(一)丁型肝炎病毒
1977年意大利学者Rizzetto在HBV感染者的肝细胞内发现一种胞核内抗原(δ抗原,HDAg),猩猩传染实验鉴定是独立的丁型肝炎病毒(hepatitis D virus,HDV)。
1.病毒颗粒 HDV是一种嗜肝RNA病毒,属沙粒毒科的δ病毒属。病毒颗粒直径约36nm、球形,以HBV的外膜蛋白包裹HDV的核心。核心颗粒直径约19nm,核壳HDAg包裹HDVRNA见图4-5,每分子RNA约有70分子的HDAg。
图4-5 丁型肝炎病毒颗粒模式图
HDV-RNA有自己的核壳蛋白HDAg,但需HBV的外膜蛋白保护不受宿主核酸的破坏,借其暴露于表面的前S1在肝细胞间传播(骆抗先.乙型肝炎基础和临床.3版.北京:人民卫生出版社,2006.)
病毒颗粒在氯化铯(CsCl)中浮密度1.24~1.25g/cm3,沉降速率介于HBV毒粒和22nm的HBsAg外膜颗粒之间。
因HDV-RNA分子量小,只能编码核壳蛋白,必须借助嗜肝DNA病毒的外膜蛋白来保护HDV的核心颗粒,防止宿主核糖核酸酶对病毒核酸的降解,并借其暴露于表面的前S1在肝细胞间传播。因而只是一种亚病毒,只有在辅助病毒HBV存在时才能形成病毒颗粒;也只有以HBV的外膜蛋白为载体才能传播。
HDV的HBV外膜同样有主蛋白、中蛋白和大蛋白,其相对含量分别为95%、5%和<1%,接近HBV的22nm小球形颗粒,含较多的主蛋白。HDV与HBV有相似外膜,故与HBV有相似宿主;可能因其与HBV传染颗粒的3种外膜蛋白的比率不同,HDV复制的宿主范围与HBV稍有差异。HDV不能传染肝外组织;HDV能传染美洲旱獭,HBV却不能。
2.病毒复制
(1)复制过程:HDV借HBV外膜上的前S1与肝细胞附着而进入细胞,HDV-RNA必须转移进胞核才能进行复制。HDAg有胞核定位信号,在HDV-RNA复制中促使病毒核内转移。宿主感染的HDV毒粒中含基因组负链RNA,作为模板合成反义基因正链RNA;正链RNA又作为复制中间体合成基因组负链。
(2)双滚环机制:以滚环机制复制,自行催化裂解成基因组分子,再行环化。在宿主RNA聚合酶作用下,以滚环方式沿环形双螺旋模板的轴,旋转复制、重复延长,可产生比原分子长几倍的聚合线性反义基因组链。线性长链脱落,在核酶的催化下,在自裂位点断裂成线性单体,再连接环化形成环状反义基因RNA,完成第一次滚环复制。进一步以反义基因链为模板,按上述方式产生环状基因组RNA。
(3)裂解和连接:由原来的RNA聚合体产生单体的子代,须经一系列的裂解-连接反应。线性的RNA聚合体裂解,同时基因组链由细胞连接酶连接成环形,由胞核内向外释放。胞核同时存在负链和正链、线性环形RNA分了;胞质内只存在一种含聚(A)尾的mRNA。
HDA-RNA滚环复制机制有2个特性:①HDV-RNA转录必须由宿主DNA依赖的RNA聚合酶介导,此种酶有种属特异性,人类是HDV的惟一宿主;②HDV-RNA有自行裂解活性,可将线性RNA长链加工成环形。虽然基因组复制无需HBV辅助,HDV病毒颗粒的装配和释放必须有HBsAg。
(二)地方性流行
1.地区性 世界范围内可能有HD 2 000万人,在世界各地呈地方性流行,主要见于地中海地区和部分南美洲。HDV感染与HBV的流行率并不成平行关系,HDV感染的地方性高发因素不明。
