Вірус гепатиту В, ВГВ (Hepatitis В virus, HBV)

Вірус гепатиту В (частка Дейна) - ДНК-вірус із сімейства Hepadnaviridae, діаметром 42 нм. Ліпопротеїдна оболонка містить поверхневий антиген HBsAg (австралійський антиген), відкритий Бламбергом у 1965р. У частках HBsAg визначаються три білкові домени (Pre-S1, Pre-S2, S), ліпідний та вуглеводний компонент, а також рецептор полімеризованого альбуміну рАR (рис. 1.).

virus

Мал. 1. Структура вірусу гепатиту B

*Примітка. Структура HBs-Ag кодується геном S. Структура HBcor-Ag кодується геном C. Pre-S-ген кодує рецептор поліальбуміну Pre-S1-регіон поверхневого антигену Pre-S2- регіон поверхневого антигену S-компонент поверхневого антигену

Гепатоцити (клітини печінки) мають рецептор для поліальбуміну, передбачається, що за допомогою РАР HBV проникає в клітину.

Існує один головний серотип та генетично стійкі підтипи HBsAg, що визначаються набором антигенних детермінант його поверхні: adw, adr, ayw, ayr.

До структури нуклеокапсиду (ядерного антигену - HBcAg) входять: субодиниця HBeAg, ДНК-полімераза (зворотна транскриптаза), протеїнкіназа та ДНК.

Молекула ДНК (HBV DNA) частково однонитчаста, кільцева конфігурація.

HBeAg утворюється в процесі перетворення білка Pre-core на структурний білок core і виділяється за межі клітини (служить маркером реплікації вірусу).

Важливі функції виконують поліпептидні домени Pre-S (регіони) HBsAg.

Передбачається, що антитіла Pre-S2 також мають значення для елімінації вірусу.

Вірус гепатиту В багато в чому унікальний. Його геном представлений дволанцюжковою кільцевою молекулою ДНК - найменшою з усіх нині ідентифікованих ДНК у ДНК-вірусів. ДНК ВГВ складається приблизно з 3200нуклеотидів, з коливаннями від 3182 до 3221 у різних ізолятах вірусу.

У ДНК ВГВ ідентифіковано 4 гени (S, С, Р, X). Крім того, у геномі вірусу визначено регуляторні послідовності ДНК, відповідальні за синтез білків та реплікацію вірусу. Відкриті рамки зчитування певних генів частково перекривають один одного, що забезпечує високу інформаційну ємність геному ВГВ.

Ген Р охоплює велику зону довжиною приблизно 840-850 нуклеотидів, кодуючи білок з молекулярною масою 25000, що володіє ферментативною активністю (РНК-залежна ДНК-полімераза).

Ген S містить інформацію про головний білок оболонки вірусу - HBsAg. Цьому гену передують дві зони: pre-Sl та рге-S2. Ген S і зазначені дві зони кодують три білки: основний білок (ген S), що складається з 226 амінокислот, що виявляється в глікозильованій (gp 27) і неглікозильованій формі (р 24); середній (ген S та pie-S2), що існує в один раз і двічі глікозильованих формах (gp 33); великий (ген S, pre-S2, pre-Sl) білок, що знаходиться в неглікозильованій (р 39) і глікозильованої (gp 42) формі.

Область pre-Sl кодує білок, що прикріплюється до IgA рецептора на поверхні гепатоциту, тим самим сприяючи проникненню вірусу в клітину.

Область гена pre-S2 містить інформацію про ділянку зв'язування з полімеризованим альбуміновим рецептором, локалізованим також на гепатоциті.

Ген С, що складається з 183-185 амінокислот, кодує білок нуклеокапсиду - HBcAg. Перед геном розташована зона рге-Соге; синтезований на її основі білок є регуляторним або сигнальним синтезом ядерного антигену.

Ген Х кодує білок, що складається з 154 амінокислот з молекулярною масою близько 16000, який активує експресіювсіх генів вірусу гепатиту Ст.

Реплікація геному вірусу гепатиту В багато в чому відмінна від такої в інших ДНК-вірусів. Вона починається з проникнення віріона в гепатоцит із руйнуванням зовнішньої оболонки частинки Дейна.

