Строение вируса гепатита в и с
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 31 декабря 2018;
проверки требуют 3 правки.
Ви́рус гепати́та B (англ. Hepatitis B virus, HBV) — ДНК-содержащий вирус из семейства гепаднавирусов, возбудитель вирусного гепатита B. В мире по различным оценкам от 3 до 6 % людей инфицировано вирусом гепатита B. Носительство вируса не обязательно сопровождается гепатитом, однако носитель вируса может заражать других людей.
Классификация[править | править код]
Выделяют 10 генотипов вируса: A, B, C, D, E, F, G, H, I и J. Различия между генотипами составляют более 8 %. Генотипы A и D распространены повсеместно; генотипы C и B характерны для Юго-Восточной Азии и Японии. Генотип Е распространен преимущественно в Африке. Генотип F был найден среди коренного населения Южной Америки и на Аляске. Генотип G спорадически встречается в различных частях света, в частности в Соединенных Штатах Америки и во Франции. Генотипы Е и G характеризуются низкой вариабельностью в последовательности нуклеотидов в геноме, по сравнению с другими генотипами.
Генотипы вируса гепатита B могут обладать различными биологическими свойствами. В последнее время все большое значение придаётся генотипу вируса в клинических аспектах течения вирусной инфекции, а также чувствительности к антивирусным препаратам. На сегодняшний день установлено, что инфекция, вызванная вирусом гепатита B генотипов В и С, коррелирует с повреждением печени; а инфекция, обусловленная вирусом гепатита B генотипа А, эффективно излечивается терапевтическими методами с использованием интерферона
Строение вирусной частицы[править | править код]
Вирион (вирус вне клетки хозяина) состоит из нуклеопротеида, капсида и суперкапсида. Капсид — икосаэдр размером 28 нм, внутри которого заключена ДНК вируса (нуклеопротеид). В состав капсида входит основной белок ядра (HBcAg — от «Hepatitis B core Antigen»). Суперкапсид представляет собой липидную мембрану, в которую встроены молекулы белка наружной оболочки — поверхностного антигена (HBsAg — от «Hepatitis B surface Antigen»). Диаметр вирусной частицы — 42 нм.
Строение генома[править | править код]
Геном вируса гепатита B представляет собой одну двуцепочечную кольцевую ДНК длиной около 3200 нуклеотидов (длина генома различна у разных изолятов). Одна из цепей («плюс-цепь») ДНК короче другой (её длина составляет 1700—2800 нуклеотидов). Вторая цепь тоже не является замкнутой и к её 5’-концу ковалентно присоединена молекула полимеразы (P).
В геноме вируса найдено 4 гена: S, С, Р, X, кодирующих соответственно HBsAg, HBcAg, полимеразу и белок-регулятор экспрессии генов. Кроме того, там есть регуляторные последовательности ДНК, ответственные за синтез белков и репликацию вируса. Гены частично перекрываются, что обусловливает малый размер генома.
Отличительной особенностью генома вируса гепатита В является его высокая информационная ёмкость (особенно на фоне того, что его ДНК является наименьшей по размеру среди всех известных ДНК-содержащих вирусов). Это достигается тем, что в молекуле ДНК, заключающей в себе геном данного вируса, имеется 6 перекрывающихся рамок считывания генов[2].
Репликация вируса[править | править код]
Несмотря на то, что вирус гепатита B является ДНК-содержащим вирусом, в его жизненном цикле имеется РНК-стадия. После проникновения вируса в клетку вирусная ДНК перемещается в клеточное ядро и транскрибируется с образованием полноразмерной прегеномной РНК трёх мРНК меньшей длины. Синтезированные РНК перемещаются в цитоплазму, где мРНК транслируются и прегеномная РНК вместе с полимеразой упаковывается в белковую оболочку. Полимераза вируса гепатита B способна осуществлять обратную транскрипцию, и на матрице прегеномной РНК синтезируется вирусная минус-цепь, а на её матрице — плюс-цепь.
