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医学微生物学-电子教材:肝炎病毒

医学微生物学:电子教材 肝炎病毒:肝炎病毒肝炎病毒是引起病毒性肝炎的病原体,目前公认的人类肝炎病毒至少有5种型别,包括甲型肝炎病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒及戊型肝炎病毒。其中甲型肝炎病毒与戊型肝炎病毒由消化道传播,引起急性肝炎,不转为慢性肝炎或慢性携带者。乙型与丙型肝炎病毒均由输血、血制品或注射器污染而传播,除引起急性肝炎外,可致慢性肝炎,并与肝硬化肝癌相关。丁型肝炎病毒为一种缺陷病毒,必须在乙型肝炎病毒等辅助
 

肝炎病毒

 
 

肝炎病毒是引起病毒性肝炎的病原体,目前公认的人类肝炎病毒至少有5种型别,包括甲型肝炎病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒及戊型肝炎病毒。其中甲型肝炎病毒与戊型肝炎病毒由消化道传播,引起急性肝炎,不转为慢性肝炎或慢性携带者。乙型与丙型肝炎病毒均由输血、血制品或注射器污染而传播,除引起急性肝炎外,可致慢性肝炎,并与肝硬化肝癌相关。丁型肝炎病毒为一种缺陷病毒,必须在乙型肝炎病毒等辅助下方能复制,故其传播途径与乙型肝炎病毒相同。近年来还发现一些与人类肝炎相关的病毒如已型肝炎病毒(HFV)、庚型肝炎病毒(HGV)和TT型肝炎病毒(TTV)等。流行病学研究发现,HFV是一类经消化道传播的病原体,由于病毒分离与基因克隆均未成功,本章将不作介绍。HGV与TTV的基因组序列均已明确,但其作为人类肝炎病原体的致病性仍有较大争议。此外,还有一些病毒如巨细胞病毒、EB病毒、黄热病病毒等也可引起肝炎,但不列入肝炎病毒范畴。
   第一节  甲型肝炎病毒
  一、生物学性状
  形态与结构  甲型肝炎病毒(hepatitisAvirus,HAV)是Feinstone于1973年采用免疫电镜技术首先在急性期肝炎患者的粪便中发现的。现知HAV属小RNA病毒科,肠道病毒72型。形态、大小与肠道病毒相似,直径约为27nm,呈球形,二十面体立体对称,无包膜(图29-1)。比肠道病毒更耐热,60℃1h不被灭活,对乙醚、酸处理(pH3)均有抵抗力。HAV的核酸为单一的正链RNA,长约7500个核苷酸,基因结构由5"末端非编码区、编码区和3"末端非编码区组成。5"末端区虽不编码蛋白质,但因其序列较保守,可用于制作探针,进行核酸杂交快速诊断HAV感染。编码区所编码的结构蛋白是一个大分子蛋白质,经断裂后,成为不同的多肽(VP1、VP2、VP3及VP4)。这些多肽构成壳粒,组成衣壳蛋白包围并保护核酸。编码区还编码病毒复制所需的RNA多聚酶、蛋白酶等。病毒的衣壳蛋白有抗原性(HAVAg),可诱生抗体。迄今,在世界各地分离的HAV均只有一个血清型。
  感染模型与细胞培养  黑猩猩和猴对HAV易感,经口或静脉注射可使动物发生肝炎,并能在肝细胞浆中检出HAV。在潜伏期和急性期的早期,HAV可随粪便排出。恢复期血清中能检出HAV的相应抗体。用我国猕猴属中的红面猴(Macacathebatana)实验感染HAV,发现红面猴亦对HAV易感,并从其粪便中分离到HAV。动物模型的主要用途在于研究发病、免疫机制及对减毒活疫苗的毒力和免疫效果考核。
  1972年,Provost等首次成功地将已在狨猴中传代的毒株培养在原代肝细胞或恒河猴胚肾传代细胞株。以后,HAV不经动物传代的适应过程也可直接在人胚肺二倍体细胞株中增殖,表明不少细胞株均对HAV易感。然而本病毒增殖非常缓慢,自细胞释放亦十分缓慢,不引起细胞裂解。因此,自标本中分离HAV常需数周甚至数月,并很难获得大量病毒。应用免疫荧光染色法,可检出细胞培养中的HAV;亦可将培养细胞裂解后,用放射免疫法检测HAV。经反复传代及选择,目前已有个别毒株在3~5d内即可较大量的增殖,其基因组与野生型毒株基因组间有40余处的核苷酸变异,但变异的毒株仍不能裂解细胞。
  二、致病性与免疫性
  传染源与传播途径  HAV主要通过粪-口途径传播,传染源多为患者。甲型肝炎的潜伏期为15~50d,病毒常在患者转氨酶升高前5~6d就存在于患者的血液和粪便中。HAV随患者粪便排出体外,通过污染水源、食物、海产品(毛等)、食具等传播而造成散发性流行或大流行。发病后2周开始,随着肠道中抗-HAVIgA及血清中抗-HAVIgM/IgG的产生,粪便中不再排出病毒。由于HAV比肠道病毒更耐热、耐氯化物的消毒作用,故可在污染的废水、海水及食品中存活数月或更久。1988年上海曾发生因生食HAV污染的毛蚶而暴发甲型肝炎流行,患者多达30余万,危害十分严重。
  致病机制与免疫  HAV经口侵入人体,在口咽部或唾液腺中早期增殖,然后在肠粘膜与局部淋巴结中大量增殖,并侵入血流形成病毒血症,最终侵犯靶器官肝脏。由于病毒在细胞培养中增殖缓慢并不直接造成明显的细胞损害,故其致病机制除病毒的直接作用外,机体的免疫应答在引起肝组织损害中起一定作用。
