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乙型肝炎病毒的复制

时间:2022-04-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:为保证cccDNA在肝细胞核内稳定的储存数量,cccDNA必须不断扩增,每日更新率为48%,以保持肝细胞内感染。但是,由于cccDNA存在于细胞之内目前各类抗病毒药物很难对其发挥作用。

HBV进入人体后其包膜蛋白,即HBsAg吸附至易感者肝细胞受体,入胞后脱壳,进入肝细胞核内。HBV-DNA正链在自身DDDP的作用下,先延伸将正链缺口封闭,而形成共价闭合环状DNA(ccc DNA),以此为模板,在宿主肝细胞转录酶,即DNA指导的聚合酶的作用下转录成复制中间体——前基因组RNA(即HBVmRNA)再以此为模板在病毒RDDP(反转录酶)作用下反转录成子代负链DNA。前基因组RNA模板即被病毒RNA酶H降解。然后在病毒RDDP作用下以子代负链DNA为模板合成正链DNA。该双链DNA环化,即完成HBV基因组的复制(图2-6,图2-7,图2-8)。

HBV复制时,HBV-DNA可出现在肝细胞和血清中。其中游离型HBV-DNA是HBV复制和传染性强的指标。

在慢性HBV感染者常见HBV-DNA整合入肝细胞DNA序列,整合的X基因可顺式激活其附近的原癌基因,是诱导HCC的重要因素。

HBV的复制过程或复制周期有如下特点:

1.HBV的HBsAg与易感肝细胞受体吸附,启动HBV感染肝细胞。

2.HBV在肝细胞内移行,HBV穿入细胞后,在胞质内脱壳,核酸成分进入细胞核,也有在细胞内质网中移行或部分游离的核酸。

图2-6 HBV逆转录过程
rcDNA.松弛环状DNA;DDDP.DNA指导的DNA聚合酶;DDRP.DNA指导的RNA聚合酶;mRNA.复制中间体/前基因组RNA;RDDP.RNA指导的DNA聚合酶;cccDNA.共价闭合环状DNA

图2-7 HBV复制过程
rcDNA.松弛环状DNA;DDDP.DNA指导的DNA聚合酶;DDRP.DNA指导的RNA聚合酶;RDDP.RNA指导的DNA聚合酶;mRNA.复制中间体/前基因组RNA;cccDNA.共价闭合环状DNA

3.细胞核内有稳定的cccDNA储存,由细胞外侵入的或细胞新合成的rcDNA在DDDP作用下能转录成cccDNA。cccDNA十分稳定的储存在细胞核中,cccDNA是HBV复制的原始模板,不易降解,半衰期很长,与感染的肝细胞共存亡,需10~100d。为保证cccDNA在肝细胞核内稳定的储存数量,cccDNA必须不断扩增,每日更新率为48%,以保持肝细胞内感染。

造成HBV在人体内持续感染的机制并不单一,但cccDNA的存在无疑是一个重要因素。如能消除cccDNA,就有望消除HBV感染。但是,由于cccDNA存在于细胞之内(肝细胞或肝外组织的细胞内)目前各类抗病毒药物很难对其发挥作用。更值得注意的是,随着细胞的凋亡,处于其中的cccDNA也能自然降解,但是由于cccDNA只要还存在一部分,就能作为模板复制出大量的HBV基因组,这些HBV-DNA又不断地形成cccDNA,使其总是处在一种动态平衡之中,换言之,就是存在一个相对稳定的HBV复制的模板。如何减少或消除这一模板库是抗HBV治疗的艰难而又重要的任务。

4.经复制中间体RNA反转录 这是嗜肝DNA病毒复制的特征,是病毒行为的生物学基础。DNA链的合成是一个连续的过程,负链完全合成后,才进行正链合成。这一过程与反转录病毒相似,但后者的中间体是整合的DNA分子。这与其他大多数病毒的复制明显不同,在其他病毒是两个子链逐渐合成,同时两个母链逐渐消失,这是一个半保守机制;而在嗜肝DNA病毒,则通过中间体复制,子链合成时母本双链仍然完整,是一种保守机制。

5.前基因组RNA 以cccDNA为模板,在DDRP作用下,转录成HBV-mRNA。HBV-mRNA至少有5种,分别是3.5kb mRNA、3.4kbc mRNA、2.4kbs mRNA、2.1kb mRNA和0.8kbx mRNA。

(1)3.5kb mRNA:产生HBeAg前体,功能信号肽将HBeAg前体蛋白引导致肝细胞内质网膜,其氨基端和羧基端被部分削减,同时移去信号肽,形成可溶性分子即形成HBeAg。

(2)3.4kbc mRNA:含病毒编码的全部遗传信息独立编码合成C蛋白和P蛋白,称为HBV前基因组。它可作为HBV-DNA的模板,反转录成为负(-)链HBV-DNA,而负链HBV-DNA又可转录成正(+)链HBV-DNA,最后,合成新的子代HBV-DNA。

上述两个转录过程均须依赖HBV-DNA聚合酶的催化。HBV前基因组的另一个功能还可以表达HBeAg、HBcAg和DNA聚合酶。

(3)2.4kbs mRNA:虽然含编码大、中、主蛋白的系列,但主要合成外膜大蛋白(L HB-sAg)。

(4)2.1kb mRNA:以1∶4比率合成外膜中蛋白(M HBsAg)和主蛋白(S HBsAg)。(5)0.8kbx mRNA:编码X蛋白。

图2-8 HBV感染类型

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