乙型肝炎病毒的生物學性狀介紹

1963年Blumberq在兩名多次接受輸血治療的病人血清中，發現一種異常的抗體，它能與一名澳大利亞土著人的血清起沉淀反應。直到1967年才明確這種抗原與乙型肝炎（簡稱乙肝）有關，1970年在電子顯微鏡下觀察到HBV的形態，1986年將其列入嗜肝DNA病毒科。

一、形態與結構

1、大球形顆粒：亦稱Dane顆粒，它是一種由一個囊膜和一個含有DNA分子的核衣殼組成的病毒顆粒，直徑約42nm。核衣殼為20面體對稱結構。游離的核衣殼只能在肝細胞核內觀察到。血中Dane顆粒濃度以急性肝炎潛伏期后期為最高，在疾病起始后則迅速下降。 Dane顆粒表面含有 HBsAg ，核心中還含有雙股有缺口的DNA鏈和依賴DNA的DNA多聚酶。目前認為Dane顆粒即完整的HBV。

HBV DNA的兩鏈長短不一，長鏈（L）完整，為負鏈，長度恒定，約3200個核苷酸。短鏈（S）為正鏈，長度可變，約為長鏈長度的50～100%，鏈的增生按5′-3′順序進行。在不同分子中短鏈3′端的位置是可變的，而短鏈和長鏈的5′端位置固定點為粘性末端，通過250～300個核苷酸堿基配對，以維持DNA分子的環狀結構。在粘性末端兩側，兩鏈5′端各有一個由11個bp組成的直接重復序列 （Direct repeat DR）-5′TTCACCTCTCC，該DR位于第1824個核苷酸者稱DR1，位于第1590個核苷酸者稱DR2，在病毒復制中起作用。

2、小形球顆粒：直徑約22nm的小球形顆粒是HBV感染后血液中最多見的一種。它由HBsAg，即病毒的囊膜組成。化學組成為脂蛋白，可按其特有的密度與正常血清蛋白部分分離。在此顆粒中未檢出達DNA多聚酶活性。目前認為HBV的小顆粒不是HBV，可能是它感染肝細胞時合成過剩的囊膜而游離于血循環中。

3、管形顆粒：直徑約22nm，長度可在100～700nm之間。實際上它是一串聚合起來的小顆粒，但同樣具有HBsAg的抗原性。

二、基因結構

目前，已可從感染HBV病人的血清中及感染肝臟提純的病毒核心中分離出環狀雙股DNA，從而確定HBV屬DNA病毒。研究Dane顆粒DNA結構發現，DNA分子含有約3，200個核苷酸。它包括兩個鏈；一個長度固定的負鏈和另一長度不定的正鏈。由于DNA生物合成是在多聚酶作用DNA引物生長末端 3′-OH與加入的脫氧核苷酸的5-磷酸基形成磷酸二脂鍵完成的，因此，鏈的增生按5-3順序進行，而且加到鏈上的每種脫氧核苷酸是按模板DNA的堿基配對互補規律進行，長鏈在1，800或1，818核苷酸附近有一個制品。短鏈的5-末端通過長達250-300個核苷酸的堿基配對而維持分子的環狀結構。DNA多聚酶作用不斷延長短鏈3′端以修補缺口。缺口可能與HBV的DNA在感染細胞內的整合有關。

目前，由于克隆化DNA完整核苷酸已經確定，現已證實HBsAg和HBcAg都是由Dane顆粒的DNA所編碼，并且二類基因存在同一DNA分子上。有人比較病毒基因編碼能力和病毒多少，發現HBV DNA負鏈能編碼全部已知的HBV蛋白質，而其正鏈開放讀碼區，不能編碼病毒蛋白。

HBV DNA負鏈有四個開放區，分別稱為S、C、P及X（圖26-2），能編碼全部已知的HBV蛋白質。S區可分為二部分，S基因和前S基因。S基因（核苷酸155～833）能編碼主要表面蛋白。S基因之前是一個能編碼163個氨基酸（2，848-154）的前S基因，編碼Pre S1和Pre S2蛋白。C區基因包括前C基因和C基因，分別編碼HBeAg和HBcAg。P區最長，約占基因組75%以上，編碼病毒體DNA多聚酶。X區（核苷酸1，374～1，835）可能編碼有154個氨基酸的堿性多肽，長鏈的裂口位于此區。

三、HBV的抗原組成

1、HBsAg：HBsAg是由HBV的基因組所特定的，為上述三種形態的顆粒所共有。HBsAg 抗原活性屬于高浮力密度范圍內的脂蛋白類。用CsCl密度梯度離心，表面抗原（小顆粒和管狀顆粒）平均密度為1.20g/cm2。Dane顆粒的密度略高，為1.25g/cm2。純化的22nm顆粒的平均沉降系數為33-54S，分子量約為24-2.5×106。純化的HBsAg 含有類脂質、糖類、脂質、蛋白質及糖蛋白。它由8種多肽組成，定名為P1至P8。其中至少有二種或三種多肽過碘酸Schiff試驗陽性，提示存在糖類結構。用紫外分光光度計檢查提取的HBsAg，顯示有典型的蛋白吸收光譜。蛋白占總量的70～90%以上，廣義的HBsAg 由三種蛋白組成：

（1）主要表面蛋白（S蛋白，小分子HBsAg），由S基因編碼的226個氨基酸組成。

（2）中分子蛋白（中分子 HBsAg），由前S2、S基因編碼，在S蛋白226個氨基酸的N端附加一個含55個氨基酸的 Pre S2蛋白組成，共281個氨基酸。

（3）大分子蛋白（大分子HBsAg），由S，前S1和前S2 基因編碼，在中分子蛋白281個氨基酸的N端附加一個含119個氨基酸的 Pre S1蛋白組成，共400個氨基酸。