  在甲型肝炎的显性感染或隐性感染中,机体都可产生抗-HAV的IgM和IgG抗体。前者在急性期和恢复早期出现;后者在恢复后期出现,并可维持多年,对病毒的再感染有免疫力(图29-2)。甲型肝炎的预后较好。
  三、微生物学检查法
  甲型肝炎患者一般不进行病原学分离检查,微生物学检查以测定病毒抗原或抗体为主。感染早期可检测病人血清中抗-HAVIgM(RIA或ELISA法),它出现早,消失快,是HAV新近感染的重要指标。对了解既往感染史或进行流行病学调查、检测群体中抗-HAV阳性率,分析人群的免疫力,则需检测抗-HAVIgG。对于接种甲肝疫苗者,在注射前后及随访过程中需检测中和型抗-HAV。测定方法是用一株可在猴胚肾细胞引起病变的HAV(HM175/18f)进行接种,用抗体抑制病变的出现来测定中和抗体效价。也可检测HAV抗原,或用核酸杂交法、PCR法检测HAVRNA,但不常用。
  防治原则  HAV主要通过粪便污染饮食和水源经口传染。加强卫生宣教工作和饮食业卫生管理,管好粪便,保护水源,是预防甲肝的主要环节。病人排泄物、食具、物品和床单衣物等,要认真消毒处理。丙种球蛋白注射对甲肝有被动免疫预防作用。在潜伏期,肌肉注射丙种球蛋白(0.02-0.12ml/kg体重),能预防或减轻临床症状。现我国使用的减毒甲肝活疫苗(H2株),是由患者粪便中分离、经人胚肺二倍体细胞株连续传代减毒而制成。在2万余名儿童中试用,效果很好。国外已发展了灭活疫苗,系将HM175毒株在人胚肺二倍体细胞(MRC5或KMB17)中传代,通过反复冻融以释放细胞内的病毒,纯化后用250μg/ml甲醛在37℃灭活15d制成。在数个国家试用有效,但价格昂贵。目前已在研制基因工程疫苗,初步结果显示单独用VP1等,动物免疫效果差,只有当表达的病毒衣壳形成颗粒状,才有良好的免疫原性。
   第二节  乙型肝炎病毒
  乙型肝炎病毒(hepatitisBvirus,HBV)是通过先发现其表面抗原(HBsAg;过去称为HAA,hepatitisassociatedantigen)而逐步被认识的。1963年Blumberg在研究人类血清蛋白的多态性时,发现澳大利亚土著人血清中有一种异常抗原.通过纯化抗原,制备抗体,并与临床研究联系,最后确认是HBV的表面抗原。HBV在世界范围内传播,估计全世界有乙型肝炎患者及无症状HBV携带者达2亿人之多,其中有1亿在我国。
  一、生物学性状
  形态与结构
  1.大球形颗粒是有感染性的HBV完整颗粒,呈球形,直径为42nm,具有双层衣壳(图29-3)。因Dane(1970年)首先在乙肝感染的血清中发现,故又称为Dane颗粒。其外衣壳相当于一般病毒的包膜,由脂质双层与蛋白质组成,HBV的表面抗原(HBsAg及少量PreS1,PreS2)即镶嵌于此脂质双层中。用去垢剂去除病毒的外衣壳,可暴露一电子密度较大的核心结构,其表面为病毒的内衣壳,是HBV核心抗原(HBcAg)。在酶或去垢剂作用后,可暴露出e抗原(HBeAg)。HBeAg可自肝细胞分泌而存在于血清中,而HBcAg则仅存在于感染的肝细胞核内,一般不存在于血循环中。HBV大球形颗粒的内部含有病毒的DNA和DNA多聚酶。
  2.小球形颗粒  直径为22nm,成分为HBsAg,一般很少含PreS1或PreS2抗原。这种不含病毒核酸DNA及DNA多聚酶的小球形颗粒,大量存在于血流中,它是由HBV感染肝细胞时产生的过剩的病毒衣壳装配而成的。
  3.管形颗粒成分与小球形颗粒相同,长100~500nm,直径22nm,亦存在于血流中。这种颗粒是由小球形颗粒“串联而成”,内无核酸,具有与HBsAg相同的抗原性。
  基因结构与复制方式  HBVDNA的结构特殊,为双链环状DNA,但其中有一段仅为单链。单链区(裂隙区)的长短在各病毒体可不等,约为全基因长度的一半。由于病毒的基因结构与众不同,1986年国际病毒分类委员会将其命名为嗜肝DNA病毒科(Hepadnaviridae)。病毒DNA的长链为负链,较短的一链为正链,两链DNA的5"末端有长达250~300个互补的碱基,通过碱基配对(正链恰好与负链的核苷酸序列互补)构成环状DNA结构。在负链DNA的5"末端有一低分子量的蛋白质,在正链的5"末端则有一段短RNA,它们是引导DNA合成的引物。病毒体的DNA多聚酶既具有以RNA为模板合成DNA的逆转录酶功能,又有催化合成DNA的多聚酶功能,故成为目前研究抑制病毒复制药物的靶。