在一些南欧国家HBV携带率为3%~5%,其中与HDV的混合感染可达10%~30%,意大利南部达40%~50%,地方性高发是因HDV在AsC中不断传播。由于HB疫苗的应用与预防HBV传播,过去10年中HBV携带者普遍减少,HDV的地方流行率也有显著下降。
我国慢性HBV感染占人群的10%~22%,但HDV的流行远不如想象的严重,原因有待阐明。可有几种解释:我国HBV感染有相当部分来自母婴垂直传播,而HDV罕经这一途径;HDV扩散还需另外的、迄今尚未阐明的因素;也可推测HBV流行于我国,而HDV则始于南欧,正在各自扩展中。无论如何,我国作为HBV感染流行的大国,为HDV的重叠感染提供了广阔的基础,重叠感染是我国HDV感染的主要方式。
HDV在我国HBV携带者中的流行率0%~5.38%(平均1.15%)。各地流行率参差不等,主要分布在西南和西北地区,似乎极北(东北、内蒙古)和极南(广东、福建)地区较低,表现明显的地方性流行特点。
在不同人群中HDV的流行率有差异:因主要是在高危人群中的重叠感染,故成人远比小儿多;因共同的血源传播途径,与HCV的三重流行率较高;此外,医院病人中的流行率也比健康人群中的高。
2.传播途径 HDV传播须与辅助病毒HBV偕行或在其后随行,故两者的传播有些方面相同。如HBV感染有家庭聚集性,HDV亦然,在极大多数家庭感染成员间的毒株高度近似。HDV的传播途径与HBV的相近,但不同途径的重要性并不相同。最重要的传播途径是静脉毒瘾和性接触,两者的高危性HDV远比HBV为高。我国台湾虽有很高的HBV感染率,抗HD检出率只是AsC中的2%;但在静脉毒瘾的AsC中有约80%(chung DC,et al.J Mld viro,1989,28:215),在妓女AsC有42%(chen CJ,et al.JID,1988,158:633),合并HDV感染的HB病人90%有冶游史(LiawY-F,et al,JID,1990,162:1170)。
(三)发病学特点
1.组织病理及组织病毒
(1)组织病理:在急性和慢性HDV感染,可见不同程度和不同类型的病理改变,自轻微的反应炎症至严重的肝坏死,大体与HBV相同,也可有较特征的病变。
微泡性脂肪性变是细胞的泡沫样变性,见于急性肝炎时的肝细胞病变,可能由于细胞器中病毒基因产物的过负荷,引起以脂肪或磷脂储积为特征的细胞损害。
肝细胞凋亡在HD是较单一HB时常见。胞质嗜酸性变,胞核消失或固缩,形成凋亡小体是一种凝固性改变。
(2)组织病毒:肝内病毒和抗体表达的数量大体与病毒血症的水平一致。病变较不活动而病毒复制活跃的慢性肝炎病人肝内病毒也有较强表达;而持续性或进展性肝病常伴有肝内低水平的HDAg。门管区的炎症程度与HDAg(+)肝细胞数一致。
慢性HBV感染重叠HDV后,HBV复制受抑制,但仍可有约半数的病例肝内仍可检出低水平的HBcAg及(或)HBV-DNA。肝内低水平的HBV复制的病人仍可发生较重的病变。
肝组织免疫化学检查表明:大多数HDAg(+)肝细胞中不能检出HBsAg,提示HDV对HBV复制的抑制,同时也说明HDV能够自行复制;仅约40%HDAg(+)的肝细胞可并行检出HBsAg,近10%可检出HBcAg,提示只有一小部分被装配成完整的病毒颗粒,或HDV的装配须在复制以后的过程中完成。
2.与HBV的相互作用 HDV可与HBV同时感染或重叠感染,HDV和HBV并行复制。在肝移植病人可单一HDV再现。单一HDV只是无病变的隐匿性感染,说明HDV致病性须与HBV混合感染。
