慢性HBV感染者组织学免疫耐受状态无创诊断指标及相关模型的建立与评价

杜欣雨; 李嘉; 蒋贝; 赵坤宇; 胡月; 王凤梅; 鲁凤民

doi:10.12449/JCH241208

慢性HBV感染者组织学免疫耐受状态无创诊断指标及相关模型的建立与评价

DOI: 10.12449/JCH241208

杜欣雨¹,
李嘉^2a,
蒋贝^2b,
赵坤宇³,
胡月^2b,
王凤梅^4, , ,,
鲁凤民^{1, 5, , ,}

1.
郑州大学医学科学院精准医学中心，郑州 450052
2a.
天津市第二人民医院肝病科，天津 300192
2b.
天津市第二人民医院天津市肝病医学研究所，天津 300192
3.
北京大学人民医院，北京大学肝病研究所，北京 100044
4.
天津市第一中心医院肝内科，天津 300192
5.
北京大学基础医学院病原生物学系暨北京大学感染病研究中心，北京 100191

基金项目:

国家自然科学基金 (82372235);

国家自然科学基金 (62301362);

天津市医学重点学科建设项目 (TJYXZDXK-059B)

伦理学声明：本研究方案于2018年10月15日经由天津市第二人民医院伦理委员会审批，批号：［2018］15，入组患者均签署知情同意书。

利益冲突声明：本文不存在任何利益冲突。

作者贡献声明：杜欣雨、李嘉、蒋贝负责设计论文框架，起草论文；蒋贝、赵坤宇、胡月负责数据收集，统计学分析，绘制图表；王凤梅负责论文修改；鲁凤民负责拟定写作思路，指导撰写文章并最后定稿。杜欣雨和李嘉对本文贡献等同，同为第一作者。

详细信息

通信作者:
王凤梅， wangfengmeitj@126.com （ORCID： 0000-0001-9287-4183）

鲁凤民， lu.fengmin@hsc.pku.edu.cn （ORCID： 0000-0002-1832-3209）

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出版历程
- 收稿日期: 2024-03-20
- 录用日期: 2024-06-21
- 出版日期: 2024-12-25

Noninvasive diagnostic indicators for histologically defined immune tolerance state in patients with chronic HBV infection and establishment and assessment of related models

Xinyu DU¹,
Jia LI^2a,
Bei JIANG^2b,
Kunyu ZHAO³,
Yue HU^2b,
Fengmei WANG^{4
, ,
,},
Fengmin LU^{1, 5
, ,
,}

1.
Precision Medicine Center，Academy of Medical Sciences，Zhengzhou University，Zhengzhou 450052，China
2a.
Department of Liver Disease Tianjin 300192，China
2b.
Tianjin Hepatopathy Research Institute，Tianjin Second People’s Hospital，Tianjin 300192，China
3.
Peking University People’s Hospital，Peking University Hepatology Institute，Beijing 100044，China
4.
Department of Hepatology，Tianjin First Central Hospital，Tianjin 300192，China
5.
Department of Microbiology & Infectious Disease Center，School of Basic Medical Sciences，Peking University Health Science Center，Beijing 100191，China

Research funding:

National Natural Science Foundation of China (82372235);

National Natural Science Foundation of China (62301362);

Tianjin Key Medical Discipline Construction Project (TJYXZDXK-059B)

More Information

Corresponding author: WANG Fengmei， wangfengmeitj@126.com （ORCID： 0000-0001-9287-4183）; LU Fengmin， lu.fengmin@hsc.pku.edu.cn （ORCID： 0000-0002-1832-3209）