  HBV基因组较小,仅含约3200个核苷酸(图29-4)。负链DNA含有4个开放读框(ORF),分别称为S、C、P和X区。S区中有S基因、前S1和前S2基因,分别编码HBV的外衣壳蛋白(HBsAg,PreS1与PreS2抗原)。C区中有C基因及前C基因,分别编码HBcAg及HBeAg。P区最长,编码DNA多聚酶等。X区编码的蛋白称为HBxAg,可反式激活细胞内的某些癌基因及病毒基因,与肝癌的发生与发展有关。正、负链的粘性末端两侧分别有11个核苷酸组成的重复序列(directrepeat,DR),称为DR1和DR2。DR1起始于nt1824,其序列为5"-TTCACCTCTGC;隔开223个核苷酸后为DR2,起始于nt1590,  5"-TTCACCTCTGC。DR区是病毒DNA成环复制的关键序列。
  HBV的复制方式如下:
  1.HBV吸附并进入肝细胞后,脱去衣壳,病毒的DNA进入肝细胞核内。
  2.在DNA多聚酶的催化下,以负链DNA为模板,延长修补正链DNA裂隙区,使形成完整的环状双链DNA。
  3.双链DNA继而形成超螺旋环状DNA,在细胞RNA多聚酶的作用下,以负链DNA为模板,转录形成长度分别为2.1kb和3.5kb的RNA。前者作为mRNA转译出外衣壳蛋白;后者除转译出内衣壳蛋白外,还作为HBVDNA复制的模板,故亦称其为前基因组。
  4.病毒的前基因组、蛋白引物及DNA多聚酶共同进入组装好的病毒内衣壳中。
  5.在病毒DNA多聚酶的逆转录酶活性作用下,自DR区开始,以前基因组RNA为模板,逆转录出全长的HBVDNA负链。在负链DNA合成过程中,前基因组被RNA酶降解而消失。
  6.病毒以新合成的负链DNA为模板,也自DR区开始复制互补的正链DNA。
  7.复制中的正链DNA(长短不等)与完整的负链DNA结合并包装于内衣壳中,再包上外衣壳成为病毒体,从细胞质释放至细胞外。
  由于HBV复制有逆转录过程,故病毒的DNA可整合于靶细胞的染色体中,已知整合区约有50%以上为负链的5"-末端区。此外,S基因可以2.1kbRNA为mRNA转译成HBsAg,故在部分HBV感染者中虽无病毒复制,但可长期产生HBsAg。
  抗原组成
  1.表面抗原(HBsAg)  是由糖基化的gp27和非糖基化的gp24亚单位,通过二硫键连接形成的二聚体蛋白,代表HBsAg的结构单位。因HBsAg大量存在于感染者血中,是HBV感染的主要标志。HBsAg具有抗原性,可引起机体产生特异保护性的抗-HBs,也是制备疫苗的最主要成分。已知HBsAg有不同的亚型,各亚型均有共同抗原表位(称为a抗原),此外还有二组互相排斥的亚型抗原表位(d/y和w/r)。按不同的组合形式,构成HBsAg四个基本亚型,即adr、adw、ayr、ayw。HBsAg亚型的分布有明显的地区差异,我国汉族以adr多见,少数民族多为ayw。因有共同的a抗原,故制备疫苗时各亚型间有交叉保护作用。PreS1及PreS2抗原具有吸附于肝细胞受体的表位,其抗原性比HBsAg更强,抗-PreS2及PreS1能通过阻断HBV与肝细胞结合而起抗病毒作用。
  2.核心抗原(HBcAg)存在于Dane颗粒核心结构的表面,为内衣壳成分,其外被HBsAg所覆盖,故不易在血循环中检出。HBcAg的抗原性强,能剌激机体产生抗-HBc。抗-HBcIgG在血中持续时间较长,为非保护性抗体;抗-HBcIgM的存在常提示HBV处于复制状态。HBcAg可在感染的肝细胞表面存在,能被杀伤性T细胞识别,在清除HBV感染细胞中有重要作用。
  3.e抗原(HBeAg)  是由PreC及C基因编码,整体转录及转译后成为e抗原(如仅由C基因转录、转译则为HBcAg)。HBeAg为可溶性蛋白质,游离存在于血中,其消长与病毒体及DNA多聚酶的消长基本一致,故可作为HBV复制及具有强感染性的一个指标。HBeAg可刺激机体产生抗-Hbe,抗-Hbe能与受染肝细胞表面的HBeAg结合,通过补体介导破坏受染的肝细胞,故对HBV感染有一定的保护作用。抗-Hbe的出现是预后良好的征象。近年发现存在HBV的PreC区突变株,在PreC区出现终止密码子,使PreC基因不能与C基因共同转译出HBeAg,故受染细胞常不能被抗-Hbe及相应的细胞免疫所识别而清除,从而使变异株在抗-Hbe阳性的情况下仍大量增殖。因此,对抗-Hbe阳性的患者也应注意检测其血中的病毒DNA,以全面了解病情判断预后。
  动物模型与细胞培养  黑猩猩是对HBV最敏感的动物,故常用来进行HBV的致病机制研究和疫苗效价及安全性评价。1980年以来,在鸭、土拨鼠及地松鼠中分别发现了与HBV基因结构相似的鸭乙型肝炎病毒等,已被共同列入嗜肝DNA病毒科。鸭乙肝病毒感染的动物模型,在我国已被用于过筛抗病毒药物及研究消除免疫耐受机制。HBV尚不能在细胞培养中分离及培养,目前采用的细胞培养系统是病毒DNA转染系统。将病毒DNA导入肝癌等细胞后,病毒可整合并复制,在细胞中表达HBsAg、HBcAg并分泌HBeAg,有些细胞株还可持续地产生Dane颗粒。这些细胞培养系统主要用于过筛抗HBV药物。用S基因转染一些细胞系,如中国地鼠卵巢细胞(CHO细胞),可以分泌HBsAg而不含病毒其他蛋白,已用于制备疫苗。
