18 第二章病毒性传染病 (二)乙型肝炎病毒 1965年Blumberg等报道澳大利亚抗原,967年Krugman等发现澳大利亚抗原与肝炎有关 故称其为肝炎相关抗原(hepatitis associated antigen,HAA)。1970年Dane等在电镜下发现乙型 肝炎病毒(hepatitis Bvirus,HBV)完整颗粒,称为Dane颗粒。1972年世界卫生组织(WHO)将其 命名为乙型肝炎表面抗原(hepatitis Bsurface antigen,HBsAg。1979年Galibert完成了HBV全 基因组序列测定。HBV是嗜肝DNA病毒【Hepadnauirus)正嗜肝DNA病垂屈(Orthohepadnarirus) 的一员,该属其他成员包括土拨鼠肝炎病毒(Woodchuck hepatitis virus.WHV)及地松鼠F炎病毒 (ground squirrel hepatitis wirus,GSHV)。鸭乙型肝炎病毒(Duck hepatit店Birs.DHBV)则是同科 中禽嗜肝DNA病毒属(Avihepadnavirus)的一员。 1.形态及生物学特性 在电镜下观察,HBV感染者血清中存在三种形式的颗粒:①大球形 颗粒,为完整的HBV颗粒,又名Dane颗粒,直径42nm,由包膜与核心组成。包膜厚7mm.内含 HBsAg、糖蛋白与细胞脂质:核心直径27am,内含环状双股DNA、DNA聚合酶(DNA polymerase, DNAP),核心抗原(hepatitis Bcor antigen,HBcAg,是病毒复制的主体;②小球形颗粒.直径 22nm:③丝状或核状颗粒,直径22nm,长100-1000nm。后两种颗粒由HBsAg组成,为空心包膜, 不含核酸,无成染性。一船情况下血洁中小球形颜粒最多D面拉最少 对BV易感的动物很局限,灵长类动物如黑猩猩是较理想的动物模型。体外培养HBV尚 未取得满意效果,通过HBV DNA转染获得的一些细胞株(如HpG2等)可支持完整病毒的复制 和病毒蛋白的分然 HBV的抵抗力很强,对热,低温、干燥,紫外线及 re-S 般浓度的消毒剂均能耐受。在37℃可存活7天,在血清 中30-32℃可保存6个月,-20℃可保存15年。100℃ 10分钟,65℃10小时或高压蒸汽消毒可被灭活,对0.2% 苯扎溴铵及0.5%过氧乙酸敏感。 2.基因组结构及编码蛋白(图2-1)HBV基因组结 构独特而精密,由不完全的环状双链DNA组成,长链(负 复序 链)约含3200个碱基(bp),短链(正链)的长度可变,相当 于长链的50%-80%。HBV基因组中4个开放读码框 (open reading frame,ORF)均位于长链,分别是S区、C区、 P区和X区,其中S区完全嵌合于P区内,C区和X区分 别有23%和39%与P区重叠,C区和X区有4%-5%重 图2.1HBV恭因组结构及编码蛋白 叠,ORF重叠的结果使HBV基因组利用率高达150%。 s区又分为前s1,前2及S三个编码区,分别编码前S1蛋白(pe-S1),前S2蛋白(p2 及HBsAg。HBsAg为小分子蛋白或主蛋白;pre-S2与HBsAg合称为中分子蛋白;三者合称为大 分子蛋白。前S蛋白有很强的免疫原性。HBsAg的抗原性较复杂,有一个属特异性的共同抗原 决定簇“a”和至少两个亚型决定簇“y”和“w”,据此将HBsAg2分为10个亚型,其中两个为混 合亚型,主要亚型是aw、ar、ayw和ay。各地区的亚型分布有所不同,我国长江以北以adr占 优势,长江以南a和adw混存。根据HBV全基因序列差异≥8%或S区基因序列差异≥4% 将HBV分为AI9个基因型,各基因型又可分为不同基因亚型。A型主要见于美国和北欧,B、 C型主要在亚洲及远东地区,D型世界各地均有,主要在地中海地区,E型仅限于非洲,G、H,1型 尚不明。根据HBAg抗原性表现进行的分型与基因分型并不完全一致,分型在流行病学及对治 疗反应上有一定意义。 C区由前C基因和C基因组成,编码HBeAg(hepatitis Beantigen)和HBeAg(hepatitis B c antigen)。前C基因开始编码(含前C基因和C基因)的蛋白质经加T后分泌到细胞外即为
