Genotype Distribution and 5' UTR Nucleotide Changes in Hepatitis C Virus

Abstract

Objective: HCV is a single-stranded RNA virus which has 9500 nucleotide. On the 3' and 5' ends of the genome, there are two untranslated regions (UTR) which are highly protected and which have 92% homology among various HCV types. 5' UTR is used for the genotype detection. In this study, genotype and nucleic acid changes in this region were analyzed. Material and Methods: In 51 patients diagnosed with HCV, HCV-RNA was isolated and purified from serum samples. The 341 nucleotide-long UTR region at the 5'end of the genome was sequenced and genotypes were detected. Nucleotide changes were analyzed with on-line BLAST program. Results: In 45 (88.2%) of 51 patients, genotype-1 (78.4% of all genotypes were 1b, 9.8% were 1a) was detected. In 41 (80.4%) of the 51 sequences, nucleic acid changes were detected. These changes generally occurred as an insertion in codon 84 ; deletion in codon 43 and codon 46; transversion in codon 15, 17 and 18, and transition in codon 62. No significant relationship was found between viral load and nucleic acid changes. Conclusion: Although the 5'UTR region is a protected region, mutation can be observed, and the mutations may affect the genotype, viral load and treatment response. Therefore, further investigation is required in a large series Turkish Başlık: Hepatit C Virusu Genotip Dağılımı ve 5' UTR Nükleotid Değişiklikleri Anahtar Kelimeler: HCV, Genotip, 5'UTR nükleotid değişiklikleri Amaç: HCV, tek zincirli 9500 nükleotid uzunluğunda bir RNA virusdür. Genomun 3' ve 5' uçlarında oldukça korunmuş ve farklı HCV tipleri arasında %92 oranında homoloji gösteren iki adet translasyona uğramayan bölge (untranslated region=UTR) bulunmaktadır. 5'UTR bölgesi genotip saptanmasında kullanılmaktadır. Çalışmada genotip ve bu bölgedeki nükleik asid değişiklikleri araştırılmıştır. Gereç ve Yöntemler: HCV tanısı almış 51 hastanın serumunda HCV RNA ekstraksiyonu ve pürifikasyonu yapılmıştır. Genomun 5'ucundaki 341 nükleotid uzunluğundaki UTR bölgesinin sekans analizi yapılmış ve HCV genotipleri saptanmıştır. On-line BLAST programı kullanılarak elde edilen dizilerdeki nükleotid değişiklikleri araştırılmıştır. Bulgular: Ellibir hastanın 45'inde (%88.2) genotip 1 (tüm genotiplerin %78.4'ü 1b, %9.8'i 1a) saptanmıştır. Dizilerin 41'inde (%80.4) nükleik asit değişiklikleri belirlenmiştir. Bu değişiklikler genellikle 84. kodonda insersiyon, 43. ve 46. kodonlarda delesyon, 15., 17. ve 18. kodonlarda transversiyon, 62. kodonda ise transisyon şeklinde görülmektedir. Nükleik asit değişiklikleri ile viral yük arasında anlamlı bir ilişki bulunmamıştır. Sonuç: 5'UTR bölgesi korunmuş bölge olmasına rağmen bu bölgede mutasyonlar görülebilmektedir ve bu mutasyonlar genotipi, viral yükü ve tedavi cevabını etkileyebilir. Bu nedenle geniş serilerde ileri araştırmalara gereksinim vardır.

Keywords

• HCV, Genotyping, 5' UTR nucleotid changes

Hepatit C Virusu Genotip Dağılımı ve 5’ UTR Nükleotid Değişiklikleri

Öz

Amaç: HCV, tek zincirli 9500 nükleotid uzunluğunda bir RNA virusdür. Genomun 3’ ve 5’ uçlarında oldukça korunmuş ve farklı HCV tipleri arasında %92 oranında homoloji gösteren iki adet translasyona uğramayan bölge (untranslated region=UTR) bulunmaktadır. 5’UTR bölgesi genotip saptanmasında kullanılmaktadır. Çalışmada genotip ve bu bölgedeki nükleik asid değişiklikleri araştırılmıştır. Gereç ve Yöntemler: HCV tanısı almış 51 hastanın serumunda HCV RNA ekstraksiyonu ve pürifikasyonu yapılmıştır. Genomun 5’ucundaki 341 nükleotid uzunluğundaki UTR bölgesinin sekans analizi yapılmış ve HCV genotipleri saptanmıştır. On-line BLAST programı kullanılarak elde edilen dizilerdeki nükleotid değişiklikleri araştırılmıştır. Bulgular: Ellibir hastanın 45’inde (%88.2) genotip 1 (tüm genotiplerin %78.4’ü 1b, %9.8’i 1a) saptanmıştır. Dizilerin 41’inde (%80.4) nükleik asit değişiklikleri belirlenmiştir. Bu değişiklikler genellikle 84. kodonda insersiyon, 43. ve 46. kodonlarda delesyon, 15., 17. ve 18. kodonlarda transversiyon, 62. kodonda ise transisyon şeklinde görülmektedir. Nükleik asit değişiklikleri ile viral yük arasında anlamlı bir ilişki bulunmamıştır. Sonuç: 5’UTR bölgesi korunmuş bölge olmasına rağmen bu bölgede mutasyonlar görülebilmektedir ve bu mutasyonlar genotipi, viral yükü ve tedavi cevabını etkileyebilir. Bu nedenle geniş serilerde ileri araştırmalara gereksinim vardır.

