Вирус гепатита В и новые вакцины для победы над ним, страница 3

ОДНИМ из важнейших вопросов, na который мы стремились отве­тить, был вопрос о том, как экспрес-сируются различные гены HBV. Нами было обнаружено, что трансгенные мыши, несущие целый геном HBV или его часть, могут служить мощ­ным инструментом для изучения экс­прессии вирусных генов в нормаль­ных тканях. Используя таких живот­ных, К. Пурсел в нашей лаборатории пыталась выяснить, почему HBV за­ражает преимущественно определен­ных хозяев и определенные типы тка­ней. Она показала, что ген S экспрессируется на очень высоком уровне только в клетках печени и под влияни­ем стероидных гормонов. Эти дан­ные объяснили тот факт, что риск ге-патомы, хронической инфекции HBV и поражения печени для мужчин боль ше, чем для женщин, у которых уро­вень стероидных гормонов ниже.

У трансгенных мышей некоторых линий репликативные формы вирус­ной ДНК присутствовали не только в печени, но также в почках и сердце. Это аналогично сродству HBV к раз­личным тканям у человека: хотя он чаще всего поражает печень, но вирус­ная ДНК и белки также обнаружива­ются в почках, селезенке, поджелу­дочной железе, коже, костном мозге и циркулирующих клетках крови. Клет­ки крови могут быть первыми мише­нями при инфекции HBV. Возможно также заражение печени после транс­плантации других зараженных тка­ней. Заражение определенных лейко­цитов может играть прямую роль в не­которых болезнях, таких, как апласти-ческая анемия и полиартрит, а также вести к развитию СПИДа и связанных с ним заболеваний.

Некоторые представления о HBV сложились на основании изучения сходных вирусов — гепаднавирусов, которые вызывают у животных забо­левания, подобные гепатиту. Извест­ны гепаднавирусы, заражающие лес­ных сурков, бурундуков, пекинских уток, белок и цапель. По внешнему виду вирусных частиц эти вирусы очень похожи на HBV. Геном у них представлен кольцевой частично од-ноцепочечной ДНК, и организация его такая же, как у HBV.

Репродукция гепаднавирусов про­исходит необычным образом. У большинства ДНК-содержащих вирусов копирование генома осуществля­ется ферментами, называемыми по-лимеразами; при этом исходные цепи ДНК являются матрицами для синте­за комплементарных цепей. А у гепад­навирусов репликация идет через про­межуточное звено — синтез РНК. Этот механизм был обнаружен в 1982 г. Дж. Саммерс и У. Мейсоном из Онкологического центра Фокс Чейз в Филадельфии, изучавшими ге-паднавирус пекинских уток.

Оказалось, что происходит следую­щее. После того как вирусная частица проникла в клетку, ее геном попадает в ядро. Там клеточная ДНК-зависи­мая РНК-полимераза синтезирует РНК размером 3500 нуклеотидов, ко­торая называется прегеномом. Далее прегеном и вирусная ревертаза (ДНК-полимераза) упаковываются во вновь сформированный капсид и переносят­ся в цитоплазму, где происходит об­ратная транскрипция прегенома — синтезируется новая «минус»-цепь ДНК. После этого прегеном разруша­ется соответствующими ферментами и начинается синтез «плюс»-цепи ДНК, матрицей которой служит «ми-нус»-цепь. Капсид и вирусная ДНК в конце концов заключается в новую внешнюю оболочку, и готовая вирус­ная частица покидает клетку. Рост «плюс»-цепи ДНК немедленно пре­кращается, как только вирус выходит из клетки, поэтому длина этой цепи варьирует.

В целом удивительный механизм репликации гепаднавирусов больше

 всего напоминает таковой ретровиру-сов (например, вируса, вызывающего СПИД), у которых геном представ­лен РНК, а ДНК является промежу­точным звеном. Гепаднавирусы и ре-тровирусы имеют и другие общие свойства. И те и другие способны к хронической инфекции: они могут за­ражать клетки, не разрушая их. Структура и функции генов gag, pol и env ретровирусов аналогичны соот­ветственно генам С, Р и 5 гепаднави-русов (gag кодирует белок капсида, pol — полимеразу, env — белок обо­лочки). Вирусы обоих семейств вызы­вают некоторые раковые заболева­ния.

Эпидемиологические исследования явно свидетельствуют, что хроничес­кой инфекции HBV или сходными ге-паднавирусами достаточно для злока­чественного поражения печени. К примеру, у млекопитающих, хрониче­ски зараженных гепаднавирусами, ча­сто бывают опухоли печени: более 80% зараженных земляных сурков приобретают первичный рак печени в течение двух лет. X. Поппер из Кор-неллского университета и Дж. Герин из Джорджтаунского университета с коллегами также показали, что у зем­ляных сурков можно эксперименталь­но вызвать гепатому путем инокуля­ции видоспецифичным вирусом гепа­тита.

Эти данные подтвердили онкоген-ные свойства HBV и исключили необ­ходимость канцерогенных кофакто­ров для развития рака печени. Однако в заболевании человека могут играть роль и другие факторы, поскольку ла­тентный период, предшествующий развитию гепатомы у людей, значи­тельно длиннее, чем у земляных сур­ков, и опухоли часто возникают на фоне цирроза печени. Поэтому в гене­зисе гепатомы у человека, вероятно, имеют значение канцерогены из окру­жающей среды и обильное потребле­ние алкоголя.

Но вопрос о том, как HBV индуци­рует рак, по-прежнему остается от­крытым. С одной стороны, этот ви­рус может прямо вызывать развитие опухоли, с другой — возможна его косвенная роль: опухоли печени могут возникать из-за хронического воспа­ления, цирроза и регенерации клеток в пораженных тканях.

Многие опухолеродные вирусы не­сут онкогены — гены, которые впря­мую трансформируют зараженные клетки. (Сходные онкогены имеются также в клетках, где они, по-видимо­му, участвуют в регуляции роста и развития.) Однако в геноме HBV, су­дя по всему, нет онкогена. Кроме то­го, долгий латентный период между заражением и появлением гепатомы вряд ли совместим с идеей о том, что ее вызывает вирусный онкоген. Тем не менее возможно, что белок-транс­активатор, кодируемый геном X HBV, действует на ранней стадии кан­церогенеза.