Wirus zapalenia wątroby typu B

Wirusowe zapalenie wątroby typu B to choroba zakaźna u ludzi charakteryzująca się selektywnym uszkodzeniem wątroby przez wirus. Ta forma zapalenia wątroby jest najniebezpieczniejsza w swoich konsekwencjach spośród wszystkich znanych form wirusowego zapalenia wątroby. Jej czynnikiem sprawczym jest wirus zapalenia wątroby typu B (HBV).

Antygen wirusa zapalenia wątroby typu B został po raz pierwszy odkryty przez B. Blumberga w 1964 r. w surowicy krwi australijskiego aborygena, a sam patogen został odkryty w 1970 r. przez D. Dane'a (et al.) i nazwany cząsteczkami Dane'a, ponieważ nie było całkowitej pewności, że jest to rzeczywiście wirus, a nie jego składniki. Następnie wszelkie wątpliwości zniknęły, ponieważ w składzie cząsteczek Dane'a odkryto genomowe DNA i zależną od wirusowego DNA polimerazę DNA. Wirion zawiera trzy główne antygeny, dla których w 1974 r. wprowadzono następujące oznaczenia:

• HBsAg - antygen powierzchniowy, rozpuszczalny lub australijski.
• HBcAg - antygen rdzeniowy (kor-antygen).
• HBeAg to antygen e zlokalizowany w rdzeniu wirionu i, w przeciwieństwie do HBcAg, nie tylko jest obecny w wirionie, ale także krąży we krwi w postaci wolnej lub jako kompleks z przeciwciałem anty-HBeAg. Jest uwalniany do krwi z hepatocytów podczas aktywnej replikacji HBV.

Antygen powierzchniowy HBsAg występuje w trzech morfologicznie odrębnych wariantach: 1) jest superkapsydem całego wirionu; 2) występuje w dużych ilościach w postaci kulistych cząstek o średnicy 20 nm; 3) w postaci nici o długości 230 nm. Są one chemicznie identyczne. HBsAg zawiera jeden wspólny antygen, a, i dwie pary wzajemnie wykluczających się determinantów specyficznych dla typu: d/y i w/r, dlatego istnieją cztery główne podtypy HBsAg (i odpowiednio HBV): adw, adr, ayw i ayr. Antygen a zapewnia powstawanie ogólnej odporności krzyżowej na wszystkie podtypy wirusa.

Sam wirion, cząsteczka Dane'a, jest kulisty i ma średnicę 42 nm. Superkapsyd wirionu składa się z trzech białek: głównego (podstawowego), dużego i średniego. Genom jest zamknięty w kapsydzie i jest reprezentowany przez dwuniciowe koliste DNA o masie cząsteczkowej 1,6 MD. DNA składa się z około 3200 nukleotydów, ale jego nić „plus” jest o 20-50% krótsza od nici „minus”. Specyficzne dla wirusa białko jest kowalencyjnie związane z końcem 5' długiego pasma. Końce 5' obu nici są komplementarne i tworzą „lepkie” sekwencje o długości 300 nukleotydów, dzięki czemu nici zamykają się w pierścień. Zawartość G + C w DNA wirionu wynosi 48-49 mol %. W rdzeniu wirionu, oprócz genomowego DNA, znajduje się wirusowa DNA-zależna polimeraza DNA. Pasmo minus DNA HBV zawiera tylko cztery geny (S, C, P i X), ale są one zorganizowane bardzo zwarto. Geny S, C, P i X nakładają się znacząco i kontrolują syntezę następujących produktów. Gen S koduje syntezę głównego białka otoczki i zawiera wszystkie informacje o antygenie powierzchniowym HBsAg. Ponadto koduje syntezę białek otoczki środkowej i dużej. Białka zawierają wspólny koniec COOH, ale ich translacja rozpoczyna się od trzech różnych kodonów inicjujących. Gen C koduje syntezę białek kapsydu (HBcAg i HBeAg); chociaż białka te są kodowane przez jeden gen, ich ścieżki translacji są różne. Gen P jest największy. Obejmuje część wszystkich trzech pozostałych genów i koduje enzymy niezbędne do replikacji wirusa. W szczególności koduje odwrotną transkryptazę, domenę enzymu RNazy H i białko 5'-końcowe pasma minus. Gen X koduje białka regulujące ekspresję wszystkich genów wirusowych, w szczególności białka o masie cząsteczkowej 17 kD, które jest transaktywatorem transkrypcji genów.

