Структура генома вируса гепатита в
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
Впервые
частицы вируса гепатита В были обнаружены
Д. Дейном в 1970 г. и впоследствии названы
частицами Дейна.
Структура
и химический состав. Вирионы, или частицы
Дейна, имеют сферическую форму диаметром
42 нм. Сердцевина вириона — нуклеокапсид
в форме икосаэдра — состоит из 180
капсомеров. Снаружи он окружен
липосодержащей внешней оболочкой. В
состав вириона входят ДНК, белки,
ферменты, липиды и углеводы.
Строение
вируса гепатита В
Схема
строения вируса гепатита В
Структура
генома HBV необычна. Он состоит из кольцевой
двунитевой молекулы ДНК, которая в
отличие от ДНК других вирусов имеет
однонитевой участок. Его длина непостоянна
и составляет 15—60 % длинной цепи. Кольцевая
молекула ДНК может принимать линейную
форму. В изолированном виде она не
обладает инфекционными свойствами. В
составе вирусного генома обнаружено
около 6 генов, которые контролируют
образование антигенов, структурных
белков и не менее двух ферментов
(ДНК-полимераза, протеинкиназа).
Строение генома вируса гепатита в (strand– нитка)
Антигены. В
составе вируса гепатита В обнаружено
4 антигена: HBs, HBc, НВе и НВх.
HBs-антиген
(ранее именовался австралийским
антигеном) представляет собой гликопротеин
с липидным компонентом, который содержится
во внешней оболочке вириона. В его
составе обнаружено два полипептидных
фрагмента. Один из них (preSg) является
полиглобулиновым рецептором, ответственным
за адсорбцию вируса на аналогичных
рецепторах гепатоцитов. Он связывается
с сывороточным альбумином, который при
полимеризации превращается в полиальбумин.
Таким образом, в составе внешней оболочки
вируса гепатита В имеются те же
полиальбумины, которые содержатся в
сыворотке крови человека. Второй фрагмент
(preSi) обладает выраженными иммуногенными
свойствами. Этот пептид, полученный
генноинженерными методами, может быть
использован для приготовления вакцины.
HBs-антиген обнаруживается в крови.
НВс-антиген
является нуклеопротеином. Он содержится
в сердцевине вирионов, находящихся в
ядрах гепатоцитов, но не поступающих в
кровь.
НВе-антиген
отщепляется от НВс-антигена при его
прохождении через мембрану гепатоцитов,
вследствие чего обнаруживается в крови.
НВх-антиген
наименее изучен. Возможно, он имеет
отношение к раковой трансформации
гепатоцитов.
В
организме больных гепатитом В синтезируются
антитела к трем антигенам HBs, HBc, НВе.
HBsAg =
поверхностный серцевинный антиген
(белок) (4
фенотипа : adw, adr, ayw and ayr)
HBcAg =
внутренний серцевинный антиген (белок)
(единственный
серотип)
HBeAg =
белковый антиген
Репродукция. Вирус
гепатита В не репродуцируется в культурах
клеток и куриных эмбрионах. Репликация
и транскрипция вирусного генома
происходит в ядрах гепатоцитов. При
этом короткая цепь в кольцевой молекуле
ДНК достраивается по длинной цепи с
помощью ДНК-полимеразы, после чего
начинается репликация обеих нитей.
Необычным является возможность
транскрибирования с вирусной ДНК
молекулы РНК, выполняющей функцию
матрицы для синтеза вирусной ДНК путем
обратной транскрипции. Это происходит
при участии имеющегося в зараженных
гепатоцитах фермента обратной
транскриптазы, происхождение которой
неизвестно. Данный процесс, понятный в
случае РНК-содержащих вирусов, которые
с помощью обратной транскрипции получают
возможность встроить свой геном
(ДНК-транскрипт) в хромосому клетки
хозяина, остается загадочным для
ДНК-содержащего вируса гепатита В.
