嗜肝DNA病毒科的原型(prototype)是乙型肝炎病毒(HBV),与包括鸭乙型肝炎病毒(DHBV)在内的其它嗜肝DNA病毒具有相似的生物学特性。它还是病毒在细胞内复制过程的初始模板。
基本信息
正嗜肝DNA病毒属
〓(一)〓土拨鼠肝炎病毒(WHV)
〓(二)〓地松鼠肝炎病毒(GSHV)
〓(三)〓树松鼠肝炎病毒(TSHV)
禽嗜肝DNA病毒属
〓(一)〓鸭乙型肝炎病毒(DHBV)
〓(二)〓苍鹭乙型肝炎病毒(HHBV)
人们认识到肝炎是一种传染病可以追溯至很久以前,但直到60年代后期,才弄清
乙型肝炎病
毒(HBV)是
传染性肝炎的一个重要病因。最直接的贡献来自于Dane等(1970)的研究,他们在
肝炎病人的血液中发现了42~47nm的病毒粒子(后来称这种具有传染性的病毒颗粒为Dane颗粒),即完整的病毒粒子;同时还有Robinson及其同事的一系列创新性工作。随后的十年中
,HBV结构和生物学鉴定的研究进展迅速。然而由于该病毒宿主范围狭窄,又不能在培养的
细胞中增殖,严重阻碍了早期对病毒复制生物学的研究进程。在过去的十几年里,HBV感染
动物模型的建立以及
分子遗传学的诞生,尤其是HBV基因组克隆的成功,用克隆的HBVDNA可
以进行体外转染试验,使人们对HBV有了更清楚的了解。
嗜肝DNA病毒科(Hepadnaviridae)下设2个属:正嗜肝DNA病毒属和禽嗜肝DNA病毒属。前者代
表种为人乙型肝炎病毒(HBV),其它已确定的成员有土拨鼠肝炎病毒(WHV)、地松
鼠肝炎病毒(GSHV)和树松鼠肝炎病毒(TSHV);后者的代表种为鸭乙型肝炎病毒(DHBV),同时
包括苍鹭乙型肝炎病毒(HHBV)。近年来,在牛、马、羊、猪、鸡等多种动物体内检测到与嗜
肝DNA病毒相关性抗原或类似的病毒粒子,但均未正式确定为独立的病毒种。本科病毒间具
有相似的病毒粒子结构和嗜肝特性以及明确的种属特异性。该科病毒与其它已知病毒科病毒
的主要不同点,包括具有部分单链的双链DNA基因组、过量颗粒性囊膜抗原分泌到宿主血液
中以及由反转录酶参与形成病毒粒子的独特复制机理等方面。
嗜肝DNA病毒完整的病毒粒子呈球型,直径40~49nm(禽嗜肝DNA病毒为45~65nm)。它由囊膜和核衣壳组成,外面的囊膜厚7nm,无表面突起;内部核衣壳呈二十面体对称,直径27~35nm(禽嗜肝DNA病毒为35~40nm),有180个壳粒,以T=3对称排列。在感染动物血清中还可见到无核酸的22nm左右的脂蛋白球型或纤维状颗粒。
嗜肝DNA病毒核酸为具有部分单链和部分双链的非共价闭合环状
DNA分子,病毒粒子的分子量约为16×103~18×103kDa,沉降系数约15S;G+C含量48%。其中一条链(负链,与mRNA互补)具有全长序列(30~33kb),另一条链(正链)长17~28kb不等,完全双链的克隆的DNA约32kb。长(负)链具有一个242bp缺口(在禽嗜肝DNA病毒为50bp),其位置起始于短(正)链的5'端,两条链的5'端重叠240bp,通过粘端碱基配对保持DNA的环状构型。长链5'端具有共价结合的末端蛋白,病毒粒子核心具有DNA聚合酶/反转录酶,该酶利用
短链DNA的3'端作为引物修复单链区以形成全长的双链分子。
分重迭的开放阅读框架(ORF),它们均在长(负)链上,方向相同。一个ORF(S基因)编码主要的表面抗原(HBsAg)多肽(24kDa),该基因前有一个“前S区”,带2个框内起始密码,它们是较少的33kDa和39kDaHBsAg多肽的起始位点。第二个ORF(C基因)编码主要的核心抗原(HBcAg)多肽(22kDa或21kDa),该基因前有一“前C区”,编码29个氨基酸(aa)。最长的ORF(P基因)占整个基因组的80%,与其它三个ORF重叠,它编码反转录酶、病毒
DNA聚合酶和RNaseH以及连接于基因组的末端蛋白。第四个ORF称为X基因,在体外转染试验中呈现反式作用活性,但自然感染中的作用尚不清楚。已知的WHV和GSHV均具有上述4个ORF,至少在WHV和GSHV,X基因对于病
毒复制是必需的。DHBV缺乏X基因。
组成
HBV囊膜由下述病毒编码的蛋白组成
S蛋白、M蛋白和L蛋白。病毒核心含有一种主要蛋白,P22或P21。2种主要S多肽分别为P24和GP27,它们的氨