Кроме того, геном вируса полностью или частично может интегрироваться в геном гепатоцита. При этом могут повреждаться гены гепатоцита, что приводит к раку печени.[источник не указан 3440 дней] По другим данным, вирус находится в клетке в эписомном состоянии, а онкогенным эффектом обладает белок Х — транскрипционный фактор, рекрутирующий транскрипционную машину клетки для синтеза РНК вируса[3]
Профилактика[править | править код]
Упомянутый выше поверхностный HBsAg-антиген, находящийся в наружной оболочке, применяют для производства высокоэффективной профилактической вакцины.
Примечания[править | править код]
Источник
Медицинский эксперт статьи
х
Весь контент iLive проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
Вирус гепатита В представляет собой сферическое образование диаметром 42-45 нм, имеет внешнюю липопротеиновую оболочку и внутреннюю часть — нуклеокапсид или сердцевину (core) вируса.
Внешняя оболочка вируса располагается в цитоплазме инфицированного гепатоцита и содержит белки-антигены: поверхностный (superficialis) HBsAg и антигены pre-Sl, pre-S2. HBsAg часто обнаруживается в плазме крови больных хроническим гепатитом в виде сферических частиц диаметром 22 нм, а также в виде нитчатых структур размером 16-25 нм.
По антигенной характеристике выделяют 4 основных субтипа HBsAg: adw, adr, ayw, ayr в зависимости от содержания одной общей группоспецифической детерминанты а и двух из четырех субтиповых детерминант d, у, w, r.
На наружной оболочке вируса гепатита В в зоне, предшествующей области HBsAg, расположены белки-антигены pre-Sl » pre-S2. Эти антигены играют огромную роль в механизме взаимодействия вируса гепатита В с гепатоцитами.
Внутренняя часть вируса гепатита В (нуклеокапсид) проникает в ядро гепатоцита и содержит следующие компоненты:
- HBcAg (HBcoreAg) — сердцевинный антиген, локализуется исключительно в ядрах гепатоцитов и не обнаруживается в крови;
- HBprecoreAg (HBeAg) — локализуется в нуклеокапсиде вируса рядом с HBcAg, представляя секретируемую растворимую его часть; допускается существование двух вариантов HBeAg -HBeAgl и HBeAg2, отличающихся по степени связи с HBcAg, HBeAg циркулирует в крови;
- HBxAg — информация о его значении пока недостаточна; предполагается, что он может быть индуктором толерантности организма к вирусу гепатита В;
- HBpol — маркер синтеза ДНК-полимеразы;
- геном вируса гепатита В HBV-ДНК — кольцевая двухнитчатая молекула ДНК; одна нить (цепь) на 30% короче другой. Недостающая часть ДНК достраивается из нуклеотидов хозяина с помощью ДНК-полимеразы;
- фермент ДНК-полимераза.
В геноме вируса гепатита В (ДНК) содержатся следующие гены, кодирующие синтез антигенов:
- ген pre-S/S — кодирует синтез HBsAg, а также pre-Sl иpre-S2;
- ген С — кодирует синтез HBcAg и HBeAg;
- ген X — кодирует синтез HBxAg, регулирует экспрессию вирусных генов и процесс репликации HBV;
- ген Р — генполимеразы, в основном кодирует HBpol-маркер, а также принимает участие в кодировании HBcAg.
В организме больного вирусным гепатитом В ко всем вирусным антигенам (HBcAg, HBeAg, HBsAg, pre-Sl, pre-S2, HBxAg, Hbpol) вырабатываются антитела: анти-НВс, анти-НВе, анти-HBs, анти-pre-Sl, aHTH-pre-S2, анти-HBx, анти-HBpol. Данные антигены и антитела к ним представляют собой комплекс специфических маркеров HBV. Определение этих маркеров имеет диагностическое, прогностическое и эпидемиологическое значение. Значение определения в крови анти-НВх и анти-HBpol пока еще недостаточно известно.
Важно знать!
