ГЛАВА 28. ГЕПАДНАВИРУСЫ
В семейство гепаднавирусов (hepar + DNA — словообразование: печень, которая поражается этими вирусами, и ДНК — тип генетического материала вируса) входят достаточно изученные вирусы гепатита В человека (HBV),гепатита лесных сурков (WHV),земляных белок (GSHV),пекинских .уток (DHV).Позже были обнаружены и другие вирусы этой группы: вирус гепатита змей на острове Тайвань, дре
весной белки [Feitelson М.
et al., 1986], сурков северной Украины и Казахстана, серой крысы, полевок Apodetnus sylva- ticus,грызунов Micromys minutus,насекомоядных Croccidura Snaveeiansи Talpa 'europea [Krivanec К. et al., 1984]. Данные о вирусах гепатита насекомоядных получены пока при серологических анализах. Если учесть, что до сих пор изученные вирусы имеют узкий круг «хозяев», часто ограниченный одним видом, то в целом это семейство уже сейчас охватывает возбудителей заболеваний млекопитающих, птиц, пресмыкающихся. Мы еще раз нарушим общий стиль книги и начнем с истории открытия гепаднавируса человека ■— возбудителя гепатита В.История открытия и изучения вируса гепатита В человека началась в прошлом веке, когда была описана вспышка гепатита в Германии среди фабричных рабочих, получивших прививку против оспы гуманизированной, т. е. проведенной через организм человека, вакциной. Хотя эта вспышка не привлекла к себе особого внимания, но уже в то время стало ясно, что не следует использовать такую вакцину, поскольку были известны случаи передачи и других болезней, в частности сифилиса.
Возможность парентерального заражения гепатитом привлекла к себе внимание в 30-е и 40-е годы в связи с применением некоторых вакцин (против желтой лихорадки, москитной лихорадки), а также в связи с массовым лечением больных сифилисом, преимущественно армейских контингентов. Более подробно эти наблюдения уже описаны [Жданов В. M., 1948], поэтому мы ограничимся краткими сведениями.
Отме-. тим, что к этому времени стали складываться суждения о том, что инфекционный гепатит, выделенный еще в прошлом столетии С. П. Боткиным в самостоятельную нозологическую единицу, стал трактоваться как вирусная инфекция.Обширные вспышки гепатита В, который тогда еще не был выделен как самостоятельная нозологическая единица, наблюдались в связи с массовыми прививками против желтой лихорадки. Обстоятельный анализ, проведенный G. Findlay и F. McCallum (1937), позволил прийти к совершенно правильному выводу, что вирус был занесен в вакцинный препарат вместе с входящей в его состав человеческой сывороткой. Аналогичная вспышка гепатита была выявлена после иммунизаций против москитной лихорадки [Сергиев П. Г. и др., 1940]; в состав этой вакцины также входила человеческая сыворотка. К этому же времени стали накапливаться данные о заражении гепатитом лиц, получавших переливание крови или парентеральное введение препаратов крови. Таким образом, была несомненно установлена возможность заражения гепатитом при парентеральном введении человеческой
крови, плазмы, сыворотки и других ее препаратов, причем вероятными источниками инфекции являлись люди — латентные носители вируса. В этих наблюдениях обращал на себя внимание длительный инкубационный период. Если при обычном инфекционном гепатите, который, встречаясь в мирное время, особенно часто сопутствовал войнам, инкубационный период в среднем равнялся 3—4 нед, то в описанных случаях заражения кровью или ее дериватами инкубационный период чаще всего составлял 3 мес с колебаниями от 11∕2до 6 мес. Обращали на себя внимание более тяжелое течение болезни и некоторые отличия симптоматологии парентерально передаваемого гепатита от инфекционного гепатита.
Для понимания нозологической самостоятельности болезни большое значение имели наблюдения над заболеваемостью желтухой лиц преимущественно армейских контингентов в период Второй мировой войны (в основном в Англии и США), получавших многократные инъекции сальварсановых и других препаратов.