基酸组成相同,差别于GP27为糖基化的。M蛋白GP33和GP36由P24和N端另外55个氨基酸组成,差异在于糖基化的程度,它们具有“前S2”结构域。L蛋白P39和GP42比M蛋白再多出120个氨基酸,差异在于前者未糖基化,后者糖基化了,两者具有“前S1”和“前S2”结构域。嗜肝DNA病毒的特异性酶类包括蛋白激酶、依赖RNA的和依赖DNA的DNA聚合酶、RNaseH,以及共价结合到全长DNA链5'端的末端蛋白,可能起引发酶的作用。
脂质分布
在表面抗原颗粒和完整病毒粒子中,它们可能来源于
宿主细胞的
粗面内质网,包括磷脂、固醇和脂肪酸。嗜肝DNA病毒的糖类成分主要是病毒囊膜中存在的N聚糖和甘露糖。HBV主要有3种抗原:分别为HBsAg、HBcAg和HBeAg。HBsAg与中和性作用有关。HBsAg与WHV和GSHV的类似抗原(WHsAg和GSHsAg)间呈现一定的交叉反应,但与DHBV的类似抗原(DHBsAg)间无交叉反应。HBcAg为病毒核心的主要抗原。HBeAg是在病毒复制活跃时的宿主血清中检测到的一种可溶性蛋白(抗原),它与HBcAg的大部分氨基酸序列相同,其羧基末端的149aa与HBcAg氨基末端相同,因此两者具有共同的
抗原决定簇,但由于两者的氨基末端(HBeAg)和羧基末端(HBcAg)分别多出一段氨基酸序列,彼此又各有不同的抗原决定簇。HBcAg与WHV和GSHV的相应抗原(WHcAg和GSHcAg)的交叉反应比表面抗原间的交叉反应强。
至少发现3种
HBV感染人的肝脏中至少发现3种
主要的RNA转录体,分别为34kb、24kb和21kb,它们具有不同的5'端(均有帽结构)和相似的3'端,最短的转录体(21kb)起始于前S区中段,比基因组还长的转录体(34kb)起始位点靠近C基因起始密码处。21kbmRNA和24kbmRNA似乎仅发现于表达HBsAg的细胞中,3种转录体均出现于支持病毒复制的细胞内。P39或GP42由24kbmRNA翻译产生,GP33或GP36由21kbmRNA翻译产生,P24或GP27由21kbmRNA和其它可能的2kb左右的mRNA翻译产生,C抗原由34kbmRNA翻译产生。其它嗜肝DNA病毒也具有类似的几种转录体。嗜肝DNA病毒的复制包括几个独特的步骤:产生
共价闭合环状DNA分子(cccDNA);合成较大的
正链RNA(34kb),包装入病毒核心颗粒中作为负链DNA合成的模板(反转录);RNaseH酶切直接重复序列DR1和DR2后,存留的正链DNA5'端的转位作用引发以负链DNA为模板合成正链DNA。装配成成熟病毒粒子后,由细胞中释放出来。完整的HBV粒子和空心的HBV核衣壳的成熟部位似乎为感染肝细胞的核和胞浆。HBsAg仅在胞浆中和胞膜上检测到,但HBV成熟的确切机理尚缺乏可靠的证据。
嗜肝DNA病毒呈现高度宿主特异性,例如,已知道HBV的宿主是人,但黑猩猩和长臂猿可经实验感染。DHBV主要感染北京鸭,也可实验感染野鸭,但鸡和鹅等其它家禽对DHBV不敏感。嗜肝DNA病毒可存活于那些与感染者粘膜或皮肤创口接触的物品表面,如医疗、实验器材等。尽管曾有报道某些蚊虫和臭虫含有HBsAg,但尚无有关经昆虫载体传播的直接证据。
〖BT2〗二、正嗜肝DNA病毒属(Orthohepadnavirus)
正嗜肝DNA病毒包括所有哺乳动物嗜肝DNA病毒。其代表种是人乙型肝炎病毒(HBV)。由于HBV对人类的危害十分严重,对其研究已经非常细致。事实上,有关嗜肝DNA病毒的资料大多数来自于对HBV的研究。已经明确的正嗜肝DNA病毒属的
动物病毒成员包括土拨鼠肝炎病毒(WHV)、地松鼠肝炎病毒(GSHV)。此外还有关于树松鼠肝炎病毒(TSHV)的报道。
〖BT(3〗(一)〓土拨鼠肝炎病毒(Woodchuckhepatitisvirus)〖BT)〗
60至70年代,在美国费城动物园的一个土拨鼠(Marmotamonax)群中流行着一种类似人
乙型肝炎的疾病。1977年5月,在该群的102例尸检的土拨鼠中发现23例
原发性肝癌,平均59月龄(23~106月龄)。肝脏的典型特征为肝实质门区和窦状隙
炎性细胞浸润,胆管、胆小管增生,肝细胞变性、坏死,并出现各种类型的炎性细胞。
