Hepatitis B-virus

Hepatitis B is een infectieziekte bij mensen die wordt gekenmerkt door selectieve leverbeschadiging door een virus. Deze vorm van hepatitis is wat betreft de gevolgen de gevaarlijkste van alle bekende vormen van virale hepatitis. De verwekker is het hepatitis B-virus (HBV).

Het hepatitis B-virusantigeen werd voor het eerst ontdekt door B. Blumberg in 1964 in het bloedserum van een Australische aboriginal. De ziekteverwekker zelf werd in 1970 ontdekt door D. Dane (et al.) en werd Dane-deeltjes genoemd, omdat er geen volledige zekerheid bestond dat het daadwerkelijk een virus was en niet de componenten ervan. Vervolgens verdwenen alle twijfels toen genomisch DNA en viraal DNA-afhankelijk DNA-polymerase werden ontdekt in de samenstelling van Dane-deeltjes. Het virion bevat drie hoofdantigenen, waarvoor in 1974 de volgende benamingen werden geïntroduceerd:

• HBsAg - oppervlakkig, oplosbaar of Australisch antigeen.
• HBcAg - kernantigeen (cor-antigeen).
• HBeAg is een e-antigeen dat zich in de kern van het virion bevindt en, in tegenstelling tot HBcAg, niet alleen in het virion aanwezig is, maar ook in vrije vorm of als complex met het anti-HBeAg-antilichaam in het bloed circuleert. Het wordt door hepatocyten in het bloed afgegeven tijdens actieve HBV-replicatie.

Het oppervlakteantigeen HBsAg bestaat in drie morfologisch verschillende varianten: 1) is een supercapside van het gehele virion; 2) wordt in grote hoeveelheden aangetroffen in de vorm van bolvormige deeltjes met een diameter van 20 nm; 3) in de vorm van 230 nm lange draden. Ze zijn chemisch identiek. HBsAg bevat één gemeenschappelijk antigeen, a, en twee paren elkaar uitsluitende typespecifieke determinanten: d/y en w/r. Daarom zijn er vier hoofdsubtypen van HBsAg (en dus ook van HBV): adw, adr, ayw en ayr. Antigeen a zorgt voor de vorming van algemene kruisimmuniteit tegen alle subtypen van het virus.

Het virion zelf, het Dane-deeltje, is bolvormig en heeft een diameter van 42 nm. De supercapside van het virion bestaat uit drie eiwitten: het belangrijkste (basis), het grote en het middelgrote. Het genoom is ingesloten in de capside en wordt vertegenwoordigd door dubbelstrengs circulair DNA met een molecuulgewicht van 1,6 MD. Het DNA bestaat uit ongeveer 3200 nucleotiden, maar de "plus"-streng is 20-50% korter dan de "min"-streng. Het virusspecifieke eiwit is covalent gebonden aan het 5'-uiteinde van de lange streng. De 5'-uiteinden van beide strengen zijn complementair en vormen "sticky" sequenties van 300 nucleotiden lang, waardoor de strengen zich sluiten tot een ring. Het G+C-gehalte in het virion-DNA is 48-49 mol%. In de kern van het virion bevindt zich, naast genomisch DNA, viraal DNA-afhankelijk DNA-polymerase. De minusstreng van HBV-DNA bevat slechts vier genen (S, C, P en X), maar ze zijn zeer compact georganiseerd. De genen S, C, P en X overlappen elkaar aanzienlijk en controleren de synthese van de volgende producten. Het S-gen codeert voor de synthese van het belangrijkste envelop-eiwit en bevat alle informatie over het oppervlakte-antigeen HBsAg. Daarnaast codeert het voor de synthese van de middelste en grote envelop-eiwitten. De eiwitten bevatten een gemeenschappelijk COOH-uiteinde, maar hun translatie begint met drie verschillende initiatorcodons. Het C-gen codeert voor de synthese van de capside-eiwitten (HBcAg en HBeAg); hoewel deze eiwitten door één enkel gen worden gecodeerd, zijn hun translatieroutes verschillend. Het P-gen is het grootste. Het omvat een deel van alle drie de andere genen en codeert voor enzymen die nodig zijn voor virale replicatie. Het codeert met name voor reverse transcriptase, het RNase H-enzymdomein en het 5'-terminale eiwit van de minusstreng. Gen X codeert voor eiwitten die de expressie van alle virale genen reguleren, in het bijzonder een 17 kD-eiwit dat een transactivator is van gentranscriptie.

