Вірус гепатиту B

Гепатит В – це інфекційне захворювання людини, яке характеризується вибірковим ураженням печінки вірусом. Ця форма гепатиту є найнебезпечнішою за своїми наслідками серед усіх відомих форм вірусного гепатиту. Її збудником є вірус гепатиту В (HBV).

Антиген вірусу гепатиту В вперше був виявлений Б. Блумбергом у 1964 році в сироватці крові австралійського аборигена, а сам збудник був відкритий у 1970 році Д. Дейном (та ін.) і отримав назву частинок Дейна, оскільки не було повної впевненості, що це дійсно вірус, а не його компоненти. Згодом усі сумніви зникли, оскільки у складі частинок Дейна була виявлена геномна ДНК та вірусна ДНК-залежна ДНК-полімераза. Віріон містить три основні антигени, для яких у 1974 році були введені такі позначення:

• HBsAg – поверхневий, або розчинний, або австралійський антиген.
• HBcAg – основний антиген (кор-антиген).
• HBeAg – це e-антиген, локалізований у ядрі віріона, і, на відміну від HBcAg, не тільки присутній у віріоні, але й циркулює в крові у вільній формі або у вигляді комплексу з антитілом проти HBeAg. Він вивільняється в кров з гепатоцитів під час активної реплікації HBV.

Поверхневий антиген, HBsAg, існує у трьох морфологічно різних варіантах: 1) є суперкапсидом усього віріона; 2) знаходиться у великих кількостях у вигляді сферичних частинок діаметром 20 нм; 3) у вигляді ниток довжиною 230 нм. Вони хімічно ідентичні. HBsAg містить один спільний антиген, a, та дві пари взаємовиключних типоспецифічних детермінант: d/y та w/r, саме тому існує чотири основні підтипи HBsAg (і, відповідно, HBV): adw, adr, ayw та ayr. Антиген a забезпечує формування загального перехресного імунітету до всіх підтипів вірусу.

Сам віріон, частинка Дейна, має сферичну форму та діаметр 42 нм. Суперкапсид віріона складається з трьох білків: основного (базового), великого та середнього. Геном укладений у капсиді та представлений дволанцюговою кільцевою ДНК з молекулярною масою 1,6 м.д. ДНК складається приблизно з 3200 нуклеотидів, але її «плюс»-ланцюг на 20-50% коротший за «мінус»-ланцюг. Вірусспецифічний білок ковалентно зв'язаний з 5'-кінцем довгого ланцюга. 5'-кінці обох ланцюгів комплементарні та утворюють «липкі» послідовності довжиною 300 нуклеотидів, завдяки чому ланцюги змикаються в кільце. Вміст G+C у ДНК віріона становить 48-49 мол.%. У ядрі віріона, крім геномної ДНК, є вірусна ДНК-залежна ДНК-полімераза. Мінус-ланцюг ДНК HBV містить лише чотири гени (S, C, P та X), але вони організовані дуже компактно. Гени S, C, P та X значно перетинаються та контролюють синтез наступних продуктів. Ген S кодує синтез основного білка оболонки та містить всю інформацію про поверхневий антиген HBsAg. Крім того, він кодує синтез білків середньої та великої оболонки. Білки містять спільний COOH-кінець, але їхня трансляція починається з трьох різних ініціаторних кодонів. Ген C кодує синтез капсидних білків (HBcAg та HBeAg); хоча ці білки кодуються одним геном, їхні шляхи трансляції різні. Ген P є найбільшим. Він включає частину всіх трьох інших генів та кодує ферменти, необхідні для реплікації вірусу. Зокрема, він кодує зворотну транскриптазу, домен ферменту РНКази H та 5'-кінцевий білок мінус-ланцюга. Ген X кодує білки, що регулюють експресію всіх вірусних генів, зокрема білка 17 kD, який є трансактиватором транскрипції генів.

Білки, що утворюють поверхневий антиген, існують у глікозильованій (gp) та неглікозильованій формах. Глікозильованими є gp27, gp33, gp36 та gp42 (числа вказують на молекулярну масу в кДа). Суперкапсид HBV складається з основного, або серцевинного, S-білка (92%); середнього, M-білка (4%), та великого, або довгого, L-білка (1%).

