Convergence and coevolution of hepatitis B virus drug resistance

Nat Commun. 2012 Apr 17:3:789. doi: 10.1038/ncomms1794.

Abstract

Treatment with lamivudine of patients infected with hepatitis B virus (HBV) results in a high rate of drug resistance, which is primarily associated with the rtM204I/V substitution in the HBV reverse transcriptase domain. Here we show that the rtM204I/V substitution, although essential, is insufficient for establishing resistance against lamivudine. The analysis of 639 HBV whole-genome sequences obtained from 11 patients shows that rtM204I/V is independently acquired by more than one intra-host HBV variant, indicating the convergent nature of lamivudine resistance. The differential capacity of HBV variants to develop drug resistance suggests that fitness effects of drug-resistance mutations depend on the genetic structure of the HBV genome. An analysis of Bayesian networks that connect rtM204I/V to many sites of HBV proteins confirms that lamivudine resistance is a complex trait encoded by the entire HBV genome rather than by a single mutation. These findings have implications for public health and offer a more general framework for understanding drug resistance.

MeSH terms

  • Adult
  • Antiviral Agents / pharmacology
  • Child
  • Drug Resistance, Viral*
  • Evolution, Molecular*
  • Female
  • Genome, Viral
  • Hepatitis B / drug therapy
  • Hepatitis B / virology*
  • Hepatitis B virus / classification
  • Hepatitis B virus / drug effects
  • Hepatitis B virus / genetics*
  • Hepatitis B virus / isolation & purification
  • Humans
  • Lamivudine / pharmacology
  • Male
  • Middle Aged
  • Molecular Sequence Data
  • Mutation, Missense
  • Phylogeny
  • RNA-Directed DNA Polymerase / genetics
  • RNA-Directed DNA Polymerase / metabolism
  • Viral Proteins / genetics
  • Viral Proteins / metabolism

Substances

  • Antiviral Agents
  • Viral Proteins
  • Lamivudine
  • RNA-Directed DNA Polymerase