  抵抗力  HBV对外界环境的抵抗力较强,对低温、干燥、紫外线均有耐受性。不被70%乙醇灭活,因此这一常用的消毒方法并不能用于HBV的消毒。高压灭菌法、100℃加热10min和环氧乙烷等均可灭活HBV,0.5%过氧乙酸、5%次氯酸钠亦可用于消毒。但应指出,在对外界抵抗力方面,HBV的传染性和HBsAg的抗原性并不一致,上述消毒手段仅能使HBV失去传染性,但仍可保留HBsAg的抗原性。
  二、致病性与免疫性
  传染源  主要传染源是患者或无症状HBsAg携带者。乙型肝炎的潜伏期较长(30~160d),不论在潜伏期、急性期或慢性活动初期,病人血清都有传染性。HBsAg携带者因无症状,不易被察觉,其作为传染源的危害性比患者更甚。
  传播途径  HBV的传播途径主要有两条:
  1.血液、血制品等传播  HBV在血流中大量存在,而人又对之极易感,故只需极少量污染血进入人体即可导致感染。输血、注射、外科或牙科手术、针刺、共用剃刀或牙刷、皮肤粘膜的微小损伤、性行为等均可传播。唾液中曾被检出过HBVDNA,据认为来自血液,通过牙龈浆液而进入口腔,其含量仅为血清的百分之一至万分之一。医院内污染的器械(如牙科、妇产科器械)亦可致医院内传播。
  2.母–婴传播  主要是围产期感染,即分娩经产道时,通过婴儿的微小伤口受母体的病毒感染。哺乳也是传播HBV的途径。有些婴儿在母体子宫内已被感染,表现为出生时已呈HBsAg阳性。
  致病性与免疫机制  乙型肝炎的临床表现呈多样性,可由无症状带病毒至急性肝炎、慢性肝炎、重症肝炎等。病毒不仅存在于肝内,也存在于脾脏和血细胞等。病毒在体内的增殖,除对肝细胞有直接损害作用外,还可引起机体产生免疫病理损害。
  1.病毒致机体免疫应答低下  HBV感染后,诱导干扰素产生能力下降,且使靶细胞的HLA-I类抗原表达低下。因杀伤性T细胞(CTL)破坏受染细胞时需有HLA-I类抗原的参与,如靶细胞HLA-I抗原表达低下,则CTL作用减弱。此外,感染HBV后机体IL-2产生减少,这与HBV可在淋巴细胞中存在有关。幼龄感染HBV后,因免疫系统尚未发育成熟,可对病毒形成免疫耐受,从而不出现或仅出现低度的抗病毒体液与细胞免疫,病毒可长期存在于体内。
  2.病毒发生变异  HBV的PreC基因可发生变异,从而不能正确转译出HBeAg,使病毒逃逸机体对HBeAg的体液与细胞免疫。近年来还发现HBVPreC区及C区的变异株可引起重症肝炎。
  3.细胞介导的免疫病理损害  HBV在肝细胞内增殖可使细胞膜表面存在HBsAg、HBeAg或HBcAg,病毒抗原致敏的T细胞对胞膜表面带有病毒抗原的靶细胞可起杀伤效应以清除病毒。这种由CTL介导的效应有双重性:既清除病毒,也造成肝细胞的损伤。细胞免疫应答的强弱与临床过程的轻重及转归有密切关系:当病毒感染波及的肝细胞数量不多、免疫应答处于正常范围时,特异的CTL可摧毁病毒感染的细胞,释放至细胞外的HBV则可被抗体中和而清除,临床表现为急性肝炎,并可较快恢复痊愈。相反,若受染的肝细胞为数众多,机体的细胞免疫应答超过正常范围,引起迅速大量细胞坏死、肝功能衰竭时,可表现为重症肝炎。当机体免疫功能低下,病毒在感染细胞内复制,受到CTL的部分杀伤作用,病毒仍可不断释放,又无有效的抗体中和病毒时,病毒则持续存在并再感染其他肝细胞,造成慢性肝炎。慢性肝炎造成的肝病变又可促进成纤维细胞增生,引起肝硬化。
  4.免疫复合物引起的病理损伤  在部分乙型肝炎患者血循环中,常可检出HBsAg及抗-HBs的免疫复合物。免疫复合物可沉积于肾小球基底膜、关节滑液囊等,激活补体,导致Ⅲ型超敏反应,故患者可伴有肾小球肾炎、关节炎等肝外损害。免疫复合物大量沉积于肝内,可使肝毛细管栓塞,并可诱导产生肿瘤坏死因子(TNF)导致急性肝坏死,临床表现为重症肝炎。
  5.自身免疫反应引起的病理损害  HBV感染肝细胞后,细胞膜上除有病毒特异性抗原外,还会引起肝细胞表面自身抗原发生改变,暴露出肝特异性脂蛋白抗原(liverspecificprotein,LSP)。LSP可作为自身抗原诱导机体产生针对肝细胞组分的自身免疫反应,通过CTL的杀伤作用或释放淋巴因子的直接或间接作用,损害肝细胞。自身免疫反应引起的慢性肝炎患者血清中,常可测及LSP抗体或抗核抗体、抗平滑肌抗体等自身抗体。
  HBV与原发性肝癌  研究发现,初生时即感染土拨鼠肝炎病毒(WHV)的土拨鼠,经3年饲养后100%发生肝癌,而未感染WHV的土拨鼠无一发生肝癌。人群流行病学研究显示,HBsAg携带者较无HBV感染者,发生肝癌的危险性高217倍。肝癌组织检测发现有HBVDNA的整合,整合的HBV基因片段有50%左右为负链DNA5"末端片段,即X基因片段。因X蛋白(HBxAg)可反式激活细胞内癌基因,故HBV可能是致癌的启动因子,经一系列过程后导致肝癌的发生。
  三、微生物学检查法
