乙肝病毒特性与致病机理研究进展.docx

乙肝病毒特性与致病机理探讨进展王晓冬，土峰，吕月蒙，李强，张国峰，孙涛，贾亚雄甘肃农业高校生命科学技术学院，甘肃竺州(730070)E-mai1.：摘要：乙型肝炎痛毒(HePatitiSBVirus,HBV)是引起中国与东南亚带病毒性肝炎的主要病原之一，有半数以上HBV感染的患者将会发展为慢性肝炎(ChroniCHepatitis,CH)、肝硬化(1.iVerCinhosis,1.C),甚至肝细胞性IfI癌(HePatoCeuUIarCarcinoma,HCC),常被形象的称之为“慢性肝病三步曲”。新近有多项探讨表明活化的T细胞反应可能在HBV感染的慢性化和肝细胞损伤过程中起重要作用。CD4+Th细胞可分为Th1.和Th2细胞，分别介导两种不同的免疫学效应。Th1.细胞主要分泌I1.-2,IFN-X和肿病坏死因子(TNF)等细胞因子，参加细胞免疫应答;Th2细胞主要分泌I1.-4,I1.-5,I1.-6和I1.-Io等细胞因子，参加体液免疫应答;Th1./Th2的平衡确定免疫应答的有效性和平安性。ThI与Th2之间存在相互制约或促进左右，细胞因子组成个困难的分子网络，参加调整炎症反应以与器官功能的自我稳定。关键词：细胞因子，乙型肝炎病毒，细胞毒性T淋巴细胞1 .引言乙型病毒性肝炎(hepatitisB,HB)是由乙型肝炎病毒(hepatitisBvirus,HBV)引起的。HBV的感染不仅可以导致急、慢性病毒性肝炎和重性肝炎，而且还与肝硬化(HVerCi1.Thosis,1.C)和肝细胞癌(hepatoce1.1.u1.arcarcinoma,HCC）的发生、发展亲密相关。20%的慢性乙肝患者将发展成为肝硬化，HBV慢性感染的人罹患HCC的危急性是正常人的100倍。HBV感染呈世界性分布，其中西欧、北美、澳大利亚为低流行区，乙性肝炎病毒表面抗原（hepatitisBsurfaceantigen,HBsAg）携带率在2%以下；东欧、日本、前美、北美和地中海国家为中流行区；中国、东前亚与南非为岛流行区（HBSAg携带率10%左右）。全世界共有约3.5亿人为HBSAg慢性携带者，其中3/4在亚洲。HBV感染导致全球每年50120万人死亡，其中死于Hee的约占32万。我国是HBV感染的高发区，约60%的人群感染过HBV,10%的人群为携带者，多达1.2亿。现花乙型肝炎患者约为1200万，年发病率为158/10万'11.随着HBV疫苗在1982年的问世，HBV感染率大大降低，抗病毒药物的出现也使乙型肝炎的治疗取得了确定的进展。但是，乙型肝炎的现状仍旧不容乐观，现有乙型肝炎患者与带毒者数敬浩大，面临发展为肝硬化和肝癌的危急，不幸的是，到目前为止，还没有针对HBV的特效药物。因此，乙型肝炎的治疗至少在今后50年内仍旧是一个严峻的问题，找寻更有效的治疗途径是医学探讨的重大课题。2 .HBV的生物学特性2.1 HBV的生物学分类1986年国际病毒革命委员会正式将人类HBV划归为个新的病毒科一嗜肝DNA病毒科（HePadnaViridae）的成员C该科病毒成员除了人HBV外还有：（】）东方上拨鼠肝炎病毒（GHV）,1978年在美国新泽西州和马里丝州等地的野生土拨鼠发觉该病毒。东方土拨鼠肝炎和肝癌的发病率较高；（2）地松鼠肝炎病毒（GHV）,是1980年在美国南加州的地松鼠中发觉的；（3）鸭乙型肝炎病毒（DHBV）,1981年在我国江苏省启东县肝癌高发区分别自易发生肝癌的麻鸭，后来在北京能够鸭和美国商品鸭中也发觉此病毒s22.2 HBV的形态与结构-1-HBV在动物病毒中是不寻常的，是由于在被浸染的细胞中能产生多类型的与病毒相关的颗粒，电镜卜.视察HBV的提纯制品，证明有三种类型颗粒1.小球型颗粒平均直径为22nm,由空心病毒包膜组成，是HBV多余的衣壳蛋白，没有病毒核酸。