如何研究乙肝病毒

　　剝開乙肝病毒

　　珊瑚

　　原載《生命世界》

　　如果你吃下一顆糖，它最終會在肝臟中分解、儲存。如果你吃下一片藥，它的三分毒性也會在肝臟中得到釋放。肝臟是人體新陳代謝的中心，也是最大的“化工廠”。它是人類維持生命活動必不可少的重要器官，也是我們健康的基礎。

　　2005年初，兩個新聞事件再次將人們的目光引向身體內這個最大的消化腺。第一個是1月份發布的，經過5年時間，我國第一支也是世界上第二支甲乙肝聯合疫苗終于研制成功，并將在3月底上市。第二個就是3月8日公布的最新醫學統計，我國乙肝病毒攜帶者已經達到1.3億人，健康報告上說部分攜帶乙肝病毒的育齡女子因為害怕將病毒傳給未來的寶寶甚至不敢懷孕。面對這樣一個敏感而又沉重的事實，到底“有多少健康的肝臟可以重來”？

　　乙肝是乙型病毒性肝炎，歷數現在已知的甲、乙、丙、丁、戊、己、庚七種病毒性肝炎的“罪狀”，除了上個世紀80年代猖狂一時的甲肝大爆發，乙肝終于以其持久的耐力、頑強的難愈性力拔頭籌，令公眾“談肝色變”。全世界目前大約有4億乙肝病毒攜帶者，但是事實上，僅中國就有超過45％，也就是將近7億人曾經感染乙肝病毒。他們中的絕大多數依靠自身的抵抗力成功的防御了病毒的入侵，而免疫系統出現問題的人們卻隨著病毒的各種狀態與各種“乙肝名詞”聯系到一起。乙肝，已經成為一個危害人類健康的全球性問題。

　　一切從病毒開始

　　乙肝病毒（HBV）是一種DNA病毒，就像毒蛇分泌的某種毒液只會針對特定的身體部位起作用一樣，乙肝病毒也只對肝臟“情有獨衷”，在生物學上它是嗜肝DNA病毒科（hepadnavividae）家族中的一員。這個家族中的病毒成員在哺乳動物和鳥類的身上也都有發現，它們的結構、基因序列和復制策略都非常相似，但是它們之間卻不會互相交叉。除了對具體的器官具有特異性，它們對寄主也同樣有“種族要求”，比如HBV就只對人和猩猩有易感性。

　　乙肝病毒（HBV）結構示意圖。

　　一個完整的乙肝病毒顆粒，也叫Dane顆粒，直徑只有42納米，大約是一個普通雞蛋的百萬分之一。乙肝病毒有外殼和核心兩個部分，也就是說除了絕大多數病毒都具有的美麗“衣殼”外，乙肝病毒還要再加上一件精密的“外套”。外殼就是這件所謂的“外套”，它厚7-8納米，由脂質雙層和蛋白質組成的囊膜。脂質雙層內含有S抗原、前S1和前S2抗原，它們一起又構成了外殼上大、中、小三種蛋白形式，統稱為乙肝表面抗原（HbsAg），也就是人們俗稱的澳抗。關于澳抗的由來還有一段故事，它最早是從澳大利亞土著人血清中分離出來的，當時以為是當地民族特有的一個遺傳標志，所以稱之為“澳大利亞抗原”。到后來才知道就是乙肝病毒表面抗原。所謂抗原其實就是會引起機體抵抗反應的元素，而與之相對的，機體中可以識別并抵抗抗原的元素就是抗體了。

　　剝去Dano顆粒的外殼，暴露出乙肝病毒的核心顆粒。核心顆粒直徑28納米，呈二十面體立體對稱，它的表面才是病毒真正的衣殼，由乙肝病毒的核心抗原(HBcAg)組成。游離態的核衣殼只能在肝細胞的細胞核內觀察到。通過強去垢劑或者酶處理的方法，還可以暴露出HBV的另一個主要的抗原e抗原，它的本質還不是十分清楚，但多數人認為是核心的斷片。

　　Dano顆粒的中心部位就是環狀并且有缺口的DNA雙鏈，和依附在上面的DNA聚合酶。乙肝病毒的基因組最引人注目的一個特征就是它非常小，其DNA分子大約含有約3200個核苷酸，比已知的最大的病毒基因組小幾百倍，和人類擁有的基因組相比較，僅僅是百萬分之一。而且乙肝病毒DNA的兩鏈長短不一，長鏈完整，長度恒定，為負鏈。短鏈是正鏈，長度可變，大概是長鏈的50％~80%。表面抗原和核心抗原都是由Dane顆粒的DNA編碼而來。

