Virus dell'epatite B

L'epatite B è una malattia infettiva umana caratterizzata da un danno selettivo al fegato causato da un virus. Questa forma di epatite è la più pericolosa per le sue conseguenze tra tutte le forme di epatite virale conosciute. Il suo agente causale è il virus dell'epatite B (HBV).

L'antigene del virus dell'epatite B fu scoperto per la prima volta da B. Blumberg nel 1964 nel siero di un aborigeno australiano, e il patogeno stesso fu scoperto nel 1970 da D. Dane (et al.) e fu chiamato particelle di Dane, poiché non vi era la certezza assoluta che si trattasse effettivamente di un virus e non dei suoi componenti. Successivamente, tutti i dubbi svanirono, poiché nella composizione delle particelle di Dane furono scoperti il DNA genomico e la DNA polimerasi virale DNA-dipendente. Il virione contiene tre antigeni principali, per i quali furono introdotte le seguenti designazioni nel 1974:

• HBsAg: antigene superficiale, solubile o australiano.
• HBcAg - antigene centrale (cor-antigene).
• L'HBeAg è un antigene di tipo e localizzato nel nucleo del virione e, a differenza dell'HBcAg, non solo è presente nel virione, ma circola anche nel sangue in forma libera o come complesso con l'anticorpo anti-HBeAg. Viene rilasciato nel sangue dagli epatociti durante la replicazione attiva dell'HBV.

L'antigene di superficie, HBsAg, esiste in tre varianti morfologicamente distinte: 1) è un supercapside dell'intero virione; 2) si trova in grandi quantità sotto forma di particelle sferiche con un diametro di 20 nm; 3) sotto forma di filamenti lunghi 230 nm. Sono chimicamente identici. L'HBsAg contiene un antigene comune, a, e due coppie di determinanti tipo-specifici reciprocamente esclusivi: d/y e w/r, motivo per cui esistono quattro sottotipi principali di HBsAg (e, di conseguenza, di HBV): adw, adr, ayw e ayr. L'antigene a garantisce la formazione di un'immunità crociata generale a tutti i sottotipi del virus.

Il virione stesso, la particella Dane, è sferico e ha un diametro di 42 nm. Il supercapside del virione è costituito da tre proteine: la maggiore (basica), la grande e la media. Il genoma è racchiuso nel capside ed è rappresentato da DNA circolare a doppio filamento con un peso molecolare di 1,6 MD. Il DNA è costituito da circa 3200 nucleotidi, ma il suo filamento "più" è più corto del 20-50% rispetto al filamento "meno". La proteina specifica del virus è legata covalentemente all'estremità 5' del filamento lungo. Le estremità 5' di entrambi i filamenti sono complementari e formano sequenze "adesive" lunghe 300 nucleotidi, grazie alle quali i filamenti si chiudono ad anello. Il contenuto di G + C nel DNA del virione è del 48-49% molare. Nel nucleo del virione, oltre al DNA genomico, è presente la DNA polimerasi virale DNA-dipendente. Il filamento meno del DNA dell'HBV contiene solo quattro geni (S, C, P e X), ma sono organizzati in modo molto compatto. I geni S, C, P e X si sovrappongono significativamente e controllano la sintesi dei seguenti prodotti. Il gene S codifica per la sintesi della proteina principale dell'envelope e contiene tutte le informazioni sull'antigene di superficie HBsAg. Inoltre, codifica per la sintesi delle proteine dell'envelope media e grande. Le proteine hanno un'estremità COOH comune, ma la loro traduzione inizia con tre diversi codoni iniziatori. Il gene C codifica per la sintesi delle proteine del capside (HBcAg e HBeAg); sebbene queste proteine siano codificate da un singolo gene, i loro percorsi di traduzione sono diversi. Il gene P è il più grande. Include parte di tutti gli altri tre geni e codifica enzimi necessari per la replicazione virale. In particolare, codifica per la trascrittasi inversa, il dominio enzimatico RNasi H e la proteina 5'-terminale del filamento meno. Il gene X codifica proteine che regolano l'espressione di tutti i geni virali, in particolare una proteina da 17 kD che è un transattivatore della trascrizione genica.

Le proteine che formano l'antigene di superficie esistono in forma glicosilata (gp) e non glicosilata. Le glicosilate sono gp27, gp33, gp36 e gp42 (i numeri indicano il peso molecolare in kDa). Il supercapside dell'HBV è costituito dalla proteina S principale, o core (92%); dalla proteina M media (4%) e dalla proteina L grande, o lunga (1%).

