Биология вируса гепатита B

Статьи

Вирусный гепатит B: 350 млн. хронических носителей
№4 (4) Июль-август 1999

    C.М. Клименко, НИИ вирусологии им. Д.И.Ивановского

    Биология вируса гепатита В. Заболеваемость гепатитом В в России

    Доказана роль вируса гепатита B в возникновении рака печени. Ежегодно в России от гепатокарциномы погибают 6 тыс. человек. В 2012-2017 гг. количество больных достигнет 20 тыс. человек.

    Для достижения положительного эффекта в предупреждении заболеваемости гепатитом B ВОЗ рекомендует вакцинировать в России ежегодно не менее 3 млн человек.

    Несколько ДНК-содержащих вирусов, вызывающих гепатиты человека и животных, объединены в современной классификации в семейство Hepadnaviridae. Вирус гепатита В человека (HBV) является представителем рода Orthohepadnavirus, который включает еще несколько вирусов; из них наиболее изучены вирус лесного сурка (WHV) и земляной белки (YSHV).

    В семействе Hepadnaviridae несколько птичьих вирусов объединены в род Avihepadnavirus, включающий хорошо изученный вирус пекинских уток (DHBY), и менее изученные - возбудители гепатита цапель (HHBV) и домашних гусей. Принципиальное различие представителей двух родов заключается в том, что геном птичьих вирусов меньше - состоит только из 3 генов и не имеет Х-гена, а вместо 3 гликопротеидов у представителей рода Avihepadnavirus имеется только L-и S-белки.

    Прошло почти 30 лет с момента опубликования пионерской работы Д.Дэйна и соавт. [3], в которой с помощью негативного контрастирования с сушкой на воздухе показано наличие в сыворотках больных гепатитом B вирусных частиц диаметром 40-48 нм, имеющих липидную мембрану и сердцевину, а также структур с липидной мембраной диаметром от 16 до 36 нм. В дальнейшем были уточнены параметры структур, обнаруженных Д.Дэйном, не давшие ринципиально новой информации. В настоящее время канонизирован диаметр вириона вируса гепатита В (частица Дэйна) и сердцевины (нуклеокапсид): 42 нм и 27-28 нм соответственно.

    Геном гепатита вируса В включает 4 гена: Р, S, С и X. Р-ген кодирует многофункциональную полимеразу, С-ген кодирует С-белок (НВсАg ) и E-белок (HBeAg). S-ген имеет 3 кодона инициации и контролирует синтез 3 белков: L - 400 аминокислот, M -281 аминокислот и S - 226 аминокислот. L-белок кодируется областью pre-S1/pre-S2/S; M-белок - pre-S2/S и S - собственно областью S. Функционально роль этих белков весьма различна. Так, L -белок определяет рецепцию вириона с гепатоцитом и, как показано в последнее время, непосредственно с белком плазматической мембраны - аннексином V [5]. Кроме того, L-белок играет определяющую роль наряду с S-белком в формировании вириона вируса гепатита В.

    Роль M-белка сегодня менее ясна, но, вместе с тем, показано, что отсутствие M-белка не препятствует формированию вириона. Нет единства мнений о представительстве всех 3 белков в липидной мембране вириона, т.к. диапазон расхождений весьма велик. Д.Ганем [4] разделяет мнение К.Хeерман [6], что L-, M- и S-белки представлены в соотношении 1:1:4. Вместе с тем, совершенно очевидно, что S-белок превалирует в структуре вириона, а в сферических структурах диаметром 20-22 нм L- и M-белки определяются в следовых количествах; S-белок детерминирует формирование протективных анти-НВs-антител.

    Сегодня известны, по крайней мере, 6 HBs-генотипов (а-f), каждый из которых содержит консервативную последовательность из 24 аминокислот в положении 124-147 (а-детерминанта) и поэтому анти-HBs образуются к любому генотипу. Известны НВс-генотипы, но они характеризованы недостаточно. С-белок (HBcAg) формирует белковую оболочку (капсид) сердцевины. Корректные данные об активной секреции HBcAg в кровь отсутствуют, однако на определенных этапах инфекции формируются анти-НВс. Ряд авторов, в частности Зоринсон С.М., считают, что в образовании капсида принимает участие и Е-белок (HBеAg) [2]. Это представление базируется на основании данных, свидетельствующих, что при иммунизации животных фракцией сердцевин, полученной при обработке вирионов детергентом, формируются как анти-НВс, так и анти-НВе. Это лишний раз свидетельствует, что при самой тщательной очистке сложных белковых или макробелковых комплексов всегда остаются следовые количества какого-либо компонента и они выявляются высокочувствительными иммунологическими методами. Наличие тимидинкиназной активности во фракции сердцевин (cor-структур) подтверждает такую ситуацию. В то же время С- и Е-белки, полученные генноинженерным способом, тимидинкиназной активностью не обладают [4].

    Следовательно, имеются веские доказательства считать Е-белок не структурным и не входящим в состав капсида вириона вируса гепатита В. Сегодня функция этого белка не вполне ясна, хотя известно, что после трансляции всего гена С формируется предшественник Е-белка (212 аминокислот), но его последующие модификации приводят к отщеплению сначала 19, а затем еще 4 аминокислот и Е-белок (полипептид 188 аминокислот) активно секретируется в кровоток.

