乙肝

LiHao,Clinic4Case16HepatitisBVirus一、乙型肝炎病毒基本知识：(一)病原学(Etiology)1.分类:HBV与土拨鼠肝炎病毒(WHV)、地松鼠肝炎病毒(GSHV)及鸭乙型肝炎病毒(DHBV)同属嗜肝DNA病毒科(Hepadnaviridae).基本特征：有包膜，毒粒呈球形，大小为42nm。不完全双链DNA，细胞核内复制。核酸复制有逆转录过程。2.形态和结构:HBV为直径约42nm的球状颗粒，又称Dane颗粒，呈双层结构，内部为直径约27nm的核衣壳，由约180~240拷贝病毒的核心蛋白组成，内部含有HBV基因组及DNA聚合酶、一个蛋白激酶。在核心外部有厚约4nm的包膜，分为大(L)、中(M)、小(S)3种HBV编码的包膜糖蛋白，镶嵌在来源于宿主细胞膜的脂质双层膜内。电镜下HBV有3种形态①大球形颗粒(Dane颗粒);①小球形颗粒;②管形颗粒。后两种颗粒均为无病毒核心的包膜糖蛋白颗粒，无传染性。前者只含有M及S蛋白，而后者由L、M、S3种蛋白组成。该两种颗粒在HBV感染者体内的数目远远高于Dane颗粒，有抗原性，可能与协助Dane颗粒逃避血循环中的抗-HBs中和抗体有关。(Source:Mandell:Mandell,Douglas,andBennett'sPrinciplesandPracticeofInfectiousDiseases,7thed.)LiHao,Clinic43.基因组及其编码的蛋白质:长链和短链DNA的5’端位置是固定的，而短链的3’端长度可变。负链DNA的5’端与HBVDNA聚合酶(pol)的TP功能区共价结合，而正链的5’端则结合有一个RNA寡核苷酸。因此，HBV基因组的正链和负链都不是闭合的，但由于两链的5’端最先的250个核苷酸可互相配对，使HBV基因组DNA保持环形。两链的5’端相互配对的部分称为粘性末端。在粘性末端两侧各有11个核苷酸组成的直接重复序列(DRs)，是HBV复制的关键序列。位于负链5’末端的称为DR1，正链5’末端的称为DR2.S区基因：包括S基因、PreS1与PreS2基因，分别编码L、M、S三种HBV包膜蛋白。S蛋白(p24，gp27)数量最多，是HBV的主要包膜蛋白，即HBsAg，由S基因翻译产生。根据S蛋白抗原性的差异，可对HBV进行血清分型，adw/ayw/adr/ayr四个主要血清型.3种包膜蛋白均具有较强的免疫原性，可诱导机体产生相应的特异性抗体。其中S蛋白含有”a”抗原决定簇，可诱发抗-HBs。C区基因：编码HBcAg(构成HBV核衣壳的结构蛋白，仅存在于感染的肝细胞中，血液中HBcAg被HBV包膜所包被，检测不到)和HBeAg(可作为HBV复制及具有强传染性的指标之一)。P区基因：最长，编码HBVDNA多聚酶，具逆转录酶活性。X区基因：编码X蛋白，可反式激活一些细胞的癌基因及病毒的基因等，可能与肝癌的发生有关。LiHao,Clinic4(Source:Mandell:Mandell,Douglas,andBennett'sPrinciplesandPracticeofInfectiousDiseases,7thed.)4.复制：(Source:王玲老师课件)1)HBV通过HBsAg与肝细胞表面受体(目前尚不清楚)结合，经过膜融合后进入细胞浆中。2)HBV的核衣壳通过核孔复合物进入宿主细胞核，HBV基因组DNA从病毒的核衣壳内释放出来，然后被修复成为完整的共价闭环超螺旋双链DNA(cccDNA)。3)在宿主细胞的DNA聚合酶作用下，以cccDNA的负链为模板，转录合成4种不同长度的病毒mRNA，分别为3.5、2.4、2.1和0.7kb。4种mRNA起始于基因组的不同位置，但均终止于C区，然后是多聚腺苷酸尾巴。现已知3.5kbmRNA的5’末端不是均一的，起始于Pre-C起始密码上游的为Pre-CmRNA，经翻译产生Pre-C，然后经过修饰加工后成为HBeAg；起始于Pre-C起始密码与core起始密码之间的mRNA为HBV的pgRNA，为HBV复制的模板，并可经翻译生成core及pol；2.4kb和2.1kbmRNA分别起始于Pre-S1和Pre-S2区域，编码HBV的包膜蛋白；0.7kbmRNA是翻译X蛋白的模板。4)4种HBVmRNA转运至胞浆中，经翻译成为HBV蛋白。core在细胞浆中组装成病毒衣壳，将HBV的pgRNA、pol等装入。5)在HBVpol的逆转录酶活性作用下，在病毒衣壳内，以pgRNA为模板，自DR1区开始，逆转录合成全长的HBVDNA负链。在负链合成的过程中，pgRNA被pol的RNAH酶活性所降解。6)以新合成的HBV负链DNA为模板，自DR2区开始，合成正链HBVDNA。7)包装于衣壳中的HBV负链DNA和复制中的正链RNA可有两种结局：出芽转运至内质网，与包膜蛋白接触，然后通过高尔基复合体分泌释放到细胞外；或重新进入细胞核内，LiHao,Clinic4进入下一个复制循环。后者使持续感染肝细胞内HBVDNA得到不断地补充和扩增，维持了病毒感染所需要的病毒微染色体池。持续和稳定的cccDNA是长期维持HBV感染的关键因素。