Гепаднавирусы: общие сведения
Название семейства происходит от греч. - печень и англ. - DNA.
Гепаднавирусы - гепатотропные ДНК-содержащие вирусы. Все гепаднавирусы существуют в виде трех морфологических форм, имеют собственную ДНК-полимеразу и поверхностные и ядерные антигены, аналогичные HBsAg и HBcAg . Вирусы размножаются в печени, но обнаруживаются и в других тканях. Они вызывают острый и хронический гепатит и печеночноклеточный рак . Гепаднавирус типа I
В отличие от других ДНК-содержащих вирусов гепаднавирусы не способны к прямой репликации ДНК. При проникновении вируса в цитоплазму короткая цепь ДНК достраивается с образованием полностью двухцепочечной ДНК, которая поступает в ядро и там транскрибируется под действием клеточной РНК-полимеразы с образованием полных РНК-копий генома и коротких мРНК. РНК-копии генома снова поступают в цитоплазму, после чего вирусная ДНК-полимераза, действуя как обратная транскриптаза, синтезирует на матрице РНК минус-цепь ДНК, а затем РНК разрушается и частично замещается короткой плюсцепью ДНК. На основе мРНК синтезируются вирусные белки; далее происходит сборка вирусов, и они покидают клетку.
Вирус, полученный из крови и печеночной ткани больного, не культивируется in vitro, однако выполнена трансфекция вирусной ДНК в ряд клеточных линий, в которых происходят репликация вирусной ДНК и синтез вирусных белков.
Семейство гепаднавирусов состоит из двух родов: Orthohepadnavirus (ортогепаднавирусы) (от греч. - правильный) ( рис. 2.29 , А) и Avihepadnavirus (авигепаднавирусов) (от лат. avis - птица) ( рис. 2.29 , В).
Прототипным представителем семейства Hepadnaviridae и рода Orthohepadnavirus является HBV , для которого известно 8 генотипов (HBV-A, HBV-B ... HBV-H) и 24 подгенотипа (Al-5, Bl-5, Cl-5, Dl-5, Fl-4), поражающих человека ( рис. 2.29 , Б) , а подгенотипам - не менее 4%, а также 4 генотипа высших обезьян Старого Света: HBVcpz (Pan troglodytes) ; HBVgbn (Hylobates lar) ; HBVoru (Pongo pygmaeus) ; HBVgor (gorilla hepatitis В virus - вирус гепатита В горилл (Gorilla gorilla)) ( рис. 2.29 , А)). (Различия в геномах вирусов, принадлежащих различным генотипам, составляет не менее 8%).
Все гепаднавирусы имеют узкий круг хозяев. Клетками-мишенями для представителей семейства Hepadnaviridae являются гепатоциты, хотя и антигены, и геном вируса могут быть обнаружены в других органах (поджелудочной железе, селезенке, почке, белых кровяных клетках), особенно в случае авигепаднавирусов. Инфекция часто превращается в хроническую и сопровождается высоким уровнем продукции вирионов и субвирусных частиц, причем количество дефектных вирусоподобных частиц, лишенных геномной ДНК, в большинстве случаев значительно превышает количество инфекционных вирионов. Репликация вируса обычно не сопровождается цитопатическим эффектом.
Ортогепаднавирусы , но не авигепаднавирусы в процессе персистирующей инфекции часто вызывают первичную гепатокарциному . HBV (Orthohepadnavirus), поражающий людей, приводит к развитию острого и хронического гепатита , первичной гепатокарциномы , полиартериита , гломерулонефрита , детского акродерматита , апластической анемии , а также асимптоматического носительства, сопровождающегося серьезными биохимическими нарушениями.
Вирион гепаднавирусов (инфекционные вирионы HBV получили название " частиц Дейна " по имени D.S. Dane) имеет сферическую форму диаметром 42-50 нм ( рис. 2.30 , А, Г, Д) с плавучей плотностью в градиенте CsCl - 1,25 г/см3 и s20,w=280S. Липидная оболочка содержит три типа поверхностных белков HBsAg (от англ. hepatitis В surface antigen) , которые имеют общий С- и различный N-концы вследствие трансляции с различных сайтов инициации: S-HBsAg (p24/gp27) , M-HBsAg (pre-S2) (gp33/gp36) и L-HBsAg (pre-S1) (p39/gp42) . (Устаревшее название HBsAg - "австралийский антиген" - возникло до открытия HBV : при изучении полиморфизма сывороточных белков человека этот белок был обнаружен в сыворотке крови австралийских аборигенов. Различия в молекулярных массах S-HBsAg и L-HBsAg связаны с возможным гликозилированием, a M-HBsAg - с наличием альтернативных сайтов гликозилирования).
Нуклеокапсид (34-38 нм; 1,36 г/см3) имеет гексагональную симметрию (Т=4) и образован 240 субъединицами корового антигена ( рис. 2.30 , Е) HBcAg (р22) (от англ. hepatitis В core antigen); меньшая часть вирионов содержит нуклеокапсиды диаметром 30 нм и Т=3, образованные 180 субъединицами корового антигена HBcAg. Внутри нуклеокапсида находятся также вирусная ДНК-полимераза и клеточные белки-шапероны Hsp70 и Hsp90 (heat-shock proteins - белки теплового шока ). HBsAg и HBcAg синтезируются в избытке, кроме того, HBcAg способен к самосборке, поэтому в больших количествах формируются дефектные сферические частицы (1,18-1,20 г/см3), лишенные нуклеокапсида (22 нм) ( рис. 2.30 , Б), а также нитевидные частицы ( рис. 2.30 , В). Концентрация инфекционных частиц Дейна может достигать значительной величины [(от 10 в степени 5 до 10 в степени 9) вирионов/мл], но концентрация дефектных частиц способна достигать еще больших значений (до 10 в степени 13 частиц/мл).
