Virus hepatitidy B

Hepatitida B je infekční onemocnění lidí charakterizované selektivním poškozením jater virem. Tato forma hepatitidy je svými následky nejnebezpečnější ze všech známých forem virové hepatitidy. Jejím původcem je virus hepatitidy B (HBV).

Antigen viru hepatitidy B byl poprvé objeven B. Blumbergem v roce 1964 v krevním séru australského domorodce a samotný patogen byl objeven v roce 1970 D. Danem (et al.) a byl nazván Daneovými částicemi, protože neexistovala úplná jistota, že se skutečně jedná o virus, a nikoli o jeho složky. Následně všechny pochybnosti zmizely, protože ve složení Daneových částic byla objevena genomová DNA a virová DNA-dependentní DNA polymeráza. Virion obsahuje tři hlavní antigeny, pro které byla v roce 1974 zavedena následující označení:

• HBsAg - povrchový, nebo rozpustný, nebo australský antigen.
• HBcAg - jádrový antigen (kor-antigen).
• HBeAg je e-antigen lokalizovaný v jádře virionu a na rozdíl od HBcAg není přítomen pouze ve virionu, ale také cirkuluje v krvi ve volné formě nebo v komplexu s protilátkou anti-HBeAg. Do krve se uvolňuje z hepatocytů během aktivní replikace HBV.

Povrchový antigen, HBsAg, existuje ve třech morfologicky odlišných variantách: 1) je superkapsidou celého virionu; 2) nachází se ve velkém množství ve formě kulovitých částic o průměru 20 nm; 3) ve formě vláken dlouhých 230 nm. Chemicky jsou identické. HBsAg obsahuje jeden společný antigen, a, a dva páry vzájemně se vylučujících typově specifických determinant: d/y a w/r, a proto existují čtyři hlavní podtypy HBsAg (a tedy i HBV): adw, adr, ayw a ayr. Antigen a zajišťuje vznik obecné zkřížené imunity vůči všem podtypům viru.

Samotný virion, Daneova částice, je sférický a má průměr 42 nm. Virionová superkapsida se skládá ze tří proteinů: hlavního (základního), velkého a středního. Genom je uzavřen v kapsidě a je reprezentován dvouvláknovou kruhovou DNA s molekulovou hmotností 1,6 MD. DNA se skládá z přibližně 3200 nukleotidů, ale její „plus“ řetězec je o 20–50 % kratší než „mínus“ řetězec. Specifický protein viru je kovalentně vázán na 5' konec dlouhého řetězce. 5' konce obou řetězců jsou komplementární a tvoří „lepkavé“ sekvence o délce 300 nukleotidů, díky čemuž se řetězce uzavírají do kruhu. Obsah G + C ve virionové DNA je 48–49 mol %. V jádru virionu se kromě genomové DNA nachází virová DNA-dependentní DNA polymeráza. Mínusový řetězec HBV DNA obsahuje pouze čtyři geny (S, C, P a X), ale ty jsou organizovány velmi kompaktně. Geny S, C, P a X se významně překrývají a řídí syntézu následujících produktů. Gen S kóduje syntézu hlavního obalového proteinu a obsahuje všechny informace o povrchovém antigenu HBsAg. Kromě toho kóduje syntézu středního a velkého obalového proteinu. Proteiny obsahují společný COOH konec, ale jejich translace začíná třemi různými iniciačními kodony. Gen C kóduje syntézu kapsidových proteinů (HBcAg a HBeAg); ačkoli jsou tyto proteiny kódovány jedním genem, jejich translační dráhy se liší. Gen P je největší. Zahrnuje část všech tří dalších genů a kóduje enzymy nezbytné pro replikaci viru. Zejména kóduje reverzní transkriptázu, doménu enzymu RNázy H a 5'-terminální protein mínusového řetězce. Gen X kóduje proteiny, které regulují expresi všech virových genů, zejména 17 kD proteinu, který je transaktivátorem genové transkripce.

Proteiny, které tvoří povrchový antigen, existují v glykosylované (gp) a neglykosylované formě. Glykosylované jsou gp27, gp33, gp36 a gp42 (čísla označují molekulovou hmotnost v kDa). Superkapsida HBV se skládá z hlavního neboli jádrového S proteinu (92 %), středního M proteinu (4 %) a velkého neboli dlouhého L proteinu (1 %).