检测这些土拨鼠血清证实15%具有含
DNA聚合酶的HBV样颗粒。这是土拨鼠肝炎病毒(WHV)的首次报道。在随后的调查中,发现土拨鼠中WHV的感染率极高。1978~1979年间在宾夕法尼亚东南部、新泽西中部和马里兰中北部捕获的217只土拨鼠中,WHV感染率分别为1978:7/51(137%);1979:28/166(169%)。同时发现1979年捕获的166只土拨鼠中49只具有WHV抗体(295%)。
〖BT4〗1.形态特征WHV是继HBV后发现的第一个哺乳动物嗜肝DNA病毒,其形态特征与HBV十分相似。电镜可见3种不同的颗粒:一种为40~50nm的双层膜颗粒,它是完整的病毒粒子,相当于HBV的
Dane颗粒;另一种为直径20~22nm的球形颗粒;第三种为直径20~22nm、长短不一的丝状颗粒。完整病毒粒子平均CsCl浮密度1215g/cm另外有一个浮密度为1196g/cm的主要蛋白峰。
〖BT4〗2.理化学特性克隆的WHV基因组DNA约33kb,与HBV的核苷酸序列同源性为70%。SDSPAGE分析表明,WHV表面抗原(WHsAg)有6种成分,分子量分别为22、25、35、37、39和42kDa。在
慢性感染的土拨鼠肝脏中可检测到2个主要转录体,分别为21kb和37kb。21kbmRNA为S基因的主要转录体,编码WHsAg;37kbmRNA比WHV基因组DNA略大,可参与WHV所有蛋白质的表达,可编码WHV核心抗原(WHcAg),同时作为反转录的模板,为前基因组RNA。
〖BT4〗3.培养特性
免疫组织化学和超微结构分析WHV感染的土拨鼠肝组织发现WHsAg以微粒或包涵体形式存在于肝细胞浆中,WHsAg阳性细胞分布于肝小叶周围区。WHcAg主要位于细胞浆中,而不存在于核内(与HBcAg不同)。电镜检查提示在
粗面内质网中有许多丝状结构(直径18~20nm),无囊膜的核心颗粒(直径18~20nm)仅见于胞浆中。有囊膜的颗粒(直径42~45nm)见于粗面内质网腔内,它们与血清中见到的颗粒在形态上相同。这表明WHsAg主要在肝细胞浆中产生,并且似乎迅速装配成病毒粒子。由WHV感染的土拨鼠分离的
外周血淋巴细胞带有低水平的非复制型WHVDNA。当这样的细胞以脂多糖(LPS)活化时,可诱导细胞中WHVDNA复制,3天后出现WHV核心颗粒,含有WHVDNA复制中间体、RNA/DNA杂交分子及活化的内源性DNA聚合酶。LPS诱导5~7天可见成熟病毒粒子释放到培养液中。这为循环淋巴细胞的慢性WHV感染可重新活化提供了线索。用这样培养的WHV粒子对成年土拨鼠进行接种试验,结果发现注射后8~10周可检测到
急性感染的血清学指标,并可引起
急性肝炎。
WHV呈现明显的组织嗜性,对实验感染WHV15个月后的土拨鼠(包括
慢性感染者和
急性感染血清学恢复者)的10种组织(
外周血淋巴细胞、淋巴结、脾脏、骨髓、胸腺、胰腺、肾脏、卵巢、睾丸和肝脏)进行核酸分析,发现每只土拨鼠都有几种组织存在WHV核酸。不同组织和动物个体在WHV核酸出现的频度、水平以及组织分布和
病毒基因组形式上都有差异。肝脏中含有最多的病毒。WHVDNA复制仅见于慢性感染土拨鼠的肝脏和脾脏内,脾脏是所有肝外器官中含有部分双链病毒基因组最多的器官。康复动物的任何组织均未发现复制型WHVDNA。WHVDNA在慢性携带者的肝细胞中分布是均匀的,相反,在肝外组织以及康复动物的肝脏,仅见于分散的细胞灶中。在另一项研究中,对肝脏和5种主要淋巴器官(外周血淋巴细胞、淋巴结、骨髓、脾脏和胸腺)进行了检测,在65周内的不同时期将实验感染的土拨鼠剖杀,发现WHV感染并不限于肝脏,而且发生于淋巴系统的主要器官。最先检测到WHVDNA的细胞是骨髓中的淋巴细胞,其次是肝脏、脾脏、外周血淋巴细胞、淋巴结,最后是胸腺。1989年,Aldrich等证明土拨鼠原代肝细胞对WHV和GSHV体外感染是敏感的,可产生特异性病毒DNA。苏拉灭、聚凝胶(polybrene)或ddCTP可阻断WHV的感染,感染后2天可检测到cccDNA,它是病毒RNA转录的模板。直到感染后7~10天还几乎检测不到病毒复制中间体,但在以后的几周中,这种病毒DNA中间体迅速增加。
