2016肝炎病毒ppt课件.ppt
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1、肝炎病毒,病原生物学教研室 王磊,肝炎病毒(hepatitis viruses,HV)是指以侵害肝脏为主引起病毒性肝炎的一组病原体。 目前公认的肝炎病毒有5种,即甲型肝炎病毒(HAV)、乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)、丁型肝炎病毒(HDV)和戊型肝炎病毒(HEV)。 近年研究发现的庚型肝炎病毒(HGV)和输血传播病毒(TTV)等,致病性尚不明确。 此外,还有一些病毒如黄热病毒、CMV、EBV、风疹病毒等虽也可引起肝炎,但不列入肝炎病毒范畴。,各型病毒性肝炎的比较,第1节 甲型肝炎病毒,甲型肝炎病毒(hepatitis A virus,HAV)是Feinstone于1973年应用
2、免疫电镜技术在急性期肝炎患者粪便中发现的。1982年国际病毒命名委员会将其分类为小RNA病毒科肠道病毒属72型,后被单列为小RNA病毒科嗜肝RNA病毒属(heparnavirus)。,形态与结构,生物学性状,球形颗粒,无包膜: 衣壳:20面体立体对称,由结构蛋白VP1VP4组成,其中VP1是主要的衣壳蛋白,其抗原决定簇的中和抗体,能中和所有的HAV株。至今,世界各地HAV只发现一个血清型。 基因组:线状+ssRNA,长约7500个核苷酸,由5末端非编码区、编码区、3末端非编码区和polyA尾组成。5末端区虽不编码蛋白质,但因其序列较保守,可用于制作探针,进行核酸杂交快速诊断HAV感染。编码区编
3、码一个大分子蛋白质,水解后产生病毒的结构蛋白和非结构蛋白。,形态与结构,生物学性状,根据基因序列的同源性,可分为7个基因型,其中I型和III型又分为两个亚型。I、II、III、VII可感染人类,我国流行的主要为I A型。,甲肝病毒电镜照片,易感动物和细胞培养 黑猩猩、狨猴和我国猕猴属中的红面猴、短尾猴等对HAV易感 ,接种病毒后可使动物发生肝炎,并能在肝细胞浆中检出HAV。在潜伏期和急性期的早期,HAV可随粪便排出。恢复期血清中能检出HAV的相应抗体。动物模型的主要用途在于致病及免疫机制研究、疫苗研制和药物筛选等。 HAV可在原代狨猴肝细胞或传代恒河猴胚肾细胞、人胚肺二倍体细胞及肝癌细胞株等多
4、种细胞中增殖。然而本病毒增殖非常缓慢且不引起细胞病变,自标本中分离HAV常需数周甚至数月,需用免疫荧光法检出培养细胞的HAV抗原。,生物学性状,抵抗力 比一般肠道病毒更耐热、耐化学消毒剂。可在粪便、污水中存活数月,可通过污染水源引起暴发流行;加热1005min能破坏其感染性。 鉴于HAV有相当大的抵抗力,因此对肝炎患者及其排泄物处理应特别小心。,生物学性状,传染源与传播途径 传染源:为患者和隐性感染者。患者潜伏期后期及 急性期的血液和粪便均有传染性。 传播途径:主要通过粪-口途径传播。未有患急性甲 型肝炎的孕妇传染给胎儿的病例。 1988年上海曾发生因食用HAV污染的毛蚶而暴发甲型肝炎流行,患
5、者多达30余万。,致病性与免疫性,粪口途径传播,口咽部或唾液腺中早期增殖,肠道与局部淋巴结中有限增殖,入血并形成病毒血症(时间短,滴度低),肝脏为最终靶器官(病毒直接损伤或免疫病理作用),通过胆汁随粪便排出体外,致病机制,致病性与免疫性,传染性强,易流行; 起病急,病程短,预后良好;,致病特点,致病性与免疫性,流感样症状 厌食 恶心 黄疸(几率较高,故甲肝又称黄疸性肝炎) 尿黄 腹痛 乏力,致病性与免疫性,临床症状,黄 疸,免疫性 无论显性感染或隐性感染,机体都可产生抗-HAV的IgM和IgG抗体。前者感染早期出现,发病后1w达高峰,维持两个月左右逐渐下降;后者在急性期后期或恢复期早期出现,可