第二章病春性传染病 19 HBeAg,.C基因开始翁码(仅含C基因)的蛋白质为HBcAg。 P区是最长的读码框,编码多种功能蛋白,包括具有反转录酶活性的DNA聚合酶、RNA酶 H等,参与HBV的复制 X基因编码X蛋白.即HBxAg((hepatitis Bantigen.)HBxAg具有反式激活作用( 可激活HBV本身的、其他病毒或细胞的多种调控基因,促进HBV或其他病毒(如艾滋病病毒 的复制。另外.HBxAg在原发性肝细胞癌(hepatocellular careinoma,HCC)的发生中可能起重要 作用 HBV基因组易突变,大部分突变为沉默突变,无生物学意义。有意义的突变主要有 (I)S基因突变可引起HBAg亚型改变或HBsAg阴性乙型肝炎.HBsAg“a”决定簇(aa124- a147)可出现多种变异,其中出现频率最高的是a145R变异株,对乙型肝炎疫苗的预防效果有 一定影响。pr-S2区5'端的缺失变异株.使病毒形态发生明显改变,pr℃-S区起始密码子变异株 造成M蛋白缺失可能与疾病加重有关。 (2)前C区及C区启动子变异可引起HBAg阴性/抗HBe阳性乙型肝炎,PrC区1896位 核苷酸是最常发生变异的位点之一。乙型肝炎病毒基本核心启动子(BCP)变异可使前基因组 RNA转录增强,病毒复制能力增加。C区突变可致抗HB阴性乙型肝炎。 (3)P区突变可导致复制缺陷或复制水平的降低同时,在核苷类药物治疗患者中,P区突变 株与耐药出现有密切关系。P基因突变有两类,一类为YMDD基因序列中的甲硫氨酸密码子 (M)突变为氨酸(V).简称YMDD(M204V)变异,另一类为甲硫氨酸密码子(M)突变为异亮 氨酸().简称YIDD(M204I)变异。HBV基因组变异除了影响血清学指标的检测外,可能与疫 苗接种失败,肝炎慢性化,抗病毒药物耐药、重型肝炎和肝细胞癌的发生等有关。 在HBV复制过程中,病毒DNA进人宿主细胞核,在DNA聚合酶的作用下,两条链的缺口 均被补齐,形成超螺旋的共价.闭合,环状DNA分子(covalently closed cireular DNA,ceeDNA) c©DNA是乙肝病毒前基因组复制的原始模板,虽然基因含量较少,每个肝细胞内约5-50拷贝, 但其存在对病毒复制以及感染状态的建立十分重要,c©cDNA从肝细胞核的清除,意味着HB 感染状态的终止。 3.HBV的抗原抗体系统 (1)HBsAg与抗HBs:成人感染HBV后最早1-2周.最迟1-12周血中首先出现HBsAg 急性自限性HBV感染时血中HBsAg大多持续1-6周,最长可达20周。无症状携带者和慢性患 者HBsAg可持续存在多年,甚至终身。HBsAg本身只有抗原性,无传染性。抗HB是一种保护 性抗体,在急性感染后期,HBsAg转阴后一段时间开始出现,在6-12个月内逐步上升至高峰,可 持续多年,但滴度会逐步下降:约半数病例抗HBa在HBsAg转阴后数月才可检出:少部分病例 HBxAg转阴后始终不产生抗HB。抗HBs阳性表示对HBV有免疫力,见于乙型肝炎恢复期,既 往感染及乙肝疫苗接种后」 (2)De-S1与抗De-S1:e-S1在感染早期紧接着HBsag出现于血液中,在急性期很快转阻 提示病毒清除和病情好转。preS1阳性是HBV存在和复制的标志,如果p©-S1持续阳性,提示 感染慢性化。抗pS1被认为是一种保护性抗体,在感染早期即可出现。 (3)pre-S2与抗pre-S2:pre-S2可作为判断HBV复制的一项指标。抗pme-S2在急性肝炎协 复早期出现,并发挥其保护性抗体作用,抗p心-S2亦可作为乙肝疫苗免疫效果的观察指标。