甲型肝炎病毒（HAV）

HAV是一種無(wú)包膜的RNA病毒，基因組大小為7.5 kb。其基因組編碼一個(gè)單一的大型多聚蛋白，經(jīng)過(guò)處理后形成四個(gè)衣殼蛋白（VP1、VP2、VP3、VP4）和七個(gè)非結(jié)構(gòu)多肽（2A、2B、2C、3A、3B、3C、3D）。傳染性HAV病毒存在于兩種形式：裸露的無(wú)包膜HAV（neHAV）病毒顆粒，以及通過(guò)劫持宿主控制產(chǎn)生的準(zhǔn)包膜病毒（eHAV）。

HAV生命周期

HAV通過(guò)與細(xì)胞表面分子（特別是唾液酸和神經(jīng)節(jié)苷脂）結(jié)合進(jìn)入宿主肝細(xì)胞，隨后病毒衣殼脫落，病毒RNA從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放到細(xì)胞質(zhì)中 ^[1]。病毒基因組在內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點(diǎn)（IRES）的調(diào)控下被翻譯成多聚蛋白，然后被切割成不同的結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)蛋白。

基因組RNA也被用作模板，生成許多新的RNA基因組副本，這些副本被包裝成衣殼以產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)病毒后代。新合成的HAV病毒顆粒以準(zhǔn)包膜形式從細(xì)胞中釋放。

乙型肝炎病毒（HBV）

HBV病毒顆粒由外層脂蛋白包膜組成，包膜由乙型肝炎表面抗原（HBsAg）構(gòu)成，以及由乙型肝炎核心抗原（HBcAg）形成的二十面體核衣殼，包裹著部分雙鏈、松弛環(huán)狀DNA（rcDNA）基因組，基因組大小為3.2 kb。

HBV基因組由四個(gè)部分重疊的開(kāi)放閱讀框（ORFs）組成，分別為C（核心）、P（聚合酶）、X（調(diào)節(jié)X蛋白）和S（表面），從中合成七種功能性蛋白：HBcAg、HBeAg、聚合酶（pol）、HBx和三種類型的HBsAg - 小型（s）、中型（M）和大型（L）蛋白。

圖1. 乙型肝炎病毒的結(jié)構(gòu)

圖片來(lái)自維基百科

HBV生命周期

HBV以依賴內(nèi)吞作用的方式進(jìn)入宿主肝細(xì)胞。HBV首先通過(guò)與肝細(xì)胞表面的硫酸肝素蛋白多糖（HSPGs）如glypican 5結(jié)合開(kāi)始。然后，它與肝細(xì)胞表面的鈉牛磺膽酸共轉(zhuǎn)運(yùn)肽（NTCP/SLC10A1）受體結(jié)合以引發(fā)病毒內(nèi)化 ^[2-4]。

研究表明，EGFR通過(guò)與NTCP直接相互作用觸發(fā)HBV進(jìn)入宿主細(xì)胞 ^[5,6]。隨后，病毒核衣殼被釋放到肝細(xì)胞質(zhì)中，然后被運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞核。

在細(xì)胞核中，病毒基因組rcDNA被轉(zhuǎn)換成cccDNA（共價(jià)閉合環(huán)狀DNA），以擴(kuò)增病毒RNA中間體，然后再次逆轉(zhuǎn)錄回病毒DNA ^[7]。同時(shí)，病毒DNA整合到宿主基因組中，這是乙型肝炎無(wú)法治愈的原因。

cccDNA微型染色體保留在細(xì)胞核中，作為病毒RNA轉(zhuǎn)錄的模板。它編碼七種必需的病毒蛋白，用于復(fù)制：三種不同大小的HBsAg、HBcAg、HBeAg、HBx和DNA聚合酶 ^[8]。

在細(xì)胞質(zhì)中，HBcAg蛋白自組裝成二十面體核衣殼，包裹病毒聚合酶和pgRNA。在核衣殼內(nèi)進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄后，包含HBV基因組的病毒衣殼與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的HBsAg蛋白結(jié)合進(jìn)行包裹。最終，成熟的HBV病毒顆粒通過(guò)多泡體（MVBs）從肝細(xì)胞中釋放。