(1)HBV对HDV的辅助作用:嗜肝DNA病毒为HDV提供辅助,只限于供给病毒子代外膜蛋白。HDV在细胞内的复制并不需要HBV辅助,HDV感染仅与HBsAg相关,而与HBV-DNA无关。
HBV/HDV感染病人肝移植后病毒再现,单一HDV可在移植肝的肝细胞内复制,并不需要HBV的存在。只在HDV-RNA能进入宿主细胞,不论是否有嗜肝DNA病毒预先感染,都会有HDV-RNA的复制和表达。但单一HDV感染的病毒血症水平低而短暂,提示HBsAg有助于HDV的复制和分泌。HDV只是在侵入肝细胞和装配后由肝细胞释放,需要HBV辅助,故辅助作用仅限于传播及其传染环节。
无HBV的外膜也能组装HDV颗粒,但此种颗粒无传染性,不能在肝细胞间传播;病毒颗粒附着在肝细胞上需有HBV外膜大蛋白的作用。HDV核心颗粒与HBsAg连接,核壳多肽LHDAg(214个氨基酸)比SHDAg(195个氨基酸)多出19个氨基酸就是与HBsAg的连接点,仅需LHDAg和HBsAg就可形成空的HDV颗粒。故HBsAg对HDV的辅助,只在组装、释放、保护、附着等方面。
(2)HDV对HBV复制的抑制作用:HDV的复制需HBV辅助;而HDV的复制却强烈抑制HBV复制。
重叠HDV后HBsAg、HBeAg和HBV-DNA的血清水平降低,HBeAg的清除率远高于单一CHB时,极大多数慢性丁型病毒性肝炎HBeAb(+)。HDV和HBV利用宿主细胞同一转录机构。HDV对HBV复制和表达的抑制,可能由于HDAg与HBV基因转录所需细胞因子的竞争;HBsAg(+)肝细胞减少,可能因HDV需利用HBsAg而有所消耗。
对HBV/HDV感染的病人肝移植,HDV对HBV复制的抑制作用,使这些病人较少发生HBV的再感染,HBIG的被动免疫防护较为有效,许多病人的移植肝仅有单一HDV再感染,而缺乏HBV辅助的HDV感染也是不易长期持续的。
(3)病变加重:HDV重叠于AsC,因能激发病变活动,在慢性肝病中检出率较在AsC中为高;虽然HDV重叠感染抑制HBV复制,却与肝炎慢性化有关。各型肝病,包括CHB、肝硬化和HCC时的肝组织中均可检出HDAg。
在混合感染中拉米夫定抑制了HBV-DNA,HDV可接替HBV病变继续活动和进展。
(四)临床学特点
1.同时感染与急性丁型病毒性肝炎
(1)同时感染:HDV与HBV同时感染多见于输血后和血液透析的病人,同时或间隔短时间内相继发生;在HBV低流行区多见于高危人群中。HBV血症持续时间短,不能提供充足的HDV外膜包装,从而限制了HDV的复制;而HDV又抑制HBV的复制,故两者同时感染是自限性的。
潜伏期后有短暂病毒血症,临床表现可为典型的急性肝炎,常有2次血清转氨酶高峰。早期在HBsAg之前检出HDAg和HDV-RNA,HDV可在HBV辅助下大量复制,同时抑制了HBV的复制。血清HDAg存在仅1周,HDV自肝细胞清除,推测HDV复制引起第1次转氨酶高峰。HBV继续复制,当其感染细胞病变时,形成第2次转氨酶高峰。血清HDAg消失后2~8周,出现IgM抗HD,可不出现IgG抗HD。
(2)急性丁型病毒性肝炎:临床与其他急性病毒性肝炎无明显差别。急性HD的多数病例比单一的AHB为重,急性重型肝炎在双重感染时的发生率比单一HBV感染时为高(约5%)。
急性HD与AHB同时感染的病人血清转氨酶升高,常呈间隔2~4周双峰,反映2种病毒的先后发病。第2峰的重度差别很大,可能发生急性重型肝炎,一般病例大多在12周内症状恢复,2种病毒都被清除;慢性化低于10%。
