Virus hepatitisa B

Hepatitis B je nalezljiva bolezen ljudi, za katero je značilna selektivna poškodba jeter z virusom. Ta oblika hepatitisa je po svojih posledicah najnevarnejša med vsemi znanimi oblikami virusnega hepatitisa. Njen povzročitelj je virus hepatitisa B (HBV).

Antigen virusa hepatitisa B je prvi odkril B. Blumberg leta 1964 v krvnem serumu avstralskega aborigina, sam patogen pa je leta 1970 odkril D. Dane (et al.) in ga poimenoval Danejevi delci, saj ni bilo popolne gotovosti, da gre res za virus in ne za njegove sestavine. Kasneje so vsi dvomi izginili, saj so v sestavi Danejevih delcev odkrili genomsko DNK in od virusne DNK odvisno DNK polimerazo. Virion vsebuje tri glavne antigene, za katere so leta 1974 uvedli naslednje oznake:

• HBsAg - površinski ali topni ali avstralski antigen.
• HBcAg - osrednji antigen (kor-antigen).
• HBeAg je e-antigen, lokaliziran v jedru viriona, ki za razliko od HBcAg ni prisoten le v virionu, temveč kroži tudi v krvi v prosti obliki ali kot kompleks s protitelesom anti-HBeAg. V kri se sprošča iz hepatocitov med aktivno replikacijo HBV.

Površinski antigen, HBsAg, obstaja v treh morfološko različnih variantah: 1) je superkapsida celotnega viriona; 2) se nahaja v velikih količinah v obliki sferičnih delcev s premerom 20 nm; 3) v obliki 230 nm dolgih niti. Kemično so identične. HBsAg vsebuje en skupni antigen, a, in dva para medsebojno izključujočih se tipsko specifičnih determinant: d/y in w/r, zato obstajajo štirje glavni podtipi HBsAg (in s tem HBV): adw, adr, ayw in ayr. Antigen a zagotavlja nastanek splošne navzkrižne imunosti na vse podtipe virusa.

Virion sam, Danejev delec, je okrogel in ima premer 42 nm. Virionska superkapsida je sestavljena iz treh beljakovin: glavne (osnovne), velike in srednje. Genom je zaprt v kapsidi in ga predstavlja dvoverižna krožna DNA z molekulsko maso 1,6 MD. DNA je sestavljena iz približno 3200 nukleotidov, vendar je njena "plus" veriga 20–50 % krajša od "minus" verige. Virusno specifična beljakovina je kovalentno vezana na 5' konec dolge verige. 5' konci obeh verig sta komplementarna in tvorita "lepljiva" zaporedja, dolga 300 nukleotidov, zaradi česar se verigi zapreta v obroč. Vsebnost G + C v virionski DNA je 48–49 mol %. V jedru viriona se poleg genomske DNA nahaja tudi virusna DNA-odvisna DNA-polimeraza. Minus veriga HBV DNA vsebuje le štiri gene (S, C, P in X), vendar so organizirani zelo kompaktno. Geni S, C, P in X se znatno prekrivajo in nadzorujejo sintezo naslednjih produktov. Gen S kodira sintezo glavnega ovojnega proteina in vsebuje vse informacije o površinskem antigenu HBsAg. Poleg tega kodira sintezo srednjega in velikega ovojnega proteina. Proteini vsebujejo skupni COOH konec, vendar se njihov prevod začne s tremi različnimi iniciacijskimi kodoni. Gen C kodira sintezo kapsidnih proteinov (HBcAg in HBeAg); čeprav te proteine kodira en sam gen, so njihove poti prevajanja različne. Gen P je največji. Vključuje del vseh treh drugih genov in kodira encime, potrebne za virusno replikacijo. Predvsem kodira reverzno transkriptazo, domeno encima RNase H in 5'-terminalni protein minus verige. Gen X kodira proteine, ki uravnavajo izražanje vseh virusnih genov, zlasti proteina s 17 kD, ki je transaktivator genske transkripcije.

Beljakovine, ki tvorijo površinski antigen, obstajajo v glikozilirani (gp) in neglikozilirani obliki. Glikozilirani so gp27, gp33, gp36 in gp42 (številke označujejo mw v kDa). Superkapsida HBV je sestavljena iz glavnega ali jedrnega proteina S (92 %), srednjega proteina M (4 %) in velikega ali dolgega proteina L (1 %).

