HBV分子生物學(xué)

1、HBV分子生物學(xué),陳忠斌 博士 軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射與輻射醫(yī)學(xué)研究所電磁與激光生物學(xué)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 transmitte

2、d virus (TTV) Hepatitis France Virus (HFV) ?,病毒性肝炎(病原學(xué)）,Hepatitis A Virus (HAV;甲 型 肝 炎 病 毒),Heparnavirus; Picornaviridae Virus Structure: Unenveloped, symmetric RNA virus,HAV, Gene variation 變異小，各病毒株之間同源性80% HAV有7個基因型;人類HAV有、基因型 Serotype：只有一個抗原抗體系統(tǒng),Genome structure,p1,p2,p3,5NC,Coding region; Open r

3、eading 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,病毒學(xué)分類: Hepadnaviridae, Orthohepadnavirus: HBV,WHV, GSHV Avihepadnavirus: DHBV 病毒結(jié)構(gòu)和大小: Env（HBsAg;大,中,小) Danes particle 42nm HBcAg Core DNAP HBV-DNA,乙 型 肝 炎 病 毒,病原體：丁型肝炎病毒（HDV），

4、是單鏈環(huán)狀 RNA 病毒； HDV是一種缺陷病毒，必須依賴嗜肝DNA病毒才能寄生； 傳播途徑：輸血、血制品；接觸？ 可與HBV 同時感染或重疊感染；無乙肝者不會患丁肝； 乙型肝炎患者感染HDV后病情加重； 檢測方法：HDV抗原和抗體； 治療同乙肝； 尚無可用于預(yù)防的疫苗。,丁型肝炎,Hepatitis C Virus, HCV,Flaviviridae, Hepacivirus HCV genome is a positive-sense, single strand RNA molecule , approximately 9.7Kb in length.,戊 型 肝 炎 病 毒 (Hepa

5、titis 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 st

6、rain (B); Mexico strain (M),Genotypes: 2 genotypes,（A）N3,5,歷史回顧,1965 Blumberg發(fā)現(xiàn)“澳大利亞抗原” 1970 Dane發(fā)現(xiàn)病毒顆粒 1973 Feinstone發(fā)現(xiàn)HAV顆粒 1975 制備血源性乙肝疫苗和HBIG 1976 干擾素用于治療慢性乙肝 1977 Rizzetto發(fā)現(xiàn)抗原 1986 重組HB疫苗進入市場 1986 Provost研制出HAV疫苗 1989 Choo發(fā)現(xiàn)HCV 1990 Reyes發(fā)現(xiàn)HEV 1999 拉米夫定被FDA和SDA批準 2001 PEG干擾素用于HCV治療,在國內(nèi)因型肝炎最為嚴重，

7、加上會演變成慢性肝炎，肝硬化甚至肝癌，所以對人健康之威脅最大。,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,HBV 350 Million,HCV 185 Million,乙肝病毒（HBV）與乙型肝炎, 乙肝病毒（Hepatitis B virus，HBV） 可引起肝臟急性、慢性感染，肝硬化和 肝細胞癌（Hepatocellular carcinoma，HCC）

8、全世界HBV攜帶者數(shù)量已達到3億5千萬 每年死于HBV導(dǎo)致的肝癌患者數(shù)量超過100萬 我國大約有1億2千萬的HBV攜帶者,慢性乙肝是一種潛在威脅生命的疾病。 全球每年有超過50萬人死于原發(fā)性肝癌，而其中多達80的原發(fā)性肝癌是由慢性乙肝引起的。在4億慢性乙肝患者中，有75生活在亞洲，而中國是全球乙肝和肝癌負擔(dān)最沉重的國家。 中國大陸的HBV流行率最高，這里的HBV病毒攜帶者占全球總數(shù)的1/3以上。據(jù)估計，中國大陸有1.2-1.3億乙肝病毒攜帶者。 中國臺灣的慢性HBV感染率為15-20%，估計有300萬乙肝病毒攜帶者。 韓國約有225227萬乙肝病毒攜帶者。 印度的乙肝病毒攜帶者估計達3400萬