Białka tworzące antygen powierzchniowy występują w formie glikozylowanej (gp) i nieglikozylowanej. Glikozylowane to gp27, gp33, gp36 i gp42 (liczby wskazują masę cząsteczkową w kDa). Superkapsyd HBV składa się z głównego, lub rdzeniowego, białka S (92%); środkowego, białka M (4%) i dużego, lub długiego, białka L (1%).

• Główne białko, p24/gp27, lub białko rdzeniowe (białko S), jest głównym składnikiem otoczki HBV. W przypadku braku innych białek otoczki polimeryzuje, tworząc 20-nm-średnicowe sferyczne cząsteczki składające się ze 100 cząsteczek polipeptydowych.
• Duże białko, p39/gp42, lub długie białko (białko L), jest obecne we wszystkich trzech formach HBsAg. Odgrywa ważną rolę w morfogenezie wirionów i ich wyjściu z komórki. Białko L zawiera sekwencję białka M, która jest uzupełniana na końcu N przez sekwencje 108 (ayw) lub 119 (adw, adr, ayr) reszt aminokwasowych kodowanych przez region npe-Sl genu S.
• Środkowe białko, gp33/gp36, lub białko M, jest również obecne we wszystkich trzech formach morfologicznych HBsAg. Białko M zawiera na swoim N-końcu region 55 reszt aminokwasowych kodowany przez region pre-52 genu S. Zakłada się, że region ten odgrywa ważną rolę w rozpoznawaniu komórek wątroby ograniczonego zakresu gospodarzy (ludzi, małp i szympansów) przez wirus zapalenia wątroby typu B. Sekwencje białek kodowane przez regiony npe-S genu S są wysoce immunogenne, a ich determinanty znajdują się na powierzchni wirionu. Dlatego przeciwciała przeciwko tym antygenom odgrywają ważną rolę w kształtowaniu odporności przeciwko zapaleniu wątroby typu B.

Synteza białek wirusowych jest ściśle kontrolowana na poziomie transkrypcji i translacji. Podczas transkrypcji genomu wirusowego syntetyzowane są dwa typy mRNA:

• mniejszy - 2100 nukleotydów - koduje główne i środkowe białka błony;
• duży - ma 3500 nukleotydów, czyli jest dłuższy niż samo genomowe DNA; zawiera powtórzenia końcowe o długości 100 nukleotydów.

Ten typ mRNA koduje białko kapsydu i produkty genu P. Jest również matrycą do replikacji wirusowego DNA. Genom zawiera wzmacniacze (wzmacniacze transkrypcyjne) - elementy regulacyjne, które aktywują ekspresję wszystkich wirusowych genów i działają przede wszystkim w komórkach wątroby. W szczególności gen S jest wyrażany na bardzo wysokim poziomie tylko w komórkach wątroby i pod wpływem hormonów steroidowych. Ta okoliczność wyjaśnia, dlaczego przewlekłe zapalenie wątroby typu B i rak wątroby (hepatoma) są obserwowane u mężczyzn częściej niż u kobiet, u których poziom hormonów steroidowych jest niższy.

Inne elementy regulacyjne wirusa zapalenia wątroby typu B modulują (kontrolują) poziom syntezy poszczególnych białek. Na przykład duże białko jest syntetyzowane tylko w małych ilościach. Większość z niego znajduje się na powierzchni zakaźnych wirionów. Ale główne białko i, w mniejszym stopniu, białko środkowe są syntetyzowane w ogromnych ilościach i opuszczają komórki jako część powierzchniowych cząstek antygenu, które są wielokrotnie bardziej obfite w surowicy krwi niż dojrzałe wiriony. Liczba powierzchniowych cząstek antygenu może wynosić 1011 -1013 na 1 ml krwi (kilkaset μg).