无感染性，但刺激机体产生相应的抗体，具彳丁中和病毒的作用，制备乙肝疫苗即由此种颗粒组成。2.管型颗粒由小球型颗粒连接而成，其长短不一。小球型颗粒和管型颗粒的产生是由于病毒颗粒包膜产量过剩“小球型颗粒和管型颗粒与DanC颗粒的比例依不同的病程差异较大，一般撒Dane颗粒的10410”倍，在患者血液中的含量可高达1。"个/m1.3Dane颗粒为完整的具有感染性的病毒颗粒，直径为42nm,由包膜和核衣壳组成。核衣壳直径为27nm,含有HBcAg,单一分子的部分双链DNA以与依轴DNA的DNA聚合解C核衣壳很重要的一个功能是作为病毒基因组的爱护性容器C另一独特的特征是P蛋白与长DNA锌共价结合。在患者血液中的Dane颗粒含成为1(106m1.图一电子显微镜下可以视察到乙肝病毒3种不同的形态：大球形颗粒，小球形颗粒和管形颗粒"3-2-图二肝病毒(HBV)结构示意图102.3 理化特性与反抗力在气化钠平衡梯度高心中,HBV颗粒(42nm)的浮力为122gc11?.表面抗原颗粒(22nm)为1.22gcm痛毒外膜成分含有来自宿主细胞的脂类，约占外膜干重的30%。HBV对理化因素有较强的反抗力。病毒在3032C可存活至少6个月，在-20C可存活15年。病毒浓度高时，60C加热IOh,或98C加热Imin,以与乙醍或pH204处理均不能有效灭活乙肝病毒，能够灭活HBV的常用方法和条件包括121C高压灭曲20min,160C干烤1.h,100C干脆煮沸2min,以与0.5%过氧化酸，3%漂白粉溶液，5%次氯酸钠和环氧乙烷等的干脆处理。HBV的感染性并非与其抗原性和免疫原性相一样，在一些能够灭活HBV感染性的条件下，共抗原性和免疫原性-仍可较好保留2.4 HBV的基因组和蛋白蛆成HBV基因组结构特殊，成不完全闭合的双链形式，负(一)链为全长基因，约含3200个核甘酸，而正(+)链是负链K度的2080%,病毒颗粒内含方DNA聚合醉。在全部已知可感染人体而且具方独立复制实力的双链DNA病毒中，HBV基因组是最小但乂是最高效的。它具有以卜注个显明的特点”(1)不完全双链环状结构；(2)利用重叠的开放读码框(openreadingframeORF)编码多个蛋白质;(3)全部调控序列均位于蛋白质编码区内;(4)基因序列具有多变性。-3-图三HBV基因组基本结构15HBV含有4个ORF,即S区(包括preS1.、preS2与S)、C区(包括PreC和C)、P区和X区“TORF之间相互重强。HBV有4种转录子，共用一个PoIyA加尾信号，长度分别为3.5kb、24kb21.k1.07kb(?!)。4种mRNA合成7种病毒浅白，即外膜假白(大、中、主蛋白)、核壳能白(前C和C蛋白)、X蛋白和P蛋白”支外膜浅白由S基因区编码，包括3种外膜成分：主维门(sma1.1.Protein,Sprotein,即HBSAg)、中蛋白(midd1.eprotein,Mprotein,即preS2+HBsAg)和大柒白(1.argeprotein,1.protein,即preS1.+preS2+HBsAg),主蛋白在3种成分中含成及高。主蛋白和中蛋白由2.1kbmRNA翻译而来，而大蛋白则是2.4kbmRNA的产物，HBV的外膜蛋白构成病毒的外壳包袱颗粒，使病毒能够附着和侵入新的细胞,大蛋日在病毒与细胞受体的结合、病毒颗粒的包装和自细胞向外分泌的过程中发挥重要作用。此外，外膜蛋白还含有引起宿主免疫反应的抗原表位，能够刺激机体产生爱护性免疫应答。核壳蛋白由HBV基因组的C区编码,存在两种形式:核心抗原(HBCAg)和e抗原(HBeAg).HBcAg分子量21KD,是漏毒核壳的组成成分，在病毒复制过程中负责对前基因组RNA包装，这是基因组复制的必备步骤。HBCAg有较强的免疫原性，几乎全部的HBV感染者均产生针对HBCAg的抗体。