pr Sl.pre-S2与抗e-Sl,抗pre-S2还未作为一项常规诊晰指标应用于临床 (4)HBeAg与抗HBe:HBeAg是一种可溶性蛋白,一般仅见于HBsAg阳性血清。急性 HBV感染时HBeAgi的出现时间略晚于HBsAg。HB©Ag的存在表示患者处于高感染低应答期。 HEeAgi消失而抗HBr产生称为e抗原血清转换(antigen seroconversion)。每年有1O%左右的 病例发生白发血清转换。转换过程通常意味着机体由免疫耐受转为免疫激活,此时常有病变活
20 第二章病毒性传染病 动的激化。抗HB阳转后,病毒复制多处于静止状态,传染性降低。部分患者仍有病毒复制.肝 炎活动。 (5)HBcag与抗HBC:血液中HBcag主要存在于Dane顺粒的核心,游离的HBeAg极少,故 较少用于临床常规检测。肝组织中HBcAg主要存在于受感染的肝细胞核内。HBAg有很强的 免疫原性,HBV感染者几乎均可检出抗HB,除非HBVC基因序列出现极少见的变异或感染者 有免疫缺陷。抗HBe IgM是HBV感染后较早出现的抗体,绝大多数出现在发病第一周,多数在 6个月内消失,抗HBc IgM阳性提示急性期或慢性肝炎急性发作。抗HBe IgG出现较迟.们可保 持多年甚至终身。 (三)丙型肝炎病青 丙型肝炎病毒(hepatitis,HCV)是1989年经分子克隆技术发现的,1991年国际病毒 命名委员会将其归为黄病毒科(flaviriridae)丙型肝炎病毒属(Hepacivirus) 1.形态及生物学特性HCV呈球形颗粒,直径30-60m,外有脂质外壳、囊膜和棘突结构. 内有由核心蛋白和核酸组成的核衣壳。 HCV对有机溶剂敏感,IO%氯仿可杀灭HCV。煮沸,紫外线等亦可使HGV灭活。血清经 60℃10小时或1/10O0甲醛溶液37℃6小时可使HCV传染性丧失。血制品中的H:可用干 热80℃72小时或加变性剂使之灭活。 2.基因组结构及编码蛋白HCV基因组为单股正链RNA,全长约9.4k:基因组两侧分 别为5和3非编码区,中间为ORF,编码区从端依次为核心蛋白区(C),包膜蛋白区(E,、E NS,非结构蛋白区(S,S,、S,NS,)。核心蛋白与核酸结合组成核衣壳。包膜蛋白为病毒外 壳主要成分,可能含有与肝细胞结合的表位。NS,基因区编码螺旋酶和蛋白酶,NS,蛋白其有强 免疫原性,可刺激机体产生抗体,在临床诊断上有重要价值。NS,区编码依赖RNA的RNA多聚 得,在病毒复制中起重要作用。 HC基因组具有显著的异质性,同一基因组不同区段变异程度有显著差别:'非编码区最 保守,在设计用于诊断HCV感染的聚合酶链反应(PCR)引物时,此区段是首选部位。E,八S,区 变异程度最大,此区含有两个高变区(HVR,HVR,)。同一病例存在准种(quasispecies),即HC 感染后,在感染者体内形成以一个优势株为主的相关突变株病毒群。根据基因序列的差异,以 Simmonds的分型命名系统,目前可将HCV分为6个不同的基因型,同一基因型可再分为不同亚 型。基因型以阿拉伯数字表示,亚型则在基因型后加英文字母。基因型分布有显著的地区性差 异,不同国家或地区的HCV基因组序列有所差异,1型是最常见的基因型,呈世界性分布,中国 日本,美国以1型为主,1b型HCV RNA载量高,3型常见于印度,巴基斯坦,澳大利亚,苏格兰等。 4型见于中东及非洲,5型常见于南非,6型常见于中国香港和中国澳。 黑猩猩对HCY易感,是目前较理想的动物模型。体外细胞培养非常闲难,尚无较满意结果 3.抗原抗体系综 (I)HCV Ag与抗HCV:血清中HCV Ag含量很低,检出率不高。抗HCV不是保护性抗体 是HCV感染的标志。抗HCV又分为IgM型和lgG型。抗HCV IgM在发病后即可检测到,一般 持续1~3个月。如果抗HCV IgM持续阳性,提示病毒持续复制,易转为慢性。 (2)HCV RNA:感染HCV后第1周即可从血液或肝组织中用RT-PCR法检出HC\RNA,但 其含量少,并随病程波动。HCV RNA阳性是病毒感染和复制的直接标志。H(VRNA定量测定 有助于了解病毒复制程度,抗病毒治疗的选择及疗效评估等。HCV RNA基因分型作流行病学 和抗病毒治疗方面有一定意义,但尚未作为常规检测项日 (四)丁型肝出房叠 1977年在HBsAg阳性肝组织标本中发现8因子,983年命名为】型肝炎剂(h 笔记 Dis,HDV)。HDV呈球形.直径35-37mm。HDV是一种缺陷病莓,在血液中HHB、g包被
第二章病春性传染病 其复制、表达抗原及引起肝损告须有HBV或其他嗜肝DNA病毒(如WHV)的辅佐。但细胞 核内的HDV RNA无须HBV的铺助能自行划制。HDV基因组为单股环状闭合角裤RNA,长 1679p.其二级结构具有核糖(ozm)活性,能进行自身切制和连接。黑猩猩和美洲土拔鼠 为易感动物。HDV可与HBV同时感染人体,但大部分情况下是在HBV感染的基础上引起重叠 感染。当HBV感染结束时,HDV感染亦随之结束 HDV的抗原抗体系统 (1)HDV Ag:是HDV唯一的抗原成分,因此HDV仅有一个血清型。HDV Ag最早出现,然 后分别是抗HDV IgM和抗HDNG.一般三者不会同时存在。抗HDV不是保护性抗体。 (2)HDV RNA:血清或肝组织中HDV RNA是诊断HDV感染最直接的依据。 (书)安型汗5演责 1983年采用免疫电镜在患者粪使中观察到戊型肝炎病毒(hepatitis Eirus,HEV).1989年通 过分子克隆技术获得HEV eDNA。现认为HEV是ax病毒亚组的成员。HEV为20面对称体圆 球形颗粒.无包膜,直径27-34nmm。HEV基因组为单股正链RNA.全长7.2-7.6kh,含3个0RF. ORF-1编码非结构蛋白,ORF-2编码核壳蛋白.ORF-3与ORF-2部分重叠,可能编码部分核壳蛋 :根据同原性可将HEV分为至少4个基因型.基因1型和2型只感染人,其中基因1型主要 来自卫生条件较差的中亚,东南亚,中东等地区,包括我国新疆HEV流行袜,引起水源性流行 主要感染男性青壮年,孕妇感染后病死常高达20:基因2型分离于墨西哥及少数非洲国家:基 因3型和4型既可感染人,也可感染多种动物,可在人和动物之间传插,引起的戊型肝炎已被认 为是一种人斋共患病,其中基因3型广泛分布于欧美和日本:基因4型流行于亚洲,是我国饲养 的猪及我国人群散发HEV感染的优势基因型,容易感染老年及免疫力低下人群。 目前已发现黑猩猩、多种猴类,家养乳猪等对HEV易感.HEV可在多种猴类中传代,连续传 代后力无改变 HEV在碱性环境下较稳定,对高热、瓴仿,氢化铯敏感 HEV的抗原抗体系统,采用角疗组织化兰方去在约4O%成型肝炎病例肝组织标本中发现 HEV Ag,它主要定位于肝细胞质。血液中检测不到HEV Ag。.抗HEV IgM在发病初期产生,多 数在3个月内阴转。因此,抗HEV IgM阳性是近期HEY感染的标志。抗HEV IgG持续时间在 不同病例差异较大,多数于发病后6-12个月阴转,但亦有持续几年甚至十多年者。 HEV RNA:戊型肝炎患者发病早期,粪便和血液中存在HEV,但持续时间不长。 【流行病学】 我国是病毒性肝炎的高发区。甲型肝炎人群流行率(抗HAV阳性)约8O%。全世界HBsAg 携带者约3.5亿,其中我国1亿左右。全球HCV感染者约17亿,我国人群抗HCV阳性者占 1%39%,约3000万。丁型肝炎人群流行率约19%.戊型肝炎约20% (一)甲型肝炎 1.传染源甲型肝炎无病毒携带状态,传染源为急性期患者和隐性感染者后者数量远较 前者多。粪便排毒期在起病前2周至血清内氨酸转氨酶(alanine aminotransferase.ALT)高峰期 后1周.少数患者可延K至其病后30天。当血清抗HAV出现时,粪使排诗基本停止。某些动 物如长臂猿,黑猩猩等曾分离到HAV,但作为传染源意义不大 2.传播途径HV主要由粪一口途径传播。粪便污染饮用水源,食物,蔬菜、玩具等可引 起流行水源或食物污染可致禁发流行,如198年上海禁发甲型肝炎流行.4个月内发生31万 例,是由食用受粪使污染的未煮熟毛蚶引起。日常生活接触多为散发性发病输血后甲型肝炎 极见 3.易感人群抗HA阴性者均为易感人群6个月以下的婴儿有来自母亲的抗HA抗