Заболевания развивались также через несколько месяцев после начала повторных инъекций. Обследование этих больных позволило исключить сифилитические поражения печени, а специально поставленные эксперименты показали,.что заражение происходит через ничтожные количества крови или лимфы, остающейся не только в иглах, но и в шприцах. Поэтому смена игл не. предотвращала заражение получавших парентеральное введение антилюэтических препаратов, если в шприц попадали даже ничтожные количества крови. Было примерно оценено, что введение даже 0,01 мл крови от предполагаемого носителя вируса достаточно для заражения. На основе этих наблюдений были разработаны правила тщательной стерилизации шприцев и игл, что позволило быстро приостановить инструментальное распространение гепатита.Поскольку наблюдения над гепатитом, передаваемым через препараты крови и инструменты, содержащие кровь, наводили на вывод, что речь идет о самостоятельной болезни, имеющей своего возбудителя, отличного от предполагаемого вируса инфекционного гепатита, были поставлены эксперименты на волонтерах с целью установить наличие или отсутствие перекрестного иммунитета. Некоторые из этих экспериментов дали не совсем четкие данные, но последующие неоднократно и тщательно поставленные опыты дали совершенно определенные результаты: обе болезни не вызывали перекрестного иммунитета и, следовательно, их возбудители различны.
Попытки воспроизвести парентерально передаваемый гепатит на лабораторных животных позволили в 70-е годы выявить, что лишь одно животное — шимпанзе — является вос
приимчивым к этой болезни. До самого последнего времени также не удавалось культивировать вирус как в тканевых, так и органных культурах.
Для изучения этиологии болезни важное значение имели исследования В. Blumberg и соавт. (1964, 1967). Изучая антигены, циркулирующие в крови, они обнаружили у аборигенов Австралии ранее неизвестный антиген, который в течение нескольких лет обозначался как австралийский антиген.
Однако вскоре было показано, что этот антиген широко распространен в разных странах, в различных этнических группах и частота его носительства колеблется в разных регионах от долей до десятков процентов у обследованного населения. «Австралийский антиген» имеет определенную морфологию и выявляется не только серологически, но и с помощью электронной микроскопии. Он представляет собой сферы диаметром 22 нм или нитеобразные структуры разной длины, но с тем же диаметром. Наряду с этим в препаратах крови больных и носителей антигена встречаются более крупные образования •— частицы [Dane D., 1970] диаметром 42 нм. Это и есть вирус данной формы гепатита. Морфологически он состоит из сердцевины (нуклеоида) в виде икосаэдра, внутри которого упакована ДНК. Наружная оболочка состоит из липидов и белковых молекул поверхностного антигена, который сокращенно обозначается как HBsAg.Антиген Blumberg («австралийский антиген») представляет собой плотно упакованные в липиды молекулы HBsAg.Основой этого антигена является детерминанта «а», обладающая протективными свойствами; дополнительные детерминанты «с?» и «у», «г» и «да». Последние в сочетаниях., adr, adw, ayr, aywобразуют серологические подтипы, распространенные в разных регионах Земли. В дальнейшем были установлены дополнительные антигенные варианты этого гликопротеида.В соответствии с рекомендациями ВОЗ (1973) введена номенклатура, по которой гепатит с фекально-оральным путем передачи, вызываемый пикорнавирусом, обозначается как гепатит А, и соответственно вирус как HAV,описываемая нами форма — как гепатит В и соответственно вирус HBV. Надо прямо сказать, что эти обозначения далеко не удачны, так как латинскими буквами обычно обозначают серологические варианты одного и того же вируса, здесь же речь идет об эволюционно далеких друг от друга энтеро- и гепаднави- русах. Кроме того, вскоре стало ясно, что гепатиты А и В не исчерпывают всех форм вирусных гепатитов, и пришлось ввести совсем уж уродливый термин «гепатит .ни А, ни В», а затем еще подразделить и эту неоднородную группу на гепатит с фекально-оральным и парентеральным механизмами передачи.
Прежде чем излагать соображения об эволюции гепадна- вирусов, целесообразно хотя бы вкратце напомнить, что гепатит В является проблемой мирового здравоохранения. Это нашло отражение в постоянном внимании к этой проблеме как национальных служб, так и ВОЗ.