Wirus zapalenia wątroby typu B został wyizolowany w nowej rodzinie wirusów - Hepadnaviridae, rodzaj Orthohepadnavirus. Podobne hepadnawirusy zostały znalezione u różnych zwierząt (wiewiórki naziemne, świstaki, burunduki, kaczki pekińskie).

Hepadnawirusy rozmnażają się w niecodzienny sposób. W szczególności replikacja genomowego DNA zachodzi poprzez ogniwo pośrednie - RNA, tj. z mechanizmem odwrotnej transkrypcji.

Cykl życia wirusa zapalenia wątroby typu B.

• Adsorpcja na komórce.
• Penetracja do komórki poprzez mechanizm endocytozy zależnej od receptora (dołek opłaszczony -> pęcherzyk opłaszczony -> lizosom -> uwolnienie nukleokapsydu i penetracja genomu wirusowego do jądra hepatocytu).
• Rozmnażanie wewnątrzkomórkowe.

Podczas penetracji do komórki, krótki („plus”) łańcuch DNA ulega wydłużeniu (ukończeniu). W jądrze komórkowym, zależna od DNA polimeraza RNA syntetyzuje RNA o 3500 nukleotydach (pregenom) i mRNA, które są mniejsze, w celu syntezy białek wirusowych. Następnie pregenom i wirusowa polimeraza DNA są pakowane do nowo zsyntetyzowanego kapsydu, który jest przenoszony do cytoplazmy. Tutaj następuje odwrotna transkrypcja pregenomu. Na nim syntetyzowana jest nowa nić DNA „minus”. Po zakończeniu syntezy nici DNA „minus” pregenomowe RNA zostaje zniszczone. Polimeraza DNA wirionu syntetyzuje nić „plus” na nici „minus”. DNA wirusowe, teraz dwuniciowe, może istnieć w komórce przez dość długi czas i powrócić do jądra na kolejny cykl replikacji. Jeśli nowa cząsteczka wirusa nie ulegnie dalszej replikacji, wówczas utworzony nukleokapsyd, przechodząc przez błonę komórkową, zostaje pokryty superkapsydem, odrywa się od komórki, a wydłużanie krótkiego łańcucha DNA „plus” natychmiast się zatrzymuje. Dlatego długość tej nici jest zmienna. W typowej ostrej postaci zapalenia wątroby typu B następujące markery serologiczne pojawiają się we krwi sekwencyjnie: HBsAg, HBeAg i przeciwciała (IgM, IgG): anty-HBcAg. anty-HBeAg i anty-HBsAg.

Wirus zapalenia wątroby typu B nie zawiera onkogenu, ale ustalono, że wprowadzone do chromosomu komórki (do różnych jego części) DNA wirusa może wywołać w nim różne przegrupowania genetyczne – delecje, translokacje, amplifikacje, które mogą być przyczyną rozwoju raka wątroby – jednego z najpoważniejszych powikłań wirusowego zapalenia wątroby typu B.

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

Odporność na wirus zapalenia wątroby typu B

Wirus zapalenia wątroby typu B jest wysoce odporny. Pozostaje żywotny przez 3 miesiące w temperaturze pokojowej i przez kilka lat po zamrożeniu. Wirus jest całkowicie inaktywowany przez autoklawowanie (120 °C), gotowanie przez 30 minut, suche ciepło w temperaturze 180 °C przez 60 minut i w temperaturze 60 °C przez 10 godzin. Jest odporny w środowisku kwaśnym, ale ulega zniszczeniu w środowisku zasadowym. Wirus ginie po potraktowaniu H2O2, chloraminą, formaliną, fenolem i promieniowaniem UV.