6、维持多年,对病毒的再感染有免疫力。,致病性与免疫性,一般不做分离培养,以测定病毒抗原或抗体为主。感染早期可检测病人血清中抗-HAV IgM(RIA或ELISA法),它出现早,消失快,是HAV新近感染的重要指标。检测抗-HAV IgG主要用于了解既往感染史或进行流行病学调查。 也可检测HAV抗原,或用核酸杂交法、PCR法检测HAV RNA,但不常用。,微生物学检查法,预防: HAV感染后以隐性感染占多数,因此传染源较难控制。HAV主要通过粪便污染饮食和水源经口传染。因此加强食物、水源和粪便管理是预防甲肝的主要环节。 特异性预防:我国使用减毒甲肝活疫苗,国外已发展了灭活疫苗,系将HM175毒株在人
7、胚肺二倍体细胞(MRC5或KMB17)中传代,通过反复冻融以释放细胞内的病毒,纯化后用250g/ml甲醛在37灭活15d制成。目前已在研制基因工程亚单位疫苗和基因工程载体疫苗。注射丙种球蛋白可应急预防。 治疗:甲型肝炎为自限性疾病,经治疗可痊愈,不转慢性。仅作对症治疗,不作抗病毒治疗。,防治原则,第2节 戊型肝炎病毒 戊型肝炎病毒(hepatitis E virus, HEV)曾称为经消化道传播的非甲非乙型肝炎病毒。1955年首次在印度暴发流行,造成29000人感染,当时认为是甲型肝炎病毒所致。70年初建立了HAV的检测方法,重新对当时肝炎患者的血清进行检测,结果未发现患者血清中抗-HAV I
8、gM或IgG效价升高,因此确定为消化道传播的非甲非乙型肝炎病毒所致。 1989年,美国学者Reyes等成功克隆了戊型肝炎病毒基因组,并正式命名为戊型肝炎病毒。,HEV呈球形,无包膜,表面呈现锯齿状,形似杯状,以前将其归类于杯状病毒科(Caliciviridae)。 HEV基因组为单正链RNA,全长约7.5kb,具有polyA尾共有3个ORF。HEV有至少8个基因型,1型和2型代表株为缅甸株(B)和墨西哥株(M)。 细胞培养已获成功,但尚不能大量培养;多种灵长类动物及乳猪可感染HEV。,生物学性状,主要通过粪-口途径传播,饮水被病毒污染可造成水源性暴发流行,也可通过密切接触、食物污染等方式传播。
9、 患者多见于成年人,潜伏期为29w,多数患者于病后6w即好转或痊愈。少数患者可表现为重症肝炎,甚至可导致死亡。孕妇感染时,发病率高,病情严重,常发生流产或死产。HEV致病机制尚不明了,可能是病毒本身作用及机体免疫应答造成肝细胞损伤。 病后有一定免疫力但不牢固。,致病性和免疫性,1.免疫电镜: 可取病人粪便标本进行常规免疫电镜检查HEV颗粒。 2.血清学方法 ELISA或Western印迹试验检测抗HEV,包括抗HEV IgM和抗HEV IgG。 3.HEV核酸检测: 多采用PCR法,可取患者粪便标本或血清标本检测HEV RNA。,微生物学检查法,一般预防原则与甲型肝炎相同。主要措施是保护水源,
10、在流行地区广泛宣传不喝生水。 我国已研制成功首支重组戊型肝炎疫苗。,防治原则,HAV与HEV特点比较,HAV与HEV特点比较,第3节 乙型肝炎病毒 1965年Blumberg首先在澳大利亚土著人血清中发现一种新抗原,称为澳大利亚抗原(Australia antigen);直至1968年确定这种抗原与血清型肝炎密切相关,称为肝炎相关抗原(hepatitis associated antigen,HAA);1970年D.S. Dane在肝炎患者血清中发现具有传染性的颗粒,即Dane颗粒(Danes particle),从而HBV被确认。 HBV感染是全球性的公共卫生问题,估计全世界HBV携带者达3
