간염의 치료에 B형간염 바이러스 복제를 저해하여 감염력을 약화시키는 lamivudine이 많이 사용되고 있다. 그러나 이 약제를 장기간 복용할 경우 B형간염 바이러스 DNA polymerase 유전자의 YMDD motif에 아미노산 치환을 일으켜 lamivudine 저항성 B형간염 바이러스가 나타나는 점이 문제시 되고 있다. 본 연구의 목적은 lamivudine 치료를 받은 만성 B형간염 환자에서 PCR-direct sequencing 법을 이용하여 B형간염 바이러스 DNA 중합효소 유전자의 YMDD motif(codon 552)와 codon 528에서 돌연변이 출현빈도를 구하고, HBeAg과의 관련성을 보고자 하였다. 방법은 만성 B형간염 환자의 혈청에서 DNA를 추출하고 DNA 중합효소 유전자의 codon 552와 528을 포함하는 부위에서 선택한 두 쌍의 primer를 이용하여 nested PCR을 실시하였다. 증폭된 PCR 산물은 2% agarose gel에서 전기영동을 한 후, 자동염기서열분석기를 이용하여 sequencing을 실시하였다. 총 207명 중에서 돌연변이는 124명(60%)에서 발견되었으며, 남, 녀에서 차이는 발견되지 않았고, 돌연변이군에서 비돌연변이군에 비해 평균나이가 약간 높게 나타났으나 유의성은 없었다. Codon 552에서 단일돌연변이로는 M552I(50.8%)가 가장 높게 나타났고, 다음으로 M552V(43.5%), M552I/V(5.7%)의 순서로 나타났다. Codon 528에서는 67.0%의 L528M 돌연변이가 발견되었다. Codon 552와 codon 528에서 동시에 발생한 중복돌연변이로는 M552V/L528M(43.6%)이 가장 높게 나타났고, 다음으로 M552I/L528(33.1%) 그리고 M552I/L528M(17.7%)의 순으로 나타났다. Codon 552에서 serine 돌연변이(M528S)는 발견되지 않았으며, L528M은 M552V 돌연변이와 거의 동시에 검출되었다. 본 연구에서 만성 B형간염환자에서 HBeAg의 유무와 lamivudine 돌연변이율과의 상관성은 발견되지 않았으며, PCR-direct sequencing법은 고가의 자동염기서열분석 장비와 숙련된 기술자가 필요하다는 문제점은 있으나, 검체 수가 많은 큰 임상검사실에서는 활용성이 클 것으로 판단된다. 향 후 lamivudine으로 인한 HBV 돌연변이형과 환자의 임상결과의 관련성에 대한 연구가 추가적으로 실시되면, lamivudine을 복용하는 만성 HBV 환자의 치료와 예후에 유용할 것으로 사료된다.