hbv病毒解析

• HBV基因组全部是蛋白编码区，并且重复利用；
• 基因组有4个编码区 → 转录 4 种mRNA分别为3.5 kb、2.4 kb、2.1 kb、0.8 kb → 翻译、加工出多种病毒蛋白和多肽； • 4 种mRNA都有poly A尾。
• 长链转录：3.5 kb、2.1 kb mRNA
• 短链转录：2.4 kb、0.8 kb mRNA
• 0.8 kb mRNA为 X 编码区
编码：X蛋白
编码区
DNA基因组
mRNA
S 编码区及其产物 • 转录产物： 2.4 kb，由短链转录，编码S蛋白 2.1 kb，由长链转录，编码原S1、原S2蛋白 • 翻译产物：乙肝表面抗原(HBsAg)蛋白 S蛋白(表面抗原主蛋白)有 226 个氨基酸残基 原S1蛋白有 108-115 个氨基酸残基 原S2蛋白有 55 个氨基酸残基
• 3.5 kb mRNA 比HBV基因组长链的全长还多200bp以上， 推测它的末端部分可能来自共价闭合的双链区。
• 3.5 kb mRNA 包括P 编码区和C 编码区
P 编码区编码：逆转录酶、RNase H 等 C 编码区编码：HBcAg、HBeAg • 2.1 kb mRNA为 S 编码区 编码：原S1、原S2蛋白(HBsAg) • 2.4 kb mRNA为 S 编码区 编码：S蛋白(HBsAg)
S 编码区
P 编码区
5’
X 编码区 C 编码区
HBV基因组结构
• 长链5’端结合末端蛋白：为逆转录的引物， • 短链5’端与具有帽子结构的短RNA结合， • 末端蛋白和短RNA与病毒DNA复制有关； • 在长链的3端和短链的5’端互补区各有一个直接 重复序列，分别是DR1和DR2； • 不同亚型间的序列变异约为10%，同亚型 • 中的序列变异约为2%，因此HBV基因组 • 具有高度多态性。
乙型肝炎病毒--HBV
乙型肝炎病毒
HBV
• 乙型肝炎病毒简称乙肝病毒 。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。完整的 乙肝病毒成颗粒状，也会被 称为丹娜颗粒（Dane）。 1965年由丹娜发现。直径为 42纳米。颗粒分为外壳和核 心两部分。
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HBV的复制
• HBV的复制 • HBV的复制方式很特殊,在复制过程中有逆转录过程,与逆转录 病毒相似,逆转录后的DNA可整合至靶细胞的染色体
DNA
转录
RNA
逆转录
DNA
3）逆转录
前基因组RNA编码C蛋白和P蛋白
编码C蛋白：形成核衣壳，提供核心蛋白 编码P蛋白：提供衣壳化和逆转录所需的 蛋白和酶
新生儿和儿童接种
高危人群接种 意外受染者接种
• 表面抗原的免疫原性很强，是乙肝疫苗的 主要成份。
2. P 编码区及其产物 • 转录产物：3.5 kb，由长链转录
3.5 kb RNA不仅是翻译时作 为 P 编码区和C编码区的mRNA， 也是病毒基因组复制时的中介—— 前基因组RNA
P 编码区：
• 最长编码区，长 2532 碱基，占基因组3/4 以上； • 包含全部 S 编码区，并与 C 编码区和 X 编 码区小部分重叠； • 由 3个功能区和 1个间隔区组成，
前基因组 末端蛋白 (-)DNA
(+)DNA
HBV基因组复制过程
HBV and Hepatitis
• HBV不会直接导致感染的肝细胞死亡； • HBV感染诱导细胞毒性T淋巴细胞和抗 体免疫反应，前者杀死感染细胞释放病 毒，后者清除病毒； • 肝细胞损伤主要由上述免疫反应所致。
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HBV与人类
我国约有40%-60%人群曾受到过HBV的感染 表现急性乙肝的仅占0.1%-1%，亚临床30%-75% ，慢性乙肝1%-5%，乙肝病毒携带7%-20% 急性乙肝如治疗不彻底，10%患者可转为慢性乙肝
前基因组RNA(+)在核衣壳内进行逆转录 逆转录酶 先合成第一条DNA链(负链、长链)
第一条DNA链的合成
逆转录条件 • 模板：前基因组RNA • 引物：末端蛋白 • 酶： 逆转录酶 P蛋白 RNase H • 底物：4 种脱氧核苷酸
合成过程
P蛋白与前基因组RNA 5’ 端区ε 序列连 接 以P蛋白中的末端蛋白为引物，生成 4聚脱 氧寡核苷酸 P蛋白借助共价连接的 4聚脱氧寡核苷酸互补 识别，转到前基因组RNA 3’ 端区DR1
• P蛋白沿前基因组RNA滑行， P蛋白中的逆转录 酶合成第一条DNA链(长链、负链)；
• 末端蛋白不滑动，与P蛋白分离后留在第一条 DNA链的5’端。
• 在逆转录过程中，完成模板任务的前基因组 RNA随即被P蛋白中的RNase H降解；
• 前基因组RNA 5’端DR1区不被降解。
(逆转录酶、RNase H) P蛋白
易感人群
乙 肝
（1）感染者年龄高峰：低发病区：20～40岁
高发病区：4～8岁 （2）男女感染率相近，但发病者男多于女 （3）感染时年龄越小，越易形成慢性肝炎、肝硬化 或慢性HBV携带状态 （4）感染后对相同HBsAg亚型的HBV再感染有持久 免疫力，但对不同亚型的保护力不完全