Associated data

  • GENBANK/JQ707299
  • GENBANK/JQ707300
  • GENBANK/JQ707301
  • GENBANK/JQ707302
  • GENBANK/JQ707303
  • GENBANK/JQ707304
  • GENBANK/JQ707305
  • GENBANK/JQ707306
  • GENBANK/JQ707307
  • GENBANK/JQ707308
  • GENBANK/JQ707309
  • GENBANK/JQ707310
  • GENBANK/JQ707311
  • GENBANK/JQ707312
  • GENBANK/JQ707313
  • GENBANK/JQ707314
  • GENBANK/JQ707315
  • GENBANK/JQ707316
  • GENBANK/JQ707317
  • GENBANK/JQ707318
  • GENBANK/JQ707319
  • GENBANK/JQ707320
  • GENBANK/JQ707321
  • GENBANK/JQ707322
  • GENBANK/JQ707323
  • GENBANK/JQ707324
  • GENBANK/JQ707325
  • GENBANK/JQ707326
  • GENBANK/JQ707327
  • GENBANK/JQ707328
  • GENBANK/JQ707329
  • GENBANK/JQ707330
  • GENBANK/JQ707331
  • GENBANK/JQ707332
  • GENBANK/JQ707333
  • GENBANK/JQ707334
  • GENBANK/JQ707335
  • GENBANK/JQ707336
  • GENBANK/JQ707337
  • GENBANK/JQ707338
  • GENBANK/JQ707339
  • GENBANK/JQ707340
  • GENBANK/JQ707341
  • GENBANK/JQ707342
  • GENBANK/JQ707343
  • GENBANK/JQ707344
  • GENBANK/JQ707345
  • GENBANK/JQ707346
  • GENBANK/JQ707347
  • GENBANK/JQ707348
  • GENBANK/JQ707349
  • GENBANK/JQ707350
  • GENBANK/JQ707351
  • GENBANK/JQ707352
  • GENBANK/JQ707353
  • GENBANK/JQ707354
  • GENBANK/JQ707355
  • GENBANK/JQ707356
  • GENBANK/JQ707357
  • GENBANK/JQ707358
  • GENBANK/JQ707359
  • GENBANK/JQ707360
  • GENBANK/JQ707361
  • GENBANK/JQ707362
  • GENBANK/JQ707363
  • GENBANK/JQ707364
  • GENBANK/JQ707365
  • GENBANK/JQ707366
  • GENBANK/JQ707367
  • GENBANK/JQ707368
  • GENBANK/JQ707369
  • GENBANK/JQ707370
  • GENBANK/JQ707371
  • GENBANK/JQ707372
  • GENBANK/JQ707373
  • GENBANK/JQ707374
  • GENBANK/JQ707375
  • GENBANK/JQ707376
  • GENBANK/JQ707377
  • GENBANK/JQ707378
  • GENBANK/JQ707379
  • GENBANK/JQ707380
  • GENBANK/JQ707381
  • GENBANK/JQ707382
  • GENBANK/JQ707383
  • GENBANK/JQ707384
  • GENBANK/JQ707385
  • GENBANK/JQ707386
  • GENBANK/JQ707387
  • GENBANK/JQ707388
  • GENBANK/JQ707389
  • GENBANK/JQ707390
  • GENBANK/JQ707391
  • GENBANK/JQ707392
  • GENBANK/JQ707393
  • GENBANK/JQ707394
  • GENBANK/JQ707395
  • GENBANK/JQ707396
  • GENBANK/JQ707397
  • GENBANK/JQ707398
  • GENBANK/JQ707399
  • GENBANK/JQ707400
  • GENBANK/JQ707401
  • GENBANK/JQ707402
  • GENBANK/JQ707403
  • GENBANK/JQ707404
  • GENBANK/JQ707405
  • GENBANK/JQ707406
  • GENBANK/JQ707407
  • GENBANK/JQ707408
  • GENBANK/JQ707409
  • GENBANK/JQ707410
  • GENBANK/JQ707411
  • GENBANK/JQ707412
  • GENBANK/JQ707413
  • GENBANK/JQ707414
  • GENBANK/JQ707415
  • GENBANK/JQ707416
  • GENBANK/JQ707417
  • GENBANK/JQ707418
  • GENBANK/JQ707419
  • GENBANK/JQ707420
  • GENBANK/JQ707421
  • GENBANK/JQ707422
  • GENBANK/JQ707423
  • GENBANK/JQ707424
  • GENBANK/JQ707425
  • GENBANK/JQ707426
  • GENBANK/JQ707427
  • GENBANK/JQ707428
  • GENBANK/JQ707429
  • GENBANK/JQ707430
  • GENBANK/JQ707431
  • GENBANK/JQ707432
  • GENBANK/JQ707433
  • GENBANK/JQ707434
  • GENBANK/JQ707435
  • GENBANK/JQ707436
  • GENBANK/JQ707437
  • GENBANK/JQ707438
  • GENBANK/JQ707439
  • GENBANK/JQ707440
  • GENBANK/JQ707441
  • GENBANK/JQ707442
  • GENBANK/JQ707443
  • GENBANK/JQ707444
  • GENBANK/JQ707445
  • GENBANK/JQ707446
  • GENBANK/JQ707447
  • GENBANK/JQ707448
  • GENBANK/JQ707449
  • GENBANK/JQ707450
  • GENBANK/JQ707451
  • GENBANK/JQ707452
  • GENBANK/JQ707453
  • GENBANK/JQ707454
  • GENBANK/JQ707455
  • GENBANK/JQ707456
