cấu trúc sinh học phân tử của hbv, ý nghĩa lâm sàng

• Đặc điểm DNA của HBV là ở chổ không phải xoắn 2 vòng như các DNA của các virus khác mà chỉ xoắn một đoạn cuối và xếp thành hình tròn • DNA của HBV không sao chép thẳng thành một DNA củ

CẤU TRÚC SINH HỌC PHÂN TỬ CỦA HBV

Ý NGHĨA TRONG LÂM SÀNG

ĐẶNG THỊ NGA

DỊCH TỂ

LỊCH SỬ VỀ BỆNH VIÊM GAN DO VIRUS B

• Hippocrate (thế kỷ thứ V trước công nguyên)

• 1898 được gọi là bệnh Botkin

• 1963 Bruch Blumberg đã tìm thấy một loại KT trong máu của bệnh

nhân bị haemophili đã được truyền máu nhiều lần KT này phản

ứng lại với KN trong mẫu huyết thanh của một thổ dân châu Úc

(được gọi là KN Au - Australia antigen) Sau đó KN này được tìm

thấy trong huyết thanh bệnh nhân bị VGSV Ngày nay KN Au được xác định chính là KN bề măt của VGSV B, viết tắt là HBsAg

• Năm 1970 Dane, J.Cameron và cộng sự đã phân lập được HBV

hoàn chỉnh gọi là tiểu thể Dane, và từ đây người ta phát hiện nhiều

dấu ấn khác của HBV như HBeAg, anti-HBe, HBcAg, anti-HBc

HBV

• HBV thuộc họ

Hepadaviridae, là một loại

virus hướng gan có cấu trúc

DNA Đây là một loại virus

gây bệnh cho người và một

số loài linh trưởng khác

• Trong huyết thanh bệnh

nhân ở giai đoạn hoạt động

nhân đôi của virus, người ta

tìm thấy 3 hình dạng khác

nhau của virus

- Tiểu thể Dane (còn gọi là

virion hoàn chỉnh)

- Cấu trúc hình cầu

- Cấu trúc hình ống

• HBV cá một phần vỏ với 3 loại

protein S,M,L (KN HBsAg)

• Một phần nhân với

- Màng bọc protein gọi là capside

- Sợi đôi DNA

Phần nhân và màng bọc này gọi là

• Bộ gen của HBV được cấu tạo

từ một phân tử DNA vòng, có

khoảng 3200 nucleotide (3,2

kb) DNA này bao gồm hai

chuỗi, có chiều dài khác nhau:

* Chuỗi dài nằm ngoài, (kí hiệu

là L) có tính cực âm (-), tạo nên

một vòng liên tục có chiều dài

(+), chiều dài thay đổi từ

50-100% chiều dài của bộ gen

CẤU TRÚC BỘ GEN CỦA HBV

• Đặc điểm DNA của HBV là ở chổ không phải xoắn 2 vòng như các DNA của các virus khác mà chỉ xoắn một đoạn cuối và xếp thành hình tròn

• DNA của HBV không sao chép thẳng thành một DNA của virus mới khi vào trong

tế bào gan, mà lại sao chép qua bước tạo ra 2 sợi mRNA nhờ RNA của tế bào kí chủ

• 2 sợi mRNA này được gọi là tiền genome, chứa đựng toàn bộ thông tin di truyền của virus Từ 2 sợi mRNA này sẽ tổng hợp các thành phần của virion, và lúc này

thì virion lại có DNA polymerase để sao chép từ mRNA ra DNA của hệ gen (tiến

trình sao chép ngược) Như vậy DNA polymerase tác dụng như một men sao

chép ngược

• Khi sợi DNA dài đã hình thành thì sợi mRNA cũng tự phá hủy Quá trình nhân đôi của sợi DNA được bắt đầu tại trình tự DR2 của sợi đầu và được tiếp tục nhờ

sự khép vòng của sợi DNA

• Sợi ngắn DNA có độ dài khác nhau do hoạt động của DNA polymerase, vì khi

CẤU TRÚC BỘ GEN CỦA HBV

• Quy luật kinh điển là một

gen-một protein, nhưng ở

đây số lượng nucleoside

của HBV rất ít, chỉ 3200,

vì vậy các đoạn gen gối

chồng lên nhau ; người

ta đã xác định có 4 đoạn

gen kí hiệu là S, C, P, X.