    Высказывается предположение, что поскольку Е-белок имеет идентичные последовательности с С-белком, то он связывается с цитотоксическими лимфоцитами (CTL) и последние не могут акцептироваться на плазматической мембране инфицированного гепатоцита [8]. Такая ситуация может носить некий позитивный эффект и предотвращать фульминантный тип развития инфекции, но с другой стороны, при существенной ингибиции CTL и подавлении цитолиза инфицированных гепатоцитов затрудняется элиминация вируса и развивается хроническая инфекция. Мутация в pre-С регионе в 1896 нуклеотиде с заменой U на А приводит к возникновению стопкодона (28), и Е-белок (HBeAg) не синтезируется. Такое событие чаще происходит у хронических больных, и в организме хроников выявляются как дикий вирус (+HBeAg), так и мутантный (-HBeAg).

    У лиц с хроническими формами это может сопровождаться утяжелением клиники гепатита и ускорением развития цирроза печени. Высказывается мнение, что инфицирование мутантным вирусом (-HBeAg) чаще приводит к возникновению фульминантной формы течения инфекции, что не противоречит представлению, высказаному выше, а с другой стороны, наблюдаются лица с длительной бессимптомной инфекцией [7].

    Таким образом, остается еще ряд нерешенных вопросов относительно роли мутантных вирусов по pre-C региону гена С.

    По-видимому, большая часть С-белка (полипептид из 183 аминокислот) транспортируется в ядро, в котором происходит формирование капсида из 180 молекул и в целом формируется сердцевина, содержащая геном и полимеразу. Определенное количество С-белка экспонируется на плазматической мембране гепатоцита, и его N-концевая часть служит рецептором СТL. Только в результате цитолиза инфицированного гепатоцита происходит попадание в кровоток как сердцевин, так и молекул С-белка с формированием анти-НВс.

    Продукт гена Х-неструктурный белок (154 аминокислоты), роль которого долгое время оставалась неясной, на сегодня изучена достаточно полно.

    В значительной степени роль Х-белка стала очевидной при изучении WHL-вирусной инфекции у лесных сурков, так как у этих животных происходит, как правило, хронизация заболевания и быстрое формирование гепатокарциномы. Фактором, подтверждающим роль Х-белка в онкогенезе у лесных сурков, служит и то обстоятельство, что у представителей Avihepadnavirus гепатокарцинома не формируется.

    Не вызывает сомнений этиологическая роль HBV в образовании гепатокарциномы человека. По своим биологическим свойствам Х-белок обладает трансактиваторной функцией и вызывает нарушение клеточной регуляции подобно Е6 белку папилломавирусов человека, большого

    Т-антигена вируса SV-40 и EIB белку аденовирусов, т.е. тех ДНК-вирусов, которые вызывают развитие опухолей. Имеется ряд публикаций, в которых показано ингибирующее действие Х-белка на функцию р53, репрессирующего клеточные протоонкогены [4, 7].

    В России с 1989 г. начата регистрация первичного рака печени, и ежегодно регистрируется от 8 до 8,5 тысяч случаев. Пока не осуществляется раздельная регистрация гепатокарциномы и холангиокарциномы (рак эпителия желчных протоков), ассоциированной с описторхозом, вызванным, в частности, Opisthorchius felineus (кошачий сосальщик).

    В России, по-видимому, из общего числа первичного рака печени 75-80% следует относить к гепатокарциномам, и, таким образом, от 6 до 6,5 тыс. человек ежегодно погибают в период до 1 года, т.к. диагностика, как правило, осуществляется на поздних этапах. Хирургическое лечение по ряду обстоятельств проводится в очень незначительном масштабе, а химиотерапия пока не дает ощутимых результатов. Пик выявления гепатокарциномы приходится на старшие возрастные группы от 55 до 70 лет (до 80%). В возрасте 40-54 лет вероятность формирования гепатокарциномы существенно ниже - 15% от общего числа и существенно меньше в возрасте 15-39 лет (меньше 3%). Кроме гепатокарциномы у детей в возрасте до 3 лет диагностируется гепатобластома - агрессивная опухоль, при которой этиологическая роль вируса гепатита В не вызывает сомнений [1].

    В России ежегодно регистрируется 200-300 случаев. Из гепатобластомы получены перевиваемые клеточные линии - Нер 92 и Hu H 7, 2215, в которых синтезируются все белки вируса гепатита B и даже формируются вирионы.

    После краткой характеристики представителей семейства Hepadnaviridae, структуры вириона и генома, а также функциональной роли всех белков НВV необходимо обсудить состояние заболеваемости гепатитом В в России.

    В России раздельная регистрация заболеваемости вирусными гепатитами А и В начата с 1973 г. В тот же год было зарегистрировано 15760 случаев острого гепатита, у этих больных исключался гепатит А (упоминаемые цифры относятся только к желтушным больным). До 1989 г. наблюдался постоянный рост заболеваемости до уровня 37030 больных. С 1990 г. по 1991 г. регистрировалось меньше больных (1991 г. - 26607). Вместе с тем следует иметь в виду, что с 1973 по 1993 гг. регистрировались больные, у которых был не только гепатит В, но и гепатит С.