  • GENBANK/JQ707457
  • GENBANK/JQ707458
  • GENBANK/JQ707459
  • GENBANK/JQ707460
  • GENBANK/JQ707461
  • GENBANK/JQ707462
  • GENBANK/JQ707463
  • GENBANK/JQ707464
  • GENBANK/JQ707465
  • GENBANK/JQ707466
  • GENBANK/JQ707467
  • GENBANK/JQ707468
  • GENBANK/JQ707469
  • GENBANK/JQ707470
  • GENBANK/JQ707471
  • GENBANK/JQ707472
  • GENBANK/JQ707473
  • GENBANK/JQ707474
  • GENBANK/JQ707475
  • GENBANK/JQ707476
  • GENBANK/JQ707477
  • GENBANK/JQ707478
  • GENBANK/JQ707479
  • GENBANK/JQ707480
  • GENBANK/JQ707481
  • GENBANK/JQ707482
  • GENBANK/JQ707483
  • GENBANK/JQ707484
  • GENBANK/JQ707485
  • GENBANK/JQ707486
  • GENBANK/JQ707487
  • GENBANK/JQ707488
  • GENBANK/JQ707489
  • GENBANK/JQ707490
  • GENBANK/JQ707491
  • GENBANK/JQ707492
  • GENBANK/JQ707493
  • GENBANK/JQ707494
  • GENBANK/JQ707495
  • GENBANK/JQ707496
  • GENBANK/JQ707497
  • GENBANK/JQ707498
  • GENBANK/JQ707499
  • GENBANK/JQ707500
  • GENBANK/JQ707501
  • GENBANK/JQ707502
  • GENBANK/JQ707503
  • GENBANK/JQ707504
  • GENBANK/JQ707505
  • GENBANK/JQ707506
  • GENBANK/JQ707507
  • GENBANK/JQ707508
  • GENBANK/JQ707509
  • GENBANK/JQ707510
  • GENBANK/JQ707511
  • GENBANK/JQ707512
  • GENBANK/JQ707513
  • GENBANK/JQ707514
  • GENBANK/JQ707515
  • GENBANK/JQ707516
  • GENBANK/JQ707517
  • GENBANK/JQ707518
  • GENBANK/JQ707519
  • GENBANK/JQ707520
  • GENBANK/JQ707521
  • GENBANK/JQ707522
  • GENBANK/JQ707523
  • GENBANK/JQ707524
  • GENBANK/JQ707525
  • GENBANK/JQ707526
  • GENBANK/JQ707527
  • GENBANK/JQ707528
  • GENBANK/JQ707529
  • GENBANK/JQ707530
  • GENBANK/JQ707531
  • GENBANK/JQ707532
  • GENBANK/JQ707533
  • GENBANK/JQ707534
  • GENBANK/JQ707535
  • GENBANK/JQ707536
  • GENBANK/JQ707537
  • GENBANK/JQ707538
  • GENBANK/JQ707539
  • GENBANK/JQ707540
  • GENBANK/JQ707541
  • GENBANK/JQ707542
  • GENBANK/JQ707543
  • GENBANK/JQ707544
  • GENBANK/JQ707545
  • GENBANK/JQ707546
  • GENBANK/JQ707547
  • GENBANK/JQ707548
  • GENBANK/JQ707549
  • GENBANK/JQ707550
  • GENBANK/JQ707551
  • GENBANK/JQ707552
  • GENBANK/JQ707553
  • GENBANK/JQ707554
  • GENBANK/JQ707555
  • GENBANK/JQ707556
  • GENBANK/JQ707557
  • GENBANK/JQ707558
  • GENBANK/JQ707559
  • GENBANK/JQ707560
  • GENBANK/JQ707561
  • GENBANK/JQ707562
  • GENBANK/JQ707563
  • GENBANK/JQ707564
  • GENBANK/JQ707565
  • GENBANK/JQ707566
  • GENBANK/JQ707567
  • GENBANK/JQ707568
  • GENBANK/JQ707569
  • GENBANK/JQ707570
  • GENBANK/JQ707571
  • GENBANK/JQ707572
  • GENBANK/JQ707573
  • GENBANK/JQ707574
  • GENBANK/JQ707575
  • GENBANK/JQ707576
  • GENBANK/JQ707577
  • GENBANK/JQ707578
  • GENBANK/JQ707579
  • GENBANK/JQ707580
  • GENBANK/JQ707581
  • GENBANK/JQ707582
  • GENBANK/JQ707583
  • GENBANK/JQ707584
  • GENBANK/JQ707585
  • GENBANK/JQ707586
  • GENBANK/JQ707587
  • GENBANK/JQ707588
  • GENBANK/JQ707589
  • GENBANK/JQ707590
  • GENBANK/JQ707591
  • GENBANK/JQ707592
  • GENBANK/JQ707593
  • GENBANK/JQ707594
  • GENBANK/JQ707595
  • GENBANK/JQ707596
  • GENBANK/JQ707597
  • GENBANK/JQ707598
  • GENBANK/JQ707599
  • GENBANK/JQ707600
  • GENBANK/JQ707601
  • GENBANK/JQ707602
  • GENBANK/JQ707603
  • GENBANK/JQ707604
  • GENBANK/JQ707605
  • GENBANK/JQ707606
  • GENBANK/JQ707607
  • GENBANK/JQ707608
  • GENBANK/JQ707609
  • GENBANK/JQ707610
  • GENBANK/JQ707611
  • GENBANK/JQ707612
  • GENBANK/JQ707613
  • GENBANK/JQ707614
  • GENBANK/JQ707615