De eiwitten die het oppervlakteantigeen vormen, bestaan in geglycosyleerde (gp) en niet-geglycosyleerde vormen. Geglycosyleerde vormen zijn gp27, gp33, gp36 en gp42 (de getallen geven het molgewicht in kDa aan). Het HBV-supercapside bestaat uit het belangrijkste, of kern, S-eiwit (92%); het middelste, M-eiwit (4%), en het grote, of lange, L-eiwit (1%).

• Het belangrijkste eiwit, p24/gp27, of kerneiwit (proteïne S), is het belangrijkste onderdeel van de HBV-envelop. Bij afwezigheid van andere envelopeiwitten polymeriseert het tot bolvormige deeltjes met een diameter van 20 nm, bestaande uit 100 polypeptidemoleculen.
• Het grote eiwit, p39/gp42, of lange eiwit (proteïne L), is aanwezig in alle drie vormen van HBsAg. Het speelt een belangrijke rol bij de morfogenese van virionen en bij hun vertrek uit de cel. Het L-eiwit bevat de sequentie van proteïne M, die aan de N-terminus wordt aangevuld met sequenties van 108 (ayw) of 119 (adw, adr, ayr) aminozuren, gecodeerd door het npe-Sl-gebied van het S-gen.
• Het middelste eiwit, gp33/gp36, oftewel het M-eiwit, is ook aanwezig in alle drie de morfologische vormen van HBsAg. Het M-eiwit bevat aan de N-terminus een regio van 55 aminozuren, gecodeerd door de pre-52-regio van het S-gen. Aangenomen wordt dat deze regio een belangrijke rol speelt bij de herkenning van levercellen van een beperkt aantal gastheren (mensen, apen en chimpansees) door het hepatitis B-virus. De eiwitsequenties die worden gecodeerd door de npe-S-regio's van het S-gen zijn zeer immunogeen en hun determinanten bevinden zich op het virionoppervlak. Daarom spelen antilichamen tegen deze antigenen een belangrijke rol bij de vorming van immuniteit tegen hepatitis B.

De synthese van virale eiwitten wordt strikt gecontroleerd op het niveau van transcriptie en translatie. Tijdens de transcriptie van het virale genoom worden twee soorten mRNA gesynthetiseerd:

• de kleinere - 2100 nucleotiden - codeert voor de hoofd- en middelste eiwitten van het membraan;
• groot - 3500 nucleotiden, dat wil zeggen langer dan het genomische DNA zelf; het bevat terminale herhalingen van 100 nucleotiden lang.

Dit type mRNA codeert voor het capside-eiwit en de producten van het P-gen. Het is tevens een matrix voor de replicatie van viraal DNA. Het genoom bevat enhancers (transcriptieversterkers) – regulerende elementen die de expressie van alle virale genen activeren en voornamelijk in levercellen werken. Met name het S-gen komt alleen in levercellen en onder invloed van steroïde hormonen zeer sterk tot expressie. Deze omstandigheid verklaart waarom chronische hepatitis B en leverkanker (hepatoom) vaker bij mannen worden waargenomen dan bij vrouwen, bij wie de steroïde hormoonspiegels lager zijn.