S蛋白即狹義HBsAg，是HBV囊膜的主要表面抗原的主要成份，包括糖基化的GP27和非糖基化的P24兩種形式，以二硫鍵相連形成二聚體，代表HBsAg的結構單位，具備完整的抗原性。如二聚體解離，則HBsAg抗原性將會明顯下降。HBsAg 能刺激機體產生相應抗體—抗HBS，它是HBV的中和抗體，具有免疫保護作用，HBsAg的檢出是HBV感染的標志之一。

前S蛋白2（Pre S2），的C端HBsAg端相連，Pre S2暴露于HBV囊膜外層，具有多聚人血清白蛋白 （Polymenized Human Serum Albumin，PHSA）的受體（PHSA-R），能與PH-SA結合。由于肝細胞表面也有PHSA-R，HBV能通過血循環中存在的PHSA的介導，吸附到肝細胞表面，最后經胞飲作用進入肝細胞內。如病人血清中檢出Pre S2，表示HBV在肝細胞中復制。Pre S2有良好的免疫原性，能刺激機體產生相應抗體—抗Pre S2。此抗體出現于急性感染恢復早期，比抗HBs出現早而維持時間與抗HBs一樣。抗Pre S2具有中和作用，可作為機體康復的指標之一。

Pre S1有較強免疫原性，并能增強Pre S2和HBsAg 的免疫原性；Pre S1刺激機體產生相應抗體—Pre S1。該抗體有lgM和lgG兩種，其中抗Pre S1在HBV感染潛伏期，也就是在抗HBV～lgM出現前已產生，故可作為HBV早期感染的特異性指標。而抗Pre S1 lgG出現稍晚，在體內維持時間較長，具有中和作用。

HBsAg對一些促進變性的化合物，如乙醚、1：1氯仿一尿素、十二烷基硫酸鈉、吐溫30以及各種蛋白水解酶都很穩定。HBsAg在酸性下孵育幾小時仍很穩定。在堿性下，冷凍融化不能使其滅活。表面的類脂質可能對于一些主要由蛋白組成的抗原決定簇起保護作用。HBsAg具有幾種特異性抗原組分，包括各亞型共同抗原特異決定族a，和二組互相排斥的亞型決定簇d/y和 w/r。HBsAg的主要亞型有adr、adw、ayr及ayw4種。歐美各國adr、為主，我國漢族以adr居多中區地區及我國少數民族地區以ayw為主（西藏、新疆、內蒙等）。

2、HBcAg：HBcAg存在于Dane顆粒的核心和乙型肝炎患者的肝細胞核內。 HBcAg一般從HBcAg陽性尸檢肝或實驗感染的黑猩猩肝臟提取。在乙型肝炎的急性期、恢復期和HBcAg攜帶者中常可測出抗～HBc。此抗體對病毒無中和作用。體內如發現HBcAg或抗～HBc表示HBV在肝內持續復制。

3.、HBeAg：有關e抗原的本質還不十分清楚，但多數認為它是潛藏存在于Dane顆粒的核心部分。到目前為止，尚未在HbsAg陰性的血清中出現過。 HBeAg是一種溶性抗原?？乖阎腥N亞型：e1，e2及e3。由于HBeAg與DNA多聚酶在血液中的消長相符，故HBcAg的存在可作為體內有HBV復制及血清具有傳染性的一種標記，血中HBsAg滴度越高，HBeAg的檢出率亦愈高。有些病人可出出現HBe抗體，可能也是一種有保護作用的抗體。

四、HBV的培養

HBV的組織培養尚未成功。雖然近年來發展了從人胚肝獲得的分化膿細胞初代培養、制備半連續人肝細胞系和診斷性肝穿刺培養的成人胚組織的方法，但應用各種肝組織在體外培養HBV仍很困難。盡管用各種細胞和器官分離HBV的大膽嘗試，獲得一些“肝炎待定”病毒，但難以使其在組織培養中連續傳代，因而還沒有一個被公認是HBV。近來用提取HBV DNA進行傳染及通過細胞融合來拯救病毒的途徑發離HBV，仍未得到公認的結果。南非學者（1976）報道了從一個HBsAg陽性原發性肝癌組織建立的細胞系（PLC/PRF/5）中找到HBsAg的復制。此細胞系的主要特點是能產生HBsAg 逐日上升。104/日細胞可產生500ng HBsAg ，免疫電鏡顯示大多數為22nm的顆粒，均為圓形，略有亞微結構。其抗原性與免疫性均與血液中的HBsAg相同。未見有Dane顆粒及管形。目前，此細胞系已用于體外研究病毒基因組表達的有用模型。黑猩猩是HBV的易感動物，狨猴雖可感染但不如前者敏感。國外用黑猩猩研究HBV的發病機理，檢測自動免疫、被動免疫的效果以及HBV疫苗的安全性。但黑猩猩的來源短缺，難以廣泛應用。

五、抵抗力

HBV對外界的抵抗力較強。對低溫、干燥、紫外線和一般化學消毒劑均耐受。乙肝病毒的傳染性和HBsAg的抗原性在對外界抵抗力方面完全一致。二者在37℃活性能維持7天，在-20℃可保存20年，100℃加熱10分鐘可使HBV失去傳染病，但仍可保持表面抗原活性。HBV對0.5%過氧乙酸、5%氯酸鈉和3%漂白粉敏感，可用它們來消毒。