Вирус гепатита В и новые вакцины для победы над ним, страница 2

Таким образом, гепатитом болеют в развивающихся странах преиму­щественно дети, а в странах Запада — взрослые. Это различие имеет прак­тическое значение для стратегии вак­цинации: если в первой категории го­сударств необходима массовая вакци­нация, то во второй она должна охва­тывать лишь группы высокого риска.

НТИВИРУСНЫЕ вакцины дейст­вуют по принципу активации им­мунной системы человека против ви­русных молекул. Вначале исследова­ния HBV были посвящены главным образом расшифровке структуры и жизненного цикла вируса с целью об­наружить подходящие для вакцины мишени.

Все вирусы являются внутрикле­точными паразитами и состоят из ну­клеиновой кислоты — РНК или ДНК, — содержащей геном (полный набор генов), которая упакована в белковую оболочку. Для размножения вирус проникает в клетку и использует кле­точные механизмы для синтеза бел­ков оболочки и вирусных генов, из ко­торых формируются новые вирусные частицы, покидающие затем клетку-хозяина и заражающие другие клетки.

HBV имеет две белковые оболочки . 

Внешняя состоит из трех белков, ко­торые называются главным, средним и большим. Поверхностный антиген HBsAg находится на всех трех белках. Внутренняя оболочка, называемая капсидом,. образована молекулами одного белка, который окружает ви­русную ДНК, взаимодействуя с ней.

Геном HBV, впервые выделенный У. Робинсоном из Медицинской шко­лы Станфордского университета в 1974 г., представляет собой кольце­вую молекулу ДНК, состоящую при­мерно из 3200 нуклеотидов. Это наи­меньший из известных геномов виру­сов животных; к примеру, геном ви­руса простого герпеса в 50 раз боль­ше. Как и у большинства организмов, ДНК HBV является двухцепочечной, но необычна тем, что одна цепь длин­нее другой. Короткая «плюс»-цепь по своей длине, которая может варьиро­вать, составляет лишь 50—80% «ми-нус»-цепи. (Как будет объяснено ни­же, такая структура возникает в ре­зультате уникального механизма ре­пликации.) Кольцевая структура ге­нома поддерживается благодаря спа­риванию оснований двух цепей на од­ном из концов.

В конце 1970-х годов наша исследо­вательская группа, используя техно­логию рекомбинантных ДНК, клони­ровала геном HBV в бактерияхEsche-richia coll. Благодаря этому стало воз­можным получать большие количест­ва компонентов вируса для его даль­нейшего изучения. П. Шарней из на­шей лаборатории совместно с Ф. Га-либером из Больницы Сан-Луи в Па­риже определил полную нуклеотид-ную последовательность генома HBV, таким образом впервые полу­чив информацию о генетической орга­низации вируса.

Геном HBV — это чудо компактно­сти. Он состоит только из четырех ге­нов, названных S, С, Р и X, которые сильно перекрываются. В эти кодиру­ющие последовательности включены также регуляторные последователь­ности, управляющие синтезом вирус­ных белков и циклом репликации. Ген S кодирует главный белок оболочки и содержит всю информацию об анти­гене HBsAg. Кроме того, вместе с ге­ном 5 транскрибируется около 500 предшествующих ему нуклеотидов. Как показал В. Герлих из Геттинген-ского университета, эта последова­тельность может быть разделена на две области — npe-Sl и пре-52, кото­рые участвуют в синтезе других бел­ков оболочки; средний белок кодиру­ется пре-52 и геном S, а большой -npe-^Sl, пре-52 и геном 5. А. Нойрат из Нью-Йоркского центра крови об­наружил, что область пре-51 также играет важную роль в проникновении вируса в клетки печени.

Ген С кодирует белок капсида. Как и гену 5 , гену С предшествует корот­кая область пре-С, которая кодирует гидрофобный пептид, участвующий в сборке вирусной частицы. Ген Р очень большой: он включает части всех других генов, кодируя ферменты, необходимые для репликативного ци­кла вируса. Ген X располагается на так называемых «липких» концах ви­русной ДНК. Кодируемый им белок активирует экспрессию всех вирусных генов, взаимодействуя со специфичес­кой последовательностью вирусной ДНК.

В течение жизненного цикла HBV синтез вирусных белков жестко регу­лируется на уровне транскрипции и трансляции. Известны два типа мат­ричных РНК (мРНК), синтезирую­щихся при транскрипции генома HBV. Меньшая из них, состоящая из 2100 нуклеотидов, кодирует главный и средний белки оболочки. Большая мРНК, включающая 3500 нуклеоти­дов, оказалась, как ни странно, длин­нее генома HBV: она содержит конце­вые повторы длиной 100 нуклеоти­дов. Как показано X. Вармусом из Ка­лифорнийского университета в Сан-Франциско и X. Шаллером из Гей-дельбергского университета, эта мРНК кодирует белок капсида и про­дукты гена Я. Она также является ин-термедиатом репликации вирусной ДНК.

Энхансеры (усилители транскрип­ции) HBV активируют экспрессию всех вирусных генов и действуют пре­имущественно в клетках печени. Дру­гие регуляторные элементы модули руют уровень экспрессии отдельных белков. Хорошей иллюстрацией это­го сложного механизма являются раз­личия в количестве большого, средне­го и главного белков оболочки, на­блюдаемые в зараженных клетках пе­чени. Большой белок синтезируется лишь в малом количестве и имеется только на поверхности инфекционной полной вирусной частицы. В противо­положность этому главный белок (и в меньшей степени средний) синтезиру­ется в большом количестве и покида­ет клетку в составе малых (диамет­ром 22 нм) частиц, которых в сыво­ротке крови значительно больше, чем полных вирусных частиц.