HBV的分子生物学
HBV父婴传播的分子生物学研究
中 图分类 号 ：Ｒ １ ．２ ５ ６ ２
文 献标 识码 ：Ａ
文章编 号 ：１ ７ — １ ４ （０ ８ １ １ ０ ６ １ ８ ２ ０ ）０ —０ — ２ ９
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高颖 李峰
【 要】 目的 深入 探讨 乙型 肝炎 病毒 （ Ｖ）父婴传 播率 与 ＨＢ Ｄ 摘 ＨＢ Ｖ ＮＡ 定量拷 贝值 的相 关性 。方 法 对 ｌ６例 ＨＢ 感染 的男性 及其 子 １ Ｖ 女 （ 为非 ＨＢ 母亲 ｖ携带 者 ） Ｈ Ｖ感染状 况进 行调查分 析 。 ｇ ＬＳ 的 Ｂ 采Ｉ Ｅ ＩＡ法检测 ＨＢ Ｖ感染血清学 五项 指标； 采用荧 光定 量Ｐ Ｒ法 检测 血清ＨＢ Ｃ Ｖ Ｄ ＮＡ。结果 （） 据父亲 血清 ＨＢ Ｄ Ａ定 量水平 分别 向下和 向上 累计 进行分析 ， ＨＢ Ｄ Ａ 含量累 计后 ，在 ≤ ４０ ＞ ．、 ≤ ５０ １根 Ｖ Ｎ Ｖ Ｎ ． 与 ４０ ． 与＞ ．、≤６０ ＞６０ ５０ ．与 ．、≤ ７０ ＞ ． ｏ ｉ ／ 四个 界面显 示 ＨＢ ． 与 ７０ ｐｅ ｍｌ ｃ ｓ Ｖ父婴传 播率差 异有显 著性 （ ＜ ．１ ， Ｐ ００ ） 其差值分 别为 ２ ．％， ０ ２ ９９ ３ ．％， ４ ０ ，３ ２ ６． ％ ％。 （ ２． ２）患者 感 染模 式 对 子女 ＨＢｖ 感染 率 的 影 响 ， 由高 到低 依 次为 ：“ 、３ ” “ 、 ５ ＞“ 、４ ” ｌ 、５ ＞ ｌ ” ｌ 、５ ＞其 它 模 式 。
乙型病毒性肝炎检验诊断报告模式
三、乙肝检验诊断报告的模式
(二) 检测结果
与乙肝相关检测项目包括但不限于以下内容：
(1)乙肝血清标志物检测：包含乙肝病毒表面抗原(HBsAg)、乙肝病毒表 面抗体(抗－HBs)、乙肝病毒e抗原(HBeAg)、乙肝病毒e抗体(抗－HBe)、 乙肝病毒核心抗体(抗－HBc)和乙肝病毒核心抗体－IgM(抗－HBc－IgM)。 每项应报告确切的阴性或阳性结果，使用定量方法进行检测的还应报告 具体的检测数值，以及参考范围。检测HBsAg定量的应报告滴度，检测 抗－HBc－IgM应报告阴阳性结果和(或)滴度。
(三) 检验诊断/结论
1. 急性乙肝： 指近期感染乙肝病毒，引起机体免疫应答肝组织发炎的病变。同时符合
以下诊断标准中的(1)和(3)，或同时符合(2)和(3)可诊断为疑似急性乙肝。 确诊急性乙肝病例需满足：疑似病例同时符合(4)，或疑似病例同时符合 (5)，或疑似病例同时符合(6)，或疑似病例同时符合(7)。
三、乙肝检验诊断报告的模式
(一) 检验信息
2. 检测信息： (1)样本：编号、收样时间、检测时间和报告时间； (2)检测方法：如化学发光免疫分析法、聚合酶链式反应(PCR)法、生化法
等； (3)检验者和审核者； (4)检测实验室名称、地址、电话等。
三、乙肝检验诊断报告的模式
(二) 检测结果
一、概述
准确了解体内HBV的复制水平、患者的免疫状态、肝脏损伤程度，对患 者疾病的诊断、病情的评估以及指导临床用药具有重要的临床意义。
HBV感染常见4个时期，即免疫耐受期、免疫清除期、非活动或低 (非) 复ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ期和再活动期，不同时期血清HBV标志物和病毒复制水平有一定的 区别又有交叉，靠单一化验指标很难界定。
HBV基因和亚型：分型技术
参考文献：南方医科大学硕士学位论文~《HCV基因型和亚型：分型技术、临床意义及其流行病学研究》HBV基因型和亚型：分型技术乙肝临床与分型研究国际现状：乙型肝炎病毒（HBV）是一种嗜肝病毒，在全世界长期感染约3亿人，据报道每年造成约100万人死亡。
基于对完整基因组的序列相似性，将诸多HBV分离株分为8个基因型A至H。
HBV基因型显示特征性地理分布：基因型A流行最广，但普遍是在北欧、北美和中非;在东亚，韩国、中国、日本、波利尼西亚和越南发现了基因型B和C;基因型D也是大流行性基因型，但最要在地中海地区、中东和印度为主要分布地;基因型E是非洲的典型常见型;美国当地人和波利尼西亚发现基因型F;基因型G在西欧和北美，基因型H主要发现在中美洲。