Andere regulerende elementen van het hepatitis B-virus moduleren (controleren) de synthese van individuele eiwitten. Zo wordt het grote eiwit slechts in kleine hoeveelheden aangemaakt. Het grootste deel bevindt zich op het oppervlak van infectieuze virionen. Maar het hoofdeiwit en, in mindere mate, het middelste eiwit worden in enorme hoeveelheden aangemaakt en verlaten de cellen als onderdeel van oppervlakte-antigeendeeltjes, die vele malen talrijker zijn in het bloedserum dan volwassen virionen. Het aantal oppervlakte-antigeendeeltjes kan 1011-1013 per 1 ml bloed bedragen (enkele honderden μg).

Het hepatitis B-virus is geïsoleerd in een nieuwe virusfamilie: Hepadnaviridae, geslacht Orthohepadnavirus. Vergelijkbare hepadnavirussen zijn aangetroffen bij diverse dieren (grondeekhoorns, marmotten, chipmunks, pekingeenden).

Hepadnavirussen planten zich op een ietwat ongebruikelijke manier voort. De replicatie van genomisch DNA vindt met name plaats via een intermediaire verbinding - RNA, oftewel via het mechanisme van omgekeerde transcriptie.

Levenscyclus van het hepatitis B-virus.

• Adsorptie op de cel.
• Penetratie in de cel via het mechanisme van receptor-gemedieerde endocytose (coated pit -> coated vesikel -> lysosoom -> vrijgave van de nucleocapside en penetratie van het virale genoom in de hepatocytkern).
• Intracellulaire voortplanting.

Tijdens de penetratie in de cel wordt de korte ("plus") DNA-keten verlengd (voltooid). In de celkern synthetiseert de cellulaire DNA-afhankelijke RNA-polymerase RNA van 3500 nucleotiden (pregenoom) en mRNA, die kleiner zijn, voor de synthese van virale eiwitten. Vervolgens worden het pregenoom en het virale DNA-polymerase verpakt in een nieuw gesynthetiseerde capside, die naar het cytoplasma wordt getransporteerd. Hier vindt reverse transcriptie van het pregenoom plaats. Een nieuwe "min" DNA-streng wordt hierop gesynthetiseerd. Nadat de synthese van de "min" DNA-streng is voltooid, wordt het pregenomische RNA vernietigd. Virion DNA-polymerase synthetiseert een "plus" streng op de "min" streng. Het virale DNA, nu dubbelstrengs, kan vrij lang in de cel aanwezig blijven en terugkeren naar de celkern voor de volgende replicatiecyclus. Als het nieuwe virusdeeltje zich niet verder vermenigvuldigt, wordt het gevormde nucleocapside, dat door het celmembraan heen is gegaan, bedekt door een supercapside, klontert af van de cel en stopt de verlenging van de korte "plus"-DNA-keten onmiddellijk. Daarom varieert de lengte van deze draad. Bij een typische acute vorm van hepatitis B verschijnen de volgende serologische markers achtereenvolgens in het bloed: HBsAg, HBeAg en antilichamen (IgM, IgG): anti-HBcAg, anti-HBeAg en anti-HBsAg.

Het hepatitis B-virus bevat geen oncogen, maar het is wel vastgesteld dat viraal DNA, wanneer het in een celchromosoom terechtkomt (in verschillende delen daarvan), verschillende genetische herstructureringen kan veroorzaken - deleties, translocaties, amplificaties, die de ontwikkeling van leverkanker kunnen veroorzaken - een van de ernstigste gevolgen van virale hepatitis B.

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

Resistentie tegen het hepatitis B-virus

Het hepatitis B-virus is zeer resistent. Het blijft 3 maanden levensvatbaar bij kamertemperatuur en enkele jaren in bevroren toestand. Het virus wordt volledig geïnactiveerd door autoclaveren (120 °C), 30 minuten koken, droge verhitting bij 180 °C gedurende 60 minuten en bij 60 °C gedurende 10 uur. Het is resistent in een zure omgeving, maar wordt vernietigd in een alkalische omgeving. Het virus sterft af bij behandeling met H₂O₂, chlooramine, formaline, fenol en UV-bestraling.