• Glavni protein, p24/gp27 ali osrednji protein (protein S), je glavna komponenta ovojnice HBV. V odsotnosti drugih ovojnih proteinov polimerizira in tvori sferične delce s premerom 20 nm, sestavljene iz 100 polipeptidnih molekul.
• Veliki protein, p39/gp42, ali dolgi protein (protein L), je prisoten v vseh treh oblikah HBsAg. Igra pomembno vlogo pri morfogenezi virionov in njihovem izstopu iz celice. Protein L vsebuje zaporedje proteina M, ki ga na N-terminusu dopolnjujejo zaporedja 108 (ayw) ali 119 (adw, adr, ayr) aminokislinskih ostankov, ki jih kodira regija npe-Sl gena S.
• Srednji protein, gp33/gp36 ali protein M, je prisoten tudi v vseh treh morfoloških oblikah HBsAg. Protein M na svojem N-terminusu vsebuje regijo s 55 aminokislinskimi ostanki, ki jo kodira regija pre-52 gena S. Domneva se, da ima ta regija pomembno vlogo pri prepoznavanju jetrnih celic omejenega kroga gostiteljev (ljudi, opic in šimpanzov) s strani virusa hepatitisa B. Zaporedja proteinov, ki jih kodirajo regije npe-S gena S, so zelo imunogena, njihove determinante pa se nahajajo na površini viriona. Zato imajo protitelesa proti tem antigenom pomembno vlogo pri nastanku imunosti proti hepatitisu B.

Sinteza virusnih beljakovin je strogo nadzorovana na ravni transkripcije in translacije. Med transkripcijo virusnega genoma se sintetizirata dve vrsti mRNA:

• manjši - 2100 nukleotidov - kodira glavne in srednje beljakovine membrane;
• velika - 3500 nukleotidov, tj. daljša od same genomske DNK; vsebuje terminalne ponovitve, dolge 100 nukleotidov.

Ta vrsta mRNA kodira kapsidni protein in produkte gena P. Je tudi matrica za replikacijo virusne DNK. Genom vsebuje ojačevalce (transkripcijske ojačevalnike) - regulatorne elemente, ki aktivirajo izražanje vseh virusnih genov in delujejo predvsem v jetrnih celicah. Zlasti gen S se izraža na zelo visoki ravni le v jetrnih celicah in pod vplivom steroidnih hormonov. Ta okoliščina pojasnjuje, zakaj kronični hepatitis B in rak jeter (hepatom) pogosteje opažamo pri moških kot pri ženskah, pri katerih so ravni steroidnih hormonov nižje.

Drugi regulatorni elementi virusa hepatitisa B modulirajo (nadzorujejo) raven sinteze posameznih beljakovin. Na primer, velika beljakovina se sintetizira le v majhnih količinah. Večina je na površini infekcijskih virionov. Toda glavna beljakovina in v manjši meri srednja beljakovina se sintetizirata v ogromnih količinah in zapuščata celice kot del površinskih antigenskih delcev, ki so v krvnem serumu veliko bolj obilni kot zreli virioni. Število površinskih antigenskih delcev je lahko 1011–1013 na 1 ml krvi (nekaj sto μg).

Virus hepatitisa B je bil izoliran v novo družino virusov - Hepadnaviridae, rod Orthohepadnavirus. Podobne hepadnaviruse so našli pri različnih živalih (zemeljske veverice, svizci, veverice, pekinške race).

Hepadnavirusi se razmnožujejo na nekoliko nenavaden način. Predvsem replikacija genomske DNK poteka preko vmesne povezave - RNK, torej z mehanizmom reverzne transkripcije.

Življenjski cikel virusa hepatitisa B.

• Adsorpcija na celici.
• Prodiranje v celico preko mehanizma receptorsko posredovane endocitoze (obložena jama -> obložen vezikel -> lizom -> sprostitev nukleokapside in prodiranje virusnega genoma v jedro hepatocita).
• Znotrajcelična reprodukcija.

