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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 MajorhepatitisvirusesHepatitisAVirus HAV HepatitisBVirus HBV HepatitisCVirus HCV HepatitisDVirus HDV HepatitisEVirus HEV OthercandidatevirusesHepatitisGBVirus C HepatitisGvirus HGBV C HGV TTvirus Transfusiontransmittedvirus TTV HepatitisFranceVirus HFV 病毒性肝炎 病原学 HepatitisAVirus HAV 甲型肝炎病毒 Heparnavirus PicornaviridaeVirusStructure Unenveloped symmetricRNAvirus HAV Genevariation 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 Genomestructure p1 p2 p3 5 NC Codingregion Openreadingframe ORF 3 NC 多聚蛋白功能蛋白 VP1VP2VP3VP4Structureproteins 2A2B2C3A3B3C3DNonStructureproteins Translation 病毒学分类 Hepadnaviridae Orthohepadnavirus HBV WHV GSHVAvihepadnavirus DHBV病毒结构和大小 Env HBsAg 大 中 小 Dane sparticle42nmHBcAgCoreDNAPHBV 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 HepatitisCVirus HCV Flaviviridae HepacivirusHCVgenomeisapositive sense singlestrandRNAmolecule approximately9 7Kbinlength 戊型肝炎病毒 HepatitisEvirus HEV Classification Undefinition analphavirussubgroup Structure aspherical unenveloped singlestrandedRNAviruswith32 4nmindiameterGenome positive singlestrandedRNA 7 2 7 6Kbinlength 3ORFs 012345678 MT Y P Pro X Hel RDRP Capsid ORF1 ORF3 ORF2 Burmastrain B Mexicostrain M Genotypes 2genotypes A N3 5 历史回顾 1965Blumberg发现 澳大利亚抗原 1970Dane发现病毒颗粒1973Feinstone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1977Rizzetto发现 抗原1986重组HB疫苗进入市场1986Provost研制出HAV疫苗1989Choo发现HCV1990Reyes发现HEV1999拉米夫定被FDA和SDA批准2001PEG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 ClinicalandEpidemiologicCorrelationsinHBVInfection NEnglJMed359 1486 October2 2008 350millionHBVcarriersworldwide HBV350Million HCV185Million 乙肝病毒 HBV 与乙型肝炎 乙肝病毒 HepatitisBvirus HBV 可引起肝脏急性 慢性感染 肝硬化和肝细胞癌 Hepatocellularcarcinoma 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225 227万乙肝病毒携带者 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 XCorepromoter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 HBVvirions Daneparticles 20 nmHBsAgparticles StructureofHBsAgAssociatedParticles PhosphotungsticAcid NegativeStain ImageAnalysisofHBVEnvelopeSurfaceProjections KellyA Dryden etal MolecularCell22 843 850 June23 2006 ModelandCartoonofHBVVirions KellyA Dryden etal MolecularCell22 843 850 June23 2006 ImagesfromcryomicrographsofvariousHBVcorestructures MapsoftheRNA containingandDNA containingcoreparticles OrganizationofHBsinthemembrane 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 ProgressofHBVinfection HBV血清型和基因型的地理分布 基因型血清型流行地区Aadw2 ayw1欧洲西北部 美国 非洲中部Badw2 ayw1中国大陆 台湾 日本 印度尼西亚越南Cadw2 adrq adrq ayr中国大陆 台湾 日本 韩国 越南玻利尼西亚Dayw2 ayw3地中海地区 印度Eayw4非洲西部Fadw4q adw2 ayw4非洲中部和南部 玻利尼西亚Gadw2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 HBVC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 HBVC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 GeographicaldistributionsofHBVgenotypes subgenotypesindifferentpartsofChina HBVgenomeandproteome SPreS1 Pre S2 S PreS1 Pre S2 PHSA R S CPre C CORFs HBcAg HBeAg PDNAp DNAp XXgene 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 Openreadingframe ORF TargetsofHBxactivity MichaelJ BouchardandRobertJ Schneider J Virol Dec 2004 p 12725 12734 Thevirus cellinteractionsinthehepadnavirallifecycle SchematicpictureoftheHBVvirallifecycle StepsofHBVReplication NEnglJMed359 1486 October2 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 CellularImmuneResponsestoHBV NEnglJMed2004 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HBVDNA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 HBVPreC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HBVDNA阳性 HBVDNA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 Windowphase HBV急性感染的恢复期 HBsAg消失 抗HBs尚未出现的空隙期 AcuteHepatitisB PatternsofSerologicandMolecularMarkersinHBVInfection NEnglJMed2004 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 NEnglJMed351 2832 December30 2004 NEnglJMed351 2832 December30 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 HBVcccDNA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 ApprovedtreatmentsforchronichepatitisB Standardinterferon IFN PegylatedIFN Lamivudine LAM 拉米夫定 Adefovirdipivoxil 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 MyersSquibb公司研究开发