HBVcccDNA及其意义.ppt
《HBVcccDNA及其意义.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《HBVcccDNA及其意义.ppt(50页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、HBVcccDNAHBVcccDNA及其意义及其意义贵州省人民医院感染科贵州省人民医院感染科汤正明汤正明2006-08-151 2006.08.15感感染染科科2006-08-152临床上我们常常遇到以下问题:临床上我们常常遇到以下问题:慢性乙肝难以治愈慢性乙肝难以治愈 抗病毒治疗过程中常常发生药物耐受抗病毒治疗过程中常常发生药物耐受 抗病毒治疗后容易复发抗病毒治疗后容易复发 分子生物学研究表明,分子生物学研究表明,HBVcccDNAHBVcccDNA在病毒持在病毒持 续感染、抗病毒治疗后的再度活跃复制以及药物续感染、抗病毒治疗后的再度活跃复制以及药物耐受方面起着至关重要的作用。耐受方面起着至
2、关重要的作用。现就现就 HBVcccDNAHBVcccDNA乙肝病毒共价闭合环状乙肝病毒共价闭合环状DNADNA的研究进展进行简单的阐述。这是我的学习汇报,的研究进展进行简单的阐述。这是我的学习汇报,希望各位专家批评指正。希望各位专家批评指正。感染科感染科为什么?为什么?2006-08-153一、HBV感染初期cccDNA的形成二、HBVcccDNA的稳定性三、核苷类似物不能阻止初始cccDNA的形成四、HBVcccDNA检测方法五、慢性乙肝患者cccDNA检测的意义六、如何清除HBVcccDNA?七、cccDNA在抗病毒治疗研究中的应用前景一、一、HBVHBV感染初期感染初期cccDNAcc
3、cDNA的形成的形成HBVcccDNAHBVcccDNA存在于肝细胞核内,是病毒成存在于肝细胞核内,是病毒成功感染肝细胞的标志,也是慢性乙型肝炎功感染肝细胞的标志,也是慢性乙型肝炎持久存在的关键。持久存在的关键。其形成过程包括:其形成过程包括:HBVHBV颗粒与肝细胞膜接触,被细胞以内吞作颗粒与肝细胞膜接触,被细胞以内吞作用摄入,病毒脱壳后核壳体向肝细胞核转移,用摄入,病毒脱壳后核壳体向肝细胞核转移,释放松弛的环状释放松弛的环状DNADNA(relaxe circular relaxe circular DNA,rcDNA)DNA,rcDNA)进入细胞核。进入细胞核。2006-08-154 感
4、染科感染科2006-08-155rcDNArcDNA的正链在的正链在DNADNA聚合酶作用下聚合酶作用下进一步延长形成全长的进一步延长形成全长的rcDNArcDNA,正,正负链末端各自连接并构象发生改负链末端各自连接并构象发生改变形成变形成cccDNAcccDNA,最后在核小体内,最后在核小体内组合形成非整合状态的微型染色组合形成非整合状态的微型染色体。体。感染科感染科2006-08-156细胞核细胞核内的内的cccDNAcccDNA作为复制模板作为复制模板转录前基因组转录前基因组RNARNA和其他基因的和其他基因的mRNAmRNA。前基因。前基因RNARNA被转运至胞浆,被转运至胞浆,与病毒
5、核心蛋白以及与病毒核心蛋白以及P P蛋白组装成蛋白组装成核壳体。病毒核壳体。病毒DNADNA聚合酶具有逆转聚合酶具有逆转录酶活性,以前基因组录酶活性,以前基因组RNARNA为模板为模板逆转录子代逆转录子代DNA DNA,核壳体成熟。,核壳体成熟。感染科感染科2006-08-157成熟的核壳体有两个去向:成熟的核壳体有两个去向:部分再进入细胞核重新形成部分再进入细胞核重新形成cccDNAcccDNA,不断补充核内不断补充核内cccDNAcccDNA池;池;部分进入内质网与病毒蛋白组装成病部分进入内质网与病毒蛋白组装成病毒颗粒向细胞外分泌,感染新的肝细毒颗粒向细胞外分泌,感染新的肝细胞。胞。病毒病