〖BT4〗4.抗原性1983年,Cote和Gerin利用单克隆抗体竞争结合试验鉴别了WHsAg的5个独立的
抗原结合位点(Ⅰ~Ⅴ),其中位点Ⅰ为WHsAg、GHsAg和HBsAg所共有。至少位点Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ为WHsAg和GHsAg共有,而位点Ⅳ和Ⅴ为WHsAg特异性位点,5个位点与DHBsAg间无任何交叉反应。
WHsAg和HBsAg间呈现弱交叉反应,这种交叉反应在保护性免疫中表现出单向性,即WHsAg免疫可保护猩猩抵抗HBV感染,而HBsAg免疫却不能保护土拨鼠抵抗WHV感染。利用WHsAg免疫2只猩猩诱导产生了HBsAg交叉保护性抗体,经HBV攻击后,一只猩猩完全得到保护,而另一只猩猩呈现亚临床感染,无肝病症状。用HBsAg免疫3只土拨鼠诱导产生了抗HBs,与WHsAg呈交叉反应,但在用WHV攻击后,3只土拨鼠均发生了典型的
急性感染,并伴发肝损伤。利用HBeAg抗HBe试剂也可检测到抗HBe阳性,说明在感染的土拨鼠中存在WHeAg抗WHe系统。
利用
免疫扩散试验可区分WHsAg和WHeAg,经超速离心和硫酸铵沉淀可将两者分开。利用WHeAg加强免疫后,经放射免疫测定(RIA)检测到抗HBe应答,进一步肯定了存在与HBeAg交叉反应的可溶性WHeAg。有人曾在WHsAg阳性土拨鼠中检测到抗x抗体阳性(17/40),多数土拨鼠(14/17)的抗x抗体出现于病毒DNA在血清中消失时或之后,说明抗x抗体是WHV感染的标志,且与病毒复制减弱有关。抗x抗体可能为宿主抗病毒复制复合物的应答。
〖BT4〗5.病原性在自然感染的土拨鼠中曾发现严重的
慢性肝炎和肝细胞癌病例。利用新生土拨鼠实验感染已证明WHV感染与肿瘤存在一定相关性。用WHV阳性血清进行土拨鼠实验感染,可引发
急性肝炎,肝损伤类似于HBV感染猩猩和人的肝损伤,肝脏中的小坏死灶与
淋巴细胞、
巨噬细胞以及少量
中性粒细胞和浆细胞的聚集有关。WHV引起的肝炎分为两种情况:(1)肝门区肝炎,WHcAg聚集于细胞浆,而WHsAg位于肝细胞膜上;(2)门静脉周围肝炎,WHcAg位于核内,WHsAg主要分布于细胞浆中。由肝门区向门静脉周围扩散似乎是因抗WHV免疫应答的部分恢复不足以抑制病毒复制而引起的。在重症肝炎时,可见到肾脏、脾脏中WHsAg和
免疫球蛋白的沉积。1985年,Roth等分析了16个自然
慢性感染WHV的土拨鼠的肝脏,发现15个具有慢性肝炎特征,其中10个呈现慢性活动性肝炎,4个为
慢性持续性肝炎,1个为肝硬化伴有结节性再生。
1992年,Peters等在对705只土拨鼠的病理材料进行回顾性分析中,发现26只有肾小球损伤,组织学和
免疫组织化学检测表明有6只存在免疫介导的
肾小球肾炎。6只土拨鼠均为WHV携带者,3只患肾小球肾炎,其中2只还有
肾小球基底膜增生。这3只土拨鼠的肾小管基底膜上存在宿主
免疫球蛋白,其中2只的肾小管周围有WHcAg。
所有3只土拨鼠肾小球内均含WHcAg。WHsAg的沉积情况类似于WHcAg,不同的是仅见于混合型肾炎的土拨鼠毛细管襻周围。其它3只土拨鼠发生肾小管基底膜增生,WHsAg和宿主免疫球蛋白主要沉积于肾小管基底膜,未检测
到WHcAg。
透射电镜分析表明肾小管基底膜增厚,所有6只土拨鼠的肾小管基底膜均有电子致密沉积物
。
〖BT4〗6.传播与分布
土拨鼠为WHV的自然宿主。该病毒最先发现于北美洲土拨鼠中,1988年,Jin等报道了中国土拨鼠可实验感染WHV,说明不同品种的土拨鼠均可感染。雌性土拨鼠比雄性土拨鼠更易感。不同地区的土拨鼠感染率不同。对WHV流行群体出生的新生土拨鼠和胎鼠检查表明,WHV可垂直感染。
〖BT4〗7.免疫WHV的4个ORF编码的蛋白质均可诱导产生抗体,但似乎抗表面抗原的抗体为保护性抗体。1993年,Schodel等利用重组WHcAg和HBcAg免疫土拨鼠,然后以WHV攻击,结果发现6只HBcAg免疫土拨鼠中有4只抵抗感染。两种抗原免疫的土拨鼠均产生了高滴度的相应抗体,但两种抗体的交叉反应性极低(小于10%)。由于WHcAg和HBcAg颗粒上的主要