9、。 新加坡慢性HBV感染率為4，約有15萬乙肝病毒攜帶者。 菲律賓的慢性HBV感染率為5-16%。 泰國慢性HBV感染率為3-6%，約有300萬乙肝病毒攜帶者。 香港地區(qū)慢性HBV感染率為8.8%，約有70萬乙肝病毒攜帶者。,HBV病毒學(xué),嗜肝DNA病毒科，基因長3.2kb 4個開放讀碼框架：Pre-S/S、Polymerase、 Precore/core、X Core promoter和Precore區(qū)變異 X蛋白與肝癌的發(fā)生有關(guān) cccDNA是HBV復(fù)制的模板 大多數(shù)抗病毒藥物對cccDNA的作用小或無作用,乙肝病毒的結(jié)構(gòu),HBV virions (Dane particles),20-n

10、m 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, Jun

11、e 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 特點,HBV 雙鏈 DNA 病毒 嗜肝 DNA 病毒科 4 個開放讀框 高病毒血癥 高感染性 與宿主基因整合 無細胞毒性,HCV 單鏈 RNA 病毒 黃病毒科 1 個開放讀框 低病毒血癥 低感染性 不與宿主基因整合 細胞毒性 (?),Progre

12、ss of HBV infection,HBV血清型和基因型的地理分布,基因型 血清型 流行地區(qū) A adw2, ayw1 歐洲西北部、美國、非洲中部 B adw2, ayw1 中國大陸、臺灣、日本、印度尼西亞 越南 C adw2, adrq+, adrq- , ayr 中國大陸、臺灣、日本、韓國、越南 玻利尼西亞 D ayw2, ayw3 地中海地區(qū)、印度 E ayw4 非洲西部 F adw4q-, adw2, ayw4 非洲中部和南部、玻利尼西亞 G adw2 法國、美國,我國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

13、28.4% C基因型(709份)占58.4% B、C混合型(151份)占12.4% 未檢測出其他基因型 在我國慢性HBV感染者中,HBV C和B基因型為主要流行株。 北方地區(qū)以C基因型為優(yōu)勢株. 南方地區(qū)則B基因型較為多見.,我國HBV基因型分布存在明顯地域性差異,在我國慢性HBV感染者中,HBV C和B基因型為主要流行株。 北方地區(qū)以C基因型為優(yōu)勢株. 南方地區(qū)則B基因型較為多見.,Geographical distributions of HBV genotypes/subgenotypes in different parts of China,HBV genome and proteo

14、me,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),病毒的基因組 HBV基因組又稱HBV-DNA,由3200bp組成,為環(huán)狀部分雙股DNA,分長(L),短(S)兩股,L鏈含4個開放讀碼區(qū)(Open reading frame; ORF),Targets of HBx activity,Michael J. Bouchard and Robert J. Schneider. J. Virol., Dec. 2004, p. 12

15、72512734,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,乙肝的發(fā)病機理,乙肝病毒感染人體后，病毒本身并不直接引起肝細胞的病變，只是在肝細胞內(nèi)生存、復(fù)制，其所復(fù)制的抗原表達在肝細胞膜上，激發(fā)人體的免疫系統(tǒng)來辨認，從而對已感染發(fā)生攻擊和清除反應(yīng)。,Cellular Immune Responses to

16、HBV,N Engl J Med 2004;351(12):1268.,病毒抗原抗體系統(tǒng)檢測結(jié)果分析,HBsAg/抗HBs系統(tǒng) HBsAg: HBV感染的證據(jù), 不代表病毒復(fù)制 血清型：10個亞型， 主要有adr, adw, ayr, ayw 抗HBs: HBV感染后唯一的保護性抗體,HBeAg/抗HBe系統(tǒng) HBeAg: 是HBV DNA復(fù)制時產(chǎn)生的一種可溶性蛋白, 是臨床上最常用的反映HBV 復(fù)制的指標. 抗HBe的臨床意義: HBV感染康復(fù)的表現(xiàn),常伴有抗HBc和/或抗HBs的 陽性,肝功能正常,無癥狀. HBV PreC基因變異,常致肝炎病程的慢性化,病情 活動,甚至重型肝炎. 通常有