  乙型肝炎抗原、抗体检测  目前主要用血清学方法检测HBsAg、抗-HBs、HBeAg、抗-Hbe及抗-HBc(俗称“两对半”),抗-PreS1或抗-PreS2的检测不常用。HBcAg仅存在于肝细胞内,也不用于常规检查。HBsAg的检测最为重要,可发现无症状携带者,是献血员筛选的必检指标。近年来,PCR已用于乙肝临床诊断。血清学方法以RIA和ELISA最为敏感,而PCR中以PCR-ELISA和PCR荧光法最常用。
  乙型肝炎抗原、抗体检测结果的分析  HBV抗原、抗体的血清学标志与临床关系较为复杂,必须对几项指标同时分析,方能有助于临床判断(表29-1,图29-6)。
  HBsAg阳性见于急性肝炎、慢性肝炎或无症状携带者。急性肝炎恢复后,一般在1~4个月内HBsAg消失,若持续6个月以上则认为已向慢性肝炎转化。无症状HBsAg携带者是指肝功能正常者,携带者的肝穿刺病理组织切片常可发现已有病变,但无临床症状。携带者可长期为HBsAg阳性,也可伴有HBeAg阳性及病毒血症,具有很强的传染性,少部分可发展为肝硬化或肝癌。
  抗-HBs的出现常显示患者已恢复或痊愈,抗-HBs效价高者预后更好。HBeAg阳性提示HBV在体内复制,如转为阴性,表示病毒停止复制。抗-Hbe阳性表示机体已获得一定的免疫力,出现变异株者例外。抗-HBcIgM阳性,则提示仍有病毒复制。
  血清HBVDNA检测  应用核酸杂交法检测血清中有无HBVDNA以进行疾病诊断,在较大医院中也被作为药物疗效的考核指标。采用PCR检测HBVDNA,因方法过于敏感,应根据需要选用。
  血清DNA多聚酶检测  可判断体内是否有病毒正在进行复制,但近年来已被检测HBVDNA所取代。
  四、防治原则
  加强对供血员的筛选,以减低输血后乙型肝炎的发生率。病人的血液、分泌物和排泄物,用过的食具、药杯、衣物以及注射器和针头等,均须煮沸消毒15~30,或min用3%漂白粉澄清液、5%过氧乙酸、1200ppm的二氯异氰脲酸钠、0.2%新洁而灭等浸泡后洗涤、消毒。提倡使用一次性注射器具。对高危人群应采取如下特异性预防措施。
  主动免疫  注射乙肝疫苗是最有效的预防方法。第一代疫苗为乙肝HBsAg血源疫苗,由血液中提纯HBsAg经甲醛灭活而成,新生儿应用这种疫苗免疫3次(0、1、6个月),可获得90%以上的抗-HBs阳性率。第二代为基因工程疫苗:将编码HBsAg的基因在酵母菌、哺乳动物细胞或牛痘苗病毒中高效表达,经纯化后得大量HBsAg供制备疫苗。基因工程疫苗的优点是可以大量制备且排除了血源疫苗中可能存在的未知病毒感染。第三代为HBsAg多肽疫苗或HBVDNA核酸疫苗,目前还在研究中,免疫原性尚需改进。
  被动免疫  含高效价抗-HBs的人血清免疫球蛋白(HBIG)可用于被动免疫预防。紧急情况下,立刻注射HBIG0.08mg/kg,在8d之内均有预防效果,两个月后需再重复注射一次。
  乙肝的治疗至今尚无特效方法,一般认为用广谱抗病毒药物和调节机体免疫功能的药物同时治疗较好。贺普丁、病毒唑、Ara-A、干扰素及清热解毒、活血化瘀的中草药等,对部分病例有一定疗效。
   第三节  丙型肝炎病毒
  丙型肝炎病毒(hepatitisCvirus,HCV)于1989年方被命名,1991年被归属于黄病毒科(Flaviviridae),过去早被称为肠道外传播的非甲非乙型肝炎病毒。虽然丙型肝炎作为疾病早被发现,但因本病毒不能在体外培养,在血流中的含量又很少,故对HCV的认识主要是来自黑猩猩实验及分子生物学研究所得的结果。
  一、生物学特性
  HCV是一类具有包膜结构的单正链RNA病毒。病毒体呈球形,大小为40~60nm。对氯仿、甲醛、乙醚等有机溶剂敏感。可感染黑猩猩并在体内连续传代,引起慢性肝炎。1989年,美国学者自10000ml的HCV阳性黑猩猩血浆中超速离心收集病毒,提取RNA,逆转录成cDNA,克隆入载体,首次获得约70%的HCV基因,并利用表达的蛋白,建立了特异的抗体检测系统。此后,学者们又克隆了来自丙肝患者血清的HCV毒株,并获得了全基因组序列。
  HCV基因组为一条单正链线状RNA,长度约9.5kb,由9个基因区组成:自5"端开始,依次为5"端非编码区、核心蛋白区(core,C区)、包膜蛋白-1区(E1区)、包膜蛋白-2/非结构蛋白-1区(E2/NS1区)、非结构蛋白-2区(NS2区)、非结构蛋白-3区(NS3区)、非结构蛋白-4区(NS4区)、非结构蛋白-5(NS5区)和3"端非编码区。其中C区和E1区为病毒结构蛋白编码区,即编码病毒的衣壳及包膜蛋白。5"端非编码区的核苷酸序列保守性强,可用于基因检测诊断。E1、E2/NS1区基因容易发生变异,使包膜蛋白的抗原性改变而不被原有的抗包膜抗体识别,使病毒得以持续存在,这是HCV易引起慢性丙型肝炎的原因之一(图29-7)。C、NS3、SN4及NS5区基因的表达产物,可用于检测患者血清中的抗-HCV。