• Hlavní protein, p24/gp27 neboli jádrový protein (protein S), je hlavní složkou obalu HBV. V nepřítomnosti jiných obalových proteinů polymeruje za vzniku sférických částic o průměru 20 nm složených ze 100 molekul polypeptidu.
• Velký protein p39/gp42 neboli dlouhý protein (protein L) je přítomen ve všech třech formách HBsAg. Hraje důležitou roli v morfogenezi virionů a v jejich výstupu z buňky. Protein L obsahuje sekvenci proteinu M, která je na N-konci doplněna sekvencemi 108 (ayw) nebo 119 (adw, adr, ayr) aminokyselinových zbytků kódovaných oblastí npe-Sl genu S.
• Prostřední protein, gp33/gp36 neboli M protein, je také přítomen ve všech třech morfologických formách HBsAg. M protein obsahuje na svém N-konci oblast o 55 aminokyselinových zbytkech kódovanou oblastí pre-52 genu S. Předpokládá se, že tato oblast hraje důležitou roli v rozpoznávání jaterních buněk omezeného spektra hostitelů (lidé, opice a šimpanzi) virem hepatitidy B. Sekvence proteinů kódovaných oblastmi npe-S genu S jsou vysoce imunogenní a jejich determinanty se nacházejí na povrchu virionu. Proto protilátky proti těmto antigenům hrají důležitou roli při tvorbě imunity proti hepatitidě B.

Syntéza virových proteinů je přísně kontrolována na úrovni transkripce a translace. Během transkripce virového genomu se syntetizují dva typy mRNA:

• menší - 2100 nukleotidů - kóduje hlavní a střední proteiny membrány;
• velká - 3500 nukleotidů, tj. delší než samotná genomová DNA; obsahuje terminální repetice dlouhé 100 nukleotidů.

Tento typ mRNA kóduje kapsidový protein a produkty genu P. Je také matricí pro replikaci virové DNA. Genom obsahuje enhancery (transkripční zesilovače) - regulační prvky, které aktivují expresi všech virových genů a působí primárně v jaterních buňkách. Zejména gen S je exprimován ve velmi vysoké míře pouze v jaterních buňkách a pod vlivem steroidních hormonů. Tato okolnost vysvětluje, proč se chronická hepatitida B a rakovina jater (hepatom) pozorují u mužů častěji než u žen, jejichž hladiny steroidních hormonů jsou nižší.

Další regulační prvky viru hepatitidy B modulují (kontrolují) hladiny syntézy jednotlivých proteinů. Například velký protein je syntetizován pouze v malém množství. Většina z něj je na povrchu infekčních virionů. Hlavní protein a v menší míře i střední protein jsou však syntetizovány ve velkém množství a buňky opouštějí jako součást povrchových antigenních částic, které jsou v krevním séru mnohonásobně hojnější než zralé viriony. Počet povrchových antigenních částic může být 1011 -1013 na 1 ml krve (několik stovek μg).

Virus hepatitidy B byl izolován do nové čeledi virů - Hepadnaviridae, rodu Orthohepadnavirus. Podobné hepadnaviry byly nalezeny u různých zvířat (syslí veverky, svišti, veverky, pekingské kachny).

Hepadnaviry se rozmnožují poněkud neobvyklým způsobem. Zejména replikace genomové DNA probíhá prostřednictvím mezičlánku - RNA, tj. mechanismem reverzní transkripce.

Životní cyklus viru hepatitidy B.

• Adsorpce na buňce.
• Penetrace do buňky mechanismem receptorem zprostředkované endocytózy (potažená jamka -> potažený váček -> lysozom -> uvolnění nukleokapsidy a penetrace virového genomu do jádra hepatocytu).
• Intracelulární reprodukce.