17、HBsAg和HBV DNA陽性. HBV DNA與肝細胞DNA整合: 見于抗HBe持續(xù) (2年)陽性的患者,常伴HBsAg陽性,但無HBV復(fù)制 指標.,HBcAg/抗HBc系統(tǒng) HBcAg： 肝細胞內(nèi)和HBV病毒顆粒中，陽性表明 HBV復(fù)制活躍。 抗HBc：低滴度：過去感染的標志，窗口期 高滴度：HBV復(fù)制活躍 IgM 抗HBc：HBV感染的急性期，慢性感染的急 性活動期，慢性HBV感染有持續(xù)性 HBV復(fù)制活躍,Window phase：HBV急性 感染的恢復(fù)期，HBsAg消失， 抗HBs尚未出現(xiàn) 的空隙期,Acute Hepatitis B,Patterns of Serologic and

18、 Molecular Markers in HBV Infection.,N Engl J Med 2004;351(12):1268.,乙型肝炎預(yù)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個 月，第二和第三之相隔五個月。 依時接受三次疫苗注射后，大約90-95%的人可以 產(chǎn)生長期的免疫力。 接受乙型肝炎預(yù)防疫苗之前，應(yīng)該預(yù)先檢驗血 液，只有從未被乙型肝炎感染過的人，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, 200

19、4,乙肝病毒細胞模型和動物模型,沒有可感染的細胞模型 只有穩(wěn)定整合HBV基因組的細胞系： HepG2.2.15細胞 轉(zhuǎn)基因鼠； 動物HBV：土撥鼠肝炎病毒（WHBV）、鴨肝炎病毒（DHBV）,抗乙型肝炎病毒治療,抑制病毒復(fù)制，減少傳染性； 改善肝功能； 減輕肝組織病變； 提高生活質(zhì)量； 減少或阻止肝硬化和原發(fā)性肝細胞癌 的發(fā)生。,抗病毒治療的目的,慢性乙型肝炎抗病毒治療難度,慢性HBV感染難清除 嬰幼兒期感染, 免疫耐受性 HBeAg()慢性乙型肝炎復(fù)發(fā)率很高 HBV cccDNA難消失 cccDNA 與肝細胞“共存亡” 只要cccDNA存在, 復(fù)制不會停止 當前尚無藥物能直接作用于cccDN

20、A,乙肝的綜合治療, 抗病毒治療 免疫調(diào)節(jié)治療 “保肝”治療 中醫(yī)藥治療 基礎(chǔ)治療及心理治療 基因治療,抗病毒藥物種類,目前尚無一種能迅速、直接殺死清除乙肝病毒的藥物，最好的抗病毒藥物療效也僅能達到50左右。 目前國際醫(yī)學(xué)界公認的治療慢性乙肝有確切療效的抗病毒藥物主要有兩大類： 干擾素：如賽若金（重組人-1b干擾素）、 進口及國產(chǎn)- 2a，-2b干擾素等。 核苷類似物：拉米夫定、泛昔洛韋等。,Approved treatments for chronic hepatitis B,Standard interferon(IFN), Pegylated IFN, Lamivudine (LAM)-

21、拉米夫定, Adefovir dipivoxil (ADV)-阿德福韋, Entecavir (ETV)-恩替卡韋, Telbivudine(LdT),干擾素,1990年美國FDA正式批準干擾素-2b（商品名：甘樂能）治療慢性乙型肝炎 1991年美國FDA正式批準干擾素-2b（商品名：甘樂能）治療慢性丙型肝炎 1998年FDA批準干擾素-2b（商品名：甘樂能）聯(lián)合利巴韋林治療慢性丙型肝炎，成為慢性丙型肝炎的標準治療方案,拉米夫定,【別名】賀普丁, 拉米夫定 【外文名】Lamivudine， Heptodin,賀維力(阿德福韋酯Hepsera),葛蘭素史克公司出品的最新抗乙肝病毒新藥 （賀維力 片劑） 制造商 葛蘭素史 性狀 本品為類白色片,恩替卡韋,是一種有效的、選擇性抑制乙型肝炎病毒復(fù)制的脫氧鳥嘌呤核苷類似物,由Bristol-Myers Squibb 公