2.重叠感染与慢性丁型病毒性肝炎
(1)重叠感染:HDV重叠于慢性HBV感染,多见于HBV的地方高流行区,发生于已是慢性HBV感染者,尤其是小儿,易感性更强,可形成家庭聚集。慢性HBV重叠HDV感染,常有病变加重。在同一地区,越是病变较重的HBV感染,HDV检出率就越高。慢性HBV感染可支持HDV的大量复制,临床表现为AsC的急性发作或CHB的病变活动,可进行性发展为较重的慢性肝炎、甚至肝硬化。
(2)慢性丁型病毒性肝炎:重叠的急性HD常慢性化,可能已存在慢性HBV感染。AsC重叠HDV感染的病例大多病变被激活,有70%~95%的发生慢性丁型病毒性肝炎。慢性丁型病毒性肝炎的炎症较单一CHB更具侵袭性和破坏性,多数病情较单一CHB为重。多有乏力、食欲缺乏等一般肝病症状;但许多病人出现腹水、黄疸、上消化道出血等进展性肝病的表现前并无明显症状。
重要的是在HBsAg(+)的病人中,慢性丁型病毒性肝炎常被漏诊,因未想到这一可能,而未进行相应的系统检查。慢性丁型病毒性肝炎病人常有组织学较重的或进展性病变,常有更快的进展过程。
HDV感染的自然史表明:约15%的病例12个月内病变急速进展,炎症坏死导致肝硬化;70%缓慢进展为肝硬化;只有15%的病例炎症可自行缓解。然而,慢性HDV感染可有很大差异,我国有不少病例是轻度肝炎,甚至是无症状携带。
(3)急性肝衰竭:HDV感染可发生急性肝衰竭,在HDV的地方高流行区可占暴发性HB的30%~40%。在HBV感染低发区,HDV的急性肝衰竭多发生在与HBV的同时感染;而在我国这样的HBV感染高发区,急性肝衰竭主要发生在HDV重叠于慢性HBV感染时。急性肝衰竭时超强的免疫应答使抗体检出较多,HDAg由破坏的肝细胞漏出也易于检出。
HDV可与HBV同时感染和重叠感染,两种感染类型的临床和血清学表现不同见表4-5。重叠感染与同时感染的预后也不同,能够恢复的较少,大多数HDV感染将慢性化,最终发生肝硬化的很多。
表4-5 乙型肝炎病毒和丁型肝炎病毒混合感染的临床表现
(4)肝硬化、肝细胞癌:HD的肝硬化发生率较高,年龄小于单一HBV的肝硬化病人。HDV肝硬化合并症的发生率较高,随访5年发生合并症(腹水、胆红素>34μmol/L、上消化道出血和自发性细菌性腹膜炎)过半数,其中的过半数死亡。如HDV重叠于HBV的肝硬化病人,则可能促使肝功能失代偿。
HCC:抗HD(+)的比抗HD(-)的发病率高2~3倍。HBV与肝细胞癌变有关,HBV和HDV混合感染使病变持续活动,长期炎症坏死可能与癌变相关,HDV似为癌变的一种促发或加速因子。混合HDV感染的HCC病人较单一HBV感染的年龄约小10岁。HD较快发展为肝硬化,较早发生的肝硬化使HDV相关的HCC年龄较小。对这类混合感染、病变活动的病人,要警惕其癌变,每年须检查AFP和B型超声3~4次。
3.多重感染 HCV与HDV和HBV主要都经血液传播,有近似的传播途径,故可发生3种肝炎病毒的混合感染。在国内HDV的地方流行区各类慢性感染中HBV混合HDV为10%~20%,其中再混合HCV、三重感染的约5%。
病毒方面:混合感染的病毒之间有相互抑制现象,3种病毒混合感染,相互间的抑制现象更明显,如HBeAg和血清HBV-DNA罕能检出,肝内HBcAg和HDAg的检出率都很低,见表4-6。
表4-6 丙型肝炎病毒感染与肝内HBcAg和HDAg表达
(Liaw Y-F,et al.J Med virol,1992.)