B细胞表位不是保守的,上述研究结果也表明抗HBcAg/WHcAg抗体应答在保护作用中不是重要的。以WHcAg/HBcAg免疫的土拨鼠在用WHV攻击后表现出快速抗病毒囊膜蛋白的抗血清应答,表明功能性结构内/分子间的T细胞辅助作用是用内部病毒抗原免疫后的一种可能的保护机理。尚无商品疫苗供WHV感染的免疫预防。
〖BT4〗8.诊断由于WHV与HBV间存在一定的同源性,对于一个土拨鼠群是否感染的诊断可借用商品HBV
诊断试剂;此外,还有几种方法可用于检测WHV的感染。
(1)放射免疫测定法(RIA)〓可用于检测WHsAg和抗WHs抗体。均采用125I标记的WHsAg。检测抗体时,以纯化的WHsAg包被聚苯乙烯微孔板,加入待检血清样本,经温育后,再加入125I标记的WHsAg,最后进行γ计数,以正常血清作为阴性对照,计算样本与阴性对照比率,以大于或等于210作为阳性标准。检测抗原时,在上述包被板孔中加入标准抗WHBs抗体(S/N=10),温育后,依次加入待检样本、125I标记的WHsAg,以N/S比率作为判定标准,测定样本中WHsAg与125I标记的WHsAg的竞争性结合又称RIA阻断法。该法可检测
到10ng/ml的WHsAg。此外还有检测WHcAg和抗WHc抗体的放射
免疫测定法。
(2)
酶联免疫吸附试验(ELISA)〓采用夹心法和间接法可测定WHsAg和抗WHs抗体。
(3)免疫吸附血凝试验〓仅用于检测WHsAg,不能检测抗WHs抗体。
〖BT4〗9.治疗
由于土拨鼠和WHV是研究人HBV感染治疗的动物模型,人们在WHV感染方面做了一些试验。1989年,Blumberg等报道利用苦叶下珠(Phyllanthusamarus)抽提物对WHV感染的土拨鼠的实验治疗研究,发现4只新感染的土拨鼠中有3只清除了体内病毒,而感染3个月以上的土拨鼠经治疗后体内病毒水平下降。该作者已将活性组分进行了分离和鉴定。OxetanocinG(OXTG)是由Bacillusmegaterin的培养滤液中分离出的新核苷,一种有潜力的抗病毒剂。1994年,Ikeda等研究了口服OXT
G对WHV感染的抵抗作用。发现应用OXTG后,土拨鼠血清WHVDNA水平显著下降,但停止使用OXTG后,血清WHVDNA水平又回升。经治疗后的土拨鼠肝脏中WHV复制型中间体减少。
〖BT(3〗(二)〓地松鼠肝炎病毒(Groundsquirrelhepatitisvirus)〖BT)〗
1980年,Marion等报道在美国加利福尼亚北部地区的健康Beechy地松鼠中发现了具有HBV和WHV特征的病毒,即地松鼠肝炎病毒(GSHV)。
〖BT4〗1.形态特征
GSHV病毒粒子的直径比HBV略大,约47nm,具有厚7nm的外部囊膜和内部球形核心。在GSHV感染动物血清中也见到三种类型的颗粒,其突出特点是球形表面抗原颗粒直径15~25nm,含量最少,而纤维状表面抗原颗粒直径20~25nm,长度可达750nm(是HBV纤维状颗粒的3倍),这种颗粒含量最多。〖BT4〗2.理化学特性GSHV基因组大小与HBV相近,约32kb~33kb。DNA具有一个PvuⅡ位点和2个EcoRⅠ位点,这一点与HBV不同。由血清分离的球形颗粒含有23kDa和27kDa两种多肽。在SDSPAGE分析中比HBsAg颗粒的2种主要多肽迁移率快
。GSHV和WHV表面抗原多肽具有相似的肽图。根据DNA推测的蛋白质间同源性,GSHV与WHV之间为78%,GSHV与HBV间为43%。GSHV有2种主要转录体,分别为23kb和35kb,它们都是未剪接的。具有相同的多聚腺苷酸尾。23kbmRNA编码主要表面抗原(S)多肽和前表面抗原(preS)多肽;35kbmRNA编码核心抗原(C),同时有些分子可作为前基因组RNA。利用NP40处理可显著降低GSHV的感染性。
〖BT4〗3.抗原性GSHV与HBV的表面抗原间交叉反应微弱,而与DHBV的表面抗原间无交叉反应。在GSHV感染中也存在类似于HBeAg抗HBe和HBcAg抗HBc那样的抗原抗体系统,因为用HBcAg和HBeAg试剂能检测到相应的抗体。GSHV与WHV的表面抗原间呈现明显的交叉反应,但用单克隆抗体可以检测到两者间的差异。因为GSHV同HBV和WHV一样有4个开放阅读框架(ORF),推测在GSHV感染中也存在x蛋白和抗x抗体,而且x蛋白对于GSHV的感染是必需的.