Anahtar Kelimeler

• HCV, Genotip, 5’UTR nükleotid değişiklikleri

References

1. Lavanchy D. The global burden of hepatitis C. Liver Int 2009;29:74-81. [CrossRef]
2. Hüseyin Şener Barut, Özgür Günal. Dünyada ve Ülkemizde Hepa- tit C Epidemiyolojisi. Klimik Dergisi 2009;22:38-43.
3. Shuhart MC, Gretch DR. Hepatitis C and G Viruses, Patrick Mur- ray edt. Manuel of Clinical Microbiology 2003;2:1480-94.
4. Davis GL. Hepatitis C virus genotypes and quasispecies. Am J Med 1999;107:21-6. [CrossRef]
5. Pawlotsky JM. Virology of hepatitis B and C viruses and antiviral targets. J Hepatol 2006;44:10-3. [CrossRef]
6. Glenn JS. Molecular virology of the hepatitis C virus: implica- tion for novel therapies. Infect Dis Clin North Am 2006;20:81-98. [CrossRef]
7. Bartenschlager R. The hepatitis C virus replicon system: from basic research to clinical application. J Hepatol 2005;43:210-6. [CrossRef]
8. Ogata N, Alter HJ, Miller RH, Purcell RH. Nucleotide sequence and mutation rate of the H strain of hepatitis C virus. Proc Natl Acad Sci USA 1991;88:3392-6. [CrossRef]

9. Domiati-Saad R, Scheuermann RH. Nucleic acid testing for viral burden and viral genotyping. Clin Chim Acta 2006;363:197-205. [CrossRef]
10. Smith DB, Simmonds P. Review: Molecular epidemiology of hep- atitis C virus. J Gastroenterol Hepatol 1997;12:522-7. [CrossRef]
11. Altindis M, Yilmaz S, Dikengil T, Acemoglu H, Hosoglu S. Sero- prevalence and genotyping of hepatitis B, hepatitis C and HIV among healthy population and Turkish soldiers in Northern Cy- prus. World J Gastroenterol 2006;12:6792-6.
12. Selcuk H, Kanbay M, Korkmaz M, Gur G, Akcay A, Arslan H, et al. Distribution of HCV Genotypes in Patients with End-Stage Re- nal Disease According to Type of Dialysis Treatment. Dig Dis Sci 2006;51:1420-5. [CrossRef]
13. Abacioglu YH, Davidson F, Tuncer S, Yap PL, Ustacelebi S, Yulug N, et al. The distribution of hepatitis C virus genotypes in Turkish patients. J Viral Hepat 1995;2:297-301. [CrossRef]
14. Bozdayi G, Rota S, Verdi H, Derici U, Sindel S, Bali M, et al. The presence of hepatitis C virus (HCV) infection in hemodialysis pa- tients and determination of HCV genotype distribution. Mikrobi- yol Bul 2002;36:291-300.
15. Yildiz E, Oztan A, Sar F, Pinarbasi E, Cetin-Atalay R, Akkiz H, et al. Molecular characterization of a full genome Turkish hepatitis C virus 1b isolate (HCV-TR1): a predominant viral form in Turkey. Virus Genes 2002;25:169-77. [CrossRef]
16. Hofmann WP, Zeuzem S, Sarrazin C. Hepatitis C virus-related re- sistance mechanisms to interferon alpha-based antiviral therapy. J Clin Virol 2005;32:86-91. [CrossRef]
17. Jubin R. Hepatitis C IRES: translating translation into a therapeu- tic target. Curr Opin Mol Ther 2001;3:278-87.
18. Kanda T, Steele R, Ray R, Ray RB. Small interfering RNA targeted to hepatitis C virus 5’ nontranslated region exerts potent antiviral effect. J Virol 2007;81:669-76.
19. Laporte J, Malet I, Andrieu T, Thibault V, Toulme JJ, Wychowski C, et al. Comparative analysis of translation efficiencies of hepa- titis C virus 5’ untranslated regions among intraindividual quasi- species present in chronic infection: opposite behaviors depend- ing on cell type. J Virol 2000;74:10827-33. [CrossRef]
20. Zekri AR, El-Din HM, Bahnassy AA, Khaled MM, Omar A, Fouad I, et al. Genetic distance and heterogenecity between quasispecies is a critical predictor to IFN response in Egyptian patients with HCV genotype-4. Virol J 2007;4:1-12. [CrossRef]
21. Suzuki K, Shinzawa H, Kuboki M, Ishibashi M, Yoshii E, Saito T, et al. Secondary structure of the hepatitis C virus 5’ untranslated region and efficacy of interferon therapy for chronic hepatitis C. Liver 1998;18:331-6. [CrossRef]
22. Thelu MA, Drouet E, Hilleret MN, Zarski JP. Lack of clinical signifi- cance of variability in the internal ribosome entry site of hepatitis C virus. J Med Virol 2004;72:396-405. [CrossRef]
23. Soler M, Pellerin M, Malnou CE, Dhumeaux D, Kean KM, Paw- lotsky JM. Quasispecies heterogeneity and constraints on the evolution of the 5’ noncoding region of hepatitis C virus (HCV): relationship with HCV resistance to interferon-alpha therapy. Vi- rology 2002;298:160-73. [CrossRef]