摘要

摘要: 目的慢性HBV感染自然史多有组织学意义上的免疫耐受状态，免疫耐受状态一旦打破，需立即启动抗病毒治疗。通过对免疫介导的肝损伤与HBV病毒学指标进行相关性分析，精准定义肝组织学免疫耐受状态的患者。方法以2010年1月—2022年12月中国人民解放军总医院第五医学中心、天津市第二人民医院、上海瑞金医院和浙江省台州医院收集的HBeAg阳性且HBV DNA>2×10⁶ IU/mL未经抗病毒治疗的577例慢性乙型肝炎患者为研究对象。通过肝组织活检确定肝损伤情况，检测血清ALT、AST水平及病毒学指标。分析现有各大指南无创指标特别是HBV DNA载量界值不同的情况下，肝组织免疫耐受状态患者所占比例。进一步尝试以与肝组织免疫病理损伤程度相关性消失时的血清HBV DNA为新的阈值，联合多因素指标建立组织学免疫耐受状态的诊断模型。计量资料两组间比较采用Mann-Whitney U检验。计数资料两组间比较采用χ²检验。采用Spearman法进行相关性分析。采用二元Logistic回归分析建立多因素诊断模型，并应用受试者工作特征曲线下面积（AUC）明确各模型的诊断效能，AUC的比较采用Z检验。结果中国2022版、EASL 2017版、AASLD 2018版、APASL 2015版慢性乙型肝炎防治指南病毒学无创指标所鉴定出的免疫耐受状态患者中符合本研究定义（HBV DNA>2×10⁶ IU/mL）的组织学免疫耐受状态的比例分别为47.0%、38.5%、36.0%、44.6%，均未超过50%。当将血清HBV DNA阈值升至>2×10⁸ IU/mL时，尽管免疫介导的肝损伤与HBV DNA相关性消失（r=-0.029，P=0.704），此时肝组织免疫耐受状态患者所占比例也仅为52.0%。在血清HBV DNA>1×10⁸的HBeAg阳性患者队列（n=251）中，显著肝损伤组（n=140）和无显著肝损伤组（n=111）HBsAg、HBeAg、HBV DNA、ALT及AST水平比较，差异均有统计学意义（P值均<0.05），进一步多因素二元Logistic回归分析结果显示，AST、HBV DNA、HBeAg是患者组织学免疫耐受状态的独立影响因素（P值均<0.05）。根据以上指标并结合临床，建立预测模型：logit（P）=1.424－0.028×AST，AUC为0.730，AST最佳临界值为30.5 U/L，敏感度和特异度分别为52.8%、84.1%。进一步使用浙江省台州医院接受肝穿刺活检的238例成人慢性HBV感染者作为验证队列，验证结果显示，本研究建立的模型预测效能优于AST/ALT、FIB-4、APRI（AUC分别为0.698、0.555、0.518、0.373，P值均<0.05）。结论在HBV DNA>2×10⁸ IU/mL的HBeAg阳性慢性HBV感染者中，AST>30.5 U/L时，提示组织学免疫耐受状态可能被“打破”。
- 乙型肝炎，慢性 /
- 免疫耐受 /
- 诊断
Abstract: Objective The natural history of chronic HBV infection often involves a histologically defined immune tolerance state， and once such immune tolerance state is broken， antiviral therapy should be initiated immediately. This study aims to investigate the correlation between immune-mediated liver injury and virological indicators for HBV and precisely identify the patients with a histologically defined immune tolerance state. Methods This study was conducted among 577 HBeAg-positive chronic hepatitis B （CHB） patients with HBV DNA >2×10⁶ IU/mL who did not receive antiviral therapy in The Fifth Medical Center of PLA General Hospital， Tianjin Second People’s Hospital， Shanghai Ruijin Hospital， and Taizhou Hospital of Zhejiang Province from January 2010 to December 2022. Liver biopsy was performed to determine the extent of liver injury， and the serum levels of alanine aminotransferase （ALT）， aspartate aminotransferase （AST）， and virological indicators were measured. The proportion of patients with a histologically defined immune tolerance state was analyzed based on the cut-off values of noninvasive indicators recommended in various guidelines， especially HBV load. In addition， a diagnostic model was established for the histologically defined immune tolerance state based on serum HBV DNA at the time when its correlation with liver immunopathological injury disappeared as the new threshold