6、毒cccDNAcccDNA的产生也有两个途径,既的产生也有两个途径,既可由肝细胞内已有的病毒在复制周期可由肝细胞内已有的病毒在复制周期中产生,也可由新感染的肝细胞产生。中产生,也可由新感染的肝细胞产生。如图所示。如图所示。感染科感染科2006-08-158感染科感染科2006-08-159感染科感染科HBVHBV复制过程复制过程2006-08-1510 感染科感染科2006-08-1511v复制方式:复制方式:vHBV吸附吸附 cccDNA 转转v 2.1KbmRNA 外衣壳蛋白外衣壳蛋白v录录 内衣壳蛋白内衣壳蛋白v 3.5KbmRNA (前基因组前基因组)v 反转录反转录HBVDNA负链负
7、链v 复制复制+DNAv v 组装与释放组装与释放 感染科感染科2006-08-1512动物实验证实,处于稳定感染的动物实验证实,处于稳定感染的肝细胞内大约有肝细胞内大约有30-5030-50个个cccDNAcccDNA拷拷贝。对慢性乙型肝炎患者肝组织贝。对慢性乙型肝炎患者肝组织内内cccDNAcccDNA实时定量检测,平均每实时定量检测,平均每个感染细胞含有个感染细胞含有3333拷贝,与动物拷贝,与动物实验结果相符。实验结果相符。稳定感染的肝细胞核内稳定感染的肝细胞核内cccDNAcccDNA一一般维持在一定水平,既满足病毒般维持在一定水平,既满足病毒复制需要,又不对细胞产生毒性。复制需要,
8、又不对细胞产生毒性。感染科感染科2006-08-1513这这一调节机制通过病毒胞膜蛋白一调节机制通过病毒胞膜蛋白负反馈机制来实现,前负反馈机制来实现,前C C区蛋白发区蛋白发生变异可导致生变异可导致cccDNAcccDNA大量扩增,大量扩增,并引起细胞死亡并引起细胞死亡。cccDNAcccDNA的稳定对维持细胞的长期的稳定对维持细胞的长期感染状态起决定作用。感染状态起决定作用。感染科感染科2006-08-1514cccDNAcccDNA和和rcDNArcDNA在结构和理化特性在结构和理化特性上有上有3 3点不同:点不同:1.rcDNA1.rcDNA在正链与负链上均有缺口在正链与负链上均有缺口或
9、缺刻,只是部分区域互补才能或缺刻,只是部分区域互补才能形成环状结构,但非超螺旋结构,形成环状结构,但非超螺旋结构,而而cccDNAcccDNA两条链均是完整的,两两条链均是完整的,两者共价互补,形成超螺旋结构。者共价互补,形成超螺旋结构。感染科感染科2006-08-15152.rcDNA 2.rcDNA 能与蛋白共价结合,能与蛋白共价结合,cccDNAcccDNA则不能。则不能。3.3.由于缺口或缺刻的存在,由于缺口或缺刻的存在,rcDNA rcDNA 可以被一些核酸酶降解成核苷酸可以被一些核酸酶降解成核苷酸或单核苷酸,而或单核苷酸,而cccDNAcccDNA则由于是则由于是超螺旋且双链结构均
10、完整,一般超螺旋且双链结构均完整,一般不会被上述酶降解。不会被上述酶降解。感染科感染科二二、HBVcccDNAHBVcccDNA的稳定性的稳定性对对HBVcccDNAHBVcccDNA半衰期的认识来自动半衰期的认识来自动物实验。核苷类似物可以抑制胞物实验。核苷类似物可以抑制胞浆内病毒浆内病毒DNADNA的逆转录,从而阻断的逆转录,从而阻断胞浆内病毒胞浆内病毒DNADNA进入细胞核内再形进入细胞核内再形成成cccDNAcccDNA,使人们可以在动物实,使人们可以在动物实验模型中研究验模型中研究cccDNAcccDNA半衰期。半衰期。2006-08-1516 感染科感染科2006-08-1517A
11、ddissonAddisson研究发现,拉米夫定、研究发现,拉米夫定、双脱氧鸟苷前体联合抗病毒治疗双脱氧鸟苷前体联合抗病毒治疗能有效抑制能有效抑制DHBVDHBV的复制,的复制,1 1周后斑周后斑点杂交法检测表明,血清点杂交法检测表明,血清DHBVDNADHBVDNA下降至检测水平以下,肝组织中下降至检测水平以下,肝组织中cccDNAcccDNA呈指数下降,其半衰期为呈指数下降,其半衰期为35-5735-57天。天。感染科感染科2006-08-1518MoraledaMoraleda等通过土拨鼠原代细胞等通过土拨鼠原代细胞抗病毒研究结果显示,抗病毒研究结果显示,cccDNA cccDNA 的的