Během průniku do buňky se krátký („plus“) řetězec DNA prodlužuje (dokončuje). V jádře syntetizuje buněčná DNA-dependentní RNA polymeráza RNA o 3500 nukleotidech (pregenom) a mRNA, které jsou menší, pro syntézu virových proteinů. Poté se pregenom a virová DNA polymeráza zabalí do nově syntetizované kapsidy, která se přenese do cytoplazmy. Zde dochází k reverzní transkripci pregenomu. Na ní se syntetizuje nový „mínusový“ řetězec DNA. Po dokončení syntézy „mínusového“ řetězce DNA se pregenomová RNA zničí. Virionová DNA polymeráza syntetizuje na „mínusovém“ řetězci „plusový“ řetězec. Virová DNA, nyní dvouvláknová, může v buňce existovat poměrně dlouho a vrátit se do jádra pro další replikační cyklus. Pokud nová virová částice nepodléhá další replikaci, pak je vytvořená nukleokapsida, procházející buněčnou membránou, pokryta superkapsidou, odštěpuje se od buňky a prodlužování krátkého „plusového“ řetězce DNA se okamžitě zastaví. Proto se délka tohoto vlákna liší. U typické akutní formy hepatitidy B se v krvi postupně objevují následující sérologické markery: HBsAg, HBeAg a protilátky (IgM, IgG): anti-HBcAg, anti-HBeAg a anti-HBsAg.

Virus hepatitidy B neobsahuje onkogen, ale bylo zjištěno, že virová DNA po zavedení do buněčného chromozomu (do jeho různých částí) může v něm vyvolat různé genetické přeskupení - delece, translokace, amplifikace, které mohou způsobit rozvoj rakoviny jater - jednoho z nejzávažnějších důsledků virové hepatitidy B.

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

Rezistence viru hepatitidy B

Virus hepatitidy B je vysoce rezistentní. Při pokojové teplotě zůstává životaschopný 3 měsíce a po zmrazení několik let. Virus je zcela inaktivován autoklávováním (120 °C), varem po dobu 30 minut, suchým teplem při 180 °C po dobu 60 minut a při 60 °C po dobu 10 hodin. Je rezistentní v kyselém prostředí, ale v zásaditém prostředí je zničen. Virus hyne při působení H2O2, chloraminu, formalínu, fenolu a UV záření.

Patogeneze a příznaky hepatitidy B

Virus se do jater dostává přímo hematogenní cestou. V patogenezi hepatitidy hrají důležitou roli autoimunitní humorální a buněčné reakce. Předpokládá se, že poškození hepatocytů není spojeno ani tak s přímým působením samotného viru, jako s imunologickými reakcemi hostitele, které vznikají v souvislosti s modifikací buněčné membrány virovými proteiny, jež indukují vznik autoprotilátek proti jaterním buňkám. Proto lze rozvoj chronické hepatitidy a cirhózy jater považovat za autoimunitní onemocnění.

Buněčné autoimunitní reakce na virové proteiny obsažené v membráně hepatocytů jsou zprostředkovány T-cytotoxickými lymfocyty a dalšími jaterními zabíječskými buňkami. Akutní jaterní dystrofii lze proto považovat za odmítací reakci heterotransplantátu.

Inkubační doba trvá 45 až 180 dní, v průměru je to 60–90 dní. Klinický průběh hepatitidy B se vyznačuje velkou rozmanitostí; onemocnění může probíhat: v latentní formě, detekovatelné pouze laboratorními metodami, v typické ikterické formě a v maligní formě, končící smrtí. Délka preikterického stádia je od jednoho dne do několika týdnů. Ikterické období je zpravidla dlouhé a vyznačuje se dobře definovanými příznaky (žloutenka, hyperbilirubinémie, ztmavnutí moči, žloutnutí bělimy). Vleklá forma je pozorována u 15–20 % pacientů a u 90 % z nich se vyvine chronická hepatitida B. Pacienti s vleklou formou mají často autoimunitní procesy, doprovázené zvýšeným obsahem antihepatálních protilátek, které se detekují pomocí imunosorbentního testu (IFM). U dětí probíhá hepatitida B v mírnější formě a často bez rozvoje žloutenky, u mladších dětí – většinou asymptomaticky.

Postinfekční imunita (humorální a buněčná) je dlouhodobá, celoživotní a je způsobena protilátkami neutralizujícími virus (anti-HBsAg) za nepřítomnosti povrchového antigenu v krvi. Latentní imunizace je často pozorována v důsledku opakovaného kontaktu s HBV, což je důvodem široké imunity vůči viru v populaci. Pacienti s akutní hepatitidou B se obvykle zcela uzdraví, protože se proti ní hromadí protilátky. V některých případech se však i přes vysokou hladinu virového antigenu v krvi (okolnost, která vysvětluje nejčastější výskyt parenterální infekce) protilátky proti němu netvoří. Virus zůstává v játrech a člověk se stává chronickým nosičem po dlouhou dobu, někdy i na celý život. Tato okolnost je zjevně spojena se slabou imunitní odpovědí. Jedním z nejčastějších výsledků chronické hepatitidy B je jaterní cirhóza a rakovina jater, které se vyvíjejí po latentním období až 30–50 let.