• La proteina principale, p24/gp27, o proteina del core (proteina S), è il componente principale dell'envelope dell'HBV. In assenza di altre proteine dell'envelope, polimerizza formando particelle sferiche di 20 nm di diametro composte da 100 molecole polipeptidiche.
• La proteina di grandi dimensioni, p39/gp42, o proteina lunga (proteina L), è presente in tutte e tre le forme di HBsAg. Svolge un ruolo importante nella morfogenesi dei virioni e nella loro fuoriuscita dalla cellula. La proteina L contiene la sequenza della proteina M, che è completata all'estremità N-terminale da sequenze di 108 (ayw) o 119 (adw, adr, ayr) residui amminoacidici codificati dalla regione npe-Sl del gene S.
• Anche la proteina intermedia, gp33/gp36, o proteina M, è presente in tutte e tre le forme morfologiche dell'HBsAg. La proteina M contiene al suo N-terminale una regione di 55 residui amminoacidici codificata dalla regione pre-52 del gene S. Si presume che questa regione svolga un ruolo importante nel riconoscimento delle cellule epatiche di una gamma limitata di ospiti (uomo, scimmie e scimpanzé) da parte del virus dell'epatite B. Le sequenze proteiche codificate dalle regioni npe-S del gene S sono altamente immunogeniche e i loro determinanti sono localizzati sulla superficie del virione. Pertanto, gli anticorpi contro questi antigeni svolgono un ruolo importante nella formazione dell'immunità contro l'epatite B.

La sintesi delle proteine virali è strettamente controllata a livello di trascrizione e traduzione. Durante la trascrizione del genoma virale, vengono sintetizzati due tipi di mRNA:

• quella più piccola - 2100 nucleotidi - codifica le proteine principali e intermedie della membrana;
• grande - 3500 nucleotidi, cioè più lungo del DNA genomico stesso; contiene ripetizioni terminali lunghe 100 nucleotidi.

Questo tipo di mRNA codifica per la proteina del capside e i prodotti del gene P. Costituisce anche una matrice per la replicazione del DNA virale. Il genoma contiene enhancer (amplificatori di trascrizione), elementi regolatori che attivano l'espressione di tutti i geni virali e agiscono principalmente nelle cellule epatiche. In particolare, il gene S è espresso a livelli molto elevati solo nelle cellule epatiche e sotto l'influenza degli ormoni steroidei. Questa circostanza spiega perché l'epatite B cronica e il cancro al fegato (epatoma) si osservano più spesso negli uomini che nelle donne, i cui livelli di ormoni steroidei sono inferiori.

Altri elementi regolatori del virus dell'epatite B modulano (controllano) i livelli di sintesi delle singole proteine. Ad esempio, la proteina principale viene sintetizzata solo in piccole quantità. La maggior parte di essa si trova sulla superficie dei virioni infettivi. Tuttavia, la proteina principale e, in misura minore, la proteina intermedia vengono sintetizzate in grandi quantità e lasciano le cellule come parte di particelle antigeniche di superficie, che sono molte volte più abbondanti nel siero sanguigno rispetto ai virioni maturi. Il numero di particelle antigeniche di superficie può essere compreso tra 10¹⁰ e 10¹⁰ per 1 ml di sangue (diverse centinaia di μg).

Il virus dell'epatite B è stato isolato in una nuova famiglia di virus: gli Hepadnaviridae, genere Orthohepadnavirus. Hepadnavirus simili sono stati riscontrati in vari animali (scoiattoli di terra, marmotte, tamias, anatre pechinesi).

Gli epadnavirus si riproducono in un modo alquanto insolito. In particolare, la replicazione del DNA genomico avviene attraverso un legame intermedio, l'RNA, ovvero con il meccanismo della trascrizione inversa.

Ciclo vitale del virus dell'epatite B.

• Adsorbimento sulla cellula.
• Penetrazione nella cellula tramite il meccanismo dell'endocitosi mediata dal recettore (fossa rivestita -> vescicola rivestita -> lisosoma -> rilascio del nucleocapside e penetrazione del genoma virale nel nucleo dell'epatocita).
• Riproduzione intracellulare.