in combination with multiple indicators. The Mann-Whitney U test was used for comparison of continuous data between two groups， and the chi-square test was used for comparison of categorical data between two groups. The Spearman method was used for correlation analysis. The binary Logistic regression analysis was used to establish a multivariate diagnostic model； the area under the receiver operating characteristic curve （AUC） was used to investigate the diagnostic efficiency of different models， and the Z test was used for comparison of AUC. Results Among the patients with an immune tolerance state defined by the noninvasive indicators in the Chinese guidelines （2022 edition）， the EASL guidelines （2017 edition）， the AASLD guidelines （2018 edition）， and the APASL guidelines （2015 edition） for the prevention and treatment of CHB， the patients with a histologically defined immune tolerance state who met the definition in this article （HBV DNA>2×10⁶ IU/mL） accounted for 47.0%， 38.5%， 36.0%， and 44.6%， respectively， which did not exceed 50%. When the threshold of serum HBV DNA increased to >2×10⁸ IU/mL， although the correlation between immune-mediated liver injury and HBV DNA disappeared （r=-0.029， P=0.704）， the patients with a histologically defined immune tolerance state reached only 52.0%. In the cohort of 251 HBeAg-positive patients with serum HBV DNA >1×10⁸ IU/mL， there were significant differences in the levels of HBsAg， HBeAg， HBV DNA， ALT， and AST between the significant liver injury group with 140 children and the non-significant liver injury group with 111 patients （all P<0.05）， and the multivariate binary Logistic regression analysis showed that AST， HBV DNA， and HBeAg were influencing factors for histologically defined immune tolerance state in patients （all P<0.05）. Based on the above indicators and related clinical data， a predictive model was established as logit（P）=1.424－0.028×AST， with an AUC of 0.730， an optimal cut-off value of 30.5 U/L， a sensitivity of 52.8%， and a specificity of 84.1%. A total of 238 adult patients with chronic HBV infection who underwent liver biopsy in Taizhou Hospital of Zhejiang Province were enrolled as the validation cohort， and the analysis showed that the predictive model established in this study had a better efficiency than AST/ALT， FIB-4， and APRI， with an AUC of 0.698， 0.555， 0.518， and 0.373， respectively （all P<0.05）. Conclusion For HBeAg-positive patients with chronic HBV infection and HBV DNA>2×10⁸ IU/mL， an AST level of >30.5 U/L might indicate the “breakdown” of histologically defined immune tolerance state.
- Hepatitis B， Chronic /
- Immune Tolerance /
- Diagnosis