Одновременно
с вирусного генома транслируется
информация для синтеза на рибосомах
гепатоцитов НВс- и HBs-антигенов,
вирусспецифических ферментов и капсидных
белков. Синтезированные нити ДНК
собираются в нуклеокапсиды. При выходе
из клетки они приобретают внешнюю
оболочку с HBs- и НВс-антигенами.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Источник
Геном вирусного гепатита В. Профилактика вирусного гепатита В.Геном вирусного гепатита В представлен циркулярной, частично двуцепочечной разновидностью ДНК (3,2 тн), циркулярность которой поддерживается связью 5′-концов. Структура генома отличается тем, что две цепи ДНК не вполне симметричны. Негативная цепь имеет полноразмерную длину, и ее 5′-конец ковалентно связан с белком. Позитивная цепь имеет меньшую длину и олигонуклеотидную последовательность (кэп-структуру на 5′-конце). Таким образом, вирионная ДНК имеет односпиральный участок (пробел) фиксированной полярности, но различной длины. Кодирующая организация вирионной ДНК характеризуется высокой компактностью: каждый нуклеотид генома находится внутри кодирующей области и более половины последовательностей транслируется более чем с одной из четырех рамок считывания. Вирусная полимераза, играющая центральную роль в репликации генома, а также концевой белок негативной цепи ДНК кодируются Р геном. С-область генома кодирует структурный белок нуклеокапсида, а S-область — поверхностные гликопротеины. Одной из особенностей структуры ДНК ВГБ является наличие открытой рамки считывания X, продуктом считывания которой является комплекс регуляторных белков, необходимых для проявления инфекционности in vivo и модификации экспрессии гетерологичных и гомологичных генов, по крайней мере в культуре клеток. Субгеномные транскрипты функционируют исключительно как мРНК для трансляции белков оболочки пре-Sl, npe-S2 и S (соответственно L, М и S белки) и X белка. Субвирусные частицы содержат преимущественно S белок и различное количество М белка, и следовые количества L белка. Частицы Дейна содержат относительно большое количество L белка. Соотношение субъединиц L к М к S выражалось примерно как 1:1:4. Вирусы гепатита млекопитающих почти идентичны по структуре вирионов и генома со езначительной ДНК-гомологией (около 60%). Вирусы гепатита В пекинских уток и лесных североамериканских сурков отличаются от других гепаднавирусов отсутствием гена X, и они кодируют только 2 белка оболочки L и S.
HBsAg синтезируется в цитоплазме гепатоцита, где часть его используется для образования ВГВ, а оставшаяся большая часть секретируется в межклеточное пространство и поступает в кровь. Все три морфологические формы вируса содержат поверхностный S-антиген (HBsAg), представляющий собой сложный комплекс, в состав которого входит общая антигенная детерминанта «а» и четыре субгрупповые детерминанты: у, d, w и г. Причем в состав HBsAg конкретного вируса входит типоспецифическая детерминанта «а» и по одной из двух пар исключительно субтиповых детерминант d или у, w или г. Соответственно, имеются четыре субтипа HBsAg: adw, adr, ayw, ayr. В составе высокоочищенных частиц HBsAg обнаружено от семи до девяти полипептидов с молекулярной массой от 25 000 до 100 000 кД, которые связаны друг с другом межмолекулярными дисульфидными связями. Малый белок вирусной оболочки P24/GP27 является основным компонентом, кодируемым S-геном. Два других белка оболочки — большой (P39/GP42) и средний (P33/GP36) — являются продуктами соответственно преS1 и npe-S2 генов. На их долю приходится 10-20 и 5-15% белка HBsAg. Эти два белка обладают большей антигенной активностью, чем P24/GP27. Домен преS1 белка оболочки содержит участок прикрепления вируса к поверхности гепатоцита и вызывает образование ВН-антител. Строгая видовая специфичность вирусного и клеточного рецепторов обеспечивает вирусам гепатотропность и ограниченный круг хозяев. В этой связи способность вируса гепатита В уток размножаться во многих органах, кроме печени (мозг, легкие, сердце, кишечник, желудок, почки, селезенка), оказалась более чем неожиданной. С помощью МАТ в области npe-S белков вируса гепатита В уток идентифицировано четыре нейтрализуемых и два ненейтрализуемых эпитопа. Эпитопы, вовлекаемые в нейтрализацию, были представлены областью из 7-9 аминокислотных остатков. Иммунодоминантный нейтрализуемый эпитоп картирован в средней части npe-S белка. Эти данные свидетельствуют, что некоторые области полипептида npe-S могут играть важную роль в иммуногенезе В-вирусных гепатитов. Имеется сообщение о случаях заболевания кроликов гепатитом, вызываемым ДНК-содержащим вирусом, который не передавался человеку. Парадокс состоит в том, что естественная гепаднавирусная инфекция, сопровождавшаяся массовой продукцией высокоиммуногенных частиц, способных вызывать образование ВН-антител в инфицированном организме, не завершается быстрым выздоровлением. Данное явление, вероятно, обусловлено тем, что избыточное количество частиц, содержащих HBsAg, адсорбирует ВН-антитела и тем самым помогает вирусу ускользнуть от хозяинной зависимости. Однако образование антител ограничивает распространение вируса и в дальнейшем ведет к удалению циркулирующего вируса из организма. Образование ВН-антител к белкам оболочки зависит от Т-лимфоцитов. У некоторых людей ВН-антитела к белкам оболочки вируса не образуются, и развивается персистентная инфекция. Антительный ответ на белки сердцевины ви-риона зависит и не зависит от Т-клеточного ответа. Ответ на HBcAg является первым серологическим доказательством иммунного ответа, который сохраняется годами или даже всю жизнь. Антитела к HBeAg часто сопровождает выздоровление от острого течения заболевания. Для специфической профилактики гепатита В первоначально использовали плазму крови инфицированных пациентов. Сыворотку крови, содержащую ВГБ (107,5 ИД для шимпанзе), разводили 1:10 и нагревали при 98°С в течение 1 минуты. Вирус инактивировали формолгликолем или формалином и нагреванием. В 1981 г. в США лицензирована вакцина из высокоочищенных инактивированных формалином субвирусных частиц (HBsAg) с использованием в качестве адьюванта гидрата окиси алюминия (ГОА). HBs-антиген не содержал обнаруживаемых количеств нуклеиновой кислоты. С конца 80-х годов прошлого века Hepatovax-B в США заменена рекомбинантной дрожжевой вакциной — Recombivax-HB. HBs антиген не содержал ДНК дрожжей и содержал менее 2% белка дрожжей. Перед адсорбцией на ГОА антиген инактивировали формальдегидом. В отличие от вакцины из плазмы крови, вирусный антиген не был гликозилированным, но вызывал защитный эффект у вакцинированных людей. Трехкратное введение (0, 7 и 21 дни) вакцины Engerix с бустеризацией через 12 месяцев обеспечивает наступление иммунитета в течение трех недель продолжительностью 5 лет. Аналогичная вакцина лицензирована и используется во многих странах. Кроме дрожжей, для изготовления рекомбинантной вакцины используют линию клеток яичника китайского хомяка (СНО). — Также рекомендуем «Ретровирусы. Семейство ретровирусов. Виды ретровирусов.» Оглавление темы «Ретовирусы. Реовирусы.»: |
Источник
Вирусные
гепатиты представляют большую разнородную
по этиологии, но схожую по клиническим
проявлениям группу тяжелых по последствиям
заболеваний, широко распространенных
в мире. Многие вирусы могут вызывать
среди прочих действий и поражения печени
(например, некоторые серотипы ECHO-
вирусов), однако имеется большая группа
обладающих преимущественно гепатотропным
действием вирусов. Они по эколого —
эпидемиологическим особенностям могут
быть разделены на две группы — с
преимущественно фекально — оральным
механизмом передачи (вирусы гепатитов
А и Е) и с парентеральным (гемоконтактным)
путем передачи (В, С, G,
D).
Вирус гепатита D
(дельта) является дефектным вирусом —
сателлитом вируса гепатита В, передаваемым
парентерально и вертикально (от матери
плоду). Вирус гепатита А — энтеровирус
72, В- гепадновирус, С и G-
флавивирусы, D-
неклассифицированный вирус, Е- калицивирус.
Вирус гепатита в.
Вирус
гепатита В (HBV)
вызывает сывороточный гепатит, относится
к семейству гепадновирусов — оболочечных
ДНК — вирусов, вызывающих гепатиты у
различных видов животных (сурков, уток
и др.).
Гепатит
В — серьезная проблема здравоохранения
во всем мире. Этому способствует рост
заболеваемости, частое формирование
неблагоприятных исходов (хронический
гепатит, цирроз печени, гепатокарцинома,
довольно высокая летальность).
Гепадновирусы
поражают преимущественно клетки печени.
Геном HBV
представлен двуцепочечной кольцевой
молекулой ДНК, наружная цепь длиннее
внутренней.
Цикл
репродукции HBV
очень сложен и проходит через промежуточное
звено — РНК ( ДНК
РНК
ДНК), т.е. с механизмом обратной
транскрипции. При транскрипции вирусного
генома в ядре гепатоцита клеточная ДНК
— зависимая РНК — полимераза синтезирует
два типа мРНК — большего размера (прегеном)
и меньшего размера (для синтеза вирусных
белков). Прегеном и вирусная ДНК —
полимераза упаковываются в капсид и
переносятся в цитоплазму. Под действием
вирус — индуцированной обратной
транскриптазы на матрице прегенома
(РНК) синтезируется новая минус — нить
ДНК. Вирионная ДНК — полимераза на минус
— цепи синтезирует плюс -цепь. Если
вирусная двухцепочечная ДНК не вступает
в дальнейшую репликацию, сформировавшийся
нуклеокапсид, проходя через мембрану
клетки, покрывается суперкапсидом и
отпочковывается от клетки.
Строение
и антигенная структура.
Вирусные
частицы размером 42 — 45 нм (частицы Дейна)
имеют достаточно сложное строение и
включают ДНК, ассоциированную с ней ДНК
— полимеразу и четыре антигена —
поверхностный (HBs
Ag
— “австралийский”), сердцевинный или
коровский (HBc
Ag
или cor
Ag),
антиген инфекционности (HBe
Ag,
выявляемый в крови при активной репликации
HBV)
и наименее изученный HBx
Ag.
Циркулирующие
штаммы HBV
отличаются по антигенной структуре HBs
антигена. В его составе имеется общий
антиген , обусловливающий перекрестный
(между субтипами) иммунитет и четыре
типоспецифических антигенных детерминанты
и соответственно четыре субтипа HBs
Ag
( и HBV).
С
учетом сложной антигенной структуры
вируса гепатита В, в диагностике данной
инфекции используют целый ряд маркеров
инфицирования, в т.ч. антигены (HBs
Ag,
HBc
Ag,
HВe
Ag)
и соответствующие им антитела (анти —
HBs,
анти — HBc
и анти — HВe).
Важное
значение для определения прогноза и
тактики лечения больных гепатитом В
имеет выделение двух качественно
различных биологических фаз развития
HBV
— репликативной и интегративной. При
репликативной фазе (т.е. массовом
размножении вируса) вирусная ДНК —
полимераза реплицирует ДНК HBV
и все вирусные субкомпоненты и белки
копируются в большом количестве. При
интегративной фазе развития (т.е. когда
вирусные частицы не подвергаются
дальнейшей репликации) геном HBV
встраивается в геном гепатоцита. В
процессе интеграции основную роль
играет фрагмент, несущий ген, кодирующий
HBs
антиген, поэтому при этой фазе идет
преимущественное образование HBs
Ag.
Следовательно, биологические стадии
HBV
отличаются спектром выявления маркеров
инфицирования. Для стадии репликации
характерно выявление ДНК HBV,
HBe
Ag
и (или) анти — HBc
— IgM,
возможно — HBs
Ag.
В стадии интеграции преобладает HBs
Ag,
анти — HBe,
анти — HBc
— IgG.
Эпидемиологические
особенности.
Вирус
гепатита В распространяется эволюционно
сложившимися естественными и искусственными
путями распространения. Для эффективного
заражения оказывается достаточным
введение 0,0000007 мл инфицированной крови
(искусственные парентеральные пути
заражения — через медицинские манипуляции)
. Среди естественных путей — вертикальный
( от матери — потомству), половой и
контактный (семейный) — “гемоконтактный”
(Л.М. Шляхтенко и др., 1990,1998). Передача
возбудителя обеспечивается устойчивостью
во внешней среде, вирус передается при
контакте с кровью и другими биологическими
жидкостями организма (слюна, сперма,
содержимое носоглотки, вагины и др.).