The(−)strandofsuchCCCDNAisthetemplatefortranscriptionbycellularRNApolymeraseIIofalonger-than-genome-lengthRNAcalledthepregenomeandshorter,subgenomictranscripts.ThepregenomeRNAistranslatedatlowefficiencytoproducea90-kDapolymeraseprotein,P,whichpossessesreversetranscriptaseactivity.Thisproteinthenbindstoaspecificsiteatthe5’endofitsowntranscript,whereviralDNAsynthesisiseventuallyinitiated.ThepregenomicRNAalsoservesasmRNAforthecapsidprotein.HBVprimarilyinfectshepatocytes.Itentershepatocytesviaanunidentifiedlivercell–specificreceptor,consistentwiththestricthepatotropismexhibitedbythisandothermembersofHepadnaviridae.Candidatereceptormoleculesincludeendonexin,carboxypeptidase,andserumapolipoproteins,butnoneappeartofulfillthecriteriaforalivercell–specificreceptorthatconfershepatotropismtoHBVandotherrelatedhepatitisviruses.Thereisevidencethathepatocyteentrymaybeamultistepprocessinvolvingbindingtoheparansulfateproteoglycans,whicharefoundonavarietyofcells,followedbyahighlyHBV-specificstep.Boundvirionsdelivercoreparticlesintothecytoplasm,whichmaketheirwayintothenucleusthroughthenuclearporecomplex.Inthenucleus,thevirionDNA,whichispartiallyduplexismaturedintoacovalentlyclosedcircular(CCC)DNAform.Liverspecificityisalsodisplayedatthelevelofviralgeneexpression,whichiscontrolledlargelybythepromotersandenhancers.ThepresenceofHBVDNAinothercelltypes,especiallylymphocytes,hasbeendescribed.LiHao,Clinic4(Source:Mandell:Mandell,Douglas,andBennett'sPrinciplesandPracticeofInfectiousDiseases,7thed.)Figure146-5HepatitisBvirus(HBV)replicationpathway.TheterminallyredundantpregenomicRNA(topline)iscappedandpolyadenylated.Boxes1and2representDR1andDR2,respectively.ThehorizontalbracketlabeledRrepresentstheterminallyredundantregionoftheRNA.Theepsilon(ε)stem-loopsareindicatedatthetermini.PregenomeRNApackagingintocoresisinitiatedbytheinteractionofpolymerase(P)proteinwiththe5’copyofε.Minus-strandDNAsynthesisisinitiatedatthe5’εoftheRNAandisprimedbyPprotein.Afterthefirsttemplateexchange(step2),DNAsynthesiscontinues,usingthe3’copyofDR1asthetemplate(step3).Assynthesisproceeds,thenewlycopiedRNAtemplateisdegradedbytheassociatedribonucleaseHactivityofthepolymerase(step4).Elongationof(−)strandDNAisfinishedoncompletecopyingofthepregenomicRNAtemplate.Theproductisaterminallyredundantcomplete(−)strandDNAspecies.Theredundancies(8to10nucleotides)arelabeledr.Atthistime,theprimerfor(+)strandsynthesisisgeneratedfromthe5’-terminal15to18nucleotidesofthepregenomicRNA.Theprimeriscappedandincludesthesequencetothe3’endofDR1.Elongationofthe(+)strandresultsinaduplexlineargenome.Inthemajorityofcases,theprimerisLiHao,Clinic4translocatedtobasepairwiththeDR2sequencenearthe5’endof(−)strandDNA(step5).The(+)strandsynthesisisinitiated,andthenelongationbegins.Onreachingthe5’endof(−)strandDNA,anintramoleculartemplateexchangeoccurs,resultinginacircularDNAgenome(s