• Основний білок, p24/gp27, або коровий білок (білок S), є основним компонентом оболонки HBV. За відсутності інших білків оболонки він полімеризується з утворенням сферичних частинок діаметром 20 нм, що складаються зі 100 молекул поліпептиду.
• Великий білок, p39/gp42, або довгий білок (білок L), присутній у всіх трьох формах HBsAg. Він відіграє важливу роль у морфогенезі віріонів та їх виході з клітини. Білок L містить послідовність білка M, яка доповнена на N-кінці послідовностями зі 108 (ayw) або 119 (adw, adr, ayr) амінокислотних залишків, кодованих ділянкою npe-Sl гена S.
• Середній білок, gp33/gp36, або M-білок, також присутній у всіх трьох морфологічних формах HBsAg. M-білок містить на своєму N-кінці ділянку з 55 амінокислотних залишків, кодовану пре-52-ю ділянкою гена S. Вважається, що ця ділянка відіграє важливу роль у розпізнаванні вірусом гепатиту B клітин печінки обмеженого кола господарів (людей, мавп та шимпанзе). Послідовності білків, кодовані npe-S-ділянками гена S, є високоімуногенними, а їхні детермінанти розташовані на поверхні віріона. Тому антитіла проти цих антигенів відіграють важливу роль у формуванні імунітету проти гепатиту B.

Синтез вірусних білків жорстко контролюється на рівні транскрипції та трансляції. Під час транскрипції вірусного геному синтезуються два типи мРНК:

• менший — 2100 нуклеотидів — кодує основний та середній білки мембрани;
• велика — 3500 нуклеотидів, тобто довша за саму геномну ДНК; містить термінальні повтори довжиною 100 нуклеотидів.

Цей тип мРНК кодує капсидний білок та продукти гена P. Він також є матрицею для реплікації вірусної ДНК. Геном містить енхансери (підсилювачі транскрипції) – регуляторні елементи, які активують експресію всіх вірусних генів і діють переважно в клітинах печінки. Зокрема, ген S експресується на дуже високому рівні лише в клітинах печінки та під впливом стероїдних гормонів. Ця обставина пояснює, чому хронічний гепатит B та рак печінки (гепатома) спостерігаються у чоловіків частіше, ніж у жінок, у яких рівень стероїдних гормонів нижчий.

Інші регуляторні елементи вірусу гепатиту В модулюють (контролюють) рівні синтезу окремих білків. Наприклад, великий білок синтезується лише в невеликих кількостях. Більша його частина знаходиться на поверхні інфекційних віріонів. Але основний білок і, меншою мірою, середній білок синтезуються у величезних кількостях і виходять з клітин у складі поверхневих антигенних частинок, яких у сироватці крові у багато разів більше, ніж зрілих віріонів. Кількість поверхневих антигенних частинок може становити 1011 -1013 на 1 мл крові (кілька сотень мкг).

Вірус гепатиту В був виділений у нову родину вірусів – Hepadnaviridae, рід Orthohepadnavirus. Подібні гепаднавіруси були виявлені у різних тварин (ховрахи, бабаки, бурундуки, пекінські качки).

Гепаднавіруси розмножуються дещо незвичним чином. Зокрема, реплікація геномної ДНК відбувається через проміжну ланку – РНК, тобто за допомогою механізму зворотної транскрипції.

Життєвий цикл вірусу гепатиту В.

• Адсорбція на клітині.
• Проникнення в клітину через механізм рецептор-опосередкованого ендоцитозу (покрита ямка -> покрита везикула -> лізосома -> вивільнення нуклеокапсиду та проникнення вірусного геному в ядро гепатоцита).
• Внутрішньоклітинне розмноження.

