Материал: Частная вирусология 1
236
Частицы Дейна проявляют выраженную инфекционность. Последующее изучение показало, что эти частицы представляют собой не что иное, как полноценные вирионы вируса гепатита В.
В 1979 г. Ф. Галиберт (рисунок 195) с сотрудниками секвенировали полный геном вируса гепатита В.
Рисунок 195 – Ф. Галиберт (Francis Lucien Galibert, род. в 1934 г.).
Заимствовано из Интернет-ресурсов.
В 1986 г. чилийский биохимик П. Валенсуэла (рисунок 196) создал генно-модифицированную (рекомбинантную) вакцину против гепатита В.
Рисунок 196 – Пабло Валенсуэла (Pablo Valenzuela, род в 1941 г.). Заимствовано из Интернет-ресурсов.
237
Рекомбинантная вакцина против гепатита В создана путем встраивания S-гена вируса гепатита В, отвечающего за синтез поверхностного HBs-антигена, в геном дрожжевой клетки. В процессе размножения на питательных средах таких генно-модифицированных дрожжей продуцируется необходимый для приготовления вакцины белок
– HBs-антиген вируса гепатита В (рисунок 197).
HBsAg |
Ген, кодирующий HBsAg вируса
Встраивание гена
в геном дрожжей
Синтез дрожжами |
HBsAg |
Очищенный HBsAg |
|
Рисунок 197 – Схема приготовления рекомбинантной вакцины против гепатита В. Заимствовано и адаптировано из Интернет-ресурсов.
Таксономическое положение. Вирус гепатита В входит в состав семейства Нepadnaviridae рода Orthohepadnavirus (греч. ortos – правильный, hepar – печень, dna – ДНК). В состав рода Orthohepadnavirus
входит 8 видов, в том числе вид Hepatitis B virus (HBV) - вирус гепатита В. Для вируса гепатита В в настоящее время известно 10 генотипов: HBV- A, HBV-B, HBV-C, HBV-D, HBV-E, HBV-F, HBV-G, HBV-Н, HBV-I и
HBV-J. В Российской Федерации в основном распространены генотипы А, С и D.
Морфология. Вирус гепатита В имеет сферическую форму размером 42-47 нм. Снаружи вирус гепатита В имеет суперкапсид - фосфолипидную мембрану со встроенными молекулами поверхностного HBs-антигена (HBsAg). Под суперкапсидом располагается сердцевина (ядро, core) размером 27 нм. В состав сердцевины входит сердцевинный НВс-антиген (HBcAg). Внутри сердцевины находится геном (ДНК, связанная с ДНК-полимеразой) и белок капсида - НВе-антиген (HBeAg), образующие нуклеокапсид (рисунок 198).
238
Геном
HBsAg |
Суперкапсид |
|
ДНК-полимераза |
Нуклеокапсид |
|
Липидный
бислой
HBeAg |
HBcAg |
Рисунок 198 – Строение вируса гепатита В. Заимствовано и адаптировано из Интернет-ресурсов.
В суперкапсидной оболочке различают 3 типа HBs-антигена: S- HBsAg или S-гликопротеин (англ. small - маленький), M-HBsAg или М- гликопротеин (англ. middle – средний) и L-HBsAg или L-гликопротеин (англ. large - большой). S-HBsAg является главным антигеном оболочки вируса, составляет 70% от общего количества поверхностных гликопротеинов. L-HBsAg включает в себя полный S-HBsAg и дополнительную аминокислотную последовательность на N-конце. L- HBs-антиген отвечает за связывание вириона с клеточным рецептором.
HBsAg обнаруживается в крови через 1,5 месяца после инфицирования. Наличие HBs-антигена свидетельствует об инфицированности организма вирусом гепатита В. Наличие антител к HBs-антигену связано с невосприимчивостью к гепатиту В в результате формирования постинфекционного или поствакцинального иммунитета.