HBsAg — наружный компонент вируса гепатита В, появляется в крови больных острым гепатитом в продромальном периоде болезни, сохраняется около 1-4 мес, исчезает при выздоровлении. Определение HBsAg в крови — признак персистенции вируса гепатита В. Это наблюдается у Уз больных хроническими заболеваниями печени. Могут быть случаи «здорового носительства» HBsAg. Читать далее…
!
Обнаружили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Вирусный гепатит В широко распространен во всех странах мира. Заболевание отличается исключительно высокой степенью заразности, ежегодно уносит жизни сотни тысяч больных, является огромной медико-социальной проблемой. Вирус гепатита В (НВV) поражает в основном печень. Цирроз органа и гепатоцеллюлярная карцинома являются грозными осложнениями заболевания.
Резервуаром и источником инфекции являются больные острым и хроническим гепатитом В, протекающими в субклинической (бессимптомной) форме. Инфекционный потенциал вируса гепатита В (заразность) в 100 раз выше вируса иммунодефицита человека. Он обладает выраженной способностью к мутациям, высокой устойчивостью и канцерогенностью. Вирусы в большом количестве обнаруживаются в крови и других биологических жидкостях организма, вызывают продолжительную вирусемию.
Рис. 1. Цирроз печени — грозное осложнение гепатита В.
История открытия
В 1962 — 1964 годах В. Blumberg (американский врач биохимик, ученый) при исследовании сыворотки крови коренного австралийца (аборигена) обнаружил необычный белок — прецепитирующий антиген, ассоциирующийся с заболеванием вирусного гепатита (позднее назван австралийским антигеном), за что в 1976 году был удостоен Нобелевской премии.
В 1968 году А. М. Prince этот белок обнаружил в сыворотке крови человека, который находился в инкубационном периоде гепатита, развившегося в результате переливания крови.
В 1970 году Д. Дейн обнаружил под электронным микроскопом мельчайшие сферической формы частицы (частицы Дейна), оказавшиеся возбудителями инфекционного гепатита — вирусы гепатита В. Первая вакцина от гепатита В была разработана в 1977 году в США.
Рис. 2. Барух Блумберг (1925 — 2010 г.г.) впервые связал австралийский антиген с вирусом гепатита В (не выделенным еще в то время), что послужило толчком к разработке эффективной вакцины.
к содержанию ↑
Таксономия возбудителя
Принадлежность вируса гепатита В:
- Семейство Hepadnaviridae.
- Род
- Вид Вирус гепатита В.
В структуре генома содержится дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК).
Рис. 3. Вирионы НВV имеют округлую форму, по внешнему виду напоминают гранулы.
к содержанию ↑
Морфология НВV
НВV является самым мелким вирусом. Представлен 3-я формами:
- Частицы Дейна (вирионы) обладают антигенными свойствами и проявляют выраженную инфекционность. Они имеют сферическую форму. Диаметр составляет 42 — 47 нм. Окружены двойной липидно-белковой оболочкой. Ядро содержит ДНК и ДНК-зависимую полимеразу. Обладают тропизмом к ткани печени.
- Часто в сыворотке крови обнаруживаются частицы, не проявляющие инфекционных свойств. Они не имеют ядра. Одни из них имеют сферическую форму (диаметр составляет 22нм.), другие — нитевидную форму (размер 22 х 50 — 230 нм.). При большом увеличении просматривается их поперечная исчерченность. Частицы формируются из отрезков поверхностного антигена (HBsAg) и производятся в избытке при репликации вирусов.
Рис. 4. На фото нуклеокапсиды (НК) и частицы, формирующиеся из отрезков поверхностного (австралийского) антигена (HBsAg).
к содержанию ↑
Строение вируса гепатита В
HBV состоит из нуклеокапсида, окруженного внешней оболочкой. Имеет сферическую форму. Его диаметр составляет от 40 до 48 нм.