圖2. HBV生命周期

圖源: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8387624/

丙型肝炎病毒（HCV）

HCV的RNA基因組長(zhǎng)度約為9.6 kb。病毒基因組包含一個(gè)單一的開(kāi)放閱讀框（ORF），編碼一個(gè)單一的多聚蛋白前體，隨后被處理成三個(gè)結(jié)構(gòu)蛋白和七個(gè)非結(jié)構(gòu)蛋白。

HCV生命周期

HCV以pH和clathrin依賴的內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞。HCV首先通過(guò)與HSPG和LDL-R結(jié)合附著到宿主細(xì)胞，然后通過(guò)E2與肝細(xì)胞表面的CD81和清道夫受體類B型I（SR-BI）結(jié)合 ^[9,10]，并通過(guò)與claudin-1和occludin相互作用，促進(jìn)其與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜融合，從而進(jìn)入細(xì)胞 ^[11]。

隨后，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)介導(dǎo)的內(nèi)化作用，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)酸化促進(jìn)低pH依賴的HCV包膜與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜融合，導(dǎo)致病毒基因組RNA釋放到細(xì)胞質(zhì)中 ^[12]。RNA被用作復(fù)制和多聚蛋白翻譯的模板。RNA翻譯在ER中進(jìn)行，并由5'UTR IRES與核糖體結(jié)合啟動(dòng)，導(dǎo)致形成多聚蛋白前體。

多聚蛋白在宿主或病毒蛋白酶的作用下共同翻譯后和翻譯后被切割，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)蛋白（核心蛋白、E1和E2）和非結(jié)構(gòu)蛋白（p7、NS2、NS3、NS4A、NS4B、NS5A和NS5B蛋白）。HCV RNA復(fù)制發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的膜網(wǎng)（MW）內(nèi)，并由NS5B RNA依賴RNA聚合酶催化。新生成的病毒RNA被運(yùn)輸?shù)胶诵牡鞍捉M裝位點(diǎn)，然后被包裹形成核衣殼。

病毒核衣殼隨后與病毒E1/E2蛋白（包裹）相互作用，并進(jìn)入ER腔，然后被轉(zhuǎn)移到高爾基體。病毒病毒在高爾基體中完成成熟，并通過(guò)極低密度脂蛋白（VLDL）途徑從宿主肝細(xì)胞中運(yùn)輸并釋放。

丁型肝炎病毒（HDV）

Rizzetto等人最初在1977年在HBV感染的嚴(yán)重肝炎患者中發(fā)現(xiàn)了HDV ^[13]。HDV是一種混合病毒，因?yàn)樗褂靡倚透窝妆砻婵乖℉BsAg）作為其包膜蛋白。這一特性使得HDV只能感染同時(shí)攜帶HBV的患者。

HDV顆粒由外層脂蛋白包膜組成，由HBV的表面抗原（HBsAg）構(gòu)成，內(nèi)部為核糖核蛋白結(jié)構(gòu)，其中包含HDV基因組。HDV基因組約為1.7 kb，僅編碼肝炎δ抗原（HDAg），有兩種形式：27 kDa大HDAg（delta-Ag-L）和24 kDa小HDAg（delta-Ag-S）^[14]。

HDV生命周期

HDV感染依賴于HBV的存在，因?yàn)樗枰狧BV的包膜蛋白才能進(jìn)入、組裝和傳播。HDV病毒最初附著在肝細(xì)胞表面的HSPGs上，然后通過(guò)NTCP受體進(jìn)入宿主細(xì)胞 ^[15]。病毒包膜與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜融合后，HDV核糖核蛋白（RNP）從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中釋放出來(lái)，然后被運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞核。

在細(xì)胞核內(nèi)，HDV RNA通過(guò)雙滾動(dòng)圈擴(kuò)增機(jī)制進(jìn)行復(fù)制，生成抗原體RNA和額外的基因組RNA。出口到細(xì)胞質(zhì)后，mRNA在ER處被翻譯以生成HDAg蛋白。HDAg蛋白隨后重新進(jìn)入細(xì)胞核，其中S-HDAg增強(qiáng)基因組復(fù)制。S-HDAg和L-HDAg與新合成的基因組RNA結(jié)合形成新的RNP。