HBcAg в кровеносном русле в свободном виде не обнаруживается. Он может быть обнаружен только при морфологическом исследовании биоптатов печени (маркёр репликации вируса в гепатоцитах).
HBeAg обнаруживается в крови больного в активной фазе болезни и свидетельствует о высокой заразительности больного. Обнаружение HBeAg у пациентов с хроническим гепатитом указывает на активацию инфекционного процесса.
Нуклеокапсид имеет кубический тип симметрии. Капсид состоит из 180 белковых субъединиц (капсомеров). Геном вируса образован двунитевой молекулой ДНК с дефектом одной нити (одна нить короче
239
другой на 1/3). Короткая нить ДНК является неполной плюс-нитью. Длинная нить ДНК является минус-нитью. Длинная нить связана с ДНКполимеразой, которая достраивает плюс-нить до полноценной структуры. ДНК-полимераза способствует синтезу новых нитей ДНК на матрице как ДНК, так и РНК.
В составе генома присутствует 4 гена (S, C, P и X). Открытые рамки считывания определенных генов частично перекрывают друг друга. Ген S кодирует синтез HBs-антигена. Гену S предшествуют 2 участка: pre-S1и pre-S2. Ген S и указанные 2 участка кодируют 3 белка: белок S-HBsAg кодируется S-геном, белок M-HBsAg кодируется pre-S2 и S-геном, а белок L-HBsAg кодируется pre-S1, pre-S2 и S-геном. Ген С кодирует белок нуклеокапсида HBcAg. Перед геном С расположен участок preCore, детерминирующий синтез регуляторного белка. Ген Р кодирует РНК-зависимую ДНК-полимеразу. Ген Х определяет синтез белка, ответственного за регуляцию синтеза матричных РНК, являющихся основой для всех вирусных протеинов. Схема строения генома вируса гепатита В представлена на рисунке 199.
|
|
|
pre-S1 |
|
C |
|
|
pre-C |
|
+ нить |
pre-S2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
- нить |
|
|
X |
|
S |
|
|
|
|
|
|
P |
|
Рисунок 199 – Схема строения генома вируса гепатита В. Заимствовано и адаптировано из Интернет-ресурсов.
Строение вируса гепатита В представлено на рисунке 200.
240
|
L-гликопротеин |
|
S-гликопротеин |
Полимераза |
М-гликопротеин |
|
Сердцевина
Геном
Рисунок 200 – Строение вируса гепатита В. Заимствовано с сайта
ViralZone.
Жизненный цикл вируса гепатита В. Репродукция вируса гепатита В начинается со специфического связывания L-гликопротеина с клеточными рецепторами и проникновения сердцевины вируса путем эндоцитоза внутрь клетки. После этого происходит слияние суперкапсидной оболочки с мембраной эндосомы и высвобождение нуклеокапсида в цитоплазму клетки. Освободившийся нуклеокапсид транспортируется к ядру клетки. В нуклеоплазму проникает вирусная геномная ДНК. В ядре клетки с участием клеточной РНК-полимеразы образуется шесть видов иРНК. Одна иРНК (прегеномная РНК) является матрицей для синтеза ДНК дочерних вирионов (прегенома). При этом синтез минус-нити ДНК протекает под действием РНК-зависимой ДНКполимеразы вируса на матрице прегенома, а образование плюс-нити ДНК происходит затем на основе минус-нити ДНК.
Остальные пять разновидностей иРНК служат матрицей для синтеза вирусных белков. Белки сердцевины вируса собираются вокруг ДНКпрегенома. Синтез вирусных белков несбалансирован: в огромном количестве синтезируется HBs–антиген, который выходит в кровь (антигенемия) одновременно с выходом дочерних вирионов.
Сборка суперкапсидных оболочек дочерних вирионов происходит на НВs-содержащих мембранах эндоплазматической сети. Выход вирионов из клетки проходит путем экзоцитоза.
В некоторых случаях вирусная ДНК встраивается в клеточный геном в виде провируса. В таком случае развивается интегративная