В настоящее время гепатит В, включая носительство HBsAg,широко распространен во всем мире. По оценке ВОЗ, носителями HBsAgявляются более 200 млн человек [WHO,
1984] , причем носительство имеет длительный характер. Гепатит В часто (65—68% случаев) принимает хроническое течение — хронический активный гепатит, завершающийся, циррозом печени. До 80% случаев первичного рака печени вызываются вирусом гепатита В. Практически вся летальность и почти все случаи развития хронических заболеваний печени у больных острыми гепатитами связаны с гепатитом В.
Гепатит В неравномерно распространен в разных странах. Для Западной Европы, Северной Америки, некоторых районов Южной Америки и Австралии частота носительства HBsAgколеблется в пределах 0,05—0,2%, а наличие анти- HBsAg-антптел (свидетельствующее о степени поражаемое™ населения)—в пределах 4—6%. Для стран Восточной Европы, Японии, Среднего Востока и ряда стран Южной Америки частота носительства HBsAgколеблется в пределах 2—7%, а анти-ЯВя-антител— 20—55%. В Китае, Юго-Восточной Азии, тропической Африке и некоторых странах Южной Америки носительство HBsAgдостигает 8—20%, а anτn-HBs- антител — 70—25%. Здесь же следует подчеркнуть, что наряду с «кровяной» и «инструментальной» передачей инфекции существует естественный путь — тесный бытовой, а также половой контакт. Отражением частоты этого естественного пути передачи являются заболеваемость детей и неонатальная инфекция. В странах первой из названных групп дети болеют редко; во второй группе заболеваемость детей высока, но редка неонатальная инфекция; в третьей группе дети болеют очень часто, высока и частота неонатальной инфекции [WHO,
1985] .
Напомним также вкратце патогенез гепатита В. После заражения болезнь развивается в среднем через 3 мес, протекает тяжело (по сравнению с гепатитом А). Вирус и HBsAg обнаруживаются в последние недели инкубации и в течение 3 нед болезни. При применении более чувствительных методов диагностики срок носительства HBsAgудлиняется до 7—8 нед.
Вирусемия прекращается, сменяясь образованием антител против вирусных белков—сердцевинного HBcAg,его* деривата HBeAg.В остром периоде болезни выявляется активность вирусной полимеразы (о всех этих вирусспецифиче- ских белках см. ниже). При остром течении болезни такжепрекращается носительство HBsAg и появляются антитела против него. Однако часто болезнь принимает хроническое активное течение с развитием цирроза печени, а иногда и первичного рака печени. В случае острого течения болезни с выздоровлением может развиться хроническое, нередко пожизненное носительство HBsAg[см. Ананьев В. А., 1983; Жданов В. М. и др., 1986].
Помимо возможного сочетания гепатита В с другими бактериальными и вирусными инфекциями, включая гепатиты А и ни А, ни В, весьма распространенным спутником гепатита В являются дельта-инфекция или дельта-гепатит. Дельтаагент или, как его теперь правомочно называют дельта-вирус, — один из наиболее мелких вирусов. Его геном представляет собой однонитевую PHK с молекулярной массой около 0,5?106. PHK кодирует один белок. Вирионы имеют размер 32 нм, содержат РНК, заключенную в икосаэдрический капсид, состоящий -из белковых молекул дельта-вируса. Капсид окружен внешней оболочкой, состоит из липидов и HBsAg. Дельта-вирус дефектен и размножается в присутствии или при участии вируса гепатита В. Самостоятельно он не способен вызвать заболевание, но при одновременном заражении с вирусом гепатита В или при суперинфекции резко утяжеляет течение болезни и способствует более частому развитию тяжелых форм хронической инфекции. В Западной Европе и Северной Америке он является причиной 30—40% хронического гепатита среди носителей HBsAg,а в Южной Америке (Венесуэла, Колумбия) летальность от дельта-инфекции достигает 20%.
