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乙肝病毒研究进展综述-江西师范大学教务在线

乙肝病毒研究进展综述

刘斌

(江西师范大学生命科学学院,南昌330022)

摘要:乙型肝炎是由乙型肝炎病毒(HBV)感染所致。全世界约有3亿人是HBV携带者。我国是乙肝高发区,约有1.2亿HBV携带者。HBV属嗜肝DNA病毒,感染乙肝病毒不仅会引起急性肝炎,还可能导致慢性肝炎、肝硬化甚至肝癌。HBV 可通过多种途径感染人体,引起肝病的传播。可见HBV已对人类的健康构成了巨大的威胁。近年来,随着分子生物学技术的应用,乙肝治疗和预防的研究有了新的进展。本文扼要介绍HBV的最新研究概况。

关键词:乙肝病毒;结构;治疗

The progress of research on Hepatitis B virus

LIU Bin

(College of Life Science in Jiangxi Normal University,Nanchang 330022 ) Abstract: Hepatitis B is caused by Hepatitis B virus (HBV). There are about 0.3 billion people infect with HBV in the world. Our country is a high incidence area of hepatitis B, approximately 0.12 billion HBV carriers. HBV is belong to hepadnaviridae DNA virus. Infected with HBV will not only lead to acute hepatitis, may also lead to chronic hepatitis, cirrhosis and liver cancer. HBV can infect the human body through a variety of ways and cause liver disease spread. We can see HBV has made a great threat on human health. In recent years, with the application

of molecular biology technique, HBV treatment and prevention studies have made new progress. This article briefly introduces the latest research surveys HBV.

Key words: Hepatitis B virus; structure; treatment

1 HBV生物学特性

1.1 HNV的形态与结构

HBV是一种DNA病毒,属于嗜肝DNA病毒科。根据目前所知,HBV 就只对人和猩猩有易感性,引发乙型病毒性肝炎疾病。电镜下观察HBV的提纯制品,证明有三种类型颗粒[1-3]。

1.1.1 小球型颗粒平均直径为22nm,由空心病毒包膜组成,是HBV 多余的衣壳蛋白,没有病毒核酸。无感染性,但刺激机体产生相应的抗体,具有中和病毒的作用,制备乙肝疫苗即由此种颗粒组成。

1.1.2 管型颗粒由小球型颗粒连接而成,其长短不一。小球型颗粒和管型颗粒的产生是由于病毒颗粒包膜产量过剩。小球型颗粒和管型颗粒与Dane颗粒的比例依不同的病程差异较大。

1.1.3 Dane颗粒为完整的具有感染性的病毒颗粒,直径为42nm,由包膜和核衣壳组成。核衣壳直径为27nm,含有HBcAg,单一分子的部分双链DNA以及依赖DNA的DNA聚合酶。核衣壳很重要的一个功能是作为病毒基因组的保护性容器。另一独特的特征是P蛋白与长DNA 链共价结合。在患者血液中的Dane颗粒含量为104~106个/ml。

1.1.4电子显微镜下可以观察到乙肝病毒3种不同的形态:

大球形颗粒,小球形颗粒和管形颗粒[4]

[4]

1.1.5肝病毒(HBV)结构示意图

1.2 HBV的基因型

1.2.1 HBV基因型的分型

1988年日本学者Okam oto等[5]首先提出了乙型肝炎病毒基因分型法,根据不同基因型之间差异8%,同基因型之间的同源性>92%为界限,将18株HBV-DNA 序列分为A、B、C、D 4种基因型,从而提出了基因型概念。随后有学者陆续发现了新的基因型,经过不断研究近年来根据HBV全基因核甘酸序列异源性8%,或S基因区核甘酸序列异源性4.2%为标准,HBV基因型可分为共8种即A-H [6,7]。最近有报道在越南发现新的HBV 基因型I〔8〕,使得HBV 基因型增至9个。随着调查的进一步深入,发现同一种基因型,病毒的序列特点及临床表现也存在一定的差异,根据全基因组序列异质性>4%而<8%的原则,HBV基因型进一步可分为不同的基因亚型,如:A基因型可分为A1(Aa)、A2(Ae)、A3( Ac) 亚型; B基因型可分为B1(Bj)、B2(Ba)、B3、B4亚型;C基因型可分为C1、C2、C3、C4亚型等。

1.2.2 HBV基因型的分布

HBV基因型的分布具有人种和地域性的差异。亚洲主要是B和C基因型,A和D基因型常见于非洲、欧洲和印度半岛,E型则局限于西非,F型主要分布于中美洲和南美洲,G基因型常分布于法国、德国和北美。B型主要分为Ba( a代表亚洲)和Bj(j代表日本)两个亚型,Bj主要分布于日本,而Ba 主要分布于中国和越南,B3仅限于印度尼西亚,B4