    С 1994 г. гепатит В и С регистрируют раздельно, причем уровень желтушных больных только гепатитом В в этом году выше (39798 заболевших), чем суммарное количество (37030 случаев), зарегистрированное в 1989 г.

    Вплоть до 1997 г. происходило постоянное и существенное увеличение числа больных гепатитом В, и только в 1998 г. отмечено незначительное снижение количества зарегистрированных: соответственно 53694 больных против 52525 заболевших.

    Эти цифры представлены для того, чтобы определить взаимосвязь числа случаев первичного рака печени и уровня заболеваемости гепатитом В (случаи безжелтушных форм гепатитов В и С не входят в официальную статистику). Если принять во внимание некую усредненную величину соотношения острого гепатита с манифестированной клиникой и c бессимптомной или не выраженной клиникой как 1:4, то число острых больных соответственно увеличивается в 1997 г. до 250 тысяч человек.

    Величина 1:4 возможно и преуменьшена, т.к. у детей отмечают бессимптомные инфекции при перинатальном инфицировании в 100% случаев, а хронизацию инфекционного процесса - в 90% желтушных форм.

    У детей старше 7 лет желтушные формы регистрируются в тех же пропорциях, что и у взрослых.

    Следует отметить, что в формировании гепатокарцином роль вируса гепатита С очевидна. Однако на территории России данные об этиологической роли вирусов гепатита B и C в развитии туморозного процесса пока находятся в стадии накопления. Предварительный анализ свидетельствует, что в период с 1989 по 1998 гг. зарегистрировано около 6,5 тыс. больных гепатокарциномой; принимая во внимание 15-20-летний период развития опухоли, можно предположить, что острый гепатит эти пациенты перенесли в 1969-1978 гг. В этот период регистрируемый уровень заболеваемости гепатитом B был в 2-2,5 раза ниже уровня 1997 г. Таким образом, суммарное возрастание заболеваемости гепатитом в 1998 г. можно оценить как трехкратное, принимая во внимание зарегистрированные случаи заболевания гепатитом С.

    Следовательно, количество больных с гепатокарциномой в 2012-2017 гг. достигнет 18-20 тыс. Кроме того, вероятно увеличение показателя летальности от циррозов печени, однако официальная регистрация этого показателя в России не проводится.

    Цирроз печени и гепатокарцинома являются результатом хронического гепатита, число случаев которого в РФ подлежит только экспертным оценкам, так как официальная регистрация Минздравом России не введена.

    В США, по оценке Ф.Холлинджера, количество больных хроническим гепатитом В составляет 1 млн человек [7]. Принимая во внимание более высокий уровень носителей маркера вируса гепатита В и не менее высокую заболеваемость, в России число больных хроническим гепатитом В также составляет около 1 млн человек.

    Эти больные являются основным источником инфекции, так как не менее 90% острого гепатита возникает при инфицировании от хронических, в том числе бессимптомных носителей.

    Экономические потери совершенно очевидны, а лечение манифестированного хронического гепатита интерфероном и модифицированными нуклеозидами на сегодня недоступно подавляющему большинству больных из-за очень высокой цены препаратов.

    В социальном плане предпочтительна вакцинация всех новорожденных, подростков и лиц из других групп риска, но она, к сожалению, осуществляется в России в очень небольших масштабах. В 1998 г. вакцинировано около 70 тыс. человек, в то время как по рекомендации ВОЗ необходимо вакцинировать ежегодно не менее 3 млн человек. Только при таком объеме вакцинации можно предотвратить тенденцию к увеличению числа хронических больных гепатитом В в России и связанные с этим человеческие потери, которые в первом и втором десятилетии XXI века могут достигнуть уровня 45-50 тысяч человек в год.

    ЛИТЕРАТУРА

  1. Дурнов Л.А. Опухоли печени детей. - М., 1980.
  2. Зоринсон С.М. Вирусные гепатиты. - Спб., 1998.
  3. Dane D.S. et al. //Lancet. - 1970. - No.7649. - P.695-698.
  4. Ganem D. //Field Virology. Third Ed. - Philadelphia, 1996. - P.2703-2737.
  5. Gong Z.J. et al. IX Triennil Intern. Symp. of Viral Hepatitis and Liver Dis. - Rome, 1996.
  6. Heerman K.H. et al. //J. Virol. - 1984. - V.52. - P.396-402.
  7. Hollinger F.B. //Field Virology. Third Ed. - Philadelphia, 1996. - P.2739-2807.
  8. Takahashi K. et al. //J. Virol. - 1995. - V.76. - P.3159-3164.

© С. М.Клименко, 1999

1 января 2002 г.
Связанные темы:

МЕДИ РУ в: МЕДИ РУ на YouTube МЕДИ РУ в Twitter МЕДИ РУ на FaceBook МЕДИ РУ вКонтакте Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика