HBV分子生物学

HBV分子生物学,陈忠斌博士军事医学科学院放射与辐射医学研究所电磁与激光生物学研究室,Major hepatitis viruses Hepatitis A Virus ( HAV); Hepatitis B Virus (HBV) Hepatitis C Virus (HCV); Hepatitis D Virus (HDV) Hepatitis E Virus ( HEV) Other candidate viruses Hepatitis GB Virus-C/Hepatitis G virus (HGBV-C/HGV) TT virus/Transfusion transmitted virus (TTV) Hepatitis France Virus (HFV) ?,病毒性肝炎(病原学）,Hepatitis A Virus (HAV;甲 型 肝 炎 病 毒),Heparnavirus; PicornaviridaeVirus Structure: Unenveloped, symmetric RNA virus,HAV, Gene variation 变异小，各病毒株之间同源性80% HAV有7个基因型;人类HAV有、基因型 Serotype：只有一个抗原抗体系统,Genome structure,p1,p2,p3,5NC,Coding region; Open reading frame (ORF),3NC,多聚蛋白功能蛋白,VP1 VP2 VP3 VP4 Structure proteins,2A 2B 2C 3A 3B 3C 3D Non Structure proteins,Translation,病毒学分类: Hepadnaviridae, Orthohepadnavirus: HBV,WHV, GSHV Avihepadnavirus: DHBV 病毒结构和大小: Env（HBsAg;大,中,小) Danes particle 42nm HBcAg Core DNAP HBV-DNA,乙 型 肝 炎 病 毒,病原体：丁型肝炎病毒（HDV），是单链环状 RNA 病毒； HDV是一种缺陷病毒，必须依赖嗜肝DNA病毒才能寄生； 传播途径：输血、血制品；接触？ 可与HBV 同时感染或重叠感染；无乙肝者不会患丁肝； 乙型肝炎患者感染HDV后病情加重； 检测方法：HDV抗原和抗体； 治疗同乙肝； 尚无可用于预防的疫苗。,丁型肝炎,Hepatitis C Virus, HCV,Flaviviridae, HepacivirusHCV genome is a positive-sense, single strand RNA molecule , approximately 9.7Kb in length.,戊 型 肝 炎 病 毒 (Hepatitis E virus; HEV) Classification: Undefinition (an alpha virus subgroup) Structure: a spherical, unenveloped, single stranded RNA virus with 32-4nm in diameter Genome：positive, single stranded RNA, 7.2-7.6Kb in length; 3 ORFs,0 1 2 3 4 5 6 7 8,MT,Y,P,Pro,X,Hel,RDRP,？,Capsid,ORF1,ORF3,ORF2,Burma strain (B); Mexico strain (M),Genotypes: 2 genotypes,（A）N3,5,历史回顾,1965 Blumberg发现“澳大利亚抗原”1970 Dane发现病毒颗粒1973 Feinstone发现HAV颗粒1975 制备血源性乙肝疫苗和HBIG1976 干扰素用于治疗慢性乙肝1977 Rizzetto发现抗原1986 重组HB疫苗进入市场1986 Provost研制出HAV疫苗1989 Choo发现HCV1990 Reyes发现HEV1999 拉米夫定被FDA和SDA批准 2001 PEG干扰素用于HCV治疗,在国内因型肝炎最为严重，加上会演变成慢性肝炎，肝硬化甚至肝癌，所以对人健康之威胁最大。,HBV的危害性,Clinical and Epidemiologic Correlations in HBV Infection,N Engl J Med 359:1486, October 2, 2008,350 million HBV carriers worldwide,HBV350 Million,HCV185 Million,乙肝病毒（HBV）与乙型肝炎, 乙肝病毒（Hepatitis B virus，HBV） 可引起肝脏急性、慢性感染，肝硬化和肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma，HCC）全世界HBV携带者数量已达到3亿5千万每年死于HBV导致的肝癌患者数量超过100万我国大约有1亿2千万的HBV携带者,慢性乙肝是一种潜在威胁生命的疾病。 全球每年有超过50万人死于原发性肝癌，而其中多达80的原发性肝癌是由慢性乙肝引起的。在4亿慢性乙肝患者中，有75生活在亚洲，而中国是全球乙肝和肝癌负担最沉重的国家。中国大陆的HBV流行率最高，这里的HBV病毒携带者占全球总数的1/3以上。据估计，中国大陆有1.2-1.3亿乙肝病毒携带者。中国台湾的慢性HBV感染率为15-20%，估计有300万乙肝病毒携带者。韩国约有225227万乙肝病毒携带者。印度的乙肝病毒携带者估计达3400万。新加坡慢性HBV感染率为4，约有15万乙肝病毒携带者。菲律宾的慢性HBV感染率为5-16%。泰国慢性HBV感染率为3-6%，约有300万乙肝病毒携带者。香港地区慢性HBV感染率为8.8%，约有70万乙肝病毒携带者。,HBV病毒学,嗜肝DNA病毒科，基因长3.2kb4个开放读码框架：Pre-S/S、Polymerase、 Precore/core、XCore promoter和Precore区变异X蛋白与肝癌的发生有关cccDNA是HBV复制的模板大多数抗病毒药物对cccDNA的作用小或无作用,乙肝病毒的结构,HBV virions (Dane particles),20-nm HBsAg particles,Structure of HBsAgAssociated Particles (Phosphotungstic AcidNegative Stain).,Image Analysis of HBV Envelope Surface Projections,Kelly A. Dryden . et al. Molecular Cell 22, 843850, June 23, 2006,Model and Cartoon of HBV Virions,Kelly A. Dryden . et al. Molecular Cell 22, 843850, June 23, 2006,Images from cryomicrographs of various HBV core structures,Maps of the RNA-containing and DNA-containing core particles,Organization of HBs in the membrane,HBV 和 HCV 特点,HBV双链 DNA 病毒嗜肝 DNA 病毒科4 个开放读框 高病毒血症高感染性 与宿主基因整合无细胞毒性,HCV单链 RNA 病毒黄病毒科1 个开放读框 低病毒血症低感染性 不与宿主基因整合细胞毒性 (?),Progress of HBV infection,HBV血清型和基因型的地理分布,基因型 血清型 流行地区A adw2, ayw1 欧洲西北部、美国、非洲中部B adw2, ayw1 中国大陆、台湾、日本、印度尼西亚 越南 C adw2, adrq+, adrq- , ayr 中国大陆、台湾、日本、韩国、越南 玻利尼西亚D ayw2, ayw3 地中海地区、印度 E ayw4 非洲西部 F adw4q-, adw2, ayw4 非洲中部和南部、玻利尼西亚G adw2 法国、美国,我国HBV慢性感染者的HBV基因型分布,在1214份HBV血清中:A基因型(9份)占0.7%B基因型(345份)占28.4%C基因型(709份)占58.4%B、C混合型(151份)占12.4%未检测出其他基因型在我国慢性HBV感染者中,HBV C和B基因型为主要流行株。北方地区以C基因型为优势株.南方地区则B基因型较为多见.,我国HBV基因型分布存在明显地域性差异,在我国慢性HBV感染者中,HBV C和B基因型为主要流行株。北方地区以C基因型为优势株.南方地区则B基因型较为多见.,Geographical distributions of HBV genotypes/subgenotypes in different parts of China,HBV genome and proteome,S PreS1 ,Pre-S2, S (PreS1 ,Pre-S2, PHSA-R, S) C Pre-C, C ORFs (HBcAg, HBeAg) P DNA p (DNAp) X Xgene (HBxAg),病毒的基因组 HBV基因组又称HBV-DNA,由3200bp组成,为环状部分双股DNA,分长(L),短(S)两股,L链含4个开放读码区(Open reading frame; ORF),Targets of HBx activity,Michael J. Bouchard and Robert J. Schneider. J. Virol., Dec. 2004, p. 1272512734,The virus-cell interactions in the hepadnaviral lifecycle,Schematic picture of the HBV viral life cycle,Steps of HBV Replication,N Engl J Med 359:1486, October 2, 2008,乙肝的发病机理,乙肝病毒感染人体后，病毒本身并不直接引起肝细胞的病变，只是在肝细胞内生存、复制，其所复制的抗原表达在肝细胞膜上，激发人体的免疫系统来辨认，从而对已感染发生攻击和清除反应。