医学精品课件：HBV分子生物学-2011-12-20.ppt

1、HBV分子生物学分子生物学陈忠斌博士陈忠斌博士军事医学科学院放射与辐射医学研究所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电磁与激光生物学研究室 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/T

2、ransfusion transmitted virus(TTV)Hepatitis France Virus(HFV)?Hepatitis A Virus(HAV;甲 型 肝 炎 病 毒)HAV Gene variation 变异小，各病毒株之间同源性变异小，各病毒株之间同源性80%HAV有有7个基因型个基因型;人类人类HAV有有、基因型基因型 Serotype：只有一个抗原抗体系统只有一个抗原抗体系统p1p2p3病毒学分类病毒学分类:Hepadnaviridae,Orthohepadnavirus:HBV,WHV,GSHV Avihepadnavirus:DHBV 病毒结构和大小病毒结构和

3、大小:Env（HBsAg;大,中,小)Danes particle 42nm HBcAg Core DNA-P HBV-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。丁型肝炎丁型肝炎Hepatitis C Virus,HCV Flaviviridae,Hepacivirus HCV genome is a positive

4、-sense,single strand RNA molecule,approximately 9.7Kb in length.戊 型 肝 炎 病 毒(Hepatitis 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 ORFs0 1

5、 2 3 4 5 6 7 8MTYPProXHelRDRP？CapsidORF1ORF3ORF2Burma strain(B);Mexico strain(M)Genotypes:2 genotypes（A）N35历史回顾历史回顾1965 Blumberg发现发现“澳大利亚抗原澳大利亚抗原”1970 Dane发现病毒颗粒发现病毒颗粒1973 Feinstone发现发现HAV颗粒颗粒1975 制备血源性乙肝疫苗和制备血源性乙肝疫苗和HBIG1976 干扰素用于治疗慢性乙肝干扰素用于治疗慢性乙肝1977 Rizzetto发现发现 抗原抗原1986 重组重组HB疫苗进入市场疫苗进入市场1986 Pr

6、ovost研制出研制出HAV疫苗疫苗1989 Choo发现发现HCV1990 Reyes发现发现HEV1999 拉米夫定被拉米夫定被FDA和和SDA批准批准 2001 PEG干扰素用于干扰素用于HCV治疗治疗Clinical and Epidemiologic Correlations in HBV Infection N Engl J Med 359:1486,October 2,2008 350 million HBV carriers worldwideHBV350 MillionHCV185 Million 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

7、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225227万乙肝病毒携带者。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

8、带者。Progress of HBV infection Acute HBV infection 3-5%adult infection Acute hepatitis 30%-60%Chronic hepatitis 5年内年内12-30%Liver cirrhosis 5年内年内12-30%95%HBV infection in perinatal periodChronic infectionConvalescence Fulminant hepatitis 1%5年内年内6-15%HCCHepatic failureHBV 和和 HCV 特点特点 HBV双链双链 DNA 病毒病毒嗜肝嗜

9、肝 DNA 病毒科病毒科4 个开放读框个开放读框 高病毒血症高病毒血症高感染性高感染性 与宿主基因整合与宿主基因整合无细胞毒性无细胞毒性 HCV单链单链 RNA 病毒病毒黄病毒科黄病毒科1 个开放读框个开放读框 低病毒血症低病毒血症低感染性低感染性 不与宿主基因整合不与宿主基因整合细胞毒性细胞毒性(?)HBV病毒学 嗜肝嗜肝DNA病毒科，基因长病毒科，基因长3.2kb 4个开放读码框架：个开放读码框架：Pre-S/S、Polymerase、Precore/core、X Core promoter和和Precore区变异区变异 X蛋白与肝癌的发生有关蛋白与肝癌的发生有关 cccDNA是是HBV复

10、制的模板复制的模板 大多数抗病毒药物对大多数抗病毒药物对cccDNA的作用小或无作用的作用小或无作用HBV virions(Dane particles)20-nm HBsAg particles Structure of HBsAgAssociated Particles(Phosphotungstic AcidNegative Stain).Organization of HBs in the membrane Model and Cartoon of HBV Virions Kelly A.Dryden.et al.Molecular Cell 22,843850,June 23,200