　　電子顯微鏡下可以觀察到乙肝病毒3種不同的形態：大球形顆粒，小球形顆粒和管形顆粒。

　　現實中，在電子顯微鏡下可以觀察到乙肝病毒3種不同的形態：大球形顆粒、小球形顆粒和管形顆粒。大球形顆粒就是Dano顆粒。小形球顆粒，直徑大約22納米，是乙肝病毒感染后血液中最多見的一種。它由表面抗原組成，并不含有乙肝病毒的DNA以及DNA聚合酶。管形顆粒，直徑也約為22納米，長度在50~70納米之間。實際上是由幾個小球形顆粒聚合在一起而成，但同樣具有HBsAg的抗原性。不管是小球還是管形顆粒都不是完整的乙肝病毒顆粒，它們是乙肝病毒在感染肝細胞時合成過剩的囊膜，游離在人體的血循環中。

　　DNA的競爭

　　不同于一個真正的生物體，病毒并不通過生長和分裂等方式繁殖自身，而是像我們鑄造機器零件一樣，按照一定的模具拷貝出來的。病毒DNA中包含有一些程序，指導病毒的遺傳物質和其它一些結構蛋白組分增殖。另外，病毒DNA中還包含有一些信息，使得單一組分能夠在細胞因子的幫助下，自發組裝成新的病毒顆粒。

　　在醫學上，病毒的繁殖被稱之為“復制”，在復制的過程中，有兩個很重要的因素：一個是催化劑，另一個是模板。沒有這兩個因素，乙肝病毒就不能復制。乙肝病毒復制的“催化劑”就是乙肝病毒DNA 聚合酶。沒有這種聚合酶的作用，乙肝病毒的復制就會停止。

　　乙肝病毒的基因組（DNA ）是由兩條螺旋的DNA 鏈圍成的一個環形結構。其中一條較長負鏈已經形成完整的環狀；另一條長度較短的正鏈，呈半環狀。在感染肝細胞之后，這條半環狀的DNA 鏈就會以負鏈為模板，在催化劑——乙肝病毒DNA 聚合酶的作用下延長，最終形成完整的環狀。這時的乙肝病毒基因組就形成了一個完全環狀的雙股DNA.我們把這種DNA 稱做共價閉合環狀DNA （即cccDNA），可以把它看作是病毒復制的原始模板。模板形成后，病毒基因會以其中的一條cccDNA為模板，利用肝細胞基因中的酶和DNA 聚合酶的“催化”，一段基因又一段基因地復制，形成負鏈和正鏈。最后再裝配到一起形成新的乙肝病毒DNA 顆粒。

　　乙肝病毒復制效果圖

　　這種cccDNA是乙肝病毒復制中重要的中間產物，一旦它在肝細胞核內形成，就具有了高度的穩定性，可長期存在于肝細胞內，不但起著剛才所說的" 模板" 作用，而且還像深深扎根在泥土里的野草一樣很難完全清除。不論用什么抗病毒藥物，不論細胞內的DNA 受到多大的抑制，也不論用藥的時間有多久，都很難清除這種cccDNA. 只要肝細胞內有很少量的cccDNA，當停藥后，核內的cccDNA又可以再次成為病毒復制的“模型”，繼續復制乙肝病毒的DNA，這也是乙肝很難根治的原因。

　　現實生活中，大部分人熟悉的“乙肝兩對半”檢測的其實并非乙肝病毒的傳染物質和致病物（換句話說，不是活的乙肝病毒），所以檢查“乙肝兩對半”只能反映一個人是否感染過乙肝，卻不能直接深入地揭示乙肝病毒在人體內的復制和致病情況，也就不能更好地指導臨床用藥和制訂治療方案。為了尋找到一個正確合理的病毒量化指標，專家們經過多年研究，找到了一個有效的辦法——乙肝病毒DNA定量試驗。這種試驗可以反映患者血中活的病毒量，有助于了解乙肝病毒在患者體內的消長。乙肝病毒DNA是含有遺傳信息的物質，它是復制子代乙肝病毒的基礎。因此，了解了乙肝病毒DNA在患者體內的消長情況，就間接地弄清了乙肝病毒的復制情況。

　　小知識：乙肝兩對半

　　通過檢測乙肝病毒的抗體可以簡單的判斷感是否染了乙肝病毒，所以檢測澳抗是一項重要的臨床診斷指標。但僅僅檢測一種抗體還無發完全判斷出乙肝病毒目前的狀態，最好的辦法就是將和乙肝相關的抗原和抗體全部檢測出來，這就是：乙肝表面抗原(HBsAg)、e抗原(HBeAg)和核心抗原(HBcAg)，以及三種抗原誘生的相應的抗體，分別是表面抗體(抗—HBs)、e抗體(抗—HBe)和核心抗體(抗—HBc)。由于技術的原因，一般實驗室無法檢驗核心抗原，所以三對抗原抗體少了一項，因此醫院驗乙肝病毒標志是查“乙肝五項”，俗稱兩對半。