Pathogenese en symptomen van hepatitis B

Het virus wordt via de hematogene route rechtstreeks naar de lever getransporteerd. Auto-immuun humorale en cellulaire reacties spelen een belangrijke rol in de pathogenese van hepatitis. Aangenomen wordt dat de schade aan hepatocyten niet zozeer verband houdt met de directe werking van het virus zelf, maar met de immunologische reacties van de gastheer, die ontstaan door de modificatie van het celmembraan door virale eiwitten, die de vorming van auto-antilichamen tegen levercellen induceren. Daarom kan het ontwikkelen van chronische hepatitis en levercirrose worden beschouwd als een auto-immuunziekte.

Cellulaire auto-immuunreacties op virale eiwitten in het hepatocytmembraan worden gemedieerd door T-cytotoxische lymfocyten en andere leverkillercellen. Daarom kan acute leverdystrofie worden beschouwd als een afstotingsreactie van een soort heterotransplantaat.

De incubatietijd duurt 45 tot 180 dagen, gemiddeld 60-90 dagen. Het klinische beloop van hepatitis B wordt gekenmerkt door een grote diversiteit; de ziekte kan zich als volgt ontwikkelen: in een latente vorm, alleen aantoonbaar in het laboratorium, in een typische icterische vorm en in een kwaadaardige vorm, eindigend in de dood. De duur van het pre-icterische stadium varieert van één dag tot enkele weken. De icterische periode is doorgaans lang en wordt gekenmerkt door duidelijke symptomen (geelzucht, hyperbilirubinemie, verkleuring van de urine, geelverkleuring van de sclera). De langdurige vorm wordt waargenomen bij 15-20% van de patiënten en 90% van hen ontwikkelt chronische hepatitis B. Patiënten met een langdurige vorm hebben vaak auto-immuunprocessen, gepaard gaande met een verhoogd gehalte aan antihepatische antilichamen, die worden opgespoord met behulp van immunosorbent assay (IFM). Bij kinderen verloopt hepatitis B in een mildere vorm, vaak zonder dat er geelzucht ontstaat. Bij jongere kinderen verloopt de ziekte meestal asymptomatisch.

Postinfectieuze immuniteit (humoraal en cellulair) is langdurig en wordt veroorzaakt door virusneutraliserende antilichamen (anti-HBsAg) bij afwezigheid van oppervlakte-antigeen in het bloed. Latente immunisatie wordt vaak waargenomen als gevolg van herhaald contact met HBV, wat de reden is voor de wijdverspreide immuniteit tegen het virus onder de bevolking. Meestal herstellen patiënten met acute hepatitis B volledig doordat antilichamen zich ophopen. In sommige gevallen worden er echter geen antilichamen geproduceerd, ondanks de hoge concentratie viraal antigeen in het bloed (de reden waarom parenterale infectie het vaakst voorkomt). Het virus blijft in de lever aanwezig en iemand wordt langdurig, soms levenslang, chronisch drager. Deze omstandigheid gaat uiteraard gepaard met een zwakke immuunrespons. Een van de meest voorkomende gevolgen van chronische hepatitis B is levercirrose en leverkanker, die zich ontwikkelen na een latente periode van 30-50 jaar.

Epidemiologie van hepatitis B

De bron van infectie met het hepatitis B-virus is uitsluitend de mens. In tegenstelling tot eerdere ideeën dat infectie met het hepatitis B-virus uitsluitend parenteraal plaatsvindt, is inmiddels bewezen dat het in verschillende secreties en excreties voorkomt: in speeksel, neuskeelholte-afscheiding, ontlasting, traanvocht, sperma, menstruatiebloed, enz. Besmetting vindt dus niet alleen parenteraal plaats, maar ook seksueel en verticaal (van moeder op foetus). Besmetting met het hepatitis B-virus is dus in de praktijk op verschillende manieren mogelijk.