不仅对于分子流行病学的目的，HBV的基因分型是重要的；最近的几项研究也表明，一些基因型的慢性结局和肝脏疾病的严重程度可能是不同的。
来自：National Center for Biotechnology Information—Viral Genotyping Tool Hepatitis B virus (HBV) is a hepatotropic virus, that chronically infects some 300 million people worldwide and is thought to be responsible for a million deaths annually. Numerous HBV isolates have been grouped into eight genotypes, A through H, on the basis of sequence similarities of their complete genomes. HBV genotypes show a characteristic geographical distribution: genotype A is pandemic but most prevalent in northern Europe, North America and central Africa; genotypes B and C are found in eastern Asia, Korea, China, Japan, Polynesia and Vietnam; genotype D is also pandemic but is predominant in the Mediterranean area, the Middle East and India; genotype E is typical for Africa; genotype F is found in American natives and in Polynesia; genotype G in western Europe and North America and genotype H is found predominantly in Central America. Genotyping of HBV is important not only for molecular epidemiology purposes. Several recent researches demonstrated that rate of the chronic outcome and the severity of liver disease can be different for some genotypes. 来自：National Center for Biotechnology Information—Viral Genotyping Tool乙肝临床与分型研究中国现状：目前（追溯至2005年），根据乙型肝炎病毒（HBV）全基因组序列差异大于8%或者S基因序列大于4%，将HBV分为A、B、C、D、E、F、G、H等8个基因型，当时报道，HBV每个基因型还可以分为不同亚型，如：A基因型可分为Aa和Ae亚型；B基因型可分为B1、B2、B3和B4亚型，C基因型可分为C1、C2、C3和C4亚型等。
乙肝检测原理
乙肝检测原理乙肝是由乙型肝炎病毒（HBV）引起的一种传染性疾病，其早期检测对于预防和控制该病具有重要意义。
乙肝的检测原理主要包括血清学检测和分子生物学检测两个方面。
一、血清学检测血清学检测是通过检测人体血清中的抗体和抗原来确定是否感染了乙型肝炎病毒。
常用的血清学检测方法有乙肝表面抗原（HBsAg）、乙肝表面抗体（Anti-HBs）、乙肝e抗原（HBeAg）、乙肝e抗体（Anti-HBe）和乙肝核心抗体（Anti-HBc）等的检测。