Durante la penetrazione nella cellula, la catena corta ("più") del DNA si allunga (si completa). Nel nucleo, la RNA polimerasi cellulare DNA-dipendente sintetizza RNA di 3500 nucleotidi (pregenoma) e mRNA, di dimensioni inferiori, per la sintesi delle proteine virali. Successivamente, il pregenoma e la DNA polimerasi virale vengono impacchettati in un capside di nuova sintesi, che viene trasferito nel citoplasma. Qui avviene la trascrizione inversa del pregenoma. Su di esso viene sintetizzato un nuovo filamento di DNA "meno". Una volta completata la sintesi del filamento di DNA "meno", l'RNA pregenomico viene distrutto. La DNA polimerasi del virione sintetizza un filamento "più" sul filamento "meno". Il DNA virale, ora a doppio filamento, può sopravvivere nella cellula per un periodo piuttosto lungo e tornare al nucleo per il successivo ciclo di replicazione. Se la nuova particella virale non subisce ulteriore replicazione, il nucleocapside formato, attraversando la membrana cellulare, viene ricoperto da un supercapside, gemma e si stacca dalla cellula, interrompendo immediatamente l'allungamento della breve catena di DNA "plus". Ecco perché la lunghezza di questo filamento varia. In una tipica forma acuta di epatite B, i seguenti marcatori sierologici compaiono nel sangue in sequenza: HBsAg, HBeAg e anticorpi (IgM, IgG): anti-HBcAg, anti-HBeAg e anti-HBsAg.

Il virus dell'epatite B non contiene un oncogene, ma è stato accertato che, una volta introdotto nel cromosoma di una cellula (in diverse parti di essa), il DNA virale può indurre in essi vari riarrangiamenti genetici: delezioni, traslocazioni, amplificazioni, che possono causare lo sviluppo del cancro al fegato, una delle conseguenze più gravi dell'epatite virale B.

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Resistenza al virus dell'epatite B

Il virus dell'epatite B è altamente resistente. Rimane vitale per 3 mesi a temperatura ambiente e per diversi anni se congelato. Il virus viene completamente inattivato mediante autoclavaggio (120 °C), bollitura per 30 minuti, calore secco a 180 °C per 60 minuti e a 60 °C per 10 ore. È resistente in ambiente acido, ma viene distrutto in ambiente alcalino. Il virus muore se trattato con H₂O₂, cloramina, formalina, fenolo e radiazioni UV.

Patogenesi e sintomi dell'epatite B

Il virus viene trasportato direttamente al fegato per via ematogena. Le reazioni autoimmuni, umorali e cellulari, svolgono un ruolo importante nella patogenesi dell'epatite. Si presume che il danno agli epatociti sia associato non tanto all'azione diretta del virus in sé, quanto alle reazioni immunologiche dell'ospite, che si verificano in relazione alla modificazione della membrana cellulare da parte delle proteine virali, che inducono la comparsa di autoanticorpi contro le cellule epatiche. Pertanto, lo sviluppo di epatite cronica e cirrosi epatica può essere considerato una malattia autoimmune.

Le reazioni autoimmuni cellulari alle proteine virali contenute nella membrana degli epatociti sono mediate dai linfociti T-citotossici e da altre cellule killer del fegato. Pertanto, la distrofia epatica acuta può essere considerata una reazione di rigetto di un tipo di eterotrapianto.

Il periodo di incubazione dura da 45 a 180 giorni, con una media di 60-90 giorni. Il decorso clinico dell'epatite B è caratterizzato da una grande variabilità; la malattia può manifestarsi in forma latente, rilevata solo con metodi di laboratorio, in una tipica forma itterica e in una forma maligna, che termina con la morte. La durata dello stadio preitterico varia da un giorno a diverse settimane. Il periodo itterico, di norma, è lungo ed è caratterizzato da sintomi ben definiti (ittero, iperbilirubinemia, urine scure, ingiallimento della sclera). La forma protratta si osserva nel 15-20% dei pazienti e il 90% di essi sviluppa epatite B cronica. I pazienti con forma protratta presentano spesso processi autoimmuni, accompagnati da un aumento del contenuto di anticorpi antiepatici, che vengono rilevati mediante test immunoenzimatici (IFM). Nei bambini, l'epatite B si manifesta in una forma più lieve e spesso senza sviluppare ittero, mentre nei bambini più piccoli è per lo più asintomatica.

L'immunità post-infettiva (umorale e cellulare) è di lunga durata, per tutta la vita, ed è causata da anticorpi neutralizzanti il virus (anti-HBsAg) in assenza di antigeni di superficie nel sangue. L'immunizzazione latente si osserva spesso a causa del contatto ripetuto con l'HBV, che è la ragione dell'immunità diffusa al virus nella popolazione. Di solito, i pazienti con epatite B acuta guariscono completamente grazie all'accumulo di anticorpi. Tuttavia, in alcuni casi, nonostante l'elevato livello di antigene virale nel sangue (circostanza che spiega perché l'infezione parenterale si verifica più spesso), gli anticorpi non vengono prodotti. Il virus rimane nel fegato e la persona diventa portatrice cronica per lungo tempo, a volte per tutta la vita. Questa circostanza è ovviamente associata a una debole risposta immunitaria. Una delle conseguenze più comuni dell'epatite B cronica è la cirrosi epatica e il cancro al fegato, che si sviluppano dopo un periodo di latenza che può durare fino a 30-50 anni.