〖BT4〗4.病原性
GSHV最初分离自健康地松鼠体内,虽然也有少量关于GSHV携带者发生肝癌的报道,但仅见于
持续感染较长时间(4岁以上)后。其致癌性明显比WHV弱,而且WHV引起肝癌时间明显早于GSHV。有人用自然感染的地松鼠血清接种敏感的地松鼠,60%的动物在2~3个月后发生GSHsAg抗原血症,少数动物持续病毒血症达9个月之久。GSV也表现出强嗜肝特性,在感染动物肝脏中可检测到病毒DNA。然而
急性感染后肝损伤不明显。克隆的GSHVDNA经
肝内接种具有感染性,表现出与接种GSHV病毒粒子相似的特征,但经静脉注射无感染性。
〖BT4〗5.传播与分布
GSHV的自然宿主是地松鼠,不同品种的地松鼠均可感染,GSHV不能感染亲缘关系相近的松鼠,但金花鼠(Chipmunk)可经GSHV病毒粒子或克隆的GSHVDNA实验感染。经非肠道途径接种大鼠、小鼠、豚鼠、仓鼠等实验动物均不能引起感染。GSHV的感染无性别差异,但存在地区性,在分别距离感染群70英里和300英里的2个地松鼠群中未发现感染者。
〖BT(3〗(三)〓树松鼠肝炎病毒(Treesquirrelhepatitisvirus)〖BT)〗
树松鼠肝炎病毒(TSHV)首先发现于美国宾夕法尼亚Reeding附近捕获的树松鼠(Sciuruscarolinensispennssylvanicus)。1986年,Feitelson等用检测HBV血清学标志的试剂对94只树松鼠血清进行检测,未发现一例阳性,但纯化的HBsAg或HBcAg与树松鼠系列稀释血清反应时,证明许多具有抗HBs和抗HBc交叉反应性抗体。组织学检查表明14只动物呈现明显的弥散性坏死灶、门静脉周围浸润、胆管周围炎和/或胆管增生等与
病毒性肝炎相一致的变化。其中3只树松鼠体内的病毒
DNA聚合酶活性呈阳性。经
密度梯度离心纯化的抗原颗粒大小为21~35nm,平均25nm,类似于球形HBsAg或HBcAg颗粒,但未见到成熟病毒粒子。将TSHV相关性颗粒进行SDSPAGE分析,观察到2个主要蛋白条带,分别为155kDa(p155)和17kDa(p17),某些凝胶上还有另一个主条带,145kDa(p145)。随后的肽图分析表明这三种主要成分与HBV、WHV和GSHV的主要表面抗原密切相关,说明它们是TSHV的表面抗原相关多肽。在SDSPAGE中还可见到另外3条稀淡的条带,分别为19kDa(p19)、20kDa(p20)和35kDa(p35),其中p35可能是HBcAg相关性蛋白质。
〖BT2〗二、禽嗜肝DNA病毒属(Avihepadnavirus)
禽嗜肝DNA病毒属的代表种为鸭乙型肝炎病毒(DHBV),该属已确定的病毒还包括苍鹭乙型肝炎病毒(HHBV),其中DHBV一直作为研究HBV、筛选和验证中西药物抗病毒活性的
动物病毒模型,通过研究DHBV感染鸭阐明了嗜肝DNA病毒的复制过程。
〖BT(3〗(一)〓鸭乙型肝炎病毒(DuckhepatitisBvirus)〖BT)〗〖BT4〗1.形态特征DHBV成熟病毒粒子直径45~65nm不等,蔗糖浮密度为115~116g/cm3,病毒表面囊膜厚约10nm,内含直径35~40nm的核心颗粒。在感染鸭血清中存在45~50nm的多形态颗粒,即为DHBV表面抗原颗粒。〖BT4〗2.理化学特性DHBV基因组DNA约3kb,与HBV的核苷酸序列同源性极低,但推测的氨基酸序列十分相似。DHBV基因组编码3个ORF,P、S和C,均位于长链上,方向相同。该病毒缺乏正嗜肝DNA病毒所拥有的XORF,在感染鸭体内可检测到3种主要转录体,大小分别为35kb、27kb和25kb,其中35kbmRNA可作为反转录模板。SDSPAGE分析DHBV囊膜蛋白仅见3个条带:185kDa、30kDa和385kDa。
〖BT4〗3.培养特性用DHBVDNA转染人肝细胞系HuH7可暂时性复制病毒,产生类似于感
染动物血清中的病毒粒子,并能再感染鸭原代肝
细胞培养物。而DHBVDNA转染人肝细胞系HepG2后,可产
生和释放成熟病毒粒子于培养液中,这种培养液接种北京鸭可引起感染,说明人肝细胞可支持禽嗜肝DNA病毒的增殖。Condreay等1990年研究发现禽肝细胞系LMH经DHBVDNA转染后产生的病毒复制中间体和感染性病毒粒子分别比HuH7和
