乙型肝炎病毒

乙型肝炎病毒

乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)为嗜肝DNA病毒科的一种逆转录病毒。据WHO报道,全球约20亿人曾感染HBV,其中2.4亿人为慢性HBV感染者,每年约有65万人死于HBV感染所致的肝功能衰竭、肝硬化和肝细胞癌(HCC)。全球肝硬化和HCC患者中,由HBV感染引起的比例分别为30%和45%。我国肝硬化和HCC患者中,由HBV感染引起的比例分别为60%和80%。据估计全世界HBV表面抗原携带者有3.5亿,其中1.2亿在中国。

一、生物学特性

(一)基因与编码蛋白

HBV DNA分子为不完全双链环状DNA。两链长短不一,闭合长链是负链,约有3 200个核苷酸,短链为正链,是长链长度的50%~100%。HBV DNA负链含重叠排布的四个开放阅读框(ORF)。①S区:具有3个启动子。按理论推断,由5′端第一个启动子转录的mRNA,编码一个400个氨基酸组成的大分子包膜蛋白(由HBsAg、PreS2Ag、PreS1Ag组成);由第二个启动子转录的mRNA,编码一个281个氨基酸组成的中分子包膜蛋白(由HBsAg、PreS2Ag组成);由第三个启动子转录的mRNA,编码一个226个氨基酸组成的主蛋白——HBs Ag。②C区:含有2个启动子,由5′端第一个启动子转录的mRNA,编码一个较大的PreC蛋白,此蛋白质经加工后形成HBeAg,可分泌入血;由第二个启动子转录的mRNA,编码一个183个氨基酸组成的HBcAg,即HBV的壳粒。③P区:可转录形成一段3.5 kb的mRNA,为病毒逆转录的模板,也称为前病毒基因组,作为mRNA可编码病毒DNA多聚酶(逆转录酶)、RNA酶H和PreC蛋白、HBcAg等。④X区:可转录形成一段0.8 kb的mRNA,编码一个154个氨基酸组成的小分子蛋白质HBx Ag。

(二)病毒结构

电子显微镜观察,乙型肝炎患者的血清中可观察到三种不同形态的HBV颗粒,分别称大球形颗粒、小球形颗粒和管形颗粒(图10-2)。

1.大球形颗粒 亦称Dane颗粒,具有感染性,1970年由Dane在乙型肝炎患者血清中首先发现。Dane颗粒是完整的HBV,直径约42nm。病毒外层为由宿主细胞的脂质双层和病毒编码的包膜蛋白共同构成的包膜(外衣壳)。病毒包膜蛋白含有HBV表面抗原(hepatitis B surface antigene,HBs Ag)、前S1抗原(PreS1 Ag)和前S2抗原(PreS2 Ag)。病毒核衣壳为20面体对称结构,衣壳蛋白含有HBV的核心抗原(hepatitis B core antigene,HBc Ag),衣壳包裹有双股非闭合性的DNA链和DNA多聚酶。

图示

图10-2 乙型肝炎病毒形态结构示意图

2.小球形颗粒 直径约22 nm,是HBV感染后血液中常见成分,含有HBsAg。但不含DNA和DNA多聚酶,无感染性。

3.管形颗粒 直径约22 nm,长度可达50~500 nm。系许多小球形颗粒“串联”形成。小球形颗粒和管形颗粒均为合成过剩的病毒包膜蛋白装配而成。

(三)培养

黑猩猩是HBV的易感动物,狨猴虽可感染但不如前者敏感。HBV的组织培养尚未成功,目前采用的是DNA转染细胞培养系统,将病毒DNA导入肝癌细胞株,使这些细胞株可分泌HBsAg、HBc Ag、HBeAg和Dane颗粒。DNA转染细胞培养系统可用于抗HBV药物的研究。

(四)抵抗力

HBV对外界的抵抗力较强。对低温、干燥、紫外线和一般化学消毒剂均耐受。37℃活性能维持7日,在-20℃可保存20年,65℃、10小时和100℃、10分钟或高压蒸汽法可使HBV失去传染性,但仍可保持表面抗原活性。HBV对0.5%过氧乙酸、5%氯酸钠和3%漂白粉敏感。

二、致病性与免疫性

(一)致病性

1.传染源与传播途径 乙型肝炎患者或无症状HBsAg携带者是主要传染源。在乙型肝炎的潜伏期、急性期及慢性活动初期,患者血清都有传染性。其主要传播途径如下。①血液、血制品传播:血液中HBV含量高,人的易感性强,微量带病毒血液通过破损皮肤和黏膜进入机体即可导致感染。因此,输入带病毒的血液、血制品;或通过污染病毒的针灸针、采血针、手术器械、内镜等可引起医源性传播。②垂直传播:主要可经胎盘感染胎儿,出生时已呈HBsAg阳性;或经产道分娩时,新生儿因破损的皮肤或黏膜接触母血或阴道分泌物而感染。HBV DNA水平是影响HBV母婴传播的最关键因素。HBV DNA水平较高(≥106 U/ml)母亲的新生儿更易发生母婴传播。近年来有研究显示,对这部分母亲在妊娠中后期应用抗病毒药物,可使孕妇产前血清中HBV DNA水平降低,提高新生儿的母婴阻断成功率。③接触传播:HBV可存在于感染者的精液、阴道分泌物、唾液和汗液等体液中,通过性接触或密切接触而感染。