  根据HCV毒株基因序列的差异,可将HCV分为不同的基因型。其中欧美各国流行株多为I型;亚洲地区以Ⅱ型为主,Ⅲ型为辅;Ⅴ、Ⅵ型主要在东南亚(泰国等)。Ⅳ型与Ⅲ型接近,我国以Ⅱ型为主。目前认为Ⅱ型HCV复制产生的病毒量多,较难治疗。
  二、致病性与免疫性
  多数丙型肝炎患者可不出现症状,发病时已呈慢性过程。慢性肝炎的表现亦轻重不等,约20%可发展为肝硬化。一般认为Ⅱ型HCV的致病性较强,复制快,血流中病毒量多,故症状较重。应用免疫组化染色证实,病毒除存在于肝细胞质中,在肝外(如淋巴细胞)亦有存在。肝穿刺病理学检查可见肝内淋巴细胞浸润及肝细胞坏死,部分丙肝患者可出现肾小球肾炎,提示HCV的抗原可形成免疫复合物沉积于肾小球基底膜。HCV是引起输血后慢性肝炎及肝硬化的主要原因之一。在意大利、希腊、日本等国肝癌患者血中,50%~70%抗-HCV阳性,我国肝癌患者血中约10%存在抗-HCV。自癌组织提取RNA,用逆转录-PCR(RT-PCR)检测,约10%有HCVRNA。
  丙型肝炎患者恢复后,仅有低度免疫力。实验感染黑猩猩恢复后,再用同一毒株攻击,几乎无保护力,提示免疫力不强。机体感染HCV后,可依次出现IgM和IgG型抗体(图29-8)。特异性淋巴细胞增殖实验显示,部分恢复期HCV感染者可出现阳性反应。在免疫力低下人群中,可能同时感染HBV及HCV,这种双重感染是否会导致疾病加重,尚无定论。
  三、微生物学检查法
  检查病毒RNA  因HCV在血液中含量很少,故需用极敏感的检测方法。采用套式RT-PCR法,即从病人血清中提取病毒RNA,经逆转录酶作用合成cDNA,再用2对引物先后扩增,以求扩增出极微量的病毒RNA。由于5"端非编码区序列最为保守,故2对引物的序列均应选自该区。目前常采用PCR-荧光法检测HCVRNA,此法不但可以定性,亦可定量检测。
  检查抗体  以核心区蛋白与NS3、NS4及NS5区蛋白为抗原,用酶联免疫法检测抗体,可快速过筛献血员并可用于诊断丙肝患者。抗-HCV阳性者表示已被HCV感染,不可献血。为确诊还可进一步以不同表达蛋白分别检测相应抗体(蛋白印迹法检测)。
  四、防治原则
  我国已规定,检测抗-HCV是过筛献血员的必需步骤,对血制品亦需进行检测以防污染。疫苗的研制有一定难度,因HCV免疫原性不强,且毒株易变异。
    第四节  丁型肝炎病毒
  1977年,意大利学者Rizzetto在用免疫荧光法检测乙型肝炎患者的肝组织切片时,发现肝细胞内除HBcAg外,还有一种新的抗原,当时称其为δ抗原。通过黑猩猩实验发现,自肝提取的这种因子可引起实验动物感染。以后证实这是一种缺陷病毒,必须在HBV或其它嗜肝DNA病毒辅助下才能复制,现已正式命名为丁型肝炎病毒(hepatitisDvirus,HDV)。
  一、生物学特性招生简章
  HDV为球形,直径35~37nm,基因组为一单负链环状RNA,长度为1.7kb,是已知动物病毒中最小的基因组。HDVRNA可编码一种HDV抗原(HDAg),该抗原可刺激机体产生抗体,故可自感染者血清中检出HDVRNA或抗-HD。应用制备的抗-HD还可对肝组织切片染色,以检测HDAg。
  HDV颗粒由HBsAg构成其外壳,内含HDVRNA及与之结合的HDAg(图29-9)。HBsAg可防止HDVRNA水解,在HDV致病中起重要作用,但它并非HDV的基因产物,而是由同时感染宿主细胞的HBV提供的。HDAg的分子量约68000,有24000和27000(P24和P27)两种多肽形式,主要存在于肝细胞内,在血清中出现早,但仅维持2周左右,故不易检测到。HDV传播途径与HBV相似。急性丁型肝炎有两种感染方式:一是联合感染(coinfection),即同时发生急性乙肝和急性丁肝;另一是重迭感染(superinfection),即慢性HBsAg携带者发生急性HDV感染。黑猩猩及土拨鼠可作为HDV临床研究的动物模型。
  二、致病性与免疫性
  流行病学调查表明,HDV感染呈世界性分布,我国以四川等西南地区较多见。全国各地报道的乙肝患者中,HDV的感染率为0%~10%。在HDV感染早期,HDAg主要存在于肝细胞核内,随后出现HDAg抗原血症。HDAg刺激机体产生特异性抗-HD,初为IgM型,随后是IgG型抗体。HDV感染常可导致乙肝病毒感染者的症状加重与恶化,故在发生重症肝炎时,应注意有无HBV伴HDV的共同感染。HDV与HBV有相同的传播途径,预防乙肝的措施同样适用于丁肝。由于HDV是缺陷病毒,如能抑制乙肝病毒,则HDV亦不能复制。
  三、微生物学检查法
  HDV感染后2周产生抗-HDIgM,一个月达到高峰,随之迅速下降。抗-HDIgG产生较迟,在恢复期出现。丁肝抗体不能清除病毒,如持续高效价,可作为慢性丁肝的指标。一般可用免疫荧光法、RIA或ELISA检测肝组织或血清中的HDAg,但患者标本应先经去垢剂处理,以除去表面的HBsAg,暴露出HDAg。也可用血清斑点杂交法或PCR检测HDV基因组进行诊断。接种HBV疫苗也可预防HDV感染。