　　通常所說的“大三陽”是指乙肝表面抗原、e抗原、核心抗體三項陽性；而“小三陽”指的是是表面抗原、e抗體、核心抗體陽性。各抗原抗體在臨床上還有其不同的指示意義：表面抗原（HBsAg）表示體內是否存在乙肝病毒；表面抗體（抗-HBs）表示體內是否有保護性，可以抵抗病毒入侵；е抗原（HBeAg）表示病毒是否復制及具有傳染性；е抗體（抗-HBe）則表示病毒復制是否受到抑制；而核心抗體（抗-HBc）主要表示是否感染過乙肝病毒。

　　其實乙肝病毒本身并不致病，它對肝細胞損傷主要是由機體的免疫系統清除反應引起的。乙肝病毒感染機體后，侵入到肝細胞內，致使肝細胞的某些結構發生變化。激發機體對自身的肝細胞產生免疫反應，便會引起會細胞損傷。在嚴重的肝損害病例中，機體免疫系統甚至將沒有被HBV侵犯的肝細胞也一同殺死，這也說明自身免疫反應在乙肝炎的發病機制中有重要意義。免疫功能正常者，機體對感染HBV的肝細胞發生一系列的免疫反應，隨著病毒被逐步消除，逐漸痊愈。這正是我國有45%以上的人曾經感染過乙肝病毒，但最終大部分人體內已經沒有乙肝病毒殘留的原因。

　　盡管在過去的數百萬年里，人類在進化過程中逐漸從病毒那里獲取了上百種的基因，但是當一個新的病毒入侵機體的時候，正常工作的強大的免疫系統還是不能容忍病毒DNA對細胞資源的侵占，會毫不猶豫的努力清洗“入侵者”。

　　在病毒中尚未結束

　　病毒復制快變異快，和身體細胞關系密切，甚至有可能跟細胞的DNA結合在一起，終生相伴，普通針對病毒的藥物很難不傷害到細胞，這些都是治療病毒時面臨的很大的困難。直到現在，國內外還沒有根治乙肝的有效方法。

　　一旦自身免疫系統無法阻擊病毒的入侵，那么把握住病毒的規律，抗病毒治療仍然有章可循，從病毒的特點入手禁止病毒入內，卡住病毒的復制，阻止病毒蛋白質的產生，遏制病毒的逃逸途徑，以及避免病毒的抗藥性等方面許多科學研究都在展開。

　　目前國際公認比較好的、臨床應用最成功和最廣泛的是干擾素治療和核苷類似物的拉米夫定療法，但有這兩種療法有嚴格的適用狀況，而且用藥時間長、完全治愈的可能性很低，只能有一部分人達到大三陽轉小三陽、DNA轉陰這樣的清除血內病毒的作用，而且有一定副作用。拉米夫定可能導致病毒變異，從而使拉米夫定失效。這兩種藥停藥不慎的話可能有激烈的病情反彈。所以科學家們正在積極的尋求它們的姊妹藥物，一些已經進入三期臨床試驗。2004年10月29日至11月2日在波士頓召開的國際肝臟病學年會以較多的篇幅對病毒性肝炎抗病毒治療進行了報道，一改過去對肝炎治療較為沉悶的局面，抗病毒治療的涉及面廣，雜色紛呈。由于目前抗HBV的藥物療效有限，很多學者都認為今后的發展方向為聯合治療，這也是今后研究的重點。

　　針對治療性乙肝疫苗的研制，我國復旦大學聞玉梅院士領導的研究組，重慶佳辰公司以及浙江大學三支隊伍都做了大量的工作。目前也已經進入臨床驗證階段。

　　除了治療性工作的開展，預防其實對于整個社會和個人來說或許更應該收到重視，畢竟建立在健康基礎上的防患于未然才是目前針對乙肝最行之有效的辦法。我國普遍接種的預防性疫苗對乙肝病毒有非常好的預防效果。健康人在接種疫苗后，體內絕大多數會產生出乙肝病毒的保護性抗體，就不會再感染乙型肝炎。乙肝病毒攜帶者所生的嬰兒，只要在出生第一天注射乙肝疫苗，以后再逐步進行鞏固性接種，一般可以杜絕乙肝病毒的感染。所以預防性乙肝疫苗已經成為新生嬰兒的常規性疫苗。我國最新研制出來的甲乙肝聯苗，通過臨床驗證，不僅可以有效提高免疫應答，具有同時注射單支甲肝疫苗、乙肝疫苗同樣的效果，而且有助于減少射次數和漏種率。此前，只有美國成功將甲、乙肝疫苗聯合接種使用。它的使用將進一步有利于甲乙肝防治工作的開展。

　　在過去的30年中，對肝炎病毒的發現和研究，以及血液篩查和疫苗的使用，使科學家堅信病毒性肝炎將很快被人類所控制，它將永遠不會象過去的幾千年那樣對人類造成威協。