За допомогою ДНК-полімерази відбувається добудова одноланцюгових ділянок короткого ланцюга ДНК ВГВ з утворенням РНК-реплікативного посередника (прегенома) з одночасною транскрипцією та трансляцією, тобто із синтезом віукраінспеціфіческіх білків. Пренуклеоїд, що утворився, включає в себе прегеномну РНК- і ДНК-полімеразу.

Наступним етапом реплікації є зворотна транскрипція, тобто синтез повного ланцюга ДНК на РНК матриці за допомогою виукраінспеціфіческой ДНК-полімерази, що має властивості зворотної транскриптази (ревертази) з подальшим руйнуванням прегеномної РНК.

Потім мінус ланцюга ДНК ВГВ відбувається синтез неповної ланцюга ДНК ВГВ.

Кільцева структура ДНК ВГВ, що утворилася, разом з ДНК-полімеразою включається в нуклеокапсид вірусу і мігрує в цитоплазму гепатоцита, де формується зовнішня оболонка вірусу, що складається з HBsAg і ліпідів клітини.

Щойно нова вірусна частка виходить із гепатоциту, синтез плюс ланцюга ДНК ВГВ припиняється.

Відмінність у часі виходу з гепатоциту вірусних частинок визначають варіабельність довжини плюс ланцюга ДНК ВГВ.

Крім включення ДНК ВГВ до складу нащадків вірусних частинок, вона може інтегруватися в геном гепатоциту.

Синтез білків вірусу гепатиту В регулюється на рівні транскрипції та трансляції. Підсилювачі транскрипції активують експресію генів вірусу, діючи переважно у клітинах печінки.

Протягом тривалого часу вважалося, що гепатоцити є єдиними клітинами організму, де може відбуватися синтезвірусу гепатиту В. Ідентифікація послідовностей ДНК та білків вірусу в клітинах нирок, селезінки, підшлункової залози, шкіри, кісткового мозку та клітинах крові спростувала це положення.

Разом з тим, доведено, що максимальна експресія генів вірусу гепатиту В, і насамперед S-гену, відбувається тільки в печінці, можливо, під впливом стероїдних гормонів.

Однією з унікальних властивостей вірусу гепатиту В є його взаємозв'язок з розвитком первинного раку печінки. В даний час можна вважати доведеною роль цього вірусу у розвитку пухлини.

ВГВ може бути виявлений у сироватках крові та цитоплазмі гепатоцитів хворих на гострий та хронічний гепатит, а також у носіїв вірусу

При електронній мікроскопії визначаються дві морфологічні форми: частинки, що мають оптично щільне ядро, що містять ДНК ВГВ, і неповні частки без ДНК. Концентрація вірусних частинок у сироватках крові з наявністю HBsAg коливається від 10 частинок на 1 мл до кількостей, недоступних виявленню за допомогою електронної мікроскопії.

Деякі сироватки крові з наявністю ВГВ інфекційні навіть у розведеннях 10 -7 - 10 -8.

Інфекційність ВГВ у сироватці крові зберігається

  • при 30-32° протягом б місяців;
  • при -20 ° С - 15 років;
  • після прогрівання до +60 ° С - 4 години;
  • при 98 ° С - протягом 1 хвилини зберігається частково, а через 20 хв зникає повністю;
  • при обробці сухим жаром (-Н60 ° С) руйнується протягом 1 години;
  • обробка бета-пропіолактоном у поєднанні з ультрафіолетовим опроміненням знижує інфекційність ВГВ-плазми, що містить приблизно в 10 мільйонів разів.

Частинки ВГВ чутливі до ефіру та неіонних детергентів, які руйнують зовнішню оболонку віріону, звільняючи при цьомунуклеокапсид.

Численні спроби культивування ВГВ у різних клітинних культурах були невдалими.

Для виявлення та кількісного визначення ВГВ застосовують імуноелектронну мікроскопію та визначення ДНК-полімеразної активності. Непрямим доказом наявності ВГВ у досліджуваному матеріалі може бути виявлення ДНК ВГВ у тесті гібридизації та ампліфікації, а також в імуноферментному чи радіоімунному аналізі за наявністю HBcAg, виділеного зі складу частки Дейна після обробки детергентами.

В експериментальних умовах ВГВ здатний розмножуватися в організмі людиноподібних мавп, повністю відтворюючи клініко-морфологічні прояви, характерні для гепатиту, крім жовтяниці.