3种病毒感染时,80%的HBV和HCV感染病人血清复制标志物阴性,提示HDV的优势抑制作用(Mathurin P,et al.J Vira Hepat,2000,7:15)。也有人认为以HCV占优势者,在三重感染中HCV抑制HBV的复制,HBV的平均滴度显著低于二重者;极大多数病例HBV和HDV感染缓和或降至极低复制状态;而HCV-RNA可检出47.4%,成为感染的优势因素。仅HCV-RNA是ALT显著升高的因素(LuSN,et al.J Mld virol,2003,70:74)。
病变方面:慢性HBV感染重叠HDV和多重感染,可使原先病变加重,在急性肝衰竭中多重感染占11%~44%(Wu JC,et al.Hepatology,1994,19:836)。
多重感染加速病变的进展性。慢性HBV和HCV、慢性HBV、HCV和HDV的混合感染,都较对照的单一HCV感染病变为重,小叶、汇管区炎症纤维化的积分都较高,有进展性纤维化、甚至肝硬化,肝硬化后则易趋向肝衰竭。
(五)诊断与治疗
1.血清学诊断 HD无特殊临床表现,下列情况须考虑这一可能:慢性HBV感染HBeAg已消失,但病情仍活动;HBcAb(+)/血清HBV-DNA(-)的慢性活动性HB;迅速进展的HBsAg(+)的慢性肝炎和肝硬化;AsC病变突然激活;来自HDV感染高发地区的CHB病人。诊断须经血清HDV标志物鉴定。
(1)血清标志物
①HDAg:在血循环中是一可溶性蛋白,却被颗粒性的HBsAg所包裹,在酶免疫测定(EIA)操作中被裂解而暴露。急性发病1~2周内几乎均有抗原血症,平均持续21(范围3~83)d。在慢性HD时血清中存在抗HD,HDAg易与抗HD形成免疫复合物,故被遮蔽而不能检出。
②抗HD:常是IgG和IgM抗体的总和。急性HDV感染后的3~8周间可以检出,但滴度较低,须重复检测。在与HBV同时感染的病人抗HD滴度也较低(<1/100),有时不能检出。HDV重叠感染的病人抗HD出现较早,且常呈高滴度,提示持续感染,感染结束时抗HD滴度下降或转阴。
③IgM抗HD:在与HBV急性同时感染者,90%以上的病例可短暂检出;在慢性HDV感染则可持续阳性与病毒复制一致。IgM抗HD是病毒复制的标志物。HDAg在病毒颗粒内部,故抗HD不可能是保护性抗体。
④HDV-RNA:发病第1周即可以PCR检出,慢性期持续病毒血症,检出率在90%以上。检测HDV-RNA有助阐明感染状态,有助于早期诊断和指导治疗。
(2)感染类型:急性或慢性HDV感染时血清标志物的表现不同,见表4-7。
表4-7 丁型病毒性肝炎的血清学诊断
①急性HD:早期有HDAg血症,继而出现低滴度的IgM抗HD,2~3周后出现IgG抗HD。HDAg免疫原性很弱,检出率不高。抗HD和IgM抗HD产生较迟,可在发病60~120d后,且可能存在短暂,单一抗HD的检出率低于50%;故不少急性HD HDAg可能是惟一的血清标志物。IgM抗HD常与病毒RNA同时存在。IgG抗HD在感染恢复后数月消失。
因而,早期诊断有时并不容易。较早期病人至少须连续采血2~3份,并检测整套血清标志物(HDAg、IgM抗HD、IgG抗HD和HDV-RNA)才能避免漏诊。
HBsAg(-)病例:通常HDV感染都可检出HBsAg,但既然可有HBsAg(-)的HBV感染(实际多是HBsAg低于检出水平),HDV感染当然也可HBsAg(-),而且HDV抑制HBV的复制和表达也可使HBsAg(-)。低于HBsAg检出水平的HBV感染仍可给HDV提供需要的辅助。