Med prodiranjem v celico se kratka ("plus") veriga DNK podaljša (dopolni). V jedru celična DNK-odvisna RNA polimeraza sintetizira RNA s 3500 nukleotidi (pregenom) in mRNA, ki sta manjši, za sintezo virusnih beljakovin. Nato se pregenom in virusna DNK polimeraza zapakirata v novo sintetizirano kapsido, ki se prenese v citoplazmo. Tukaj pride do reverzne transkripcije pregenoma. Na njej se sintetizira nova "minus" veriga DNK. Po končani sintezi "minus" verige DNK se pregenomska RNK uniči. Virionska DNK polimeraza sintetizira "plus" verigo na "minus" verigi. Virusna DNK, ki je zdaj dvoverižna, lahko v celici obstaja precej dolgo in se vrne v jedro za naslednji replikacijski cikel. Če se novi virusni delec ne podvrže nadaljnje replikacije, potem nastala nukleokapsida, ki prehaja skozi celično membrano, prekrije superkapsido, se odcepi od celice in podaljševanje kratke "plus" verige DNK se takoj ustavi. Zato se dolžina te niti razlikuje. Pri tipični akutni obliki hepatitisa B se v krvi zaporedno pojavijo naslednji serološki označevalci: HBsAg, HBeAg in protitelesa (IgM, IgG): anti-HBcAg, anti-HBeAg in anti-HBsAg.

Virus hepatitisa B ne vsebuje onkogena, vendar je bilo ugotovljeno, da lahko virusna DNA, ko jo vnesemo v celični kromosom (v njegove različne dele), v njih povzroči različne genetske prerazporeditve - delecije, translokacije, amplifikacije, kar lahko povzroči razvoj raka na jetrih - ene najhujših posledic virusnega hepatitisa B.

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

Odpornost na virus hepatitisa B

Virus hepatitisa B je zelo odporen. Pri sobni temperaturi ostane sposoben preživetja 3 mesece, zamrznjen pa več let. Virus se popolnoma inaktivira z avtoklaviranjem (120 °C), 30-minutnim vrenjem, 60-minutnim suhim segrevanjem pri 180 °C in 10-urnim vrenjem pri 60 °C. Odporen je v kislem okolju, v alkalnem pa se uniči. Virus umre, če ga obdelamo s H2O2, kloraminom, formalinom, fenolom in UV-obsevanjem.

Patogeneza in simptomi hepatitisa B

Virus se prenese neposredno v jetra po hematogeni poti. Avtoimunske humoralne in celične reakcije igrajo pomembno vlogo pri patogenezi hepatitisa. Domneva se, da poškodba hepatocitov ni povezana toliko z neposrednim delovanjem samega virusa, temveč z imunološkimi reakcijami gostitelja, ki nastanejo v povezavi z modifikacijo celične membrane z virusnimi beljakovinami, ki povzročajo pojav avtoprotiteles proti jetrnim celicam. Zato lahko razvoj kroničnega hepatitisa in ciroze jeter štejemo za avtoimunsko bolezen.

Celične avtoimunske reakcije na virusne beljakovine, ki jih vsebuje membrana hepatocitov, posredujejo T-citotoksični limfociti in druge celice ubijalke jeter. Zato lahko akutno jetrno distrofijo obravnavamo kot zavrnitveno reakcijo neke vrste heterotransplantata.

Inkubacijska doba traja od 45 do 180 dni, v povprečju 60–90 dni. Klinični potek hepatitisa B je zelo raznolik; bolezen lahko poteka: v latentni obliki, ki jo odkrijemo le z laboratorijskimi metodami, v tipični ikterični obliki in v maligni obliki, ki se konča s smrtjo. Trajanje predikterične faze je od enega dne do nekaj tednov. Ikterično obdobje je praviloma dolgo in ga zaznamujejo dobro opredeljeni simptomi (zlatenica, hiperbilirubinemija, potemnenje urina, rumenkastost beločnice). Dolgotrajna oblika se opazi pri 15–20 % bolnikov, 90 % pa jih razvije kronični hepatitis B. Bolniki s podaljšano obliko imajo pogosto avtoimunske procese, ki jih spremlja povečana vsebnost antihepatičnih protiteles, ki se odkrijejo z imunosorbentnim testom (IFM). Pri otrocih hepatitis B poteka v blažji obliki in pogosto brez razvoja zlatenice, pri mlajših otrocih pa večinoma asimptomatsko.

Postinfekcijska imunost (humoralna in celična) je dolgotrajna, vseživljenjska in jo povzročajo protitelesa, ki nevtralizirajo virus (anti-HBsAg) v odsotnosti površinskega antigena v krvi. Latentna imunizacija se pogosto opazi zaradi ponavljajočega se stika z virusom HBV, kar je razlog za široko razširjeno imunost na virus med populacijo. Običajno bolniki z akutnim hepatitisom B popolnoma okrevajo, saj se protitelesa proti njemu kopičijo. Vendar pa se v nekaterih primerih kljub visoki ravni virusnega antigena v krvi (okoliščina, ki pojasnjuje, zakaj se parenteralna okužba najpogosteje pojavlja) protitelesa proti njemu ne proizvajajo. Virus ostane v jetrih in oseba postane kronični nosilec za dolgo časa, včasih za vse življenje. Ta okoliščina je očitno povezana s šibkim imunskim odzivom. Eden najpogostejših izidov kroničnega hepatitisa B je ciroza jeter in rak jeter, ki se razvijeta po latentnem obdobju do 30–50 let.