11、.5亿人之多,我国约有1.2亿人携带HBV。,形态与结构 完整的HBV颗粒亦称Dane颗粒,呈球形,直径为42nm,具有双层衣壳 。 核心颗粒:直径为28nm。 颗粒内部:DNA和DNA多聚酶。 颗粒表面(内衣壳):含有 HBcAg 。 外壳(包膜):厚7nm。 脂质双层:含有HBsAg及少量PreS1、PreS2等,生物学性状,小球形颗粒,直径22nm; 管形颗粒,直径22nm,长度在50700nm之间; 大球形颗粒,即Dane颗粒,直径42nm。,生物学性状,形态与结构,HBV基因结构及复制 HBV DNA是由长链L (负链) 和短链S (正链) 组成的不完全环状双链DNA,长链约含320
12、0个核苷酸,短链的长度相当于长链的50%100%。两链DNA的5末端有约250个互补的碱基,通过碱基配对构成环状DNA结构。由于其基因结构与众不同,1986年国际病毒分类委员会将其归属于嗜肝DNA病毒科。 负链DNA含有4个开放读框(ORF),分别称为S、C、P和X区。,生物学性状,HBV基因结构 S区基因:包括S基因、PreS1与PreS2基因,分别编码HBsAg、PreS1和PreS2 Ag。 C区基因:C区中有C基因及前C基因,分别编码HBcAg及Pre-C蛋白。Pre-C蛋白经切割形成HBeAg分泌到血循环中。 P区基因:最长,编码HBV 多功能DNA多聚酶。 X区基因:编码X 蛋白,
13、可反式激活细胞内的某些原癌基因及HBV基因,为病毒复制所必需,可能与肝癌的发生有关。,生物学性状,HBV的复制,生物学性状,抗原组成,生物学性状,外壳: HBsAg:是HBV感染的主要标志。 具有抗原性,能刺激机体产生保护性抗体,即抗HBs 。 根据HBsAg抗原性差异,HBV可分为adr、adw、ayr、 ayw 4个亚型。亚型分布有明显的地区差异,并与 种族有关。因有共同的a抗原,故制备疫苗时各亚型间有 交叉保护作用。 PreS1和PreS2:有吸附于肝细胞受体的表位,其抗原性比 HBsAg更强,抗-PreS2及PreS1能通过阻断HBV与肝细 胞结合而起抗病毒作用。,生物学性状,衣壳 H
14、BcAg:HBcAg主要定位于感染细胞核内,不易从患者血清中检出。但HBcAg也可在肝细胞膜表面表达,是宿主CTL作用的主要 靶抗原。HBcAg抗原很强,能刺激机体产生抗HBc,但无中和作用。抗-HBc IgG在血中持续时间较长,为非保护性抗体;抗-HBc IgM的存在常提示HBV处于复制状态。 HBeAg:由PreC及C基因编码,整体转录及转译后加工成为e抗原(如仅由C基因转录、转译则为HBcAg)。HBeAg游离存在于血中,可作为HBV复制及具有强感染性的一个指标。HBeAg可刺激机体产生抗-Hbe,抗-Hbe能与受染肝细胞表面的HBeAg结合,通过补体介导的细胞毒作用破坏受染的肝细胞,故
15、对HBV感染有一定的保护作用,抗-Hbe的出现是预后良好的征象。,抗原组成,易感动物和细胞培养 黑猩猩对HBV易感,可用于进行HBV的致病机制研究和疫苗效价及安全性评价。 HBV尚不能在细胞培养中分离培养,目前采用的细胞培养系统是病毒DNA转染的细胞培养系统。将病毒DNA导入肝癌细胞株后,病毒可整合并复制,在细胞中表达HBsAg、HBcAg并分泌HBeAg,有些细胞株还可持续地产生Dane颗粒。这些细胞培养系统主要用于筛选抗HBV药物。用S基因转染一些细胞系,如中国地鼠卵巢细胞(CHO细胞),可以分泌HBsAg而不含病毒其他蛋白,已用于制备疫苗。,生物学性状,抵抗力 HBV对外界环境的抵抗力较
16、强,对低温、干燥、紫外线均有耐受性。不被70乙醇灭活,因此这一常用的消毒方法并不能用于HBV的消毒。高压灭菌法、100加热10min和环氧乙烷等均可灭活HBV,0.5%过氧乙酸、5次氯酸钠亦可用于消毒。 但应指出,HBV的感染性与HBsAg的抗原活性并非一致。如10010min或pH2.4处理6h均可使HBV失去感染性,但仍保持HBsAg的抗原活性。,生物学性状,传染源和传播途径 传染源 主要传染源是患者或无症状HBsAg携带者。HBsAg携带者因无症状,不易被察觉,其作为传染源的危害性比患者更甚。我国乙肝自然感染率高达50%-70%,其中10%为携带者。,致病性和免疫性,1.血液、血制品传播