CẤU TRÚC BỘ GEN CỦA HBV

TỔ CHỨC BỘ GEN HBV

• Chỉ có sợi DNA (-) mới

được mã hoá Trên sợi DNA

này có 4 đoạn gen tương

ứng với 4 khung dọc mở

(opening reading frame) là

các vùng mã hoá để tổng

hợp các protein của siêu vi

như protein bề mặt, protein

của lõi, polymerase và

protein X, qua trung gian

của các mRNA; có nhiều dài

thay đổi lần lượt là 2,1kb;

2,4kb; 3,5kb và 0,5 kb

• Gen pre-S1, pre-S2 và S: tổng

dài thay đổi tùy theo từng

phân typ khác nhau

Gen S

• Gen S tổng hợp nên protein S (Small) có chiều dài 24kd gồm 226 acid amin

Protein này gồm hai thành phần này là p24 và Gp27 (Glycoprotein) đây là protein

chủ yếu vì nó chiếm đa số

• Đoạn S và Pre-S2 tổng hợp protein M (Medium) có chiều dài 33 kd gồm281 acid amin Protein này gồm hai loại Glycoprotein là Gp33 và Gp 36 Vùng Pre-S2 có vai trò giúp cho siêu vi bám dính và xâm nhập vào trong tế bào gan nhờ nó liên kết với một loại albumin được trùng hợp trong huyết thanh người, đồng thời trên

tế bào gan cũng có các thụ thể gắp với albumin trùng hợp trong huyết thanh

người pHSA (Polymerized Human Serum Albumin ) Nếu trên tế bào gan thiếu các thụ thể này thì có thể làm cho tế bào gan có khả năng đề kháng với sự

nhiễm HBV.

• Gen S, Pre-S1 và Pre_S2 tổng hợp protein L (Large) có chiều dài 39 kd gồm 2 loại p39 và Gp42 Chuỗi protein Pre-S1 có chiều dài thay đổi tùy theo từng phân typ khác nhau; đây là vùng chủ yếu mà các thụ thể trên bề mặt của tế bào gan

sẽ liên kết với siêu vi, giúp siêu vi xâm nhập vào trong tế bào.

Gen S

• Cả 3 loại protein này hiện diện với số lượng khác nhau trên bề mặt của virion, trong đó Protein S chiếm đa số Protein M chiếm 5 đến 10% và Protein L chiếm 20% trong vỏ bọc của virion

Protein bề mặt hay HBsAg

• Nguời ta phát hiện vùng S có ít nhất 5

quyết định khàng nguyên của HBsAg

Tùy theo sự phân bố của các quyết

định kháng nguyên này mà người ta

phân biệt ra các phân typ khác nhau

• Mỗi phân typ đều có chung phần quyết

định kháng nguyên a và khác nhau tùy

theo sự ghép cặp của các quyết định

kháng nguyên d hoặc y ghép với w

hoặc r để tạo nên các phân typ như

adw, ayw, adr, ayr

• Chính vùng a có liên quan đến tính

miễn dịch vì nó quyết định cho sự tổng

hợp Anti HBs

HBsAg a

ay adw adr ayw ayr

Protein bề mặt hay HBsAg

HBsAg in Cytoplasm of

HBsAg

GEN C

• Gen C gồm vùng C và pre-C

• Nếu quá trình đọc mã thực hiện suốt chiều dài của đoạn pre-C và C sẽ tổng hợp được HBeAg Các nucleotide đầu tiên của vùng pre-C sẽ mã hóa cho việc tạo nên một đoạn peptide tín hiệu Đoạn peptide tín hiệu này giúp cho HBeAg được bài tiết qua hệ thống lưới nội bào của tế bào gan, đồng thời cũng giúp cho kháng nguyên này hòa tan được trong huyết thanh Vì vậy HBeAg được gọi là KN hòa tan KN này không tham gia vào cấu trúc của virion và chức năng của nó chưa được biết rõ Sự hiện diện của HBeAg phản ảnh tình trạng nhân đôi của siêu vi và có liên quan đến tính lây nhiễm

