Строение вирусного гепатита с в

Вирус гепатита С (анг. HCV, Hepatitis C Virus) – вирус-возбудитель гепатита С у человека и шимпанзе. РНК-содержащий вирус, относящийся к семейству Flaviviridae (род hepacivirus; в этот же род входят вирусы, вызывающие гепатит С-подобные заболевания у собак и лошадей[1][2]). Открыт в 1989 г. методом клонирования ДНК-копии вируса, вызывавшего парентеральный гепатит “ни А ни В” у инфицированных шимпанзе. Это первый вирус, идентифицированный на основании расшифровки последовательности нуклеотидов задолго до его электронно-микроскопической визуализации[3][4]. Согласно классификации вирусов по Балтимору относится к классу IV.

Строение[править | править код]

Геном[править | править код]

Геном вируса представлен однонитевой линейной (+)РНК размером около 9400 нуклеотидов, которая способна выполнять функцию как мРНК, так и служить матрицей для синтеза дочерних копий вирусного генома. В геноме содержится всего один ген, который кодирует 9 различных белков. Изначально РНК вируса гепатита С транслируется с образованием полипептида длиной около 3000 аминокислот. В геноме вируса содержится два некодирующих региона и одна большая открытая рамка считывания, кодирующая структурные и неструктурные белки. Гены, кодирующие структурные белки, расположены в области 5′-конца цепочки РНК, а неструктурные – в области 3′-конца. К структурным белкам относятся core, Е1 и Е2 белки. Сore-белок является белком нуклеокапсида, он обладает РНК-связывающей активностью, модулирует транскрипцию и трансляцию некоторых клеточных генов и обладает онкогенным потенциалом. Именно с core-белком связывают выраженность прямого цитопатического эффекта вируса гепатита С. Е1 и Е2 белки — гликопротеины внешней оболочки вируса высоковариабельны, а их С-концевые части гидрофобны и могут принимать участие во взаимодействии с клеточной мембраной. В структурной зоне кодируется также пептид р7, играющий важную роль в высвобождении вириона из инфицированной клетки. Неструктурная область вирусного генома кодирует 6 белков — NS2, NS3, NS4A, NS4B, NS5A и NS5B. Функции NS2 и NS4 предположительно связывают с клеточной мембраной. Кроме того, белок NS2 является вирусной цинк-зависимой протеиназой и вместе с клеточными пептидазами участвует в аутокаталитическом нарезании самого себя из вирусного полипротеина. Белок NS3 — это вирусная протеиназа, играющая важную роль в процессинге вирусных белков. Белок NS4A действует как эффектор или кофактор для NS3, он регулирует фосфорилирование белка NS5A, который обладает функцией репликазы. Имеется ряд доказательств, что от NS5A зависит резистентность к IFN-α, так как в нем выделен регион, участвующий в ингибировании индуцируемой IFN-α протеинкиназы. Белок NS5B является вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразой. Согласно современным представлениям, в инфицированной клетке белки NS4A, NS4B, NS5A и NS5B вместе с белком NS3 ассоциируются в некую структуру, которая играет важную роль в вирусной репликации. Высокая консервативность 5′- и 3′- некодирующих регионов и их важная роль в репликации вируса делают их перспективными мишенями для разработки средств лечения и профилактики вирусного гепатита С.

Одной из важнейших особенностей генома HCV является его выраженная гетерогенность, обусловленная высоким уровнем репродукции и частотой возникновения ошибок при репликации. Скорость продукции вирусных частиц достигает 1011-1012 в сутки с периодом полужизни вирусных частиц от 2,2 до 7,2 ч. (в среднем около 3 ч.). Оценочно каждый заражённый гепатоцит ежесуточно продуцирует около 50 вирионов. Подверженность мутациям отдельных участков генома различна (наиболее вариабельными являются области, кодирующие гликопротеины внешней оболочки Е2 и Е1). Подобная мультивариантность HCV приводит к постоянному состязанию между образованием новых антигенных вариантов и продукцией нейтрализующих антител, что обеспечивает «ускользание» из-под иммунологического надзора, а также формирование резистентности к противовирусным препаратам и длительную многолетнюю хроническую персистенцию HCV в организме.

Считается, что генетический материал HCV не способен интегрироваться в геном инфицированных клеток[3][4][5].

Структура вириона[править | править код]

Размер вирионов составляет 30-50 нм.

В крови около 75% вирусных частиц ассоциированы с липопротеинами низкой и очень низкой плотности. Синтез липопротеинов происходит в эндоплазматическом ретикулюме (ЭПР) гепатоцитов, где они, предположительно, взаимодействуют с белковолипидной оболочкой HCV, образуя комплекс (т.н. липовирусные частицы). В составе такого комплекса вирусные частицы защищены от воздействия антител и, за счёт взаимодействия с рецепторами ЛПН, проникают в клетки (в первую очередь в гепатоциты). Также в механизмах проникновения липовирусных частиц вируса гепатита С в клетки участвует рецептор SR-BI (рецептор липопротеинов высокой плотности).