  第五节  戊型肝炎病毒
  戊型肝炎病毒(hepatitisEvirus,HEV)曾称为经消化道传播的非甲非乙型肝炎病毒。1955年首次在印度暴发流行,当时认为是甲型肝炎病毒所致。70年初建立了HAV的检测方法,重新对当时肝炎患者的血清进行检测,结果未发现患者血清中抗-HAVIgM或IgG效价升高,因此确定为消化道传播的非甲非乙型肝炎病毒所致。1986年,我国新疆南部地区发生戊型肝炎流行,约12万人发病,死亡700余人,是迄今世界上最大的一次流行。1989年,Reyes等应用基因克隆技术,获得了该病毒基因组cDNA克隆,并正式命名为戊型肝炎病毒。
  一、生物学特性
  HEV病毒体呈球状,无包膜,平均直径为32~34nm,表面有锯齿状刻缺和突起,形似杯状,故将其归类于杯状病毒科(Caliciviridae)。本病毒对高盐、氯化铯、氯仿等敏感;在-70~8中易裂解,但在液氮中保存稳定。细胞培养未获成功;多种非人灵长类动物可感染HEV。HEV基因组为单正链RNA,全长约7.5kb,具有polyA尾,共有3个ORF,最长的第一个ORF约5kb,编码病毒复制所需的依赖RNA的RNA多聚酶等非结构蛋白。第二个ORF长约2kb,含有编码病毒核衣壳的基因。第三个ORF只有300余个核苷酸,与第一、二ORF有部分重叠(图29-11)。
  已知HEV有2个基因型,其代表株为缅甸株(B)和墨西哥株(M)。中国株与缅甸株属同一型,两者的核苷酸和氨基酸序列的同源性分别为93%和98%;墨西哥株属另一型,其核苷酸和氨基酸序列与缅甸株的同源性分别为77%和89%。
  二、致病性
  HEV主要经粪-口途径传播,潜伏期为10~60d,平均为40d。经胃肠道进入血液,在肝内复制,经肝细胞释放到血液和胆汁中,然后经粪便排出体外。人感染后可表现为临床型和亚临床型(成人中多见临床型),病毒随粪便排出,污染水源、食物和周围环境而发生传播。潜伏期末和急性期初的病人粪便排毒量最大,传染性最强,是本病的主要传染源。HEV通过对肝细胞的直接损伤和免疫病理作用,引起肝细胞的炎症或坏死。临床上表现为急性戊型肝炎(包括急性黄疸型和无黄疸型)、重症肝炎以及胆汁淤滞性肝炎。多数患者于发病后6周即好转并痊愈,不发展为慢性肝炎。孕妇感染HEV后病情常较重,尤以怀孕6~9个月最为严重,常发生流产或死胎,病死率达10%~20%。
  三、微生物学检查法
  对HEV的感染最好作病原学诊断,否则很难与甲型肝炎相区别。可用电镜或免疫电镜技术检测患者粪便中的HEV病毒颗粒,也可用RT-PCR法检测粪便或胆汁中的HEVRNA。目前,临床诊断常用的方法是检查血清中的抗-HEVIgM或IgG,如抗-HEVIgM阳性,则可确诊患者受HEV感染;如血清中存在抗-HEVIgG,则不能排除是既往感染;因为抗-HEVIgG在血中持续存在的时间可达数月至数年。
  第六节  庚型肝炎病毒
  HCV和HEV被鉴定后,仍然有一部分肝炎患者的病原体不明,称为非甲-戊型(non-A-E)肝炎,这部分肝炎需要完全排除其它病因才能确定,鉴定相当困难。1995年,美国科学家采用代表性差异分析法(representationaldifferenceanalysis,RDA),从接种病人血清的狷猴(tamarin)中获得了2个肝炎相关全序列:GBV-A和GBV-B,并最终在人群中扩增出GBV-C的全序列。动物实验表明,GBV-C可引起人类非甲-戊型肝炎。几乎与此同时,美国另一实验室在病人中也发现了与非甲-戊型肝炎病毒相关的基因组全序列,称为HGV。GBV-C和HGV的核苷酸和氨基酸同源性分别为85%和95%,是同种病毒的不同分离株。由于其命名未正式明确,现一般将其统称为庚型肝炎病毒(hepatitisGvirus,HGV)。
  一、生物学特性
  现认为HGV属黄病毒家族成员,基因组结构与HCV相似,长约9.5kb,为单正链RNA病毒。整个基因组仅有一个ORF,编码一个长约2900个氨基酸的多蛋白前体,该前体蛋白经病毒和宿主细胞蛋白酶水解后,可形成不同的结构蛋白和非结构(功能)蛋白。在ORF的两侧分别为5"-非编码区(5"-NCR)和3"-非编码区(3"-NCR)。基因组5"端的结构基因依次编码核心蛋白(C)和包膜蛋白(E1、E2),基因序列中存在4个明显的真核信号序列切割位点,其中C/E1的天门冬酰胺-半胱氨酸-半胱氨酸之间为第1个切割位点,其余3个分别位于E1(第80~267位氨基酸)、E2(268~645位氨基酸)和P7(第644~704位氨基酸)蛋白中。3"端的非结构基因区编码病毒的功能蛋白,其中NS3区编码病毒解旋酶、蛋白酶和丝氨酸蛋白酶,NS5b编码RNA依赖的RNA多聚酶(RDRP,图29-12)。非结构蛋白NS2/NS3区的水解,由位于NS2羧基端和NS3氨基端的蛋白酶完成。已知NS3/NS4的连接点在第1612~1613的苏氨酸-天门冬酸之间,NS4a/NS4b和NS5a/NS5b的切割位点分别位于1823/1824和2342/2343之间。