• Nếu quá trình đọc mã chỉ đi suốt đoạn C thì sẽ tổng hợp nên KN lõi hay còn gọi là HBcAg HBcAg không có đoạn peptide tín hiệu nên nó không được bài tiết ra khỏi tế bào gan, do đó không thể tìm thấy trong huyết thanh bệnh

HBcAg in Nuclei and Cytoplasm HBcAg

GEN P

• Gen P chiếm 80% chiều dài của bộ gen

• Sản phẩm của gen P là một men vừa có

hoạt tính DNA polymerase phụ thuộc RNA,

vừa có hoạt tính DNA polymerase phụ thuộc

DNA

• DNA polymerase được dùng để tổng hợp

một DNA mới từ RNA tiền genome (sợi

RNA này được tạo ra từ khuôn mẫu DNA

của HBV dưới tác dụng của RNA

polymerase của tế bào gan)

• Như vậy sản phẩm của gen P liên quan đến

cơ chế sao chép ngược của virus, và tham

gia một phần vào việc tạo ra capside bao

bọc bên ngoài cấu trúc của tiền genome

Cấu trúc và chức năng của

Polymerase

• Gen P mã hóa để tổng hợp polymerase của virus Men này có đặc tính tương tự như các men sao chép ngược khác

• Cấu trúc của polymerase bao gồm:

Ở đầu N-tận của polymerase của virus có một acid amin là Tyrosin tương đối hằng định, được sử dụng làm chất mồi (primase) để khởi phát quá trình tổng hợp DNA của virus

Tiếp theo là vùng “khoảng trống” (Spacer) có trình tự rất thay đổi, nó giúp cho men này không thay đổi chức năng khi có đột biến xãy ra

Kế đến là vùng có hoạt tính của men sao chép ngược, bao gồm một trình tự các a.amin tương đối hằng định đó là Tyrosin-Methionin-

Asparagin-Asparagin Trình tự này có lẽ là vị trí xúc tác của men sao chép ngược

Ở đầu C-tận là vùng của men Ribonuclease H (RNase H), có chức năng làm thoái biến khuông RNA trong lúc tổng hợp sợi DNA(-)

GEN X

• Chức năng của gen này vẫn chưa được biết chính xác, nhưng có lẽ

nó đóng vai trò chuyển hoạt hóa (transactivation) trong quá trình nhân đôi của virus Sự chuyển hoạt hóa như vậy có thể làm tăng sự nhân lên của HBV và cả những virus ngoài HBV như HIV

• Protein X còn có liên quan đến sự điều hòa quá trình tăng trưởng của tế bào, cho nên có vai trò trong cơ chế sinh ung thư của tế bào

SỰ ĐỘT BIẾN GEN CỦA HBV

• Kỹ thuật PCR giúp cho các nhà khoa học phát hiện các biến đổi trên trình tự chuỗi DNA của bộ gen HBV

• Sự đột biến gen của HBV có lẽ là hậu quả của 2 yếu tố

Tốc độ nhân đôi của HBV khá nhanh

Khả năng đọc và sữa chữa trong quá trình nhân đôi của bộ gen không hoàn chỉnh: virus sử dụng DNA polymerase trong suốt quá trình nhân đôi nhưng men này lại thiếu chức năng sữa chữa trong khi sao chép

Biến chủng Pre-C

• Đoạn gen pre-C và C sẽ tổng hợp nên HBeAg

• Một số trường hợp xãy ra đột biến ở vùng pre-C tại vị trí nucleotide 1896, Guanosin được thay thế bằng Adenin tạo nên một trình tự TAG (thay thế TGG) TAG là một codon kết thúc Chính codon kết thúc này chấm dứt việc giải mã vùng pre-C, cho nên sự tổng hợp HBeAg không được thực hiện mặc dù quá trình nhân đôi của HBV vẫn tiếp diễn ( HBV DNA (+), AND

polymerase (+) ), và sự tổng hợp HBcAg vẫn không ảnh hưởng nên vẫn tạo được phần lõi