2015版《乙肝防治指南》中指出,HBV不经呼吸道和消化道传播,无血液暴露的接触不会感染HBV。流行病学和实验研究未发现HBV能经吸血昆虫传播。

2.致病机制 乙型肝炎的临床表现不尽相同,可出现急慢性肝炎、重症肝炎等不同类型。目前认为HBV的致病机制主要是病毒诱发宿主产生免疫应答及病毒与宿主间的相互作用所致的免疫损伤。①免疫细胞介导的损伤:CD8+T细胞是乙型肝炎肝细胞损伤的主要效应细胞,病毒感染的肝细胞表面表达CD8+T细胞的靶抗原HBsAg和HBc Ag,CD8+T细胞通过释放穿孔素和颗粒酶破坏肝细胞或经Fas-FasL途径诱导肝细胞凋亡。此外,CD4+T细胞释放的细胞因子也可间接地杀伤受病毒感染的肝细胞。②免疫复合物引起的病理损伤:机体产生的抗-HBs和抗-HBe分别与HBsAg和HBeAg结合形成免疫复合物(可检测出),沉积于肝内小血管而引起Ⅲ型超敏反应,免疫复合物可随血液循环沉积到肾小球基底膜、关节的滑膜腔而引起关节炎、肾小球肾炎等。如果免疫复合物大量沉积于肝脏内,可致毛细血管栓塞,造成急性肝坏死。③自身免疫介导的损伤:HBV感染可引起肝细胞表面抗原的改变,并可使位于细胞膜内侧的肝特异蛋白抗原(Liver specific protein:LSP)暴露,从而诱导机体产生对该抗原成分的自身免疫反应,这种自身免疫反应可增强肝细胞的损伤。(https://www.daowen.com)

3.HBV与原发性肝癌 HBV感染与原发性肝癌的发生密切相关,人群流行病学调查均显示肝炎患者的肝癌发病率比自然人群高,并有研究资料表明HBV感染可先于或伴随原发性肝癌的发生,在原发性肝癌患者取出的组织中存在HBV的DNA及特异性抗原;有些原发性肝癌细胞系已能在培养中产生HBsAg。

(二)免疫性

乙型肝炎病毒侵入机体后,引发的免疫效应具有双重性,既可产生对病毒的清除效应,也可造成肝细胞的损伤。

三、检测与防治

(一)病原学检测

HBV标志物的血清学检测是乙型肝炎特异性诊断的最普遍方法,近年来HBV DNA的检测也多有开展。

1.HBV标志物检测 俗称“两对半”检测。①HBsAg和抗-HBs:HBsAg是机体感染后最先出现的血清学指标,阳性可见于急性乙型肝炎的潜伏期或急性期(大多短期阳性),慢性乙型肝炎、迁延性和慢性活动性乙型肝炎、乙型肝炎后肝硬化或原发性肝癌等,以及HBs Ag无症状携带者。急性乙型肝炎一般在1~4个月HBsAg消失,持续6个月以上表示已向慢性肝炎转化。抗-HBs是中和抗体,其出现表示曾感染过HBV或接种过疫苗,表示对HBV有一定的免疫力。②抗-HBc:血清内抗-HBc Ig M阳性表示新近有过HBV感染、体内有HBV增殖。抗-HBc IgG在体内存在时间长,是既往乙型肝炎病毒感染的标志。阳性可见于急性感染的恢复期,亦可见于已康复的乙型肝炎患者,需结合HBV DNA检查及HBsAg结果进行判断。③HBeAg和抗-HBe:HBeAg阳性表示HBV在体内复制及其血液具有传染性;如转为阴性,说明病毒复制停止。抗-HBe阳性提示机体对HBV已获得一定的免疫力(出现变异株者除外)。“两对半”检测结果及分析见表10-4。

表10-4 HBV抗原抗体检测结果的实际意义

图示

2.HBV DNA检测 血清HBV DNA为HBV复制的直接标志。应用核酸杂交法可定性检测血清HBV DNA以进行疾病诊断,定量PCR则能够检测病毒拷贝数,可观察血清病毒拷贝量的动态变化和作为药物疗效的考核指标。

(二)防治原则

HBV感染的预防措施主要是控制传染源、切断传播途径和特异性预防。

1.控制传染源和切断传播途径 主要包括严格筛选供血员,加强血液、血制品管理;严格消毒处理患者分泌物、排泄物等;做好围产期宣传教育及孕前、产前检查。

2.特异性预防 接种乙型肝炎疫苗是最有效的特异性预防措施。乙型肝炎疫苗全程需接种3针,按照0、1、6个月程序,即接种第1针疫苗后,间隔1个月及6个月注射第2及第3针疫苗。新生儿接种乙型肝炎疫苗要求在出生后24小时内接种,越早越好。高价抗-HBs人血清免疫球蛋白可用于紧急预防。

目前尚缺乏针对HBV的特效药物,用于临床治疗的药物有干扰素、核苷类似物(无环鸟苷)、多聚酶抑制剂以及逆转录酶抑制剂(拉米呋啶)等。ALT正常化、HBV-DNA抑制至不可测、HBeAg血清学转换和HBsAg清除是治疗慢性乙型肝炎的目标,而HBsAg清除是目前慢性乙型肝炎治疗的最高目标。

知识拓展

意外暴露后预防乙肝

当有破损的皮肤或黏膜以外暴露HBV感染者的血液和体液后,可按照以下方法处理。

1.血清学检测 应立即检测HBV DNA、HBsAg、抗-HBs、HBeAg、抗-HBc、丙氨酸转氨酶(ALT)和天冬氨酸转氨酶(AST),并在3个月和6个月内复查。

2.主动和被动免疫 如已接种过乙肝疫苗,且已知抗-HBs阳性者,可不进行特殊处理。如未接种过乙肝疫苗,或虽接种过乙肝疫苗,但抗-HBs<10 IU/L或抗-HBs水平不详,应立即注射乙肝免疫球蛋白(HBIG)200~400 U,并同时在不同部位接种1针乙肝疫苗(20μg),于1个月和6个月后分别接种第2和第3针乙肝疫苗(20μg)。