HBeAg是分泌性蛋白，先由preC+C区编码带有信号肽的24KD的前体蛋白，前体蛋白进入高尔基体被蛋白施切割后形成16KD成熟分子进入病人的血液中，HBeAg可诱导机体产生相应的抗体，其功能尚不清晰。HBCAg和HBeAg均是3.5kbmRNA的翻译产物。P蛋白即聚合醐（P。IymeraSa,Po1.）由P基因区编码，是一个含816个负基酸的大能白，也是3.5kbmRNA的翻译产物。目前已经发觉P蛋白具有4个功能性结构域，P蛋白参加病毒基因蛆复制的全过程，每一个结构域在基因组复制过程中都发挥不同的作用。HBV前基因组RNA反转录过程中的几个关键步骤，包括RNA的包装、DNA合成所褥的引物、以RNA和DNA为模板合成DNA以与将RNA-DNA杂交体中的RNA消化等，均涉与P蛋-4-白的功能。由于P蛋白的重要性，使其成为抗病毒药物的主要把点CX蛋白由X基因区编码，其转隶子为07kbmRNA°X蛋白具有多种功能。它可反式激活HBV本身的、其它病毒或细胞的调整序列，还可以激活浅白激陶C,从而影响细胞信号转导。病毒在体内复制和传播也须要X蛋白的参加。2.5 HBV的复制在HBV的复制过程中，最突出的特点是，作为DNA病毒，HBV不以DNA为模板进行复制，而是将DNA转录RNA中间体(RNAintermediate)或称前基因组RNA,再逆转求成DNA进行复制，与逆转隶病毒的豆制过程类似。HBV的纪制过程有以下儿个环节,沟：(1)侵入：病毒颗粒的外膜蛋白和宿主细胞膜上的受体(至今不清晰)结合，脱去外壳核心颗粒进入细胞质，进而脱去核壳，病毒DNA与聚合醐进入细胞核；(2)修身：HBV聚台懒修品不完整的正徒，使其与负链完全互补，形成共价闭合环状DNA(cova1.ent1.yc1.osedcircu1.arDNA1cccDNA),即超螺旋结构，是病毒复制的重要标记；(3)转聚：宿主RNA聚合fiH以CCCDNA为模板，转隶出长短不的mRAN,这些mRNA分子从细胞核转移到细胞质；(4)复制：mRNA分子在细胞质内被翻译成外膜、核心、X和聚合隧等多种蛋白。3.5kbmRNA被成为前基因组RNA(pregenomicRNA,pRNA),含有病毒编码的全部遗传信息，既是蛋白质翻译的模板，也是HBV基因组复制时反转录的模板。在细胞质内，核心蛋白包袱PRNA和聚合酶形成新生的核心颗粒，病毒复制即在其中进行：先由病毒自身的聚合能以PRNA为模板，逆转录出负链DNA,PRNA被降解：再以负链为模板，合成正链DNA,形成部分双链的环状DNA,即成熟的病毒基因组;(5)循环：一小部分含有病毒基因组的核心颗粒重新进入细胞核，以维持核内确定量的CCCDNA;(6)释放：大多数新形成的核心颗粒出芽到细胞质，装配好病毒的外壳，形成成熟的病毒颗粒稀放到细胞外。图四HBV的复制过程23-5-3.HBV的致病性与免疫性乙型肝炎病毒(HePatitiSBVirus,HBV)是引起中国与东南亚一带病毒性肝炎的主要病原之一，有半数以上HBV感染的患者将会发展为慢性乙型肝炎(ChroniCHePatitiS,CH)、肝硬化(1.iVerCirrhoSiS,1.。，旄至肝细胞性If啕(HePat。CeIIU1.arCarcinoma,HCC),常被形象的称之为“慢性肝病三步曲HBV感染后导致乙型肝炎的致病机制迄今尚未完全阐明。目前学者们一样认为乙型肝炎病人肝脏损伤并不是病毒在肝内复制的F脆结果，而是机体对HBV表达产物的免疫导致反应机制所致洌。人体被HBV感染后，可产生免疫应答反应：(1)体液介导的免疫反应：受乙肝病毒感染后，机体可产生三种抗体，抗HBs、抗HBC与抗HBe。抗HBS一般在感染HBV后4周出现，对乙肝有爱护作用。据报道，在医务人员中，有抗HBS者发生乙肝的不到1%,而无抗HBS者有11%发生肝炎。但抗HBS仅能作用于细胞外的H