Epidemiologija hepatitisa B

Vir okužbe z virusom hepatitisa B je samo človek. V nasprotju s prejšnjimi predstavami, da se okužba z virusom hepatitisa B pojavlja izključno parenteralno, je zdaj dokazano, da se nahaja v različnih izločkih in izločkih: v slini, izločkih iz nosnega dela žrela, blatu, solzni tekočini, v spermi, menstrualni krvi itd. Tako do okužbe ne pride le parenteralno, temveč tudi spolno in vertikalno (od matere do ploda), tj. okužba z virusom hepatitisa B je praktično mogoča na različne načine.

Hepatitis B je po vsem svetu ubil toliko ljudi kot v vseh letih druge svetovne vojne. Po podatkih SZO se število nosilcev HBV giblje od 0,1 do 20 % prebivalstva različnih držav ali regij.

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

Diagnoza hepatitisa B

Trenutno je glavna metoda za diagnosticiranje hepatitisa B uporaba reverzne pasivne hemaglutinacijske reakcije (RPHA) za odkrivanje virusa ali njegovega površinskega antigena HBsAg. Kot smo že omenili, kri vsebuje veliko več površinskega antigena kot sam virus (100–1000-krat). Za reakcijo RPAHA se uporabljajo eritrociti, senzibilizirani s protitelesi proti virusu hepatitisa B. Če je antigen prisoten v krvi, pride do hemaglutinacijske reakcije. RPAHA je preprosta, priročna in zelo specifična. Za odkrivanje protiteles proti virusnemu antigenu HBsAg se uporabljajo različne imunološke metode (RSK, RPHA, IFM, RIM itd.). Poleg tega se za odkrivanje HBV in njegovih antigenov uporabljajo različice PCR.

Za odkrivanje protiteles proti virusnemu antigenu (HBsAg) v bolnikovem serumu se lahko uporabijo različne imunološke metode (CSC, RPGA, precipitacijska reakcija, IFM, RIM itd.).

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

Specifična profilaksa hepatitisa B

Glede na visoko incidenco hepatitisa B in dejstvo, da je na svetu veliko nosilcev HBV, SZO priporoča obvezno cepljenje proti hepatitisu B v prvem letu življenja. Za cepljenje sta predlagani dve vrsti cepiv. Za pripravo enega od njih se kot surovina uporablja plazma nosilcev virusa, saj vsebuje virusni antigen v količinah, ki zadostujejo za pripravo cepiva. Glavni pogoj za pripravo te vrste cepiva je njegova popolna varnost, tj. popolna inaktivacija virusa, kar zagotavlja tehnologija priprave cepiva. Za pripravo druge vrste cepiva se uporabljajo metode genskega inženiringa, zlasti rekombinantni klon kvasovk, ki proizvajajo površinski antigen virusa hepatitisa B, za pridobitev antigenskega materiala.

Obe cepivi sta zelo učinkoviti (zaščitita 95 % cepljenih). Imunost po cepljenju traja vsaj 5–6 let. Cepiva so bila razvita za odrasle, novorojenčke in majhne otroke – najpomembnejši del boja proti hepatitisu B po vsem svetu. Celoten cikel cepljenja je sestavljen iz treh injekcij:

I odmerek - takoj po rojstvu; II odmerek - po 1-2 mesecih; III odmerek - do konca prvega leta življenja.

Ta cepljenja so vključena v razširjeni program imunizacije SZO in so združena z njegovim izvedbenim koledarjem (v skladu s priporočili SZO se cepljenja proti tuberkulozi, otroški paralizi, hepatitisu B, ošpicam, tetanusu, davici in oslovskemu kašlju izvajajo v prvem letu življenja).

Gamaglobulin, ki vsebuje protitelesa proti HBV, se uporablja za nujno pasivno imunoprofilakso posameznikov, ki so bili v stiku z bolnikom s hepatitisom B.

Za zdravljenje hepatitisa B (akutne in kronične oblike) se uporabljata interferon in amiksin (za indukcijo njegove endogene sinteze). Novo zdravilo lamivudin (sintetični nukleozid) je učinkovito pri zdravljenju kroničnega hepatitisa B.