Patogeneza i objawy zapalenia wątroby typu B

Wirus jest przenoszony bezpośrednio do wątroby drogą krwiotwórczą. W patogenezie zapalenia wątroby ważną rolę odgrywają autoimmunologiczne reakcje humoralne i komórkowe. Przyjmuje się, że uszkodzenie hepatocytów jest związane nie tyle z bezpośrednim działaniem samego wirusa, co z reakcjami immunologicznymi gospodarza, powstającymi w związku z modyfikacją błony komórkowej przez białka wirusowe, które indukują pojawienie się autoprzeciwciał przeciwko komórkom wątroby. Dlatego rozwijające się przewlekłe zapalenie wątroby i marskość wątroby można uznać za chorobę autoimmunologiczną.

Komórkowe reakcje autoimmunologiczne na białka wirusowe zawarte w błonie hepatocytów są pośredniczone przez limfocyty T-cytotoksyczne i inne komórki zabójcze wątroby. Dlatego ostrą dystrofię wątroby można uznać za reakcję odrzucenia pewnego rodzaju heteroprzeszczepu.

Okres inkubacji trwa od 45 do 180 dni, średnio 60-90 dni. Przebieg kliniczny zapalenia wątroby typu B charakteryzuje się dużą różnorodnością; choroba może przebiegać: w postaci utajonej, wykrywanej wyłącznie metodami laboratoryjnymi, w typowej postaci żółtaczkowej oraz w postaci złośliwej, kończącej się śmiercią. Czas trwania stadium przedżółtaczkowego wynosi od jednego dnia do kilku tygodni. Okres żółtaczkowy jest z reguły długi i charakteryzuje się dobrze zdefiniowanymi objawami (żółtaczka, hiperbilirubinemia, ciemnienie moczu, zażółcenie twardówki). Postać przewlekłą obserwuje się u 15-20% pacjentów, a u 90% z nich rozwija się przewlekłe zapalenie wątroby typu B. U pacjentów z postacią przewlekłą często występują procesy autoimmunologiczne, którym towarzyszy zwiększona zawartość przeciwciał przeciwwątrobowych, które wykrywa się za pomocą testu immunoabsorpcyjnego (IFM). U dzieci zapalenie wątroby typu B ma łagodniejszy przebieg i często nie towarzyszy mu żółtaczka, u dzieci młodszych – przeważnie bezobjawowo.

Odporność poinfekcyjna (humoralna i komórkowa) jest długotrwała, dożywotnia i jest wywoływana przez przeciwciała neutralizujące wirusa (anty-HBsAg) przy braku antygenu powierzchniowego we krwi. Utajona immunizacja jest często obserwowana z powodu powtarzającego się kontaktu z HBV, co jest przyczyną powszechnej odporności na wirusa wśród populacji. Zazwyczaj pacjenci z ostrym zapaleniem wątroby typu B całkowicie wracają do zdrowia, ponieważ gromadzą się przeciwciała przeciwko niemu. Jednak w niektórych przypadkach, pomimo wysokiego poziomu antygenu wirusowego we krwi (okoliczność, która wyjaśnia, dlaczego najczęściej występuje zakażenie pozajelitowe), przeciwciała przeciwko niemu nie są wytwarzane. Wirus pozostaje w wątrobie, a osoba staje się przewlekłym nosicielem przez długi czas, czasami przez całe życie. Okoliczność ta jest oczywiście związana ze słabą odpowiedzią immunologiczną. Jednym z najczęstszych skutków przewlekłego zapalenia wątroby typu B jest marskość wątroby i rak wątroby, które rozwijają się po okresie utajonym trwającym do 30-50 lat.

Epidemiologia zapalenia wątroby typu B

Źródłem zakażenia wirusem zapalenia wątroby typu B jest wyłącznie człowiek. Wbrew wcześniejszym poglądom, że zakażenie wirusem zapalenia wątroby typu B następuje wyłącznie pozajelitowo, obecnie udowodniono, że znajduje się on w różnych wydzielinach i wydalinach: w ślinie, wydzielinie nosogardłowej, kale, płynie łzowym, w spermie, krwi menstruacyjnej itp. Tak więc zakażenie następuje nie tylko pozajelitowo, ale także drogą płciową i wertykalną (od matki do płodu), tj. zakażenie wirusem zapalenia wątroby typu B jest praktycznie możliwe na różne sposoby.