12、半衰期很长,其清除依赖于感染半衰期很长,其清除依赖于感染细胞的死亡。细胞的死亡。但是也有相反的报道。但是也有相反的报道。尽管用人的原代肝细胞感染尽管用人的原代肝细胞感染HBVHBV,可以观察到可以观察到cccDNAcccDNA的合成和缓慢的合成和缓慢增加,但到目前为止还没有原代增加,但到目前为止还没有原代人肝细胞中人肝细胞中cccDNAcccDNA的半衰期的报的半衰期的报道。道。感染科感染科三、核苷类似物不能阻止初始cccDNAcccDNA的形成DelmasDelmas等研究发现,阿德福韦能等研究发现,阿德福韦能降低培养细胞内降低培养细胞内DHBVDNA(DHBVDNA(包括包括cccDNA)
13、cccDNA)水平,说明病毒感染后起水平,说明病毒感染后起始的病毒基因组向始的病毒基因组向cccDNAcccDNA的转换的转换在阿德福韦存在的情况下仍能发在阿德福韦存在的情况下仍能发生,但扩增合成生,但扩增合成cccDNAcccDNA的过程被的过程被抑制。抑制。2006-08-1519 感染科感染科2006-08-1520KockKock等研究发现,阿德福韦、拉等研究发现,阿德福韦、拉米夫定都可以部分抑制病毒感染米夫定都可以部分抑制病毒感染后初始的后初始的cccDNA cccDNA 转换,前者作用转换,前者作用更强,但是,即使联合用药也不更强,但是,即使联合用药也不能完全抑制初始能完全抑制初始
14、cccDNA cccDNA 的转换。的转换。因此,说明抗病毒药物治疗期间因此,说明抗病毒药物治疗期间HBVHBV仍有能力感染新的肝细胞,给仍有能力感染新的肝细胞,给抗病毒治疗带来困难,因而对慢抗病毒治疗带来困难,因而对慢乙肝患者需要长期使用抗病毒药乙肝患者需要长期使用抗病毒药物治疗。物治疗。感染科感染科四、四、HBVcccDNAHBVcccDNA检测方法检测方法1.1.细胞内细胞内cccDNAcccDNA的抽提与纯化的抽提与纯化 最常用的抽提细胞内最常用的抽提细胞内cccDNAcccDNA的方法是蛋白质去污剂沉淀的方法是蛋白质去污剂沉淀法,其原理是基于法,其原理是基于rcDNArcDNA和和c
15、ccDNAcccDNA与蛋白质结合能力的差与蛋白质结合能力的差异。异。rcDNArcDNA能与蛋白质共价结合,与绝大多数细胞染色体能与蛋白质共价结合,与绝大多数细胞染色体DNADNA一起形成沉淀,而一起形成沉淀,而cccDNAcccDNA不能与蛋白质结合故游离于不能与蛋白质结合故游离于上清中,用酚氯仿抽提上清即可得到上清中,用酚氯仿抽提上清即可得到cccDNAcccDNA。根据。根据缪晓辉缪晓辉等等的经验,该方法的主要缺点是:抽提较为费时,一般需的经验,该方法的主要缺点是:抽提较为费时,一般需要要4-54-5小时;酚氯仿抽提环节多、得率不高;对于冻存的小时;酚氯仿抽提环节多、得率不高;对于冻存
16、的富集细胞(富集细胞(pelletpellet)难以充分裂解,单裂解这一步可能需)难以充分裂解,单裂解这一步可能需要要3-43-4小时甚至更长时间。此外,在上清中实际仍然含有小时甚至更长时间。此外,在上清中实际仍然含有少量的少量的rcDNArcDNA,而在沉淀中实际上也存在着一部分,而在沉淀中实际上也存在着一部分cccDNAcccDNA。2006-08-1521 感染科感染科2006-08-1522为进一步分离为进一步分离cccDNAcccDNA、rcDNArcDNA和单链和单链DNADNA,可以对抽提产物进行纯化。以酶切法最为可以对抽提产物进行纯化。以酶切法最为常用。外切核酸酶常用。外切核酸
17、酶是一种是一种3 355外切外切酶,对带有钝端、酶,对带有钝端、5 5突出端或有缺口的双突出端或有缺口的双链具有特异性,而不能降解带有链具有特异性,而不能降解带有3 3突出端突出端(至少(至少4 4个碱基)的双链个碱基)的双链DNADNA。绿豆核酸酶。绿豆核酸酶则以内切方式降解单链则以内切方式降解单链DNADNA或或RNARNA,而保持,而保持双链双链DNADNA的完整性(二者的比活性的完整性(二者的比活性10001000),),可用于选择性切除双链可用于选择性切除双链DNADNA的突出单链末端,的突出单链末端,以及切除单链以及切除单链DNADNA或或RNARNA。也可单用绿豆核。也可单用绿豆