Під час проникнення в клітину короткий («плюс») ланцюг ДНК подовжується (добудовується). У ядрі клітинна ДНК-залежна РНК-полімераза синтезує РНК з 3500 нуклеотидів (прегеном) та мРНК, які менші за розміром, для синтезу вірусних білків. Потім прегеном та вірусна ДНК-полімераза упаковуються в новосинтезований капсид, який переноситься в цитоплазму. Тут відбувається зворотна транскрипція прегенома. На ньому синтезується новий «мінус» ланцюг ДНК. Після завершення синтезу «мінус» ланцюга ДНК прегеномна РНК руйнується. ДНК-полімераза віріона синтезує «плюс» ланцюг на «мінус» ланцюгу. Вірусна ДНК, тепер дволанцюгова, може існувати в клітині досить довго та повернутися до ядра для наступного циклу реплікації. Якщо нова вірусна частинка не зазнає подальшої реплікації, то утворений нуклеокапсид, пройшовши через клітинну мембрану, покривається суперкапсидом, відбруньковується від клітини, і подовження короткого «плюс» ланцюга ДНК негайно припиняється. Ось чому довжина цієї нитки варіюється. При типовій гострій формі гепатиту В у крові послідовно з'являються такі серологічні маркери: HBsAg, HBeAg та антитіла (IgM, IgG): анти-HBcAg, анти-HBeAg та анти-HBsAg.

Вірус гепатиту В не містить онкогена, але встановлено, що при введенні в хромосому клітини (в різні її ділянки) вірусна ДНК може індукувати в них різні генетичні перебудови – делеції, транслокації, ампліфікації, які можуть спричинити розвиток раку печінки – одного з найважчих наслідків вірусного гепатиту В.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]

Резистентність до вірусу гепатиту В

Вірус гепатиту В має високу стійкість. Він залишається життєздатним протягом 3 місяців за кімнатної температури та протягом кількох років у замороженому стані. Вірус повністю інактивується автоклавуванням (120 °C), кип'ятінням протягом 30 хвилин, сухим нагріванням при 180 °C протягом 60 хвилин та при 60 °C протягом 10 годин. Він стійкий у кислому середовищі, але руйнується в лужному. Вірус гине при обробці H2O2, хлораміном, формаліном, фенолом та УФ-опроміненням.

Патогенез та симптоми гепатиту В

Вірус переноситься безпосередньо в печінку гематогенним шляхом. Аутоімунні гуморальні та клітинні реакції відіграють важливу роль у патогенезі гепатиту. Передбачається, що пошкодження гепатоцитів пов'язане не стільки з безпосередньою дією самого вірусу, скільки з імунологічними реакціями хазяїна, що виникають у зв'язку з модифікацією клітинної мембрани вірусними білками, які індукують появу аутоантитіл до клітин печінки. Тому розвиток хронічного гепатиту та цирозу печінки можна вважати аутоімунним захворюванням.

Клітинні аутоімунні реакції на вірусні білки, що містяться в мембрані гепатоцитів, опосередковуються Т-цитотоксичними лімфоцитами та іншими клітинами-кілерами печінки. Тому гостру дистрофію печінки можна розглядати як реакцію відторгнення своєрідного гетеротрансплантата.

Інкубаційний період триває від 45 до 180 днів, в середньому він становить 60-90 днів. Клінічний перебіг гепатиту В характеризується великою різноманітністю; захворювання може протікати: у латентній формі, що виявляється лише лабораторними методами, у типовій жовтяничній формі та у злоякісній формі, що закінчується смертю. Тривалість переджовтяничної стадії становить від одного дня до кількох тижнів. Жовтяничний період, як правило, тривалий і характеризується чітко вираженими симптомами (жовтяниця, гіпербілірубінемія, потемніння сечі, жовтизна склер). Затяжна форма спостерігається у 15-20% пацієнтів, а у 90% з них розвивається хронічний гепатит В. У пацієнтів із затяжною формою часто спостерігаються аутоімунні процеси, що супроводжуються підвищеним вмістом антипечінкових антитіл, які виявляються за допомогою імуносорбентного аналізу (ІФМ). У дітей гепатит В протікає у легшій формі та часто без розвитку жовтяниці, у дітей молодшого віку – переважно безсимптомно.

Постінфекційний імунітет (гуморальний та клітинний) є тривалим, довічним і викликається віруснейтралізуючими антитілами (анти-HBsAg) за відсутності поверхневого антигену в крові. Латентна імунізація часто спостерігається внаслідок повторного контакту з HBV, що є причиною широкого поширення імунітету до вірусу серед населення. Зазвичай пацієнти з гострим гепатитом B повністю одужують, оскільки накопичуються антитіла до нього. Однак у деяких випадках, незважаючи на високий рівень вірусного антигену в крові (обставина, яка пояснює, чому парентеральне зараження відбувається найчастіше), антитіла до нього не виробляються. Вірус залишається в печінці, і людина стає хронічним носієм на тривалий час, іноді на все життя. Ця обставина, очевидно, пов'язана зі слабкою імунною відповіддю. Одним з найпоширеніших наслідків хронічного гепатиту B є цироз печінки та рак печінки, що розвиваються після латентного періоду до 30-50 років.