Hepatitis B heeft wereldwijd evenveel mensenlevens geëist als tijdens alle jaren van de Tweede Wereldoorlog. Volgens de WHO varieert het aantal HBV-dragers van 0,1 tot 20% van de bevolking van verschillende landen of regio's.

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

Diagnose van hepatitis B

De belangrijkste methode voor de diagnose van hepatitis B is momenteel de reverse passive hemagglutination assay (RPHA). Deze methode is bedoeld om het virus of het oppervlakte-antigeen ervan, HBsAg, te detecteren. Zoals reeds opgemerkt, bevat het bloed vele malen meer oppervlakte-antigeen dan het virus zelf (100-1000 keer). Voor de RPAHA-reactie worden erytrocyten gebruikt die gesensibiliseerd zijn met antilichamen tegen het hepatitis B-virus. Als het antigeen in het bloed aanwezig is, vindt de hemagglutinatiereactie plaats. RPAHA is eenvoudig, gemakkelijk en zeer specifiek. Verschillende immunologische methoden (RSK, RPHA, IFM, RIM, enz.) worden gebruikt om antilichamen tegen het virale antigeen HBsAg te detecteren. Daarnaast worden PCR-varianten gebruikt om HBV en zijn antigenen te detecteren.

Om antilichamen tegen het virale antigeen (HBsAg) in het serum van de patiënt op te sporen, kunnen verschillende immunologische methoden worden gebruikt (CSC, RPGA, precipitatiereactie, IFM, RIM, enz.).

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

Specifieke profylaxe van hepatitis B

Gezien de hoge incidentie van hepatitis B en het feit dat er wereldwijd veel HBV-dragers zijn, beveelt de WHO aan dat hepatitis B-vaccinaties verplicht zijn en in het eerste levensjaar moeten worden toegediend. Er worden twee soorten vaccins voorgesteld. Voor de bereiding van één ervan wordt het plasma van virusdragers als grondstof gebruikt, omdat dit voldoende hoeveelheden virale antigeen bevat voor de bereiding van het vaccin. De belangrijkste voorwaarde voor de bereiding van dit type vaccin is de volledige veiligheid ervan, d.w.z. volledige inactivering van het virus, wat wordt gewaarborgd door de vaccinbereidingstechnologie. Voor de bereiding van een ander type vaccin worden genetische modificatiemethoden gebruikt, met name een recombinante kloon van gist die het oppervlakte-antigeen van het hepatitis B-virus produceert, wordt gebruikt om het antigeenmateriaal te verkrijgen.

Beide vaccins zijn zeer effectief (beschermen 95% van de gevaccineerden). De immuniteit na vaccinatie duurt minstens 5-6 jaar. Er zijn vaccins ontwikkeld voor volwassenen, pasgeborenen en jonge kinderen – wereldwijd de belangrijkste component in de strijd tegen hepatitis B. De volledige vaccinatiekuur bestaat uit drie injecties:

I dosis - direct na de geboorte; II dosis - na 1-2 maanden; III dosis - tot het einde van het eerste levensjaar.

Deze vaccinaties maken deel uit van het uitgebreide immunisatieprogramma van de WHO en worden gecombineerd met de implementatiekalender (conform de aanbevelingen van de WHO worden vaccinaties tegen tuberculose, polio, hepatitis B, mazelen, tetanus, difterie en kinkhoest toegediend in het eerste levensjaar).

Gammaglobuline dat antilichamen tegen HBV bevat, wordt gebruikt voor passieve immunoprofylaxe in noodsituaties bij personen die contact hebben gehad met een patiënt met hepatitis B.

Interferon en amixine (om de endogene synthese te induceren) worden gebruikt voor de behandeling van hepatitis B (acute en chronische vormen). Het nieuwe medicijn lamivudine (synthetische nucleoside) is effectief bij de behandeling van chronische hepatitis B.