Частицы вируса имеют белково-липидную оболочку, сформированную липидами инфицированных клеток и поверхностными белками вируса. Под оболочкой располагается нуклеокапсид, который сформирован сердцевинным (core) белком и содержит вирусную РНК. Размеры нуклеокапсида составляют 33–40 нм.

Детальное строение вируса гепатита С до сих пор не выяснено, что обусловлено низким содержанием вируса в крови инфицированных людей и животных (в клеточных культурах вирус не размножается) и способностью вирусных частиц образовывать комплексы с антителами и липопротеинами крови[3][4][5].

Жизненный цикл вируса[править | править код]

РНК вируса, составляющая материальную основу его генома, может выступать в качестве мРНК, целиком транслирующейся на рибосомах ЭПР инфицированных клеток. В результате такой полной трансляции образуется полипротеин, содержащий в себе все вирусные белки. Полипротеин расщепляется на функциональные белки с помощью клеточных и вирусных протеаз. Процессы фолдинга и пострансляционых модификаций белков Е1 и Е2 целиком проходят в пространстве ЭПР.

На геномной РНК вируса, выступающей в качестве матрицы для воспроизведения, происходит и синтез дочерних копий вирусного генома при участии специфической вирусной РНК-полимеразы, образующейся в результате расщепления полипротеина. Благодаря этому геномная РНК вируса гепатита С обладает самостоятельной инфицирующей способностью (она способна инфицировать клетки даже попадая в них в «голом виде», т.е. не в составе зрелых вирионов), что впрочем, характерно для всех вирусов класса IV классификации Балтимора. Дочерние копии вирусного генома, в свою очередь, могут выступать как в роли мРНК, так и входить в состав новых вирионов, продуцируемых инфицированными клетками[6].

Сборка частиц ВГС осуществляется в мембранах эндоплазматического ретикулума, вакуолях аппарата Гольджи и цитоплазме. Сердцевинный белок остается на цитоплазматической поверхности ЭПР и в липидных вакуолях цитоплазмы, а оболочечные белки частично проникают во внутреннюю полость ЭПР. В эндоплазматической сети белки Е1 и Е2 формируют комплекс и подвергаются процессингу, который, вероятно, заканчивается в секреторных вакуолях аппарата Гольджи. Нуклеокапсид после упаковки РНК покрывается оболочкой, и вирус выпочковывается в цистерны ЭПР. Сформировавшиеся вирусные частицы покидают клетку в составе секреторных вакуолей. Скорость образования вирионов у пациентов с хронической ВГС-инфекцией может достигать 1012 частиц в сутки.

Помимо рецептора ЛПН, в механизмах проникновения вируса в клетки участвует рецептор CD81 (экспонированный на поверхности большинства клеток). Считается, что посредством связывания с этим рецептором в клетки проникают вирусные частицы, не ассоциированные с липопротеинами.

HCV обладает тропизмом не только к печени, но и к некоторым другим тканям и органам. Он способен, в частности, реплицироваться в клетках иммунной системы, включая моноциты/макрофаги и В-клетки, в дендритных клетках, гематопоэтических клетках-предшественниках, микроглии, кардиомиоцитах, кишечном эпителии, остеобластах и В-клеточных фолликулах лимфатических узлов. Показано, что инфицированные лимфоидные клетки могут быть причиной заражения здоровой печени при ее трансплантации. Внепечёночный резервуар инфекции может служить источником реактивации болезни после прекращения интерферонотерапии, а также играть роль в развитии таких патологических процессов иммунной системы, как лимфома В-клеток и смешанная криоглобулинемия[3][4].

Подтипы вируса[править | править код]

Известно 8 основных генотипов HCV, которые, на основании различий в первичной структуре РНК, подразделяются более чем на 100 подтипов. Типы вируса гепатита С обозначаются арабскими цифрами (1-8), а подтипы – латинскими буквами (1a, 1b, 2a и т.д.). Каждый из вирусных генотипов обладает своими особенностями патогенеза и путей передачи, что обуславливает важность правильной и точной диагностики и существенные различия в применяемой антивирусной терапии. 1b-генотип чаще приводит к развитию цирроза и гепатоцеллюлярной карциномы печени. Подтипы 1a и 3b передаются, преимущественно, “шприцевым” методом, в силу чего наиболее распространены у лиц, принимающих внутривенные наркотики. 1b подтип чаще всего передаётся при переливаниях крови.

Генотипы HCV значительно различаются по своей географической распространённости. Так, к примеру, генотип 6 распространён, преимущественно, в Юго-Восточной Азии. Генотип 4 – в Северной и Центральной Африке, 5- в Южной Африке. В Японии преобладает генотип 1b. В США – 1a генотип. В европейской части России преобладают 1b и 3a генотипы[3][7].