,Cellular Immune Responses to HBV,N Engl J Med 2004;351(12):1268.,病毒抗原抗体系统检测结果分析,HBsAg/抗HBs系统 HBsAg: HBV感染的证据, 不代表病毒复制 血清型：10个亚型， 主要有adr, adw, ayr, ayw 抗HBs: HBV感染后唯一的保护性抗体,HBeAg/抗HBe系统 HBeAg: 是HBV DNA复制时产生的一种可溶性蛋白, 是临床上最常用的反映HBV 复制的指标. 抗HBe的临床意义: HBV感染康复的表现,常伴有抗HBc和/或抗HBs的 阳性,肝功能正常,无症状. HBV PreC基因变异,常致肝炎病程的慢性化,病情 活动,甚至重型肝炎. 通常有HBsAg和HBV DNA阳性. HBV DNA与肝细胞DNA整合: 见于抗HBe持续 (2年)阳性的患者,常伴HBsAg阳性,但无HBV复制 指标.,HBcAg/抗HBc系统 HBcAg： 肝细胞内和HBV病毒颗粒中，阳性表明 HBV复制活跃。 抗HBc：低滴度：过去感染的标志，窗口期 高滴度：HBV复制活跃 IgM 抗HBc：HBV感染的急性期，慢性感染的急 性活动期，慢性HBV感染有持续性 HBV复制活跃,Window phase：HBV急性 感染的恢复期，HBsAg消失， 抗HBs尚未出现 的空隙期,Acute Hepatitis B,Patterns of Serologic and Molecular Markers in HBV Infection.,N Engl J Med 2004;351(12):1268.,乙型肝炎预防方法-疫苗注射最有效是接受乙型肝炎疫苗注射疫苗一共需要注射三次，第一和第二次相隔一个月，第二和第三之相隔五个月。依时接受三次疫苗注射后，大约90-95%的人可以产生长期的免疫力。接受乙型肝炎预防疫苗之前，应该预先检验血液，只有从未被乙型肝炎感染过的人，才需要接受疫苗注射。,N Engl J Med 351:2832, December 30, 2004,N Engl J Med 351:2832, December 30, 2004,乙肝病毒细胞模型和动物模型,没有可感染的细胞模型只有稳定整合HBV基因组的细胞系： HepG2.2.15细胞转基因鼠；动物HBV：土拨鼠肝炎病毒（WHBV）、鸭肝炎病毒（DHBV）,抗乙型肝炎病毒治疗,抑制病毒复制，减少传染性；改善肝功能；减轻肝组织病变；提高生活质量；减少或阻止肝硬化和原发性肝细胞癌 的发生。,抗病毒治疗的目的,慢性乙型肝炎抗病毒治疗难度,慢性HBV感染难清除 婴幼儿期感染, 免疫耐受性 HBeAg()慢性乙型肝炎复发率很高 HBV cccDNA难消失 cccDNA 与肝细胞“共存亡” 只要cccDNA存在, 复制不会停止 当前尚无药物能直接作用于cccDNA,乙肝的综合治疗, 抗病毒治疗 免疫调节治疗 “保肝”治疗 中医药治疗 基础治疗及心理治疗 基因治疗,抗病毒药物种类,目前尚无一种能迅速、直接杀死清除乙肝病毒的药物，最好的抗病毒药物疗效也仅能达到50左右。目前国际医学界公认的治疗慢性乙肝有确切疗效的抗病毒药物主要有两大类： 干扰素：如赛若金（重组人-1b干扰素）、 进口及国产- 2a，-2b干扰素等。 核苷类似物：拉米夫定、泛昔洛韦等。,Approved treatments for chronic hepatitis B,Standard interferon(IFN), Pegylated IFN, Lamivudine (LAM)-拉米夫定, Adefovir dipivoxil (ADV)-阿德福韦, Entecavir (ETV)-恩替卡韦, Telbivudine(LdT),干扰素,1990年美国FDA正式批准干扰素-2b（商品名：甘乐能）治疗慢性乙型肝炎1991年美国FDA正式批准干扰素-2b（商品名：甘乐能）治疗慢性丙型肝炎1998年FDA批准干扰素-2b（商品名：甘乐能）联合利巴韦林治疗慢性丙型肝炎，成为慢性丙型肝炎的标准治疗方案,拉米夫定,【别名】贺普丁, 拉米夫定【外文名】Lamivudine， Heptodin,贺维力(阿德福韦酯Hepsera),葛兰素史克公司出品的最新抗乙肝病毒新药 （贺维力 片剂）制造商 葛兰素史性状本品为类白色片,恩替卡韦,是一种有效的、选择性抑制乙型肝炎病毒复制的脱氧鸟嘌呤核苷类似物,由Bristol-Myers Squibb 公司研究开发