HepG2细胞高5~10倍和10~20倍。Freiman等1988年对1日龄雏鸭进行的感染试验表明,3日龄时肝细胞中出现DHBVDNA,4日龄时胰腺细胞中出现DHBVDNA,此后血清中(6日龄)、脾脏(7日龄)和肾小球(14日龄)中相继检测到DHBVDNA。循环中病毒DNA出现的峰值时间在感染后1~4周。病毒在动物体内的复制时间与肝脏发育形成的时间相吻合,暗示
胚胎发育中出现的某些宿主功能有助于病毒的复制和装配。1987年Tagawa研究发现鸭胚卵黄囊中的DHBVRNA比肝脏中含量还高。由于卵黄囊与肝脏均是
血清蛋白的产生器官,间接证明了宿主功能对病毒复制的影响。用DHBV感染鸭血清接种1~4天的鸭原代肝细胞培养物,2天后可检测到cccDNA和单链DHBVDNA复制中间体。随着接种时间的延长,细胞内松驰环状DNA(简写为rcDNA,即部分单链的双链DNA,经补链后成为cccDNA)、cccDNA和单链DHBVDNA进一步增加。然而仅1~4天的原代肝细胞对DHBV是敏感的,免疫荧光
检测表明细胞感染率为10%。有人研究表明如果原代鸭肝细胞在含
二甲基亚砜(DMSO)的
无血清培养基中培养,对DHBV的敏感性可持续至少2周。DHBV复制时首先在核内形成病毒核心,经核膜孔进入细胞浆后,在内质网中通过出芽方式获得囊膜,形成成熟病毒粒子。
〖BT4〗4.抗原性
DHBV感染鸭体内可检测到类似HBV感染人体内的抗原,包括表面抗原(DHBsAg)、核心抗原(DHBcAg)和游离的e抗原(DHBeAg),但缺乏x抗原。然而,DHBsAg与哺乳动物的表面抗原(HBsAg、WHsAg和GSHsAg)之间仅有微弱的交叉反应。〖BT4〗5.病原性
在DHBV感染流行地区,可见到病毒相关的各种肝病,包括
慢性肝炎、肝硬化和肝细胞癌。尽管在肝癌鸭的肝脏中可检测到整合型DHBVDNA,而且DHBV感染鸭患肝癌的比率明显高于未感染鸭,表明DHBV与肝癌发生间存在一
定的相关性,但该病毒引起肝癌的确切机理尚不清楚。值得注意的是,DHBV相关性肝癌仅见于我国启东县等少数地区,有人报道对DHBV感染鸭进行连续几年的观察未发现肝癌,认为肝癌的发生受多种因素的影响。其中年龄是个重要因素,通常商品鸭在2岁以内,而发生肝硬化和肝癌需要较长时间。用DHBV感染鸭血清接种敏感雏鸭或成鸭均可引起
持续性感染和高滴度病毒血症,病毒侵及的器官主要是肝脏。利用克隆的DHBVDNA经肝内注射,可引起雏鸭病毒血症,产生与自然感染类似的感染状态。人工感染实验表明,DHBV接种时间与发生的感染类型存在相关性,3日龄之前接种引起持续性病毒血症,而3日龄之后接种引起持续性或暂时性病毒血症,且仅发生轻度肝炎。〖BT4〗6.传播与分布北京鸭是DHBV的主要宿主,野鸭和
樱桃谷鸭(cherryvalley)也可实验感染,
疣鼻栖鸭(muscovy)、鹅和鸡对DHBV不敏感。病毒感染的敏感性随年龄的增加而降低,雏鸭最易感。DHBV的主要传播途径是垂直感染,在感染鸭群中鸭胚感染率为95%~100%,孵出后成为带毒者。该病毒感染存在明显的地区性,我国启东县鸭的感染率明显高于其它地区。1986年Freiman和Cossart曾对澳大利亚3个不同群北京鸭的DHBV感染情况进行调查,发现一个鸭群感染率为98/140,而另2个鸭群(290只)无一例阳性。〖BT4〗7.免疫在低剂量攻击条件下,新生鸭可产生中和性抗DHBsAg应答,在康复鸭血清中可检测到抗S蛋白和抗preS蛋白抗体,这种抗体在血清中可持续很久,也有时是暂时的。利用细菌表达的preS抗原免疫成鸭,5~10天后可产生抗preS抗体并表现出明显的抗DHBV感染保护活性。经肽图扫描发现5个位点与中和性作用有关。尚无商品疫苗用于DHBV感染的免疫预防。〖BT4〗8.诊断(1)