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图 1 血清HBV DNA>1×10⁸ IU/mL患者的组织学免疫耐受状态ROC曲线

Figure 1. ROC curves of histologically defined immune tolerance state in patients with serum HBV DNA > 1×10⁸ IU/mL

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图 2 血清HBV DNA>2×10⁸ IU/mL患者的组织学免疫耐受状态ROC曲线

Figure 2. ROC curves of histologically defined immune tolerance state in patients with serum HBV DNA > 2×10⁸ IU/mL

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图 3 多种无创模型诊断患者组织学免疫耐受状态的ROC曲线

Figure 3. Multiple non-invasive models for diagnosing histologically defined immune tolerance state using ROC curves

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表 1 入组患者临床特征

Table 1. Clinical characteristics of the enrolled patients

指标	总计（n=577）	存在显著肝损伤（n=369）	无显著肝损伤（n=208）	统计值	P值
年龄（岁）	33（27～39）	33（27～39）	33（27～40）	Z=0.156	0.693
性别［例（%）］				χ²=1.255	0.263
男	329（57.02）	204（55.30）	125（60.10）
女	248（42.98）	165（44.70）	83（39.90）
ALT（U/L）	52.00（30.00～100.00）	66.00（38.00～142.30）	34.00（25.00～67.70）	Z=34.830	<0.001
AST（U/L）	40.00（27.00～66.00）	46.00（32.10～97.00）	29.50（24.00～42.00）	Z=38.366	<0.001
HBsAg（log₁₀IU/mL）	4.25（3.76～4.67）	4.06（3.64～4.51）	4.60（4.31～4.84）	Z=60.997	<0.001
HBeAg（log₁₀S/CO）	3.09（2.59～3.19）	2.96（2.26～3.15）	3.17（3.09～3.23）	Z=50.821	<0.001
HBV DNA（log₁₀IU/mL）	7.84（7.32～8.40）	7.77（7.23～8.22）	8.16（7.58～8.62）	Z=26.921	<0.001

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表 2 各大CHB防治指南定义免疫耐受期的病毒学指标及诊断效能

Table 2. Virological indicators and diagnostic efficacy of the immunotolerant phase defined by the major guidelines for the prevention and treatment of chronic hepatitis B

病毒学指标	中国（2022年）^［10］	ESAL（2017年）^［11］	AASLD（2018年）^［12］	APASL（2015年）^［13］
HBsAg	>1×10⁴ IU/mL	高水平	持续存在≥6个月	+
HBeAg	+	+	+	+
HBV DNA	>2×10⁷ IU/mL	>10⁷ IU/mL	>10⁶ IU/mL	高水平（>10⁸ IU/mL）
无显著肝损伤^1）［例（%）］	164/349（47.0）	191/496（38.5）	208/577（36.0）	112/251（44.6）
注：EASL，欧洲肝病学会；AASLD，美国肝病学会；APASL，亚太肝病学会。1）组织学免疫耐受期。

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表 3 不同HBV DNA截断值肝脏炎症活动度与病毒学指标之间的相关性

Table 3. Correlation between liver inflammatory activity and virological indicators at different HBV DNA cut-off values

变量	HBV DNA >2×10⁶ IU/mL （n=577）［r（P）］	HBV DNA >2×10⁷ IU/mL （n=438）［r（P）］	HBV DNA >1×10⁸ IU/mL （n=251）［r（P）］	HBV DNA >2×10⁸ IU/mL（n=171）［r（P）］
HBV DNA
肝脏炎症活动度	-0.214（<0.001）	-0.219（<0.001）	-0.224（<0.001）	-0.029（0.704）
肝脏纤维化分级	-0.243（<0.001）	-0.122（0.011）	-0，106（0.094）	0.054（0.704）
ALT	-0.049（0.236）	-0.035（0.460）	0.044（0.484）	0.090（0.243）
AST	-0.119（0.004）	-0.074（0.123）	-0.003（0.968）	0.114（0.137）
HBsAg
肝脏炎症活动度	-0.404（<0.001）	-0.439（<0.001）	-0.424（<0.001）	-0.277（<0.001）
肝脏纤维化分级	-0.365（<0.001）	-0.306（<0.001）	-0.297（<0.001）	-0.150（0.070）
ALT	-0.171（<0.001）	-0.235（<0.001）	-0.232（<0.001）	-0.300（<0.001）
AST	-0.291（<0.001）	-0.360（<0.001）	-0.331（<0.001）	-0.331（<0.001）
HBeAg
肝脏炎症活动度	-0.405（<0.001）	-0.445（<0.001）	-0.403（<0.001）	-0.348（<0.001）
肝脏纤维化分级	-0.411（<0.001）	-0.378（<0.001）	-0.309（<0.001）	-0.219（<0.001）
ALT	-0.151（<0.001）	-0.230（<0.001）	-0.287（<0.001）	-0.309（<0.001）
AST	-0.211（<0.001）	-0.264（<0.001）	-0.328（<0.001）	-0.326（<0.001）