见于越南。C1亚型常见于日本、朝鲜半岛和中国;C2见于中国、东南亚和孟加拉国; C3分布于大洋洲; C4集中在澳大利亚的土著人群中。

D1~D4亚型没有明显的地理区域,广泛分布于欧洲、非洲和亚洲〔9〕。我国HBV基因型分布也有地域差异,国内多个调查研究〔10 -11〕显示,流行于我国的HBV基因型主要为B型和C型,占总感染人群95%以上,北方地区以C基因型为主,南方地区以B基因型为主。另有少部分D型和C/D 基因型重组体,主要流行于我国西部的少数民族地区。在B基因亚型的研究中,我国主要是Ba亚型的观点得到一致认同,对是否存在Bj 亚型有争议。国内多个学者认为,我国B基因型均为Ba亚型〔10-11〕。但有学者有不同意见,李雅娟等〔12〕在北京、长春、南京等地的145 例B 基因型血清中检出100例Ba亚型,25例Bj亚型,有20例未能检出亚型结果。在C基因亚型的研究中,既往研究认为我国大部分地区主要流行C2亚型〔12〕,但最近赵鸿等〔10〕检测470例C基因型患者的基因亚型,发现北方地区90.32%的患者为C2亚型,而在广州仅有28.57%的患者感染C2亚型。同样香港一项研究发现,该地区流行的C基因型主要为C1亚型,占80%,其余为C2亚型,未发现其他亚型〔13〕。以上研究提示C1亚型从北向南有增加的趋势,但目前我国基因亚型的分布调查还不够系统全面,还需要更多的病历积累和深入的研究。

1.2.2 HBV基因型组和蛋白组成

HBV基因组结构特殊,成不完全闭合的双链形式,负(一)链为全长基因,约含3200个核苷酸,而正(+)链是负链长度的20~80%,病毒颗粒内含有DNA聚合酶。在所有已知可感染人体而且具有独立复制能力的双链DNA病毒中,HBV基因组是最小但又是最高效的。它具有以下4个鲜明的特点[14-16]:

(1)不完全双链环状结构;

(2)利用重叠的开放读码框(open reading frame ORF)编码多个蛋白质;

(3)所有调控序列均位于蛋白质编码区内;

(4)基因序列具有多变。

1.3 HBV致病机理

HBV感染后导致乙型肝炎的致病机制迄今尚未完全阐明。目前学者们一致认为乙型肝炎病人肝脏损伤并不是病毒在肝内复制的直接

结果,而是机体对HBV表达产物的免疫导致反应机制所致[17]

2 HBV的治疗方法

2.1抗乙肝病毒药物

2.1.1干扰素

干扰素是一类具有广谱抗病毒活性的蛋白质,干扰素-α2b 和聚乙二醇干扰素-α2α。它的优点是在抗病毒的同时还可以提高人体自身的免疫力,作用比较持久,可以减少肝硬化和肝癌的发生率。但是其缺点是抗病毒作用比较弱,而且副作用较多,除了可能引起流感样症状之外,还可能有肌肉疼痛、血小板减少、脱发、抑郁等症状。所以现在它只作为临床治疗乙肝的辅助药物。

2.1.2核苷类

核苷类的抗乙肝药物主要有拉米夫定、阿德福韦酯、恩替卡韦、替比夫定等。

2.1.2.1 拉米夫定曾经被用于治疗艾滋病的药物拉米夫定,它是

世界上第一个可以口服的抗乙肝病毒的核苷类药物。此药物是由人工合成的胞嘧啶核苷类衍生物,全称2,3-双脱氧-硫胞嘧啶核苷。该药口服后吸收迅速,它可以明显抑制HBV的复制从而减少病毒的总负荷量,降低HBV依靠RNA的DNA多聚酶生物活性,明显抑制HBV-DNA的合成,现在临床上主要用于慢性乙型病毒性肝炎、肝硬化伴活动性病毒复制的治疗,还用于防治肝移植HBV的复发及无症状HBV携带者[18]。它具有作用强、安全、不良反应少等特点,但长期服用会产生耐药性。

2.1.2.2 阿德福韦酯阿德福韦酯是第二个抗乙肝病毒的核苷类口服药物,为腺嘌呤磷酸酯化合物阿德福韦的前药,口服水解为阿德福韦,它的治疗效果优于拉米夫定,抗病毒疗效较好,主要优点就是对拉米夫定耐药病人仍有效,具有良好的耐受性和安全性,缺点是长期使用会有肾毒性。如拉米夫定,长期服用此药同样也会产生耐药性[19,20]。

2.1.2.3 恩替卡韦恩替卡韦为环戊基鸟嘌呤核苷类口服药物,是目前最有效的抗HBV 药物。此药能有效选择性抑制HBV-DNA复制。临床主要用于治疗成人伴有病毒复制活跃和血清转氨酶持续增高、或肝组织学为活动性病变的慢性乙型肝炎。疗效优于拉米夫定,耐药发生率低。

