1963年Blumberq在兩名多次接受輸血治療的病人血清中,發(fā)現(xiàn)一種異常的抗體,它能與一名澳大利亞土著人的血清起沉淀反應(yīng)。直到1967年才明確這種抗原與乙型肝炎(簡(jiǎn)稱乙肝)有關(guān),1970年在電子顯微鏡下觀察到HBV的形態(tài),1986年將其列入嗜肝DNA病毒科。
一、生物學(xué)性狀
。ㄒ)形態(tài)與結(jié)構(gòu)
1.大球形顆粒:亦稱Dane顆粒,它是一種由一個(gè)囊膜和一個(gè)含有DNA分子的核衣殼組成的病毒顆粒,直徑約42nm。核衣殼為20面體對(duì)稱結(jié)構(gòu)。游離的核衣殼只能在肝細(xì)胞核內(nèi)觀察到。血中Dane顆粒濃度以急性肝炎潛伏期后期為最高,在疾病起始后則迅速下降。 Dane顆粒表面含有HBsAg ,核心中還含有雙股有缺口的DNA鏈和依賴DNA的DNA多聚酶。目前認(rèn)為Dane顆粒即完整的HBV(圖26-1)。
圖26-1 HBV病毒顆粒圖示
HBV DNA的兩鏈長(zhǎng)短不一,長(zhǎng)鏈(L)完整,為負(fù)鏈,長(zhǎng)度恒定,約3200個(gè)核苷酸。短鏈(S)為正鏈,長(zhǎng)度可變,約為長(zhǎng)鏈長(zhǎng)度的50~100%,鏈的增生按5′-3′順序進(jìn)行。在不同分子中短鏈3′端的位置是可變的,而短鏈和長(zhǎng)鏈的5′端位置固定點(diǎn)為粘性末端,通過(guò)250~300個(gè)核苷酸堿基配對(duì),以維持DNA分子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。在粘性末端兩側(cè),兩鏈5′端各有一個(gè)由11個(gè)bp組成的直接重復(fù)序列(Direct repeat DR)-5′TTCACCTCTCC,該DR位于第1824個(gè)核苷酸者稱DR1,位于第1590個(gè)核苷酸者稱DR2,在病毒復(fù)制中起作用。
2.小形球顆粒:直徑約22nm的小球形顆粒是HBV感染后血液中最多見(jiàn)的一種。它由HBsAg,即病毒的囊膜組成;瘜W(xué)組成為脂蛋白,可按其特有的密度與正常血清蛋白部分分離。在此顆粒中未檢出達(dá)DNA多聚酶活性。目前認(rèn)為HBV的小顆粒不是HBV,可能是它感染肝細(xì)胞時(shí)合成過(guò)剩的囊膜而游離于血循環(huán)中。
3.管形顆粒:直徑約22nm,長(zhǎng)度可在100~700nm之間。實(shí)際上它是一串聚合起來(lái)的小顆粒,但同樣具有HBsAg的抗原性。
(二)基因結(jié)構(gòu)
目前,已可從感染HBV病人的血清中及感染肝臟提純的病毒核心中分離出環(huán)狀雙股DNA,從而確定HBV屬DNA病毒。
研究Dane顆粒DNA結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn),DNA分子含有約3,200個(gè)核苷酸。它包括兩個(gè)鏈;一個(gè)長(zhǎng)度固定的負(fù)鏈和另一長(zhǎng)度不定的正鏈。由于DNA生物合成是在多聚酶作用DNA引物生長(zhǎng)末端3′-OH與加入的脫氧核苷酸的5'-磷酸基形成磷酸二脂鍵完成的,因此,鏈的增生按5'-3'順序進(jìn)行,而且加到鏈上的每種脫氧核苷酸是按模板DNA的堿基配對(duì)互補(bǔ)規(guī)律進(jìn)行,長(zhǎng)鏈在1,800或1,818核苷酸附近有一個(gè)制品。短鏈的5'-末端通過(guò)長(zhǎng)達(dá)250-300個(gè)核苷酸的堿基配對(duì)而維持分子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。DNA多聚酶作用不斷延長(zhǎng)短鏈3′端以修補(bǔ)缺口。缺口可能與HBV的DNA在感染細(xì)胞內(nèi)的整合有關(guān)。
圖26-2 HBV病毒基因圖示
目前,由于克隆化DNA完整核苷酸已經(jīng)確定,現(xiàn)已證實(shí)HBsAg和HBcAg都是由Dane顆粒的DNA所編碼,并且二類基因存在同一DNA分子上。有人比較病毒基因編碼能力和病毒多少,發(fā)現(xiàn)HBv DNA負(fù)鏈能編碼全部已知的HBV蛋白質(zhì),而其正鏈開放讀碼區(qū),不能編碼病毒蛋白。
HBV DNA負(fù)鏈有四個(gè)開放區(qū),分別稱為S、C、P及X(圖26-2),能編碼全部已知的HBV蛋白質(zhì)。S區(qū)可分為二部分,S基因和前S基因。S基因(核苷酸155~833)能編碼主要表面蛋白。S基因之前是一個(gè)能編碼163個(gè)氨基酸(2,848-154)的前S基因,編碼Pre S1和Pre S2蛋白。C區(qū)基因包括前C基因和C基因,分別編碼HBeAg和HBcAg。P區(qū)最長(zhǎng),約占基因組75%以上,編碼病毒體DNA多聚酶。X區(qū)(核苷酸1,374~1,835)可能編碼有154個(gè)氨基酸的堿性多肽,長(zhǎng)鏈的裂口位于此區(qū)。