18、核酸酶酶切酸酶酶切rcDNArcDNA,或先用外切核酸酶,或先用外切核酸酶将将rcDNArcDNA降解成单链,然后再用绿豆核酸酶酶降解成单链,然后再用绿豆核酸酶酶切。切。感染科感染科2006-08-1523该方法也有其缺点:如抽提产物被稀该方法也有其缺点:如抽提产物被稀释,降低了检测敏感度;绿豆核酸酶释,降低了检测敏感度;绿豆核酸酶的反应缓冲液对的反应缓冲液对PCRPCR反应有抑制作用反应有抑制作用等。等。缪晓辉等缪晓辉等尝试用小量质粒抽提试剂盒尝试用小量质粒抽提试剂盒抽提去抽提抽提去抽提HepG2.2.15HepG2.2.15细胞内的细胞内的cccDNAcccDNA,结果发现得率比上述所用方
19、,结果发现得率比上述所用方法均要高,操作也简便,所有操作在法均要高,操作也简便,所有操作在3030分钟内就可完成。分钟内就可完成。感染科感染科2006-08-15242.cccDNA2.cccDNA的定性检测的定性检测 既往绝大多数文献报道的是用既往绝大多数文献报道的是用Southern blotSouthern blot对对cccDNAcccDNA进行定性检测,进行定性检测,该方法是分子生物学的经典方法,但该方法是分子生物学的经典方法,但技术要求较高,敏感度低。技术要求较高,敏感度低。感染科感染科2006-08-1525近年来,也有较多文献报道用近年来,也有较多文献报道用PCRPCR技术对技
20、术对cccDNAcccDNA进行检测。但是,由于进行检测。但是,由于PCRPCR技术灵敏度极高,技术灵敏度极高,rcDNArcDNA和和cccDNAcccDNA的序列又具有高度的同源性,因的序列又具有高度的同源性,因此在用此在用PCRPCR技术检测技术检测cccDNAcccDNA时,必须确保只能扩时,必须确保只能扩增增cccDNAcccDNA而而rcDNArcDNA不被扩增。目前利用不被扩增。目前利用rcDNArcDNA和和cccDNAcccDNA结构上的差异可以解决这一问题。由于结构上的差异可以解决这一问题。由于rcDNArcDNA的正链和负链上均存在缺口,故可以设计的正链和负链上均存在缺口
21、,故可以设计跨越两个缺口的引物,使跨越两个缺口的引物,使rcDNArcDNA不会被扩增,而不会被扩增,而cccDNAcccDNA由于是完整的双链结构则可以被选择性扩由于是完整的双链结构则可以被选择性扩增。同时可设计另一对不跨越缺口的引物或只跨增。同时可设计另一对不跨越缺口的引物或只跨越一条链的缺口的引物同时检测越一条链的缺口的引物同时检测cccDNAcccDNA和和rcDNArcDNA 图图11。KockKock等成功地用这种选择性等成功地用这种选择性PCRPCR的方法在的方法在检测感染细胞内的检测感染细胞内的cccDNAcccDNA和和rcDNArcDNA。感染科感染科2006-08-152
22、6此外,为进一步提高检测的灵敏度,此外,为进一步提高检测的灵敏度,可用套式可用套式PCR(nested PCR)PCR(nested PCR)的方法。的方法。感染科感染科2006-08-1527 感染科感染科 2006-08-1528但是有报道认为跨缺口引物对两种但是有报道认为跨缺口引物对两种DNADNA的选择性不是绝对的,在的选择性不是绝对的,在PCRPCR检测检测cccDNAcccDNA时,起始模板量不能过高,否时,起始模板量不能过高,否则则rcDNArcDNA也有可能被扩增,也有可能被扩增,KockKock等发现等发现每个每个PCRPCR反应管中反应管中HBV DNAHBV DNA的量在
23、的量在1 1 pgpg(约(约6 6105105拷贝)时能达到最佳的拷贝)时能达到最佳的灵敏度与选择性,因此在分析前应估灵敏度与选择性,因此在分析前应估计标本中计标本中HBV DNAHBV DNA的量。虽然套式的量。虽然套式PCRPCR更为灵敏,但由于需取更为灵敏,但由于需取PCRPCR产物进行再产物进行再次扩增,因此在操作中要注意防止次扩增,因此在操作中要注意防止PCRPCR产物污染,避免假阳性。产物污染,避免假阳性。感染科感染科2006-08-15293.cccDNA3.cccDNA的定量检测的定量检测在定性检测的基础上,可以进一步对在定性检测的基础上,可以进一步对cccDNAcccDNA
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- HBVcccDNA 及其 意义
限制150内