所致疾病
防治原则
急性肝炎 爆发型肝炎 慢性肝炎
具有反式调控作用，能激活多个同源启动
子和增强子；
也能激活异源启动子或增强子，与肝癌发
生有关。
X编码区
HBV基因组X编码区
Replication of HBV 1）感染细胞
HBV借助HBsAg与肝细胞膜受体特异结合 HBV包膜与肝细胞膜融合，进入细胞质
HBV脱去核衣壳，基因组DNA进入细胞核
• 核心蛋白(乙肝病毒核心抗原，HBcAg)； 作用：与病毒基因组结合。 • 前核心蛋白(pre C)→ 切出N端信号肽和部 分C端 → 成为乙肝病毒E抗原(HBeAg)； 作用：构成核衣壳，并可单独分泌入血清
C 编码区
HBV基因组C编码区
4. X 编码区及其产物
• 转录产物：0.8 kb mRNA，由短链转录； • 编码区最小； • 翻译产物：X蛋白，含154个氨基酸残基 • X蛋白的作用：
（外膜蛋白）
（核衣壳蛋白 ）
HBcAg
HBV DNA DNAP< 聚合酶 》
• 大球形颗粒（Dane）：直径42 nm
外衣壳：相当于一般病毒包膜 双层外壳
Dane颗粒
内衣壳：相当于一般病毒核衣壳
核
心
HBV的管形颗粒 （串联的小球形颗粒） HBV的小球形颗粒 （主要存在形式）
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HBV基因组及其编码的蛋白
有三种结构形式： ① 大蛋白：由S、原S1、原S2蛋白组成 ② 中蛋白：由S、原S2蛋白组成 ③ S蛋白
S 编码区
HBV基因组S编码区
翻译产物的结构和分布特点
• 上述 3 种蛋白可被糖基化；
• S蛋白是病毒外壳蛋白和22nm颗粒表面抗原 的主要成分，占70 ~ 90%； • 中蛋白和大蛋白暴露于病毒颗粒表面；
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• 依次编码：末端蛋白、间隔区、逆转录酶 /DNA聚合酶、RNase H。
P 编码区
HBV基因组P编码区
翻译产物： • 先翻译出一条长的多肽链，再加工成多种相对较
小的蛋白质——
末端蛋白、逆转录酶、RNase H
末端蛋白是病毒反转录时的引物
3. C 编码区及其产物 • 转录产物： 3.5 kb RNA，由长链转录； • C 编码区：该区长 639 碱基 • 翻译产物：
2）HBV基因组的修复和转录
借助宿主细胞修复酶，包括DNA聚合酶
修复短链缺失序列
形成共价闭环双链DNA(cccDNA， 核内大 量扩增 covalently closed circular dsDNA） 以DNA负链为模板， 细胞RNA聚合酶催化 离开 转录3.5 kb 前基因组RNA(线性单链) 细胞核
前基因组RNA是 由长链(负链)3’ 端DR1开始转录， 自5’→3’延伸 ，经过DR2后继续 合成至DR1，最后 终止于DR1后85 3’ 碱基处的TATAAA 5’ 序列。 前基因组RNA比病毒DNA多130-270个碱
DR2
+RNA
共价闭环双链DNA的功用
• • • • • • • 作为模板转录3.5 kb 前基因组RNA 2.4 kb mRNA 2.1 kb mRNA 0.8 kb mRNA 不会整合入宿主染色体 不会独立复制 不会组装入病毒颗粒
衣
壳
核
酸
包膜 核衣壳 刺 突
病毒衣壳
• 成分：蛋白质 – 由壳粒组成。壳粒是衣壳的形态学亚单位，多 肽分子是衣壳的化学亚单位
• 功能
– 保护病毒核酸
– 参与感染过程
– 具有抗原性
1. HBV形态结构
大球形颗粒（ Dane颗粒） 小球形颗粒 管形颗粒
大球形颗粒形态 （完整的病毒，具有传染性） HBsAg
Contents
HBV的分类及病毒粒子结构
HBV基因组及其编码的蛋白 HBV的复制 HBV与人类
Contents
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HBV的分类及病毒粒子结构
1986年国际病毒命名委员会正式将乙肝病毒（HBV）定位嗜肝DNA病 毒科成员； 1990年又将该科病毒分为正嗜肝病毒属和禽嗜肝病毒属，HBV为正 嗜肝病毒属成员。
传播途径
1）经血、血制品和血污染的器械传播
2）性接触传播 3）母婴传播 乙肝不是消化道传染病。 日常工作和生活接触，只要无 血液暴露，不会被传染。
乙肝症状
• 1、肝脏轻度肿大，可触及质地较软或中等硬度的肝脏，或有压 痛、叩击痛。有些病例可无任何体征。 • 2、有些病例可出现肝病面容，表现为面色黯黑、黄褐无华、粗 糙、唇色暗紫等；还可引起颜面毛细血管扩张，蜘蛛痣及肝掌， 有些病人可有脾肿大。 • 3、巩膜或皮肤黄染，比消化道症状出现晚。 根据乙肝的临床 表现和体征感染乙型肝炎病毒后常分为乙肝病毒携带者，急性乙 肝，慢性乙肝，重型乙肝四种类型。 除乙肝病毒携带者外，其 他各型乙肝均有轻重不同的症状和体征，归纳起来，包括以下几 个方面。 全身症状：乙肝患者常感到体力透支，容易疲惫，其 原因可能是肝功受损，进食量有所减少，食物消化嘲收障碍，营 养物质摄入不足。另一方面是由于炎症，消耗增加，已摄入的物 质因肝功受损，无法充分代谢，满足机体的需要。第三个方面可 能是乙肝引起的精神和心理上的压力。