Суперкапсид HBV
Внешняя оболочка вируса (суперкапсид) состоит из липидов. Она содержит 3 гликопротеина, или поверхностных антигена, включая наиболее активно продуцируемый S-протеин, известный как HBsAg (поверхностный «австралийский» антиген), на поверхности имеет шипы. HBsAg при заболевании продуцируется в огромном количестве. Его обрывки — сферические и нитевидные частицы присутствуют в крови даже при отсутствии вирионов в крови.
Капсид HBV
Капсид имеет форму икосаэдра, состоит из 180 капсомеров (структурных белковых субъединиц). Его диаметр составляет 27 нм. Нуклеокапсид содержит ДНК и прикрепленные к ней ДНК-полимеразу (обратную транскриптазу) и протеинкиназу.
Геном окружен core-белком — антигеном HBcAg (сердцевидный антиген). В структуре вириона находятся также ядерный антиген HBcAg и его секретируемая часть HBeAg (антиген инфекционности), который выделяется в кровь при репликации вирусов и малоизученный антиген HBxAg.
Рис. 5. Схема строения вируса гепатита В. 1 — ДНК-полимераза. 2 — ДНК. 3 — ядерный антиген HBcAg. 4 — ядерный антиген HBеAg. 5 — поверхностный антиген HBsAg и его обрывки (отрезки) в виде сферической и нитевидной формы.
ДНК HBV
Молекула ДНК имеет кольцевидную форму, двухцепочечная: одна цепь полная — (-) нить, вторая меньшей длины (короче на 20 — 30%) — (+) нить. Длинная нить содержит около 3200 нуклеотидов, к ней присоединена молекула полимеразы. Короткая нить содержит 1700 — 2800 нуклеотидов.
За репликацию вирусных частиц и синтез белков отвечают регуляторные последовательности ДНК. Ген S ДНК кодирует HBsAg, ген С — HBcAg, ген Р — полимеразу, ген Х — белок -регулятор экспрессии генов.
Рис. 6. На фото слева вирусные частицы, по внешнему виду напоминающие гранулы. Отчетливо видны внешние оболочки нуклеокапсидов. У 2-х из них внешняя оболочка отсутствует (указано стрелками). На фото справа на внешней оболочке вирусов отчетливо видны образования, напоминающие шипы.
к содержанию ↑
Репликация вируса
Репликация HBV (репродукция) происходит в клетках печени — гепатоцитах. В ходе этого процесса в их цитоплазме образуется огромное количество HBsAg. Белок поступает в кровь, что фиксируется методами лабораторной диагностики. Менее интенсивно вирусы реплицируются в клетках поджелудочной железы, почек, лимфоцитах и костного мозга. HBcAg в сыворотке крови практически не обнаруживаются. Они локализуются в ядрах клеток. HBeAg (субъединица HBcAg) проникает в кровь. Его обнаружение свидетельствует об активной репликации вирусов и их высокой резистентности. Репликация вируса гепатита В показана на рисунке ниже.
Рис. 7. Репликация вируса гепатита В.
1 — проникновение вируса в цитоплазму клетки. 2 — достраивание неполной нити ДНК-генома и формирование полной двунитевой кольцевой ДНК. 3 — созревание генома и его проникновение в ядро клетки. 4 — в ядре клеточная ДНК-зависимая РНК-полимераза начинает продуцировать разные иРНК (необходимы для синтеза белков) и РНК-прегеном (матрица для репликации вирусного генома). 5 — Перемещение иРНК в цитоплазму клетки и их трансляция с образованием белков вируса. Сбор сердцевидных белков вируса вокруг прегенома. Синтез (-) нити ДНК на матрице прегенома под воздействием РНК-зависимой ДНК-полимеразы. 6 — образование (+) нити ДНК. 7 — формирование оболочки вириона. Выход вириона из клетки путем экзоцитоза.
к содержанию ↑
Антигены вируса гепатита В
Антигены представляют собой чужеродные белки, при попадании в организм которые вызывают образование антител. В роли антигенов вируса гепатита В выступают австралийский антиген (поверхностный антиген) HBsAg и два ядерных антигена HBcAg и HBeAg.