В США и некоторых других странах к группам повышенного риска заражения гепатитом относятся гомосексуалисты, лица, ведущие беспорядочную половую жизнь, а также наркоманы. Кроме того, в рекомендациях Центра контроля болезней США в такие группы выделяют медицинских работников, персонал и больных учреждений для умственно отсталых, больных, подвергавшихся гемодиализу, реципиентов определенных групп крови, некоторые этнические группы, заключенных в исправительных колониях, пребывающих в эндемических регионах.
В СССР гепатит В распространен неравномерно. На основании примерной оценки можно заключить, что во всей стране имеется до 2 млн носителей HBsAg.В Европейской части СССР, Сибири и на Дальнем Востоке носительство HBsAgне превышает 0,5%, в республиках Средней Азии, а также в Молдавии оно достигает 4—6% и даже 9%. Частота дельтаинфекции при хроническом активном гепатите В достигает 40—60%. Первичный рак печени встречается относительно редко. Хотя официальная статистика свидетельствует, что ге
патит В не превышает 10% от общего числа регистрируемых заболеваний, проведенные исследования позволяют оценить удельный вес его до 30% общего числа заболеваний вирусными гепатитами. Отметим для сравнения, что аналогичные оценочные данные по США составляют около 60%. В республиках Средней Азии довольно высока заболеваемость детей и весьма часто имеют место «естественные» заражения без «инструментальной» передачи и заражения препаратами крови. Вообще удельный вес последних в заражении гепатитом В невысок по стране в целом.
В экономически развитых странах основными методами профилактики гепатита В являются: обследование доноров на носительство HBsAgили, соответственно, собранных образцов крови, предупреждение «инструментальной» передачи и в первую очередь использование шприцев и игл одноразового пользования и др. В регионах с высокой эпидемичностью, а также в группах повышенного риска целесообразна профилактическая иммунизация. Соответствующие вакцины, приготовленные либо из плазмы крови носителей HBsAg,либо с использованием техники рекомбинантной ДНК, выпускаются в ряде стран, включая СССР.
Как уже упоминалось, вирионы гепаднавирусов имеют сферическую форму и диаметр 42 нм. Вирусная ДНК ассоциирована с вирионной полимеразой и белком. ДНК и белки заключены в капсид, образуя сердцевину вирионов. Сердцевина окружена двуслойной липидной оболочкой, в которую «вкраплены» HBsAgи белки pre-S-области (см. далее). Оболочка вирионов рыхлая и при взаимодействии с клеточной мембраной легко разрушается. В отличие от вирионов («частицы Дейна») надмолекулярные структуры («австралийский антиген») являются плотными образованиями, устойчивыми к внешним воздействиям: их удается разрушить лишь при обработке сильными детергентами и последующей обработке про- назой. Эти различия между HBsAgв вирионах и частицами размером 22 нм зависят от прочности .внутри- и межмолекулярных дисульфидных связей [Зайдес В. М. и др., 1985] и от отсутствия в составе указанных частиц белка pre-S-области, необходимого для адсорбции вируса на чувствительных клетках. Именно поэтому «период полураспада» частиц размером 22 нм большой и накапливающийся в крови HBsAgпрактически не разрушается. Число частиц размером 22 нм может превышать в IO5—IO6раз число вирусных частиц, достигая огромных концентраций (IO9—101ib 1 мл крови).
Геном гепаднавирусов представляет собой двунитевую циркулярную ДНК с молекулярной массой около 2?106(рис. 48). ДНК имеет размер: от 3021 (вирус гепатита уток) до 3320∙ (вирус гепатита лесных сурков), 3311 (вирус гепатита земля-
Рис. 48. Структура генома вируса гепатита 5.
них белок), 3188 (вирус гепатита человека) [Kodama К. et al., 1985] пар нуклеотидов. Структура генома всех перечисленных вирусов примерно одинакова (рис. 49). Двунитевая ДНК генома неполная: легкая нить отсутствует на ,протяжении 15— 45% генома. В двунитевой части генома к 5'-концу полной ■нити ковалентно присоединен белок, как и у полиовирусов, SV 40 или аденовирусов [Gerlich W., Robinson W., 1980; Yama- shida Т. et al., 1984]. При фенольной экстракции ДНК гепад- навирусов неинфекционна, но, клонированная