Введение

Семейство вирусов Hepadnaviridae — это семейство вирусов. Человек, обезьяны и птицы являются естественными хозяевами для этих вирусов. В настоящее время в это семейство входит 18 видов, разделенных на 5 родов. Наиболее известным представителем является вирус гепатита B. Заболевания, связанные с этим семейством, включают: инфекции печени, такие как гепатит, гепатоцеллюлярные карциномы (при хронических инфекциях) и цирроз. Это единственное признанное семейство в отряде Blubervirales.

История и открытие

Хотя заболевания печени, передающиеся среди людей, были известны с ранних этапов развития медицины, первым гепатитом с установленной вирусной природой стал гепатит А, относящийся к семейству пикорнавирусов. Вирус гепатита В (ВГВ) был идентифицирован как инфекция, отличная от гепатита А, благодаря обнаружению его загрязнения в вакцине против желтой лихорадки. Вакцина содержала человеческую сыворотку в качестве стабилизатора, которая оказалась инфицированной ВГВ. ВГВ был идентифицирован как новый ДНК-вирус в 1960-х годах, а спустя два десятилетия было открыто гепатита С, вызываемого флавивирусом. ВГВ впервые был обнаружен в лаборатории как "австралийский антиген" Блумбергом и его коллегами в крови аборигена, получавшего переливание крови. Эта работа принесла Блумбергу Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1976 году.

Геном

Гепаднавирусы имеют очень маленькие геномы частично двухцепочечной, частично одноцепочечной кольцевой ДНК (pdsDNA). Геном состоит из двух нитей: более длинной нити с отрицательной полярностью и более короткой нити с положительной полярностью переменной длины. В вирионе эти нити расположены таким образом, что два конца длинной нити сходятся, но не связаны ковалентной связью. Более короткая нить перекрывает это место соединения и соединяется с длинной нитью с обеих сторон от него посредством прямого повтора (DR), который обеспечивает спаривание двух нитей. В процессе репликации вирусная pdsDNA в ядре клетки-хозяина превращается в ковалентно замкнутую кольцевую ДНК (cccDNA) под действием вирусной полимеразы. Репликация происходит через РНК-промежуточный продукт, как и у вирусов, относящихся к VII группе классификации Балтимора. Кодируются четыре основных открытых рамки считывания (ORF), и вирус содержит четыре известных гена, кодирующих семь белков: белок капсида, вирусную полимеразу, поверхностные антигены – preS1, preS2 и S, белок X и HBeAg. Белок X считается небелковым. Его функция и значение изучены недостаточно, но предполагается, что он участвует в модуляции экспрессии генов хозяина.

Вирусная полимераза

Члены семейства Hepadnaviridae кодируют собственную полимеразу, в отличие от некоторых других вирусов, использующих механизмы хозяина. Этот фермент уникален среди вирусных полимераз тем, что обладает активностью обратной транскриптазы для преобразования РНК в ДНК с целью репликации генома (единственное другое семейство человекопатогенных вирусов, кодирующее полимеразу с такой способностью, – это Retroviridae), РНКазной активностью (используемой при синтезе ДНК-генома из pgRNA, упакованной в вирионы для репликации, для разрушения РНК-матрицы и образования генома pdsDNA), и ДНК-зависимой ДНК-полимеразной активностью (используемой для создания cccDNA из pdsDNA на первом этапе цикла репликации).

Белок оболочки

Белки гепатита состоят из субъединиц, кодируемых вирусными генами preS1, preS2 и S. Белок оболочки L (от "large" – большой) содержит все три субъединицы. Белок M (от "medium" – средний) содержит только preS2 и S. Белок S (от "small" – малый) содержит только S. Участки генома, кодирующие эти субъединицы белков оболочки, используют одну и ту же рамку считывания и один и тот же стоп-кодон, что приводит к образованию вложенных транскриптов в пределах одной открытой рамки считывания. Pre-S1 кодируется первым (ближе всего к 5'-концу), за которым непосредственно следуют pre-S2 и S. При транскрипции, начинающейся с начала области pre-S1, все три гена включаются в транскрипт и образуется белок L. Если транскрипция начинается после pre-S1, в начале pre-S2, конечный белок содержит только субъединицы pre-S2 и S и, следовательно, является белком M. Наибольшее количество образуется самого маленького белка оболочки, содержащего только субъединицу S, поскольку он кодируется ближе всего к 3'-концу и образуется из самого короткого транскрипта. Эти белки оболочки могут собираться независимо от вирусного капсида и генома в неинфекционные вирусные частицы, придающие вирусу плеоморфную форму и стимулирующие сильный иммунный ответ у хозяина.

Структура

Вирусы семейства Hepadnaviridae имеют оболочку, сферическую форму и симметрию T=4. Их диаметр составляет около 42 нм. Геномы имеют кольцевую структуру и длину около 3,2 кб. Геном кодирует 7 белков. Птицы, вероятно, являются изначальными хозяевами вирусов Hepadnaviridae, а млекопитающие заражаются после перехода вируса от птиц (см. переход хозяина). Эндогенные геномы вируса гепатита B были обнаружены в геномах крокодилов, змей и черепах, что указывает на то, что эти вирусы инфицируют позвоночных на протяжении длительного времени. Гепаднавирусы также были описаны у рыб и земноводных.

Наккоднавириды

Из рыб выделено предлагаемое семейство вирусов – Nackednaviridae. Это семейство имеет схожую геномную организацию с семейством Hepadnaviridae. Предполагается, что эти два семейства отделились друг от друга более [укажите временной промежуток из оригинала], что свидетельствует о древнем происхождении семейства Hepadnaviridae.

Клеточный тропизм

Гепаднавирусы, как следует из их названия "хепа", инфицируют клетки печени и вызывают гепатит. Это верно не только для человеческого патогена – вируса гепатита B, но и для гепаднавирусов, инфицирующих другие организмы. Стадия "адгезии" в динамической фазе – в ходе которой внешний вирусный белок стабильно взаимодействует с белком клетки-хозяина – определяет тропизм к клеткам. В случае HBV рецептором клетки-хозяина является человеческий рецептор натриевого таурохолата (NTCP), посредник всасывания желчных кислот, а вирусным антирецептором – распространенный поверхностный антиген HB AgS.