11、6Maps of the RNA-containing and DNA-containing core particles HBV基因型和血清型的地理分布基因型和血清型的地理分布 基因型基因型 血清型血清型 流行地区流行地区A adw2,ayw1 欧洲西北部、美国、非洲中部欧洲西北部、美国、非洲中部B adw2,ayw1 中国大陆中国大陆、台湾、日本、印度尼西、台湾、日本、印度尼西亚亚 越南越南 C adw2,adrq+,adrq-,ayr 中国大陆中国大陆、台湾、日本、韩国、越南、台湾、日本、韩国、越南 玻利尼西亚玻利尼西亚D ayw2,ayw3 地中海地区、印度地中海地区、印度 E ayw

12、4 非洲西部非洲西部 F adw4q-,adw2,ayw4 非洲中部和南部、玻利尼西亚非洲中部和南部、玻利尼西亚G adw2 法国、美国法国、美国 我国我国HBV慢性感染者的慢性感染者的HBV基因型分布基因型分布 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,HBV C和B基因型为主要流行株。北方地区以C基因基因型为优势株.南方地区则B基因基因型较为多见.我国我国HBV基因型分布存在明显地域性差异基因型分布存在明显地域性差异 在我国慢性HBV感染

13、者中,HBV C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.Geographical distributions of HBV genotypes/subgenotypes in different parts of China HBV genome and proteome 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)病毒的基因组病毒的基因组 HBV基因组又称 H B V-DNA,由3200bp组成,为环状部分

14、双股DNA,分长(L),短(S)两股,L链 含 4 个 开 放 读 码 区(O p e n reading frame;ORF)Targets of HBx activityMichael J.Bouchard and Robert J.Schneider.J.Virol.,Dec.2004,p.1272512734Steps of HBV ReplicationN Engl J Med 359:1486,October 2,2008 病毒抗原抗体系统检测结果分析病毒抗原抗体系统检测结果分析HBsAgHBeAgHBsAbHBeAbHBcAb结果分析+-HBV感染或无症状携带者+-急性或慢性乙型

15、肝炎，或无症状携带者+-+急性或慢性乙型肝炎（传染性强，“大三阳”）+-+急性感染趋向恢复（“小三阳”）-+既往感染恢复期-+-既往感染恢复期-+既往感染或“窗口期”-+-既往感染或接种过疫苗 乙型肝炎预防方法乙型肝炎预防方法-疫苗注射疫苗注射最有效是接受乙型肝炎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。月，第二和第三之相隔五个月。依时接受三次疫苗注射后，大约依时接受三次疫苗注射后，大约90-95%90-95%的人可以的人可以产生长期的免疫力。产生长期的免疫力。接受乙型肝炎预防疫苗之前，应

16、该预先检验血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，才需要接液，只有从未被乙型肝炎感染过的人，才需要接受疫苗注射。受疫苗注射。乙肝病毒细胞模型和动物模型乙肝病毒细胞模型和动物模型 没有可感染的细胞模型没有可感染的细胞模型 只有稳定整合只有稳定整合HBV基因组的细胞系：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）抑制病毒复制，减少传染性；抑制病毒复制，减少传染性；改善肝功能；改善肝功能；减轻肝组织病变；减轻肝组织病变；提高生活质量；提高生活质量；减少或阻止肝硬化和原发性肝细胞癌减少或阻止肝硬化

17、和原发性肝细胞癌 的发生。的发生。抗病毒治疗的目的抗病毒治疗的目的:Approved treatments for chronic hepatitis B Standard interferon(IFN),Pegylated IFN,Lamivudine(LAM)-拉米夫定,Adefovir dipivoxil(ADV)-阿德福韦,Entecavir(ETV)-恩替卡韦,Telbivudine(LdT)现有乙肝抗病毒药物中，核苷类药物初治患者4年的耐药发生率分别为：拉米夫定 71%，阿德福韦 18%，恩替卡韦1%。耐药问题耐药问题!Serological signs of emergence of a drug-resistant mutantAlan Kay,Fabien Zoulim.Virus Research 127(2007)164176HBV polymerase drug-resistant mutantsAlan Kay,Fabien Zoulim.Virus Research 127(2007)164176HBV治疗性疫苗 目前有三大类：1、乙肝病毒前S与S片段多肽治疗性疫苗；2、细胞毒淋巴细胞表位多肽治疗性疫苗；3、DNA疫苗。复习题复习题 简述HBV基因组特征 简述HBV复制过程以及可能的阻断病毒复制的位点 简述HBV治疗药物种类和应用中存在问题