• HBeAg và HBcAg có chung vùng “quyết định miễn dịch” chính, cho nên

antiHBe vẫn được thành lập mặc dù không có sự hiện diện của HBeAg Đột biến này có liên quan đến điều trị bằng interferon

• Việc tồn tại kéo dài của HBV biến chủng pre-C trong máu bệnh

nhân thường làm tăng men gan và các biến chứng khác như xơ

gan, Kgan, hoặc nguy cơ viêm gan bùng phát (cơ chế có lẽ do đáp ứng miễn dịch nhanh và mạnh của kí chủ đối với HBV nhằm thải trừ HBV thông qua sự phá hủy tế bào gan bị nhiễm ồ ạt)

Biến chủng Pre-C

• Biến chủng này có liên quan đến những trẻ em được sinh ra từ những bà

mẹ mang HBV.Nghiên cứu trên 345 trẻ của các bà mẹ có HBsAg(+) và

HBeAg(+), mặc dù sau khi sinh ra những đứa trẻ này đươc chích miễn dịch thụ động và chủng ngừa vaccin viêm gan B đầy đủ 3 mũi (24giờ, 1tháng, 2tháng),vẫn có 41 trẻ bị nhiễm HBV mặc dù antiHBs(+)

• Dùng phương pháp PCR để khảo sát chuỗi gen của HBV ở những đứa trẻ này người ta thấy có một điểm đột biến trên vùng quyết định KN “a” của HBsAg so với HBsAg mẹ Vùng thường xãy ra đột biến là ở vị trí a.amin

145 Đây là trường hợp chủng ngừa thất bại

• Đột biến trên gen S còn tạo ra các phân typ HBsAg khác nhau

Biến chủng trên vùng HBsAg

Biến chủng trên vùng HBsAg

Đột biến trên DNA polymerase

• Một số thông tin viết về biến chủng trên men DNA polymerase của HBV đã được ghi nhận

• Biến chủng này có liên quan đến việc sử dụng Lamivudine kéo dài

• Biến chủng này làm ngăn cản sự tương tác giữa thuốc với DNA polymerasecuar HBV, nhưng men này vẫn hoạt động bình thường

Ý NGHĨA CỦA CÁC KHÁNG NGUYÊN

TRONG LÂM SÀNG

• HBsAg

Là dấu ấn đầu tiên của siêu vi xuất hiện trong huyết thanh bệnh nhân, khoảng

2 – 6 tuần trước khi có biểu hiện lâm sàng và 2 – 12 tuần sau khi tiếp xúc

HBsAg đạt đến nồng độ cao nhất tương ứng với thời kỳ vàng da rõ trên lâm sàng, sau đó giảm dần

HBsAg có thể (+) kéo dài từ 1 – 3 tháng và trở về (-)

5–10% trường hợp HBsAg biến mất sớm trước khi có triệu chứng lâm sàng28% trường hợp (-) khi triệu chứng lâm sàng vừa cải thiện

Do đó, khi HBsAg(-) vẫn không loại trừ tình trạng nhiễm HBV mà phải tìn thêm các marker khác (như anti HBc hoặc HBV DNA).

Ngoài ra có thể tìm HBsAg trong mô gan bằng hòa mô miễn dịch hay miễn dịch huỳnh quang

• KN pre-S1 và KN pre-S2 xuất hiện sớm với nồng độ thấp, sau đó giảm song song

với HBsAg Các KN này còn phản ảnh tình trạng nhân đôi của siêu vi

• HBeAg tồn tại kéo dài trên 8 tuần sau khi bắt đầu có triệu chứng lâm sàng

sẽ là dấu hiệu chỉ điểm sớm cho khả năng bệnh diễn biến sang giai đoạn mạn tính

• HBeAg thường(+) trong VGSV B mạn và hầu như (-) ở những người mang HBsAg mạn tính không triệu chứng