產(chǎn)生的RNP被釋放到細(xì)胞質(zhì)中，其中L-HDAg有助于與ER中的HBsAg連接，組裝新的病毒顆粒。新合成的病毒顆粒隨后通過(guò)高爾基體從肝細(xì)胞中釋放，以感染相鄰細(xì)胞。

圖3. HDV生命周期

圖源: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8557527/

戊型肝炎病毒（HEV）

與HAV類似，HEV病毒在感染宿主中以兩種形式存在，糞便中的非包膜（neHEV）球形顆粒和循環(huán)血液中的準(zhǔn)包膜（eHEV）顆粒以及感染細(xì)胞培養(yǎng)物的上清液。

HEV基因組RNA長(zhǎng)度約為7.2 kb，具有三個(gè)開(kāi)放閱讀框（ORFs）：ORF1編碼非結(jié)構(gòu)多聚蛋白，用于病毒復(fù)制和轉(zhuǎn)錄，ORF2編碼衣殼蛋白，具有高度免疫原性并引發(fā)中和抗體，ORF3部分重疊ORF2，編碼參與病毒形態(tài)形成和致病性的多功能磷蛋白。

最近，僅在基因型1 HEV中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的ORF4，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）應(yīng)激通過(guò)促進(jìn)基因型1 HEV中新ORF4的翻譯來(lái)促進(jìn)病毒復(fù)制 ^[16]。

HEV生命周期

HEV感染始于個(gè)體攝入糞便污染的水或食物，將病毒引入消化系統(tǒng)。HEV隨后通過(guò)病毒血癥進(jìn)入血液并到達(dá)肝臟。非包膜HEV顆粒附著在肝細(xì)胞表面的HSPGs上，并通過(guò)特定細(xì)胞受體進(jìn)入宿主細(xì)胞。準(zhǔn)包膜HEV病毒通過(guò)依賴于dynamin的、介導(dǎo)的clathrin內(nèi)吞作用進(jìn)入肝細(xì)胞，涉及Rab5和Rab7。

進(jìn)入宿主肝細(xì)胞后，HEV顆粒經(jīng)歷衣殼蛋白脫落，然后將其基因組RNA釋放到細(xì)胞質(zhì)中。病毒基因組RNA直接作為mRNA用于ORF1多聚蛋白的翻譯。它還合成互補(bǔ)的負(fù)義RNA，作為轉(zhuǎn)錄基因組和亞基因組mRNA的模板。

亞基因組mRNA隨后被翻譯成ORF2衣殼蛋白和ORF3多功能磷蛋白。ORF2衣殼蛋白形成病毒樣顆粒（VLPs），并包裝新合成的正義基因組RNA以產(chǎn)生后代HEV病毒。

ORF3通過(guò)與細(xì)胞蛋白相互作用調(diào)節(jié)宿主環(huán)境，促進(jìn)病毒復(fù)制和釋放。值得注意的是，ORF3與ESCRT途徑中的TSG101結(jié)合，幫助新生病毒顆粒出芽到多泡體中。這些多泡體與質(zhì)膜融合，從感染的肝細(xì)胞中釋放病毒病毒，要么作為eHEV進(jìn)入血液，要么作為neHEV進(jìn)入膽管。

圖3. HEV生命周期

圖源: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8079827/

全球肝炎病毒狀況

肝炎病毒的全球狀況仍然是一個(gè)重要的公共衛(wèi)生問(wèn)題。特別是乙型和丙型肝炎，由于它們能夠引起慢性感染并導(dǎo)致嚴(yán)重的肝病，因此構(gòu)成了持續(xù)的挑戰(zhàn)。有效的抗病毒治療和疫苗接種計(jì)劃的發(fā)展在預(yù)防和管理肝炎感染方面取得了進(jìn)展。然而，獲取的障礙，特別是在低收入地區(qū)，仍然存在。