免疫荧光法〓采用固定的组织切片检测抗DHBc抗体。在实验感染条件下本法也可检测DHBs抗体。(2)放射免疫测定法(RIA)〓通过对抗DHBs与DHBsAg反应的抑制作用程度间接检测抗DHBs抗体应答。(3)斑点DNA杂交法(dotDNAblotting)〓用全基因组DNA为探针,对血样或肝组织样本进行杂交,是一种敏感而可靠的方法。(4)斑点酶免疫测定法(dotEIA)〓以
硝酸纤维素膜为载体,依次加入被检血清、抗DHBV免
疫血清、
辣根过氧化物酶标记的
葡萄球菌A蛋白(SPA酶标记物),可检测样本中的DHBsAg。依次加入纯化的DHBV、被检血清、SPA酶结合物则可检测血清中的抗DHBs抗体及效价。该法与DHBV核酸斑点杂交法符合率为942%。(5)免疫膜片测定法(Immunodiscassay)〓这是1993年deWilde和Heijtink建立的半定量测定DHBsAg的方法。将未纯化的抗原制品吸附于
硝酸纤维素膜片上,用兔抗DHBs抗血清(已经正常鸭血和鸭肝细胞处理去除交叉反应性抗体)检测膜上的抗原。该法的敏感性可与Westernblot分析法相媲美。可用于检测血清、肝匀浆和感染细胞
培养物中的DHBsAg。〖BT4〗9.治疗苏拉灭对DHBV
DNA聚合酶具有抑制作用,但研究发现,在病毒感
染后即不起作用,这表明它仅起阻断病毒侵入和脱囊膜的作用。2,3二脱氧嘌呤核苷是DHBV的抑制剂,其中2,3
二脱氧鸟苷、2,6二氨基嘌呤、2,3二脱氧核苷(ddDAPR)最为有效。每日2次按10mg/kg肌注ddDAPR可迅速清除
持续感染鸭体内的DHBVDNA。此外,2,3二脱氧胞苷对DHBV的体内复制也有抑制作用。
无环鸟苷(acyclovir)经口服和静脉注射均可抑制感染性DHBV病毒粒子的复制和产生,但停止用药后,病毒聚合酶活性又恢复。当联合应用无环鸟苷和苏拉灭时,能持续降低DHBV聚合酶活性。也有人研究中草药对DHBV的抑制作用,发现S.baiculensisi和P.ternata抽提物呈现一定的效果,IC50(半抑制浓度)分别为125mg/ml和160mg/ml。1995年,王能进等报道用复方乙肝解毒丸(主要由茯苓、线藤、苦参、猪苓等中草药组成)进行实验感染鸭的治疗,治疗2个月后,发现药物治疗组的斑点
DNA杂交试验转阴率可达3404%,明显高于对照组(789%)。用人肝HuH7
细胞转染试验进行体外检测表明,r干扰素对DHBV复制具有抑制作用。闻玉梅等发现1日龄雏鸭感染DHBV后对病毒抗原(DHBsAg和DHBcAg)呈现免疫耐受,检测不到体液和细胞免疫应答。当用福氏完全佐剂病毒抗原免疫时,不能诱导免疫应答。他们将兔抗DHBs血清与固相基质(
金黄色葡萄球菌CowanA株)结合后再与纯化的DHBsAg形成复合物,称为固相基质抗原抗体(SMAA)复合物。用SMAA对免疫耐受的鸭免疫注射3次后,17只试验鸭中有12只血清DHBV和DHBsAg均被清除,其中8只鸭检测到低滴度的抗DHBs抗体。
反义核酸抗病毒感染是近年来发展起来的一项新技术。1993年,Offensperger等报道了反义寡脱氧核苷酸在体外原代肝细胞以及鸭体内对DHBV的抑制作用。最有效的反义分子是针对preS区5端的寡脱氧核苷酸,可完全抑制病毒在体外和体内的复制和表达。〖BT(3〗(二)〓苍鹭乙型肝炎病毒(HeronhepatitisBvirus)〖BT)〗1988年,Sprengel等报道了德国灰色苍鹭(Ardeacinerea)体内的一种DHBV相关性嗜肝DNA病毒,即苍鹭乙型肝炎病毒(HHBV)。电镜下可见血清中有两种直径40~60nm的颗粒,与DHBV十分相似,直径较小的囊膜颗粒明显多于成熟的病毒粒子。HHBV基因组为具有部分单链的双链闭合环状
DNA分子,长约30kb,含3个ORF:preC/C,preS/S和P,同样缺乏哺乳动物嗜肝DNA病毒所具有的XORF。HHBV的限制性酶切图与DHBV有很大不同,两者的核苷酸序列同源性为785%,低于啮齿类动物嗜肝DNA病毒WHV与GSHV间的核苷酸序列同源性(836%)。HHBV具有与DHBV相似的蛋白质组成。HHBV仅感染苍鹭,不能感染北京鸭。
〖BT2〗参考文献〖HT6SS〗
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