Австралийский антиген (поверхностный) HBsAg
Австралийский антиген был открыт американским ученым Барухом Блумбергом в 1964 году. Австралийским (старое название) он был назван потому, что впервые был обнаружен в сыворотке крови коренного австралийца. HBsAg входит в состав суперкапсида, продуцируется при заболевании в огромном количестве уже с конца инкубационного периода, сохраняется в период желтухи и в большинстве случаев исчезает лишь в период выздоровления. Его отрезки в виде сферических и нитевидных частиц присутствуют в крови даже при отсутствии вирионов в крови, не обладают инфекционными свойствами.
- Поверхностный антиген состоит из гликопротеина и липида. В его частицах различают 3 протеина (пре-S1, пре-S2 и S), углеводный и липидный компоненты. Присутствует также рецептор, чувствительный к полимеразному альбумину, который способствует проникновению вируса в клетку.
- HBsAg адсорбируется на мембранах гепатоцитов, их много в крови, они присутствуют в моче, сперме и слюне больных и здоровых антигеноносителей.
- Австралийский антиген обладает относительно низкой иммуногенностью. Он способен длительно персистировать в организме больного.
- HBsAg устойчив к детергентам (поверхностно-активные вещества), в том числе протеазам (протеолитическим ферментам).
- Существует несколько подтипов австралийского антигена (ayw, ayr, adr и adw). Их распределение разное на разных территориях, что может служить относительным эпидемиологическим маркером вирусного гепатита В.
HВcAg (HBcorAg)
HВc антиген локализуется в ядрах гепатоцитов. Представляет собой нуклеопротеин. Его секретируемой частью является HВeAg, который образуется в процессе превращения белка precore в структурный белок core. Обнаруживается в биопатах печени, в кровь не секретируется. Обладает выраженной иммуногенностью. Является маркером репликации вируса. Выявляется методом ИФА.
HBeAg
HBe антиген является ядерным антигеном. Представляет собой протеин. Обладает иммуногенностью. Нахождение его в сыворотке крови указывает на инфекционность. Его высокое содержание в крови коррелируется с повышенным уровнем частиц Дейна и высоким титром HBs антигена. Обнаружить HbeAg можно только методом ИФА в цитоплазме клеток печени. Методом РИА Hbe антиген при заболевании выявляется в сыворотке крови в 100% случаев. Обнаружение антител к HBsAg в ряде случаев указывает на начало стадии выздоровления больного.
HВxAg
HВx антиген сегодня является малоизученным. Считается, что он играет определенную роль в репликации вирусов и развитии гепатоцеллюлярной карциномы — первичной злокачественной опухоли печени (рак печени).
Рис. 8. На фото вирионы НВV сферической формы в виде гранул и частицы, не проявляющие инфекционных свойств, сферической и нитевидной формы (отрезки HbsAg).
к содержанию ↑
Генотип вируса гепатита В
В настоящее время выделено 10 генотипов вируса гепатита В: A, B, C, D, E, F, G, H, I и J. Их определение помогает выявить связь между источником инфекции и больным, так как генотипы имеют различное географическое распределение. Генотипы различаются друг от друга по нуклеотидной последовательностью в среднем на 8%. Наиболее распространенными и изученными являются генотипы A, B, C и D.
- Генотипы HBV А и Д распространены повсеместно.
- Генотип А наиболее часто встречается в Европе, России, Юго-Восточной Азии, Филиппинах и Африке. Подтип А1 — в Африке, Азии и Филиппинах, А2 — Европе и США.
- Генотип В и С распространен в Японии и Юго-Восточной Азии.
- Генотип Д распространен на Ближнем Востоке, Индии и в средиземноморском регионе.
- Генотип Е распространен в африканских странах, расположенных к югу от Сахары.
- Генотип F распространен на Аляске, в Южной и центральной Америке
- Генотип G встречается в виде спорадических случаев в Германии, Франции и США.