  • GENBANK/JQ707616
  • GENBANK/JQ707617
  • GENBANK/JQ707618
  • GENBANK/JQ707619
  • GENBANK/JQ707620
  • GENBANK/JQ707621
  • GENBANK/JQ707622
  • GENBANK/JQ707623
  • GENBANK/JQ707624
  • GENBANK/JQ707625
  • GENBANK/JQ707626
  • GENBANK/JQ707627
  • GENBANK/JQ707628
  • GENBANK/JQ707629
  • GENBANK/JQ707630
  • GENBANK/JQ707631
  • GENBANK/JQ707632
  • GENBANK/JQ707633
  • GENBANK/JQ707634
  • GENBANK/JQ707635
  • GENBANK/JQ707636
  • GENBANK/JQ707637
  • GENBANK/JQ707638
  • GENBANK/JQ707639
  • GENBANK/JQ707640
  • GENBANK/JQ707641
  • GENBANK/JQ707642
  • GENBANK/JQ707643
  • GENBANK/JQ707644
  • GENBANK/JQ707645
  • GENBANK/JQ707646
  • GENBANK/JQ707647
  • GENBANK/JQ707648
  • GENBANK/JQ707649
  • GENBANK/JQ707650
  • GENBANK/JQ707651
  • GENBANK/JQ707652
  • GENBANK/JQ707653
  • GENBANK/JQ707654
  • GENBANK/JQ707655
  • GENBANK/JQ707656
  • GENBANK/JQ707657
  • GENBANK/JQ707658
  • GENBANK/JQ707659
  • GENBANK/JQ707660
  • GENBANK/JQ707661
  • GENBANK/JQ707662
  • GENBANK/JQ707663
  • GENBANK/JQ707664
  • GENBANK/JQ707665
  • GENBANK/JQ707666
  • GENBANK/JQ707667
  • GENBANK/JQ707668
  • GENBANK/JQ707669
  • GENBANK/JQ707670
  • GENBANK/JQ707671
  • GENBANK/JQ707672
  • GENBANK/JQ707673
  • GENBANK/JQ707674
  • GENBANK/JQ707675
  • GENBANK/JQ707676
  • GENBANK/JQ707677
  • GENBANK/JQ707678
  • GENBANK/JQ707679
  • GENBANK/JQ707680
  • GENBANK/JQ707681
  • GENBANK/JQ707682
  • GENBANK/JQ707683
  • GENBANK/JQ707684
  • GENBANK/JQ707685
  • GENBANK/JQ707686
  • GENBANK/JQ707687
  • GENBANK/JQ707688
  • GENBANK/JQ707689
  • GENBANK/JQ707690
  • GENBANK/JQ707691
  • GENBANK/JQ707692
  • GENBANK/JQ707693
  • GENBANK/JQ707694
  • GENBANK/JQ707695
  • GENBANK/JQ707696
  • GENBANK/JQ707697
  • GENBANK/JQ707698
  • GENBANK/JQ707699
  • GENBANK/JQ707700
  • GENBANK/JQ707701
  • GENBANK/JQ707702
  • GENBANK/JQ707703
  • GENBANK/JQ707704
  • GENBANK/JQ707705
  • GENBANK/JQ707706
  • GENBANK/JQ707707
  • GENBANK/JQ707708
  • GENBANK/JQ707709
  • GENBANK/JQ707710
  • GENBANK/JQ707711
  • GENBANK/JQ707712
  • GENBANK/JQ707713
  • GENBANK/JQ707714
  • GENBANK/JQ707715
  • GENBANK/JQ707716
  • GENBANK/JQ707717
  • GENBANK/JQ707718
  • GENBANK/JQ707719
  • GENBANK/JQ707720
  • GENBANK/JQ707721
  • GENBANK/JQ707722
  • GENBANK/JQ707723
  • GENBANK/JQ707724
  • GENBANK/JQ707725
  • GENBANK/JQ707726
  • GENBANK/JQ707727
  • GENBANK/JQ707728
  • GENBANK/JQ707729
  • GENBANK/JQ707730
  • GENBANK/JQ707731
  • GENBANK/JQ707732
  • GENBANK/JQ707733
  • GENBANK/JQ707734
  • GENBANK/JQ707735
  • GENBANK/JQ707736
  • GENBANK/JQ707737
  • GENBANK/JQ707738
  • GENBANK/JQ707739
  • GENBANK/JQ707740
  • GENBANK/JQ707741
  • GENBANK/JQ707742
  • GENBANK/JQ707743
  • GENBANK/JQ707744
  • GENBANK/JQ707745
  • GENBANK/JQ707746
  • GENBANK/JQ707747
  • GENBANK/JQ707748
  • GENBANK/JQ707749
  • GENBANK/JQ707750
  • GENBANK/JQ707751
  • GENBANK/JQ707752
  • GENBANK/JQ707753
  • GENBANK/JQ707754
  • GENBANK/JQ707755
  • GENBANK/JQ707756
  • GENBANK/JQ707757
  • GENBANK/JQ707758
  • GENBANK/JQ707759
  • GENBANK/JQ707760
  • GENBANK/JQ707761
  • GENBANK/JQ707762
  • GENBANK/JQ707763
  • GENBANK/JQ707764
  • GENBANK/JQ707765
  • GENBANK/JQ707766
  • GENBANK/JQ707767
  • GENBANK/JQ707768
  • GENBANK/JQ707769
  • GENBANK/JQ707770
  • GENBANK/JQ707771
  • GENBANK/JQ707772
  • GENBANK/JQ707773
  • GENBANK/JQ707774