22 第二章病毒性传染病 体而不易感,6个月龄后,血中抗-HV逐渐消失而成为易感者。在我国,大多在幼儿、儿童、青 少年时期获得感染,以隐性感染为主,成人抗HAV IgG的检出率达80%。甲型肝炎的流行率与 居住条件、卫生习惯及教育程度有密切关系,农村高于城市,发展中国家高于发达国家。随着社 会发展和卫生条件改善,感染年龄有后移的趋向。感染后可产生特久免度 (二)乙型肝炎 1.传染源主要是急,慢性乙型肝炎患者和病毒携带者。急性患者在潜伏期末及急性期有 传染性。慢性患者和病毒携带者作为传染源的意义最大,其传染性与体液中HBV DNA含量成 正比关系 2.传播途径人类因含HBV体液或血液进入机体而获得感染,具体传播途径主要有下列 几种: (①)母婴传播:包括宫内感染、围生期传播、分娩后传播。宫内感染主要经胎盘获得,约占 HBsAg阳性母亲的5%,可能与妊娠期胎盘轻微剥离有关。经精子或卵子传播的可能性未被证 实。围生期传播或分娩过程是母婴传播的主要方式,婴儿因破损的皮肤或黏膜接触母血、羊水 或阴道分泌物而传染。分娩后传播主要由于母婴间密切接触。在我国,母婴传插显得特别重要。 人群中HBsAg阳性的HBV携带者中30%以上是由其传播积累而成。 (2)血液、体液传播:血液中HBV含量很高,微量的污染血进入人体即可造成惑染,如喻血 及血制品、注射、手术,针刺共用剃刀和牙刷、血液透析、器官移植等均可传播。目前经血液,注 射传播仍将占重要地位。随若一次性注射用品的普及,医源性传播有下降趋势。虽然对供血员 进行严格臃洗阳不能筛除HBsag阴性的HBV携带者。现已正实垂液,汗液、精液,阴首分必物 乳汁等体液含有HBV,密切的生活接触,性接触等亦是获得HBV感染的可能途径 (3)其他传播途径:虽然经破损的消化道、呼吸道黏膜或昆虫叮咬在理论上有可能,但实际 意义未必重要。 3.易感人群抗HBs阴性者均为易感人群。婴幼儿是获得HBV感染的最危险时期。新 生儿通常不具有来自母体的先天性抗HBs,因而普遍易感。高危人群包括HBsAg阳性母亲的新 生儿、HBsAg阳性者的家属、反复输血及血制品者(如血友病患者).血液透析患者、多个性伴侣 者,静脉药瘾者、接触血液的医务工作者等。感染后或疫苗接种后出现抗HBs者有免疫力。 4.流行特征 )有地区性差异:按流行的严重程度分为低、中、高度三种流行地区。低度流行区HBsA 携带率0.2%-0.5%,以北美、西欧,澳大利亚为代表。中度流行区HBsAg携带率2%-7%.以东 欧,地中海、日本,俄罗斯为代表。高度流行区HBsAg携带率89%20%,以热带非洲东南亚和中 国为代表。据20O6年全国肝炎流行病学调查,我国HBsAg总阳性率为7.18%,5岁以下儿童的 HBsAg阳性率为0.96%。乡村高于城市,南方高于北方,西部高于东部。 (2)有性别差异:男性高于女性,男女比例约为1,4:1。 (3)无明显季节性。 (4)以散发为主 (5)有家庭聚集现象:此现象与母婴传插及日常生活接触传播有关。 (6)婴幼儿感染多见。 (三)丙型肝炎 1.传染源急、慢性患者和无症状病毒携带者。慢性患者和病毒携带者有更重要的传染源 章义 2.传播途径类似乙型肝炎,由于体液中HCV含量较少,且为RNA病毒,外界抵抗力较低, 其传播较乙型肝炎局限。主要通过肠道外途径传播。 (1)输血及血制品:曾是最主要的传播途径,输血后肝炎70%以上是内型肝炎,随着筛查方