Инфицирование одним генотипом не дает иммунитета против инфицирования другим типом, поэтому возможно одновременное заражение двумя и более  штаммами. В большинстве из этих случаев, один из штаммов доминирует над другим[5].

Все существующие генотипы, по всей видимости, произошли от генотипа 1b. Современные методы молекулярно-эволюционных исследований показывают, что генотипы 2-6 образовались около 300-400 лет назад, а деление их на подтипы началось около 200 лет назад[8][9]. Окончательно современный спектр подтипов вируса гепатита С сформировался к середине 20 века, что было связано с повсеместным распространением вируса в человеческой популяции, вызванным массовым внедрением в медицинскую практику технологий переливания крови и её компонентов (начавшемуся в начале 20 века).

Устойчивость во внешней среде[править | править код]

Устойчив к температурам до 500С, но инактивируется при более высоких температурах, под действием органических растворителей, УФ-излучения и распространённых дезинфектантов. В целом вирус малоустойчив во внешней среде[6].

Иммуногенность[править | править код]

HCV обладает слабой иммуногенностью, в силу чего вызывает лишь мало выраженный и растянутый во времени иммунный ответ (специфические антитела, к тому же обладающие слабым вируснейтрализующим действием, начинают образовываться не ранее чем через 2 недели после попадания вируса в организм). Это же обстоятельство является причиной того, что HCV способен вызывать повторную инфекцию у людей, переболевших в острой форме и выздоровевших. До 60% людей, перенесших вирусный гепатит С с выздоровлением, не имеют антител к антигенам HCV уже через 3 года (а у тех индивидуумов, в крови которых антитела обнаруживаются более длительный срок, они содержатся в низком титре)[3][6].

Вакцина против вируса гепатита С[править | править код]

Попытки создания вакцины, несмотря на активные исследования практически с момента идентификации возбудителя в 1989 г., до сих пор не привели к успеху. Большинство специалистов скептически относится к самой возможности создания классической вакцины против гепатита С. В настоящее время основные усилия в этой области сосредоточены в поиске и разработке средств стимуляции клеточных механизмов противовирусного иммунитета посредством, в частности, ДНК-вакцин[3][7][6][10].

1. ↑ A. Kapoor, P. Simmonds, G. Gerold, N. Qaisar, K. Jain. Characterization of a canine homolog of hepatitis C virus (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences. — National Academy of Sciences, 2011-07-12. — Vol. 108, iss. 28. — P. 11608—11613. — ISSN 1091-6490 0027-8424, 1091-6490. — doi:10.1073/pnas.1101794108.
2. ↑ P. D. Burbelo, E. J. Dubovi, P. Simmonds, J. L. Medina, J. A. Henriquez. Serology-Enabled Discovery of Genetically Diverse Hepaciviruses in a New Host (англ.) // Journal of Virology. — 2012-06-01. — Vol. 86, iss. 11. — P. 6171—6178. — ISSN 0022-538X. — doi:10.1128/JVI.00250-12.
3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Л.И. Николаева. Вирус гепатита С: антигены вируса и реакция на них иммунной системы макроорганизма:
   информационно-методическое пособие. — Новосибирск: Вектор-Бест, 2009. — 78 с.
4. ↑ 1 2 3 4 Научная электронная библиотека. monographies.ru. Дата обращения 2 апреля 2020.
5. ↑ 1 2 3 Ксения Щербак. Вирус гепатита С (HCV, ВГС). Гепатит С — сайт и форум о диагностике и лечении вирусных гепатитов. Дата обращения 2 апреля 2020.
6. ↑ 1 2 3 4 А.И. Зинченко, Д.А. Паруль. Основы молекулярной биологии вирусов и антивирусной терапии. — Минск: Вышэйшая школа, 2005. — С. 164. — 214 с. — ISBN 985-06-1049-2.
7. ↑ 1 2 А. И. Мигунов. Гепатит. Современный взгляд на лечение и профилактику. — Спб.: Весь, 2014. — С. 39. — 128 с. — ISBN 978-5-9573-0519-4.
8. ↑ Muhammad T Sarwar, Humera Kausar, Bushra Ijaz, Waqar Ahmad, Muhammad Ansar. NS4A protein as a marker of HCV history suggests that different HCV genotypes originally evolved from genotype 1b // Virology Journal. — 2011-06-23. — Т. 8. — С. 317. — ISSN 1743-422X. — doi:10.1186/1743-422X-8-317.
9. ↑ Marco Salemi, Anne-Mieke Vandamme. Hepatitis C Virus Evolutionary Patterns Studied Through Analysis of Full-Genome Sequences (англ.) // Journal of Molecular Evolution. — 2002-01-01. — Vol. 54, iss. 1. — P. 62—70. — ISSN 1432-1432. — doi:10.1007/s00239-001-0018-9.
10. ↑ Обезвредить ласкового убийцу. Когда появится вакцина от гепатита С. РИА Новости (20190728T0800+0300). Дата обращения 2 апреля 2020.