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表 4 血清HBV DNA>1×10⁸ IU/mL入组患者的临床特征

Table 4. Clinical characteristics of the enrolled patients with serum HBV DNA>1×10⁸ IU/mL

指标	总计（n=251）	存在显著肝损伤（n=140）	无显著肝损伤（n=111）	统计值	P值
年龄（岁）	32（26～39）	31（26～38）	34（26～39）	Z=-1.938	0.053
性别［例（%）］				χ²=0.014	0.905
男	155（61.75）	86（61.43）	69（62.16）
女	96（38.25）	54（38.57）	42（37.84）
ALT（U/L）	47.50（29.00～97.00）	66.00（37.00～163.00）	34.00（24.00～65.00）	Z=-5.616	<0.001
AST（U/L）	37.00（25.00～61.25）	47.00（33.00～90.00）	27.00（22.00～39.00）	Z=-6.536	<0.001
HBsAg（log₁₀ IU/mL）	4.61（4.23～4.85）	4.41（4.07～4.75）	4.75（4.55～4.94）	Z=-5.432	<0.001
HBeAg（log₁₀ S/CO）	3.15（3.03～3.22）	3.11（2.96～3.18）	3.20（3.14～3.28）	Z=-5.268	<0.001
HBV DNA（log₁₀ IU/mL）	8.47（8.23～8.75）	8.35（8.17～8.71）	8.57（8.32～8.86）	Z=-3.242	<0.001

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表 5 血清HBV DNA>1×10⁸ IU/mL患者的组织学免疫耐受状态多因素二元Logistic回归分析

Table 5. Multivariate binary Logistic regression analysis of histologically defined immune tolerance state in patients with serum HBV DNA>1×10⁸ IU/mL

自变量	回归系数	Wald χ²	P值	OR	95%CI
HBsAg （log₁₀ IU/mL）	0.426	0.661	0.416	1.532	0.548～4.280
HBeAg（log₁₀ S/Co）	1.667	4.564	0.033	5.297	1.144～24.526
HBV DNA（log₁₀ IU/mL）	1.354	7.605	0.006	3.874	1.480～10.145
ALT（U/L）	0.003	0.163	0.687	1.003	0.990～1.016
AST（U/L）	-0.054	9.693	0.002	0.948	0.916～0.980

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参考文献(15)

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慢性HBV感染者组织学免疫耐受状态无创诊断指标及相关模型的建立与评价

DOI: 10.12449/JCH241208

通信作者:
王凤梅， wangfengmeitj@126.com （ORCID： 0000-0001-9287-4183）

鲁凤民， lu.fengmin@hsc.pku.edu.cn （ORCID： 0000-0002-1832-3209）

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Noninvasive diagnostic indicators for histologically defined immune tolerance state in patients with chronic HBV infection and establishment and assessment of related models

Corresponding author: WANG Fengmei， wangfengmeitj@126.com （ORCID： 0000-0001-9287-4183）; LU Fengmin， lu.fengmin@hsc.pku.edu.cn （ORCID： 0000-0002-1832-3209）

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慢性HBV感染者组织学免疫耐受状态无创诊断指标及相关模型的建立与评价

DOI: 10.12449/JCH241208

通信作者: 王凤梅， wangfengmeitj@126.com （ORCID： 0000-0001-9287-4183） 鲁凤民， lu.fengmin@hsc.pku.edu.cn （ORCID： 0000-0002-1832-3209）

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Noninvasive diagnostic indicators for histologically defined immune tolerance state in patients with chronic HBV infection and establishment and assessment of related models

Corresponding author: WANG Fengmei， wangfengmeitj@126.com （ORCID： 0000-0001-9287-4183）; LU Fengmin， lu.fengmin@hsc.pku.edu.cn （ORCID： 0000-0002-1832-3209）

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鲁凤民， lu.fengmin@hsc.pku.edu.cn （ORCID： 0000-0002-1832-3209）