1. HBsAg检测HBsAg是乙型肝炎病毒感染早期和慢性感染阶段乙肝病毒的标志物，是乙肝病毒感染的主要检测指标。
HBsAg检测采用酶联免疫吸附试验（ELISA）或放射免疫测定法（RIA）等技术方法进行。
阳性结果表示可能存在乙肝病毒感染，需进一步进行其他检测以明确感染状态。
2. Anti-HBs检测Anti-HBs是乙肝表面抗体，是乙肝疫苗接种后或自然痊愈后人体产生的一种抗体。
Anti-HBs检测可以判断是否有乙肝病毒感染的康复或乙肝疫苗免疫的情况。
阳性结果表示已免疫或康复，保护免疫力强。
3. HBeAg和Anti-HBe检测HBeAg是乙肝e抗原，出现在慢性乙肝感染者的血液中，是乙肝病毒增殖繁殖的标志。
Anti-HBe是乙肝e抗体，是人体对HBeAg的免疫反应。
HBeAg和Anti-HBe的检测可以判断乙肝病毒感染者的治疗需求以及疾病进展情况。
4. Anti-HBc检测Anti-HBc是乙肝核心抗体，既可以出现在急性感染期，也可以持续出现在慢性感染期。
Anti-HBc的检测可作为判断乙肝感染的依据，尤其对于无HBsAg检测情况下仍存在感染疑似的患者进行诊断有重要意义。
二、分子生物学检测分子生物学检测可用于检测乙肝病毒的核酸（DNA或RNA），具有高度灵敏度和特异性。
常见的分子生物学检测方法包括聚合酶链反应（PCR）和定量PCR等。
分子生物学检测可以在感染早期进行，提高了乙肝感染的检测率。
乙型肝炎分子生物学检验方法的应用
乙型肝炎分子生物学检验方法的应用乙型肝炎是一种由乙型肝炎病毒（HBV）引起的肝脏疾病，是全球范围内的公共卫生问题。
为了准确诊断乙型肝炎、监测病情和评估治疗效果，乙型肝炎分子生物学检验方法被广泛应用。
乙型肝炎分子生物学检验方法主要包括HBV DNA检测和HBV基因突变检测。
HBV DNA检测是通过分析患者体液中的HBV DNA含量来确定病毒复制水平的一种方法。
常用的HBV DNA检测技术有聚合酶链反应（PCR）和实时荧光定量PCR。
这些方法可以检测出极低水平的HBV DNA，对于早期诊断和监测病情变化非常有价值。
HBV基因突变检测是通过分析HBV基因序列中的突变情况来评估病毒的耐药性和致病性。
乙型肝炎病毒具有高度变异性，常见的基因突变包括S基因、C基因和P基因等。
这些突变可能导致病毒对抗病毒药物的耐药性增强，也可能影响病毒的复制和致病能力。
因此，对于接受抗病毒治疗的患者，进行基因突变检测可以指导药物选择和调整治疗方案。
除了HBV DNA检测和基因突变检测，乙型肝炎分子生物学检验方法还包括HBV RNA检测和HBV蛋白检测。
HBV RNA检测可以检测出病毒的转录活性，对于评估病毒复制水平和预测病情发展具有重要意义。
HBV蛋白检测可以检测出病毒的表面抗原（HBsAg）、e抗原（HBeAg）和核心抗原（HBcAg）等，对于诊断乙型肝炎和判断感染状态起到关键作用。
乙型肝炎分子生物学检验方法的应用不仅在临床诊断中具有重要意义，也在乙型肝炎疫情监测和流行病学研究中发挥着重要作用。
通过对不同地区、不同人群的乙型肝炎病毒进行分析和比较，可以了解病毒的分布规律、传播途径和变异特点，为乙型肝炎的控制和防治提供科学依据。
然而，乙型肝炎分子生物学检验方法也存在一些局限性。
首先，这些检验方法需要特殊的实验设备和技术，限制了其在资源匮乏地区的应用。
其次，由于乙型肝炎病毒的高度变异性，检测方法需要不断更新和改进，以适应新出现的病毒亚型和突变株。
《HBV分子诊断技术》课件
3. Wu W and Zhang X. (2016). Recent advances in microfluidic techniques for cancer diagnosis.
总结
HBV分子诊断技术的优势和不足
HBV分子诊断技术具有高度敏感性和准确性， 但仍存在一些挑战，如操作复杂性和设备要求。
发展趋势和未来发展方向
未来，HBV分子诊断技术将更加普及和便携， 提高检测速度来自准确性，并与其他技术结合应 用。
参考文献
1. Xie Y, et al. (2019). Molecular diagnostic methods for HBV infection status and antiviral therapy.
HBV分子诊断技术的意义和应用
HBV分子诊断技术是一种高效准确的检测方法，可以帮助早期发现和治疗HBV感染。
HBV的分子生物学特征
HBV的结构和基因组
HBV病毒具有特殊的壳层结构，其基因组包含4个 编码区域，控制着病毒的复制和传播。
HBV编码的蛋白质及其功能