Епідеміологія гепатиту В

Джерелом зараження вірусом гепатиту В є лише людина. Всупереч попереднім уявленням про те, що зараження вірусом гепатиту В відбувається виключно парентерально, зараз доведено, що він міститься в різних секретах та виділеннях: у слині, носоглотковому секреті, калі, слізній рідині, у спермі, менструальній крові тощо. Таким чином, зараження відбувається не тільки парентерально, але й статевим та вертикальним шляхом (від матері до плоду), тобто зараження вірусом гепатиту В практично можливе різними шляхами.

Гепатит В забрав життя стільки ж людей у світі, скільки й за всі роки Другої світової війни. За даними ВООЗ, кількість носіїв ВГВ коливається від 0,1 до 20% населення різних країн або регіонів.

[ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]

Діагностика гепатиту В

Наразі основним методом діагностики гепатиту В є використання реакції зворотної пасивної гемаглютинації (РЗГ) для виявлення вірусу або його поверхневого антигену, HBsAg. Як уже зазначалося, кров містить у багато разів більше поверхневого антигену, ніж самого вірусу (у 100-1000 разів). Для реакції РЗГ використовуються еритроцити, сенсибілізовані антитілами проти вірусу гепатиту В. Якщо антиген присутній у крові, відбувається реакція гемаглютинації. РЗГ є простим, зручним та дуже специфічним методом. Для виявлення антитіл до вірусного антигену HBsAg використовуються різні імунологічні методи (РСК, РЗГ, ІФМ, РІМ тощо). Крім того, для виявлення HBV та його антигенів використовуються варіанти ПЛР.

Для виявлення антитіл до вірусного антигену (HBsAg) у сироватці крові пацієнта можуть бути використані різні імунологічні методи (КСК, РПГА, реакція преципітації, ІФМ, РІМ тощо).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ]

Специфічна профілактика гепатиту В

Беручи до уваги високу захворюваність на гепатит В, а також той факт, що у світі є багато носіїв HBV, ВООЗ рекомендує обов'язкові щеплення від гепатиту В та їх проведення на першому році життя. Для вакцинації пропонується два типи вакцин. Для приготування однієї з них як сировину використовується плазма носіїв вірусу, оскільки вона містить вірусний антиген у кількостях, достатніх для приготування вакцини. Основною умовою приготування цього типу вакцини є її повна безпека, тобто повна інактивація вірусу, що забезпечується технологією приготування вакцини. Для приготування іншого типу вакцини використовуються методи генної інженерії, зокрема, для отримання антигенного матеріалу використовується рекомбінантний клон дріжджів, що продукують поверхневий антиген вірусу гепатиту В.

Обидві вакцини мають високу ефективність (захищають 95% вакцинованих). Тривалість поствакцинального імунітету становить щонайменше 5-6 років. Створено вакцини для дорослих, новонароджених та дітей раннього віку – найважливіший компонент боротьби з гепатитом В у світі. Повний курс вакцинації складається з трьох ін'єкцій:

I доза – одразу після народження; II доза – через 1-2 місяці; III доза – до кінця першого року життя.

Ці щеплення включені до розширеної програми імунізації ВООЗ та поєднані з календарем її проведення (згідно з рекомендаціями ВООЗ, щеплення проти туберкульозу, поліомієліту, гепатиту В, кору, правця, дифтерії та кашлюку проводяться на першому році життя).

Гаммаглобулін, що містить антитіла проти HBV, використовується для екстреної пасивної імунопрофілактики осіб, які контактували з хворим на гепатит B.

Для лікування гепатиту В (гострої та хронічної форм) використовуються інтерферон та аміксин (для індукції його ендогенного синтезу). Новий препарат ламівудин (синтетичний нуклеозид) ефективний у лікуванні хронічного гепатиту В.