17、:HBV在血流中大量存在,而人又对之极易感,故只需极少量污染血进入人体即可导致感染。输血、注射、外科或牙科手术、针刺、共用剃刀或牙刷、皮肤粘膜的微小损伤、性行为等均可传播。医院内污染的器械(如牙科、妇产科器械及内镜)亦可致医院内传播。唾液中曾被检出过HBVDNA,据认为来自血液,通过牙龈浆液而进入口腔,其含量仅为血清的百分之一至万分之一。尿液、鼻液、汗液和粪-口传播的可能性很小。 2.母婴传播:主要是围产期感染,即分娩经产道时,通过婴儿的微小伤口受母体的病毒感染。哺乳也是传播HBV的途径。有些婴儿在母体子宫内已被感染,表现为出生时已呈HBsAg阳性(约10%)。 3.性传播及密切接触传播,致病
18、性和免疫性,传播途径,致病机制 乙型肝炎的临床表现呈多样性,可表现为无症状病毒携带者、急性肝炎、慢性肝炎及重症肝炎等。 近年来的研究表明,HBV并不直接引起肝细胞损伤,机体的免疫病理反应可能是致肝细胞损伤的主要因素。,致病性和免疫性,HBV,病毒血症,肝脏,肝外器官,免疫复合物,细胞免疫,型超敏反应,清除病毒 肝细胞损伤,急性 慢性肝硬化 肝癌,肾小球肾炎 关节炎,乙型肝炎、肝腹水、肝硬化,1细胞免疫介导的免疫病理损伤 HBV在肝细胞内增殖可使其细胞膜表面存在HBsAg、HBeAg或HBcAg,特异性CTL细胞通过识别肝细胞膜上的HLA类分子和病毒抗原而与之结合,继而分泌穿孔素、淋巴毒素等直接
19、杀伤靶细胞,这是彻底清除HBV的最重要一环。其次,特异性T细胞产生和分泌多种细胞因子,其中一些细胞因子可活化NK细胞和单核巨噬细胞,从而扩大了细胞毒效应;第三是CTL诱导的肝细胞凋亡作用。,致病性和免疫性,免疫应答的强弱与临床症状的轻重及转归有密切关系:当病毒感染波及的肝细胞数量不多、免疫应答处于正常范围时,特异的CTL可摧毁病毒感染的细胞,释放至细胞外的HBV则可被抗体中和而清除,临床表现为急性肝炎,并可较快恢复痊愈。相反,若受染的肝细胞为数众多,过度的细胞免疫应答引起大量肝细胞死亡导致肝功能衰竭时,可表现为重症肝炎。当机体免疫功能低下,病毒在感染细胞内复制,受到CTL的部分杀伤作用,病毒仍
20、可不断释放,又无有效的抗体中和病毒时,病毒则持续存在并再感染其他肝细胞,造成慢性肝炎。慢性肝炎造成的肝病变又可促进成纤维细胞增生,引起肝硬化。,2免疫复合物引起的病理损伤 在部分乙型肝炎患者血循环中,常可检出HBsAg及抗-HBs的免疫复合物。这些免疫复合物可沉积于肾小球基底膜、关节滑液囊等,激活补体,导致型超敏反应,故患者可伴有肾小球肾炎、关节炎等肝外损害。若免疫复合物大量沉积于肝内,可使肝毛细管栓塞导致急性肝坏死,临床表现为重症肝炎。 3自身免疫所致的损伤 HBV感染肝细胞后,细胞膜上除有病毒特异性抗原外,还会引起肝细胞表面自身抗原发生改变,暴露出肝特异性脂蛋白抗原(liver speci
21、fic protein, LSP)。LSP可作为自身抗原诱导机体产生针对肝细胞的自身免疫反应,通过ADCC作用、CTL的杀伤作用或释放淋巴因子的直接或间接作用,损害肝细胞。自身免疫反应引起的慢性肝炎患者血清中,常可测及LSP抗体或抗核抗体、抗平滑肌抗体等自身抗体。,致病性和免疫性,4免疫耐受与慢性肝炎 幼龄感染HBV后,因免疫系统尚未发育成熟,可对病毒形成免疫耐受;成人HBV感染后,如果病毒的感染量大导致特异性T细胞被耗竭,机体也可形成对HBV的免疫耐受,临床上表现为无症状HBV携带者或慢性持续性肝炎。此外,HBV感染后,机体免疫应答能力低下也可造成免疫耐受。,致病性和免疫性,5病毒变异与免疫
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