在AsC因重叠HDV感染而肝炎急性发作时,HBV基因产物的表达受抑制,HBsAg可短暂阴性,可被误诊非甲非乙型肝炎。因而在HDV感染流行区,急性肝炎即使HBsAg(-),也应检测系列血清HDV标志物。
HBsAg(-)的急性病例可能同时检出IgM抗HBc和IgM抗HD。
②慢性HDV感染:慢性HDV感染的全病程中可有较高滴度的抗HD抗体,病变活动时也可有较高滴度的IgM抗HD。慢性丁型病毒性肝炎时HD病毒血症很常见,如有PCR检测HBsAg(+)/抗HD(+)的CHB病人,多可检出HDV-RNA;也有一些病人可同时检出2种病毒。血清HDAg和IgM抗HD(+)时,一般均可检出HDV-RNA,故都是病毒复制的标志物;而抗HD(+)的血液标本仅约半数检出HDV-RNA,抗HD只是病毒感染的标志物。少数肝内HDAg(+)的病人可血清抗HD(-),不能因未检出抗HD而排除丁型病毒性肝炎。
在HDV感染流行区,AsC中也存在许多慢性HDV感染,测定抗HD可检出这些混合感染。在长期无症状经过中,可缓慢发展严重的慢性肝病。随访检测如出现高滴度的IgM抗HD和IgM抗HBc,应警惕有亚临床活动性病变。
肝移植:终末期慢性丁型病毒性肝炎病人肝移植后IgM抗HD和血清HDV-RNA迅速消失;HDV再感染的早期虽已出现HDV血症,在肝酶正常时不能检出IgM抗体,而在肝移植的肝炎再发时此抗体迅速升高至移植前水平。故出现HDV的IgM抗体是对HDV引起肝损害的标志。
2.抗病毒治疗
(1)α干扰素
①作用机制:在HDV转染的肝癌细胞系IFN-α并不抑制HDV复制,但在病人IFN-α能降低HDV血症,可能由于病人混合HBV感染。IFN-α治疗中观察HBsAg消失的病人可获得HDV的持续效应,IFN-α抗HBV效应起关键作用。IFN-α未清除HBsAg的病人,虽仍有HDV复制,生化和组织学也会持续缓解,IFN-α可能诱导HDV变异,其致病性较低。
②治疗和效应:多数慢性HD病情较重,且侵袭性进展,IFN-α常规方案少有持续效应。已有的经验表明新近感染(1年内)、较大剂量(7MU以上,3/周)和长疗程(至少1年)在部分病例有效。用较大剂量1年治疗,治疗结束时10%~30%的病例HDV-RNA和IgM抗HD阴转,70%ALT复常;长期随访半数病例ALT正常、HDV-RNA血清水平降低,显著提高临床预后和生存率(FarciP,et al.Gastroenterology,2004,126:1740)。聚乙二醇干扰素可能有较好效应。
治疗后有效应的病例大多数仍将复发,只有HBsAg消失(获得持续效应数月至数年后)预示抗HDV的持续效应,HDV-RNA随之消失,但仅很少数的病人可获得持续效应。慢性HD合并肝硬化应用IFN-α治疗可能发生重度失代偿。再混合HCV感染的病例更难获得持续治疗效应。
(2)核苷类似物:LMV在慢性HD并不能降低HDV-RNA的血清水平和肝组织病变的活性。用LMV100mg,1/d×12个月,HBV-DNA迅速下降,甚至检测限以下;但经常仍是HB-sAg和HDV-RNA(+)、ALT持续异常,肝组织学无进步。LMV停药后HBV-DNA又回升至治疗前水平。
慢性HD常是侵袭性发展,肝硬化和HCC的发生率也高。只有少数病人经大剂量、长疗程的IFN-α治疗可获得持续效应,须谨慎观察不良反应。许多病人最终将发生失代偿的肝病,应考虑肝移植,移植后再感染80%,用LMV和HBIG预防,再感染发生较单一HBV感染的少。再感染的病例中仅半数肝炎恢复,常仅较轻的病程。
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