2.1.2.4 替比夫定替比夫定是天然的β- L胸腺嘧啶核苷类似物,对HBV-DNA聚合酶具有特异性抑制作用,体内体外实验均证明有效的抗乙肝药物,作用专一,该药服用后安全性和耐受性均良好。

2.2非核苷类抗病毒药物

由于核苷类抗HBV药物普遍存在耐药性等问题,因此,寻找结构新颖、具有新的作用机制的非核苷类药物,显得尤为重要。虽然此研究尚处于起步阶段,但是已引起科学界的广泛关注,也发现了一些抗HBV 活性较好的非核苷类化合物。

赵丽红等[21]筛选出化合物(IC50 = 14.2μmol/L,CC50= 200μmol/L)和化合物(IC50 = 4μmol/L,SI=27)均具有一定的抗HBV活性,分别以它们为先导化合物,合成了一系列具有苯并咪唑结构的化合物,并进行了抗HBV活性和毒性评价,在其中寻找到了一些活性更好且毒性更小的化合物。

2.3抗乙肝病毒的天然产物及中草药

2.3.1 天然产物豆蔻酸及其衍生物近来发现它具有抗人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiencyvirus,HIV),HBV和鸭乙型肝炎病毒(duck hepatitisB virus,DHBV)的生物活性,可以抑制病毒的逆转录酶活性,阻断病毒前基因3组RNA的合成,使具有逆转录过程的病毒的基因扩增受到抑制。有人通过对豆蔻酸进行改造,用硫或氧这样的杂原子替换豆蔻酸中的亚甲基,结果提高了这类天然产物的抗病毒活性[22]。

4-O-β-葡萄糖-D-苯并噁唑酮是从爵床科植物老鼠筋( Acan.thus ilicifolius L)分离得到的一种新化合物,长期以来该植物在民间用于治疗急慢性肝炎、淋巴结肿大、肝脾肿大以及哮喘病,它具有一定的抗炎和镇痛作用[23]。

恩拉霉素(Enduracidin)是一种由微生物发酵产生的多肽类抗生素,具有很强的抗G +作用,经实验观察,表明恩拉霉素是在HBV 的DNA 复制水平和蛋白表达水平上抑制病毒的增殖的,推测恩拉霉素可能掏了包括逆转录酶和抗原在内的蛋白质合成及后加工过程[24]。

2.3.2 中草药叶下珠(Phyllanthus urinaria L)为大戟科叶下珠属植物,具有平肝清热、利水解毒之功效。1982 年国外报道了叶下珠有抗乙型肝炎病毒的作用。叶下珠的化学成分较为复杂,分离得到的化合物主要有黄酮类、木脂素类、鞣质类、有机酸类、萜类、甾体类、酯苷类等化学成分。经体内外细胞培养中抗HBV活性进行研究,叶下株具有抗HBV,保护肝脏,调节免疫,一定程度具有抗肝癌细胞增殖、抗血栓、抗菌等作用[25]。

垂盆草( Ssedum Sarmentosum Bunge) 具清热利湿、解毒等功能,在临床上用于降低谷丙转氨酶,其成分包括垂盆草甙,黄酮类化合物及甾醇化合物等,其中垂盆草甙是抗肝炎的活性成分,其水溶性

成分具有调节机体免疫能力的作用[26]。中草药普遍具有多种活性,所以可以把中草药与中医理论两者有机地结合起来,正确配伍,寻找治疗效果明显的制剂是很有价值的。

3讨论

综上所述,HBV的不同基因型由于其基因结构的差异可造成其致病性的差异, 从而影响病情进展、传播方式、HBV标志物的表达、以及对抗病毒药物治疗的疗效。随着HBV 基因型研究的不断深入, 基因型的判别将在乙型肝炎患者的临床类型、预后判断及治疗方法的选

择等方面发挥重要作用。由于HBV-DNA在肝内持续存在和复制,HBV 会不断发生变异,目前的抗病毒药物还不能彻底清除,所以我们必须高度重视预防HBV多重耐药毒株的出现。

核苷类药物在抗HBV方面表现出很好的作用,由于HBV对其出现了不同程度的耐药性,限制了他们的应用。我国中草药资源丰富, 中医药理论博大精深, 在防治HBV 方面积累了丰富的经验, 中医药因其不良反应较小, 用药原则讲究整体调节, 药物作用方式可为单味发挥或多味联合作用,通过体外实验, 许多中药的抗病毒活性得到了证实。尽管有许多问题尚待深入研究, 但从中药资源库中研究并开发有效的抗HBV 药物, 其前途是可行并且乐观的。

HBV已蔓延了几个世纪, 无论是其分子水平上的研究,还是抗病毒药物治疗方面均取得了一定的成果。由于HBV的致病机理至今还没有完全了解清楚,所以距离乙肝完全治愈目标还有漫长的路要走。

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