  HGV基因组核苷酸可发生替代突变及插入/缺失突变,某些插入/缺失突变可改变5"端ATG的起始位置,从而产生大小不同的病毒蛋白。根据其变异情况,可将HGV至少分为5种基因型,其中I型多在西非人群发现,Ⅲ型在亚洲人群中多见。HGV不同分离株的核心蛋白氨基酸长度不一,有些分离株无核心蛋白。
  二、致病性
  HGV主要经输血等非肠道途径传播,也存在母-婴传播及静脉注射吸毒和医源性传播等,常与HBV或HCV合并感染。单独感染时症状不明显,肝脏损害程度较轻。合并HGV感染的HCV感染者中,有些病人的HCV感染消失,ALT恢复正常,而HGV感染持续存在,提示HGV可干扰HCV复制或协同机体清除HCV。用HGVRNA阳性者的血清接种黑猩猩,动物血清中HGVRNA持续阳性,但血清ALT及肝组织病理学检查无明显异常。然而,有学者用类似的血清静脉感染猕猴,1周后陆续出现血清HGVRNA阳转、ALT升高、抗HGV阳性等改变,且感染的原代猕猴血清可传代感染另外的猕猴。因此,对HGV的致病性还需进一步研究。
  三、微生物学检查法
  目前,HGV感染的诊断以RT-PCR为主,采用5"-NCR、NS3区和E2区的套式引物扩增待测标本中的HGV基因片段,引物的敏感性依次为5"-NCR>NS3>E2。尽管RT-PCR对实验室条件及操作人员有一定要求,但仍是目前检测HGV感染常用和有效的方法。由于E2抗体的出现与HGVRNA的消失相关,可将E2抗体作为HGV感染恢复的标志。利用E2抗原制备疫苗,不仅可预防HGV的感染,而且可作为一种有效的治疗措施。目前已经利用真核系统表达了E2抗原并建立了ELISA方法检测E2抗体,但总的来说,HGV感染的血清学检测方法目前还不成熟、不可靠。
  对HGV,尚有很多亟待阐明的问题,如是否有核心蛋白存在,是否具有肝细胞亲嗜性,是否为人类肝炎致病因子等。鉴于HGVRNA在人群中有较高的阳性率,对HGV的传播、致病、变异及检测等研究还是应该给予足够重视的。
 第七节  TT型肝炎病毒
  TT型肝炎病毒是1997年首先从一例日本输血后非甲-庚型肝炎病人(T.T.)血清中获得一类新的DNA病毒。分子流行病学研究证实,该病毒与输血后肝炎有相关性,可能是一种新型的肝炎相关病毒,遂以病人名字命名为TT型肝炎病毒(TTV),同时又与经血传播的病毒(transfusiontransmittedvirus,TTV)的称谓相巧合。
  一、生物学特性
  TTV为无包膜的单负链环状DNA病毒,病毒体呈球形,直径为30~50nm,浮力密度为1.31-1.34g/ml,初步归类为细小DNA病毒科。基因组长约3.8kb,含有两个ORF(ORF1和ORF2),分别编码770个和203个氨基酸(图29-13)。ORF1的N端为富含精氨酸的高亲水区,ORF2编码非结构蛋白。根据TTV第1902-2257位核苷酸之间的356bp序列,有人将TTV分为两型共4个亚型,即G1a、G1b、G2a和G2b。此段核苷酸有2个保守区,可用作设计PCR引物。
  二、致病性
  TTV主要通过血液或血制品传播,其致病机制尚不明确。TTVDNA在献血员、肝硬化、肝癌和血友病人中的检出率分别为12%,48%,39%和46%;在非甲-庚型慢性肝病和非甲-庚型重症肝炎中的检出率分别为46%和47%;在ALT正常和异常的献血员中的阳性率分别为16.8%和34%;在急性肝炎、急性重症肝炎、亚急性重症肝炎、慢性肝炎、活动性肝硬变、慢性重症肝炎和原发性肝癌中的阳性率分别为30.8%,12.5%,42.9%,33.3%,22.2%,25.0%和25.0%。TTV可与HCV重叠感染。除经血传播外,还可能存在消化道传播途径,因为在有些病人的粪便中检测到TTVDNA。TTV可在黑猩猩体内传代,但不引起血清生化或组织病理改变。目前,对TTV是否为嗜肝病毒、是否有致病性等,正在进一步研究之中。
  三、微生物学检查法
  目前的TTV实验室诊断,主要是采用PCR法检测血中TTVDNA。TTV感染可暂时或持续的伴有ALT升高,且TTVDNA与ALT水平相关。部分TTV感染者ALT正常,但肝组织中仍可见灶性坏死、汇管区炎症以及脂肪性变等。采用原位杂交法以地高辛标记的TTVDNA作为探针,对怀疑为TTV感染者的非甲-庚型肝炎患者肝组织进行检测,阳性率为27.5%。TTVDNA主要定位在肝细胞核内,肝细胞质内呈弱阳性,急性肝炎时呈弥漫性分布,慢性肝炎时汇管区较密集,活动性肝炎及慢性重症肝炎时假小叶内呈不规则片状分布。


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