Epidemiologia dell'epatite B

La fonte di infezione da virus dell'epatite B è esclusivamente umana. Contrariamente a quanto si riteneva in passato, secondo cui l'infezione da virus dell'epatite B avvenisse esclusivamente per via parenterale, è stato ora dimostrato che si trova in diverse secrezioni ed escrezioni: nella saliva, nelle secrezioni nasofaringee, nelle feci, nel liquido lacrimale, nello sperma, nel sangue mestruale, ecc. Pertanto, l'infezione non avviene solo per via parenterale, ma anche per via sessuale e verticale (dalla madre al feto), ovvero l'infezione da virus dell'epatite B è praticamente possibile in diversi modi.

L'epatite B ha ucciso in tutto il mondo tante persone quante ne hanno uccise durante tutti gli anni della Seconda Guerra Mondiale. Secondo l'OMS, il numero di portatori di HBV varia dallo 0,1 al 20% della popolazione di diversi paesi o regioni.

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Diagnosi dell'epatite B

Attualmente, il metodo principale per la diagnosi dell'epatite B è l'utilizzo del test di emoagglutinazione passiva inversa (RPHA) per rilevare il virus o il suo antigene di superficie, l'HBsAg. Come già osservato, il sangue contiene una quantità di antigene di superficie molte volte superiore a quella del virus stesso (100-1000 volte). Per la reazione RPAHA, vengono utilizzati eritrociti sensibilizzati con anticorpi contro il virus dell'epatite B. Se l'antigene è presente nel sangue, si verifica la reazione di emoagglutinazione. Il test RPAHA è semplice, pratico e molto specifico. Vari metodi immunologici (RSK, RPHA, IFM, RIM, ecc.) vengono utilizzati per rilevare gli anticorpi contro l'antigene virale HBsAg. Inoltre, vengono utilizzate varianti della PCR per rilevare l'HBV e i suoi antigeni.

Per rilevare gli anticorpi contro l'antigene virale (HBsAg) nel siero del paziente, si possono utilizzare vari metodi immunologici (CSC, RPGA, reazione di precipitazione, IFM, RIM, ecc.).

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Profilassi specifica dell'epatite B

Considerata l'elevata incidenza dell'epatite B e l'elevata presenza di portatori di HBV nel mondo, l'OMS raccomanda l'obbligatorietà della vaccinazione contro l'epatite B, che deve essere somministrata entro il primo anno di vita. Per la vaccinazione vengono proposti due tipi di vaccini. Per la preparazione di uno di essi, si utilizza come materia prima il plasma dei portatori del virus, poiché contiene l'antigene virale in quantità sufficiente per la preparazione del vaccino. La condizione principale per la preparazione di questo tipo di vaccino è la sua completa sicurezza, ovvero la completa inattivazione del virus, garantita dalla tecnologia di preparazione del vaccino. Per la preparazione di un altro tipo di vaccino, si utilizzano metodi di ingegneria genetica, in particolare un clone ricombinante di lievito che produce l'antigene di superficie del virus dell'epatite B per ottenere il materiale antigenico.

Entrambi i vaccini sono altamente efficaci (proteggono il 95% delle persone vaccinate). La durata dell'immunità post-vaccinazione è di almeno 5-6 anni. Sono stati creati vaccini per adulti, neonati e bambini piccoli, la componente più importante nella lotta contro l'epatite B a livello globale. Il ciclo vaccinale completo consiste in tre iniezioni:

I dose - subito dopo la nascita; II dose - dopo 1-2 mesi; III dose - fino alla fine del primo anno di vita.

Queste vaccinazioni sono incluse nel programma ampliato di immunizzazione dell'OMS e sono abbinate al suo calendario di attuazione (secondo le raccomandazioni dell'OMS, le vaccinazioni contro tubercolosi, poliomielite, epatite B, morbillo, tetano, difterite e pertosse vengono somministrate nel primo anno di vita).

Gli anticorpi contro l'HBV contenenti gammaglobuline vengono utilizzati per l'immunoprofilassi passiva di emergenza di soggetti che sono stati in contatto con un paziente affetto da epatite B.

L'interferone e l'amisina (per indurne la sintesi endogena) sono utilizzati per trattare l'epatite B (forme acute e croniche). Il nuovo farmaco lamivudina (nucleoside sintetico) è efficace nel trattamento dell'epatite B cronica.