Разные генотипы вирусов по разному отвечают на лечение, обладают разным воздействием на печень и продолжительность заболевания. Так гепатит В, вызванный вирусами генотипа В и С, часто протекает с повреждением печени, генотипом А — хорошо излечивается противовирусными препаратами.
Рис. 9. Желтуха у больного гепатитом.
к содержанию ↑
Устойчивость
Вирус гепатита В отличается большой устойчивостью:
- Сохраняет жизнеспособность в течение 4-х недель на разных поверхностях и в засохшей крови на одежде.
- Около 5 часов сохраняет активность при воздействии хлороформа и эфира, 18 часов — при воздействии кислот (pH 2,3).
- Выдерживает многократное замораживание и оттаивание. Сохраняет активность до 7 суток при высушивании при температуре 25° С.
- Вирусы инактивируются только через 10 часов от момента воздействия tо60, через 10 — 20 минут от момента кипячения, через 1 час от момента обработки сухим жаром.
- При воздействии современных дезинфицирующих средств вирус инактивируется через 60 минут.
- На оборудовании и аппаратуре медицинского назначения вирусы сохраняются несколько дней и даже недель. В шприцах, загрязненных инфицированной кровью, ДНК вируса сохраняется до 8 месяцев.
- HBsAg не разрушается на лезвиях бритв, маникюрных приборах, марле, вате, белье, салфетках и полотенцах до 6 месяцев.
Убивает вирус автоклавирование в течение 45 минут при tо120, стерилизация сухим жаром в течение 1 часа при tо180, кипячение в течение 30 минут, прогревание в течение 10 часов при tо60.
Вирус разрушается в щелочных средах. Губительно действуют на HBV перекись водорода, формалин, хлорамин и фенол.
Рис. 10. Асцит при циррозе печени. На кожных покровах видны множественные кровоизлияния.
к содержанию ↑
Патогенез гепатита В
При попадании в организм человека, вирус фиксируется на клеточной мембране. Далее проникает внутрь клетки, где происходит его репликация. Поражение печеночной клетки происходит не в результате прямого цитопатического действия возбудителя, а в результате воздействия цитотоксических иммунных комплексов с участием HLA (комплекса гистосовместимости). Иммунные комплексы (ИК) образуются в результате взаимодействия вируса и антител (HbsAg + AT). Они направлены как на внеклеточно расположенные вирусы, так и на инфицированные клетки печени.
Гибель печеночных клеток приводит к дистрофии органа и развитию некротических изменений. Патологический процесс развивается в центрах печеночных долек и перипортально. Со временем развивается фиброз органа и поражение желчных ходов, что приводит к развитию холестаза — уменьшению поступления желчи в 12-и перстную кишку.
Активизация прооксидантных и угнетение антиоксидантных процессов приводит к набуханию и отеку печеночных клеток, изменению их рН, нарушению процессов окислительного фосфорилирования.
Сходство антигена вируса с антигенами системы гистосовместимости человека обусловливает возникновение аутоиммунных («системных») реакций: тиреоидита, синдрома Шегрена, идиопатической тромбоцитопенической пурпуры, гломерулонефрита, ревматоидного артрита и др. Усугубляет заболевание аутоиммунные реакции, развивающиеся в результате гибели печеночных клеток.
Мощный гуморальный и клеточный иммунитет в 90% случаев приводит к выздоровлению. При слабом клеточном звене иммунной системы процесс приобретает хроническое течение.
Рис. 11. Жировая дистрофия печени при гепатите.
к содержанию ↑
Иммунитет при гепатите В
Постинфекционный иммунитет при гепатите В напряженный и длительный, не исключается, что пожизненный. Повторные случаи заболевания встречаются крайне редко. Тип иммунитета гуморальный.
Рис. 12. На фото гепатоцеллюлярная карцинома — грозное осложнение вирусного гепатита.
ССЫЛКИ ПО ТЕМЕСтатьи раздела «Гепатит В»Самое популярное
ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ?
Подпишитесь на нашу рассылку!
Source: microbak.ru
Читайте также
Вид:
Источник