Wirusowe zapalenie wątroby typu B zabiło na całym świecie tyle samo osób, co podczas II wojny światowej. Według WHO liczba nosicieli HBV waha się od 0,1 do 20% populacji różnych krajów lub regionów.

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

Rozpoznanie zapalenia wątroby typu B

Obecnie główną metodą diagnozowania zapalenia wątroby typu B jest zastosowanie odwrotnego biernego testu hemaglutynacji (RPHA) w celu wykrycia wirusa lub jego antygenu powierzchniowego, HBsAg. Jak już wspomniano, krew zawiera wielokrotnie więcej antygenu powierzchniowego niż sam wirus (100-1000 razy). Do reakcji RPAHA stosuje się erytrocyty uczulone przeciwciałami przeciwko wirusowi zapalenia wątroby typu B. Jeśli antygen jest obecny we krwi, zachodzi reakcja hemaglutynacji. RPAHA jest prosta, wygodna i bardzo specyficzna. Do wykrywania przeciwciał przeciwko antygenowi wirusowemu HBsAg stosuje się różne metody immunologiczne (RSK, RPHA, IFM, RIM itp.). Ponadto do wykrywania HBV i jego antygenów stosuje się warianty PCR.

Do wykrycia przeciwciał przeciwko antygenowi wirusowemu (HBsAg) w surowicy pacjenta można zastosować różne metody immunologiczne (CSC, RPGA, reakcję precypitacji, IFM, RIM itp.).

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

Profilaktyka specyficzna zapalenia wątroby typu B

Biorąc pod uwagę wysoką zapadalność na zapalenie wątroby typu B, a także fakt, że na świecie jest wielu nosicieli wirusa HBV, WHO zaleca, aby szczepienia przeciwko zapaleniu wątroby typu B były obowiązkowe i powinny być podawane w pierwszym roku życia. Do szczepienia proponowane są dwa rodzaje szczepionek. Do przygotowania jednej z nich jako surowiec wykorzystuje się osocze nosicieli wirusa, ponieważ zawiera ono antygen wirusowy w ilościach wystarczających do przygotowania szczepionki. Głównym warunkiem przygotowania tego rodzaju szczepionki jest jej całkowite bezpieczeństwo, czyli całkowita inaktywacja wirusa, co zapewnia technologia przygotowania szczepionki. Do przygotowania innego rodzaju szczepionki stosuje się metody inżynierii genetycznej, w szczególności do uzyskania materiału antygenowego wykorzystuje się rekombinowany klon drożdży produkujących antygen powierzchniowy wirusa zapalenia wątroby typu B.

Obie szczepionki są wysoce skuteczne (chronią 95% zaszczepionych). Czas trwania odporności po szczepieniu wynosi co najmniej 5-6 lat. Szczepionki zostały stworzone dla dorosłych, noworodków i małych dzieci - najważniejszego elementu walki z wirusowym zapaleniem wątroby typu B na świecie. Pełny cykl szczepień składa się z trzech zastrzyków:

I dawka - zaraz po urodzeniu; II dawka - po 1-2 miesiącach; III dawka - do ukończenia pierwszego roku życia.

Szczepienia te są częścią rozszerzonego programu szczepień WHO i są powiązane z kalendarzem jego realizacji (zgodnie z zaleceniami WHO, szczepienia przeciwko gruźlicy, polio, wirusowemu zapaleniu wątroby typu B, odrze, tężcowi, błonicy i krztuścowi wykonuje się w pierwszym roku życia).

Przeciwciała przeciwko wirusowi HBV zawierające gammaglobuliny stosuje się w ramach doraźnej biernej immunoprofilaktyki osób, które miały kontakt z pacjentem chorym na zapalenie wątroby typu B.

Interferon i amiksyna (w celu wywołania ich endogennej syntezy) są stosowane w leczeniu zapalenia wątroby typu B (postaci ostrej i przewlekłej). Nowy lek lamivudyna (syntetyczny nukleozyd) jest skuteczny w leczeniu przewlekłego zapalenia wątroby typu B.