Epidemiologie hepatitidy B

Zdrojem infekce virem hepatitidy B je pouze člověk. Na rozdíl od dřívějších představ, že k infekci virem hepatitidy B dochází výhradně parenterálně, je nyní prokázáno, že se nachází v různých sekretech a exkrecích: ve slinách, nosohltanových sekretech, stolici, slzné tekutině, ve spermiích, menstruační krvi atd. K infekci tedy dochází nejen parenterálně, ale i sexuálně a vertikálně (z matky na plod), tj. infekce virem hepatitidy B je prakticky možná různými způsoby.

Hepatitida B zabila na celém světě tolik lidí jako za všechna léta druhé světové války. Podle WHO se počet nositelů HBV pohybuje od 0,1 do 20 % populace různých zemí nebo regionů.

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

Diagnóza hepatitidy B

V současné době je hlavní metodou diagnostiky hepatitidy B použití reverzní pasivní hemaglutinační analýzy (RPHA) k detekci viru nebo jeho povrchového antigenu HBsAg. Jak již bylo uvedeno, krev obsahuje mnohonásobně více povrchového antigenu než samotného viru (100–1000krát). Pro reakci RPAHA se používají erytrocyty senzibilizované protilátkami proti viru hepatitidy B. Pokud je antigen přítomen v krvi, dochází k hemaglutinační reakci. RPAHA je jednoduchá, pohodlná a velmi specifická. K detekci protilátek proti virovému antigenu HBsAg se používají různé imunologické metody (RSK, RPHA, IFM, RIM atd.). Kromě toho se k detekci HBV a jeho antigenů používají varianty PCR.

K detekci protilátek proti virovému antigenu (HBsAg) v séru pacienta lze použít různé imunologické metody (CSC, RPGA, precipitační reakce, IFM, RIM atd.).

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

Specifická profylaxe hepatitidy B

Vzhledem k vysokému výskytu hepatitidy B a také k tomu, že na světě existuje mnoho nositelů HBV, WHO doporučuje, aby očkování proti hepatitidě B bylo povinné a mělo by být podáno v prvním roce života. Pro očkování se navrhují dva typy vakcín. Pro přípravu jednoho z nich se jako surovina používá plazma nositelů viru, protože obsahuje virový antigen v množství dostatečném pro přípravu vakcíny. Hlavní podmínkou pro přípravu tohoto typu vakcíny je její úplná bezpečnost, tj. úplná inaktivace viru, kterou zajišťuje technologie přípravy vakcíny. Pro přípravu jiného typu vakcíny se používají metody genetického inženýrství, zejména se k získání antigenního materiálu používá rekombinantní klon kvasinek produkujících povrchový antigen viru hepatitidy B.

Obě vakcíny jsou vysoce účinné (chrání 95 % očkovaných). Doba trvání postvakcinační imunity je nejméně 5–6 let. Byly vytvořeny vakcíny pro dospělé, novorozence a malé děti – nejdůležitější součást boje proti hepatitidě B na celém světě. Kompletní očkovací kúra se skládá ze tří injekcí:

I. dávka - ihned po narození; II. dávka - po 1-2 měsících; III. dávka - do konce prvního roku života.

Tato očkování jsou zahrnuta v rozšířeném imunizačním programu WHO a jsou kombinována s jeho implementačním kalendářem (podle doporučení WHO se očkování proti tuberkulóze, dětské obrně, hepatitidě B, spalničkám, tetanu, záškrtu a černému kašli provádí v prvním roce života).

Gamaglobulin obsahující protilátky proti HBV se používá k nouzové pasivní imunoprofylaxi osob, které byly v kontaktu s pacientem s hepatitidou B.

Interferon a amixin (k indukci jeho endogenní syntézy) se používají k léčbě hepatitidy B (akutní a chronické formy). Nový lék lamivudin (syntetický nukleosid) je účinný při léčbě chronické hepatitidy B.