• Trong trường hợp có xuất hiện biến chủng pre-C thì HBeAg(-) nhưng

antiHBe(+) và HBV DNA(+)

Ý NGHĨA CỦA CÁC KHÁNG NGUYÊN

TRONG LÂM SÀNG

• HBcAg không có đoạn peptide tín hiệu nên nó không

thấy trong huyết thanh bệnh nhân

Ý NGHĨA CỦA CÁC KHÁNG NGUYÊN

TRONG LÂM SÀNG

Ý NGHĨA CỦA CÁC KHÁNG NGUYÊN

TRONG LÂM SÀNG

• HBV DNA còn có giá trị tiên lượng vì sự tồn tại kéo dài trên 8 tuần sau khi

có triệu chứng lâm sàng sẽ là dấu hiệu chỉ điểm sớm cho khả năng bệnh diễn biến sang giai đoạn mạn tính

• Chỉ định của các phương pháp điều trị kháng virus thường dựa trên kết quả HBV DNA(+), và giúp đánh giá điều trị Nồng độ HBV DNA tăng cao trước khi điều trị thường có đáp ứng kém với interferon

Ý NGHĨA CỦA CÁC KHÁNG NGUYÊN

TRONG LÂM SÀNG

Ý NGHĨA CỦA CÁC KHÁNG NGUYÊN

TRONG LÂM SÀNG

• Interferon α bắt đầu được sử dụng trong điều trị VGSV B mạn tính từ đầu thập niên 70, và sau đó nhanh chóng trở thành một phương thức trị liệu chủ yếu

• Cơ chế tác dụng chủ yếu của Interferon α là

Kháng siêu vi trực tiếp (như úc chế quá trình giải mã, ức chế quá trình

xử lý protein, ức chế sự trưởng thành của siêu vi, ức chế quá trình sao chép)

Điều hòa miễn dịch(IFN có tác dụng làm gia tăng khả năng trình diện

KN trên bề mặt của tế bào gan để các lympho T gây độc cảm ứng ly giải các tế bào gan bị nhiễm HBV)

ÁP DỤNG TRONG ĐIỀU TRỊ

ÁP DỤNG TRONG ĐIỀU TRỊ

ÁP DỤNG TRONG ĐIỀU TRỊ

INTERFERON

CÁC THUỐC TƯƠNG TỰ NHƯ NUCLEOSIDE

• Sự phát triển của các thuốc tương tự như nucleoside thế hệ mới đã trở nên thuận lợi hơn nhờ những nghiên cứu của điều trị HIV

• Nhiều thuốc ức chế men sao chép ngược của siêu vi trong điều trị nhiễm HIV chứng tỏ có hiệu quả chống lại HBV

• Hiệu quả lâm sàng của Lamivudin trên bệnh nhân VGSV B được phát hiện tình cờ trong quá trình điều trị HIV ở nhóm bệnh nhân bị nhiễm cả HIV và HBV

ÁP DỤNG TRONG ĐIỀU TRỊ

CÁC THUỐC TƯƠNG TỰ NHƯ NUCLEOSIDE

• Cơ chế tác dụng của các chất tương tự như Nucleoside

Nucleoside là những đơn vị cấu tạo chuỗi RNA và DNA

Các chất tương tự như Nucleoside là những chất tổng hợp có cấu trúc tương tự như nucleoside tự nhiên

Cơ chế tác dụng của các thuốc có gốc này là ức chế quá trình tổng hợp DNA của siêu vi vì có khả năng cạnh tranh chỗ gắn kết của các

nucleoside tự nhiên trên chuỗi DNA Sau khi các chất tương tự

nucleoside gắn vào chuỗi DNA rồi thì các nucleoside nội sinh kế tiếp của siêu vi không gắn kết được nữa Vì vậy quá trình tổng hợp chuỗi DNA của siêu vi bị kết thúc nữa chừng

ÁP DỤNG TRONG ĐIỀU TRỊ

XIN CẢM ƠN QUÍ THẦY CÔ

VÀ CÁC BẠN ĐÃ QUAN TÂM THEO DÕI