HBV编码一系列蛋白质，包括核心蛋白、表面蛋白 和NSP系列蛋白，它们在病毒的感染和增殖过程中 起关键作用。
《HBV分子诊断技术》 PPT课件
欢迎来到《HBV分子诊断技术》的PPT课件。在这个课件中，我们将深入探讨 HBV病毒的分子诊断技术，帮助您了解其意义、应用以及最新的研究进展。
概述
什么是HBV
hbv各基因区编码产物 -回复
hbv各基因区编码产物-回复HBV各基因区编码产物乙型肝炎病毒（HBV）是一种致命的病毒感染，广泛流行于全球范围内。
该病毒具有一个特殊的基因组，它可以编码多个产物。
在这篇文章中，我们将一步一步地回答关于HBV各基因区编码产物的问题，以帮助读者更好地了解这个病毒。
1. HBV基因组结构HBV的基因组是由一个环状DNA分子组成。
该基因组可以分为四个基因区域，分别是S（表达HBsAg的表面抗原）、C（编码核衣壳蛋白）、P （编码逆转录酶）和X（编码X蛋白）。
2. S基因区编码产物S基因区是HBV基因组中最重要的区域之一，它编码一系列的表面抗原（HBsAg）。
HBsAg是HBV诱发主机产生免疫反应的关键蛋白。
它是病毒颗粒的主要成分，并且可以用来检测HBV感染。
3. C基因区编码产物C基因区编码的产物是核衣壳蛋白（HBcAg）。
HBcAg是HBV中核心颗粒的主要成分，具有基本的抗原性。
它在病毒复制、装配和释放过程中起着重要作用，并且可以作为HBV感染的标志。
4. P基因区编码产物P基因区编码的产物是逆转录酶（RT），它是一个多功能的酶。
逆转录酶能够将病毒的RNA基因组逆转录成DNA，并插入到宿主细胞的基因组中。
这种逆转录过程是HBV感染和复制的关键步骤，因此逆转录酶在HBV感染中具有重要作用。
5. X基因区编码产物X基因区编码的产物是X蛋白。
X蛋白是一个非结构性蛋白，具有多种功能。
它能抑制宿主细胞的基因转录和蛋白合成，从而影响细胞周期和凋亡等过程。
此外，X蛋白还能干扰免疫反应，增加HBV感染的潜在性和病变。
总之，HBV基因组编码的产物在病毒感染的各个阶段起着至关重要的作用。
S蛋白和C蛋白是病毒的主要结构成分，通过它们，我们可以检测HBV感染。
P蛋白和X蛋白则在复制和感染过程中发挥重要的调控作用。
对HBV基因区编码产物的深入了解，有助于我们更好地理解该病毒的感染机制，并有助于开发新的治疗和预防策略。
希望这篇文章能帮助读者更好地了解HBV各基因区编码产物。
乙型肝炎的生物学特点
乙型肝炎的生物学特点乙型肝炎是一种由乙型肝炎病毒（HBV）引起的病毒性肝炎。
它是全球范围内最常见的肝炎类型之一，也是一种严重的公共卫生问题。
乙型肝炎的生物学特点涉及病毒结构、传播途径、感染机制和临床表现等方面。
1. 病毒结构：乙型肝炎病毒是一种双链DNA病毒，属于嗜肝病毒科。
它的核心结构由核心蛋白包裹着病毒的DNA，外部则有一个包膜，包膜上覆盖着表面蛋白。
表面蛋白包括三种亚型：HBsAg（乙肝表面抗原）。
2. 传播途径：乙型肝炎主要通过血液和其他体液传播，包括性传播、血液传播、母婴传播和共用注射器等。
乙型肝炎病毒在体外环境中具有相当的稳定性，可以在不同温度下存活数天，因此易于传播。
3. 感染机制：乙型肝炎病毒进入人体后，首先通过感染肝细胞开始复制。
病毒的表面蛋白结合肝细胞上的受体，使得病毒得以进入细胞内。
一旦进入细胞，病毒的DNA会被转录成RNA，然后通过反转录酶的作用合成DNA，最终进入细胞核中整合入宿主基因组。
这个过程是乙型肝炎病毒感染的关键步骤。
4. 临床表现：乙型肝炎的临床表现因个体差异而有所不同。
一些感染者可能没有任何症状，被称为无症状感染者。
而另一些人可能会出现乏力、食欲不振、黄疸、肝区疼痛等症状。
乙型肝炎病毒感染可导致急性肝炎、慢性肝炎、肝硬化甚至肝癌等严重后果。
5. 预防与治疗：乙型肝炎的预防主要包括疫苗接种、避免高危行为（如共用针具、不安全性行为等）和血液制品的安全使用等。
目前，乙型肝炎疫苗已经成为预防乙型肝炎最有效的手段。
对于已经感染乙型肝炎病毒的患者，治疗主要包括抗病毒治疗和肝保护治疗，以减少病毒复制和肝脏损伤。
总之，乙型肝炎是一种由乙型肝炎病毒引起的病毒性肝炎，其生物学特点包括病毒结构、传播途径、感染机制和临床表现等方面。
了解乙型肝炎的生物学特点对于预防和治疗乙型肝炎具有重要意义，有助于降低乙型肝炎的发病率和病死率。
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乙肝病毒cccDNA形成的分子通路模式图
Proposed model for the molecular pathway of hepadnavirus cccDNA formation.
Guo H et al. J. Virol. 2007;81:12472-12484
Partially doublestranded DNA cccDNA
DNA pol (-)-DNA
RT
HBsAg envelope s
A(n) mRNA
Encapsidate d pregenomic mRNA
HBV Replication
¾ cccDNA 作为病毒RNA合成的模板（cccDNA acts as template for viral RNA synthesis) 9 合成mRNA(synthesis of messenger RNA) 9 合成前病毒基因组RNA(synthesis of pregenomic RNA)
2006年全球慢性HBV感染的流行分布图 Prevalence of Chronic HBV Infection, Worldwide, 2006
HBsAg Prevalence
≥8% - High 2-7% - Intermediate <2% - Low
乙肝病毒的流行病学（Epidemiology of HBV）
X-蛋白结构域
三、乙肝病毒的复制
HBV Replication
乙肝病毒复制的基本过程
吸附、穿入肝细胞 转译外衣壳蛋白 脱壳 前基 因组 转译内衣壳蛋白 复制子代核酸 组装
释放
乙肝病毒的复制周期（Replication cycle for HBV）
感染性HBV病毒颗粒 Infectious HBV virion 感染性HBV病毒颗粒 Infectious HBV virion
HBV Replication
¾ 环状病毒DNA被转换为共价连接的闭环DNA(Circular viral DNA is converted to covalently closed circular DNA (cccDNA))
Infectiou s HBV virion
Infectiou s HBV virion
Large surface antigen （HBsAg） Genomic DNA Nucleocapsid （HBcAg） DNA polymerase
Middle surface antigen （HBsAg）
Envelope （HBsAg）
Small surface antigen （HBsAg）
Infectious HBV virion Infectious HBV virion
DNA pol Partially doublestranded DNA (-)-DNA
RT
HBsAg envelopes
cccDNA
A(n) mRNA
Encapsidated pregenomic mRNA
HBV Replication
完整的病毒颗粒（Complete particle, infective HBV） 球形，双层衣壳。 具有感染性
outer capsid=envelope 外衣壳=包膜(脂质双层+蛋白质) +HBsAg等
inner capsid内衣壳： HBcAg、HBeAg internal内部： DNA--- circular, double- stranded环状双链 DNA polymerase 多聚酶
血清学证据显示全球20亿人感染过HBV(2 Billion People have serologic evidence of past or present HBV infection) 全球约3.5亿人为慢性乙肝病毒携带者（350 million people are carriers chronically infected with HBV 每年约1百万以上的人死于HBV引起的慢性肝病（1 Million People or more die each year from HBV-related Chronic Liver Diseases） 在实施疫苗接种的地方，HBV的感染率明显降低 （Vaccination has been effective in decreasing the incidence of HBV infection where implemented）
引起肝炎的病毒：
甲肝炎病毒 乙肝炎病毒 丙肝炎病毒 丁肝炎病毒 戊肝炎病毒 己肝炎病毒 庚型肝炎病毒
乙型肝炎病毒——HBV
乙肝病毒的流行病学 Epidemiology of HBV
全球性的公共健康问题（Global public health problem)