Факторами передачи могут быть различные
предметы личной гигиены (зубные щетки,
бритвенные и маникюрные приборы, мочалки,
расчески и др.). В последние годы
увеличилось значение наркозависимого
и полового пути передачи.
Клинико
— патогенетические особенности.
Орган
— мишень для вируса гепатита В — печень.
Поражение гепатоцитов напрямую не
связано с непосредственным действием
вируса (цитопатического эффекта нет),
а с иммунными (аутоагрессивными) реакциями
хозяина, связанными с модификацией
клеточных мембран вирусными белками.
Аутоагрессия реализуется Т — цитотоксическими
лимфоцитами и другими киллерными
клетками, выработкой аутоантител против
тканей печени. Поражения печени могут
быть в виде острой и хронической форм
различной тяжести.
Постинфекционный
иммунитет
длительный, направлен против основного
протективного HBs
антигена, обусловлен вируснейтрализующими
анти — HBs
антителами.
Методы
диагностики.
В
основе лабораторной диагностики — ИФА
и ПЦР.
HBs
антиген
— основной и первый маркер инфицирования
HBV.
Его элиминация и появление анти — HBs
— антител является непременным условием
выздоровления. Анти HBs
— антитела — показатель перенесенной
инфекции.
HBc
антиген
— сердцевинный антиген, белок нуклеокапсида,
выявляемый только в ядрах гепатоцитов,
но отсутствующий в чистом виде в крови.
Большое диагностическое значение имеет
определение в крови анти- HBc
— IgM.
Эти антитела при остром гепатите
выявляются раньше, чем антитела к другим
вирусным антигенам. АнтиHBc
-IgM
выявляют у 100% больных острым гепатитом
В, как HBs
— позитивным, так и HBs
— негативным. Анти HBc
— антитела могут быть единственным
маркером вируса гепатита В в фазу “окна”,
когда в крови не удается выявить ни HBs
антиген, ни антител к нему.
Выявление
анти- HBc
-IgM
сочетается с выявлением ДНК вируса и
ДНК — полимеразной активности (т.е.
показателями продолжающейся репликации
вируса) и активностью патологического
процесса в печени. Анти HBc
— IgG
— маркер перенесенного инфицирования
HBV.
HBe
Ag
— антиген инфекционности, циркулирует
только при наличии HBs
антигена. Его наличие в сыворотке крови
коррелирует с выявлением ДНК вируса,
полимеразной активностью и с продукцией
полных вирусных частиц, т.е. с активной
репликацией вируса. Длительность
циркуляции HBe
антигена — важный прогностический
признак. Его выявление через два месяца
с начала заболевания — признак вероятного
развития хронического гепатита. В
большинстве случаев происходит смена
HBe
Ag
на антиHBe
— антитела, что является маркером
завершенной репликации вируса гепатита
В.
Важную
диагностическую информацию представляют
методы выявления ДНК HBV.
В ряде случаев при отсутствии в крови
HBs
антигена, а также серологических маркеров
вирусной репликации (HBe
Ag,
антиHBcor
— IgM),
о продолжающейся репродукции вируса в
печени можно судить по результатам
молекулярной гибридизации нуклеиновых
кислот (МГНК) и ПЦР. Используя технику
ПЦР, можно определить и подтип HBs
антигена.
Специфическая
профилактика
в настоящее время осуществляется с
использованием рекомбинантных вакцин
(“Энжерикс В”, “Рекомбивакс В” и др.),
полученных методами генной инженерии
на культурах дрожжей Saccharomyces
cerevisae.
Рекомбининтный клон дрожжей вырабатывает
поверхностный антиген HBV.
Эффективность — 95% , продолжительность
— не менее 5 — 6 лет. Предусмотрена
трехкратная иммунизация — сразу после
рождения, через 1 — 2 месяца, до конца
первого года жизни ребенка. Для экстренной
профилактики контактным может применяться
донорский иммуноглобулин, содержащий
антитела к HBV.
Источник