¾ 引起乙型肝炎（leads to hepatitis B) ¾ 80%的肝癌是由HBV所致（causes 80% of of all liver cancer ） ¾ 人群携带率0.1%（西方人群）~15%（亚洲和非洲人群） （carrier rates range from 0.1% in Western countries to 15% is some Asian & African nations）
转录产物与模板及编码蛋白的关系 转录产物 3.5kbRNA 2.4kbRNA 2.1kbRNA 0.8kbRNA 模板 L链 S链 L链 S链 编码蛋白质 核心蛋白、 聚合酶 S蛋白 S1和S2蛋白 X蛋白
3、HBV基因转录的调控（自学）
（1）HBV有哪些顺式作用元件？ （2）HBV有哪些增强子？ （3）HBV有哪些反式作用因子？有何作用？
（1）S编码区
编码: 表面抗原主蛋白，S蛋白，226aa 原S1抗原，108-115aa 原S2抗原，55aa
大抗原(large surface antigen, S蛋白+原S1蛋白+原S2蛋白) 中抗原(midle surface antigen, 原S蛋白+原S2蛋白) 小抗原(small surface antigen, Small surface antigen （HBsAg）
RNA primer
HBV的小球形颗粒
HBsAg-containing particles 过剩的衣壳蛋白装配而成
HBV的管形颗粒
小球形颗粒串联而成
small spherical particle
二、HBV基因组及其编码的蛋白质
HBV基因组结构
短链和长链的5′端通过240bp配 对维持环状结构。 两条链互补区两侧各有一个11个 碱基的直接重复序列(5’TTCACCTCTGC-3’)，称DR1和DR2。
2、HBV转录产物（Transcripts of Hepatitis B virus）
四种转录产物 3.5kbRNA 2.4kbRNA 2.1kbRNA 0.8kbRNA
RNA primer
（2）P编码区
编码： 末端蛋白（引物酶） 间隔区 反转录酶/DNA聚合酶 RNaseH
P编码区的基因组织结构
（3）C编码区 编码病毒核心抗原（HBcAg)和 e抗原（HBeAg)
病毒核心抗原（HBcAg)和e抗原（HBeAg)的合成过程
（4）X编码区
编码X蛋白 X蛋白：154aa 反式调控作用 激活同源或异源启动子或增强子 与肝癌发生相关
Partially doublestranded DNA cccDNA
DNA pol (-)-DNA
RT
HBsAg envelopes
A(n) mRNA
Encapsidated pregenomic mRNA
一、HBV的分类及病毒粒子结构
有三种HBV颗粒（There are 3 types of particles） • 大球形颗粒（ Dane particle ） • 小球形颗粒（small spherical particle） • 管形颗粒（tubulose particle）
Dane particle的结构
Infectious HBV virion Infectious HBV virion
DNA pol Partially doublestranded DNA (-)-DNA
RT
HBsAg envelopes
cccDNA
A(n) mRNA
Encapsidated pregenomic mRNA
HBV Replication
Infectious HBV virion Infectious HBV virion
Partially doublestranded DNA cccDNA
DNA pol (-)-DNA
RT
HBsAg envelopes
A(n) mRNA
Encapsidated pregenomic mRNA
HBV Replication
DNA pol Partially doublestranded DNA (-)-DNA
RT
HBsAg envelopes
共价闭环DNA cccDNA
A(n) mRNA
壳包裹前mRNA Encapsidated pregenomic mRNA
HBV Replication
¾Dane 颗粒与肝细胞受体结合（Dane particle binds to a receptor on hepatocyte ¾病毒外膜与肝细胞膜融合（fusion of viral and host membranes） ¾HBV 核壳被转移到细胞核内（nucleocapsid is transported to the nucleus）