乙型肝炎病毒核心抗原蛋白超微结构的启示

肝炎主要是由肝炎病毒引起。到目前为止，已发现引起肝炎的7种病毒（甲、乙、丙、丁、戊、巳、庚），其中对我国人民危害最严重、影响最广的是乙型肝炎。乙肝由乙型肝炎病毒引起，它呈全球分布，据统计，世界上有乙肝表面抗原携带者3亿，我国为1．2亿，其中10％的人将转为慢性肝病（包括肝硬化）和肝癌。他们还是主要的病毒传染源。从分子水平深入研究乙肝病毒的结构以及病毒结构与功能的关系等，对彻底消除乙肝的危害具有特别重要的意义。在我国500位两院院士最近评选出的1997年世界10大科技进展中，有一项就是关于乙肝病毒结构研究的。该项研究利用冷冻电子显微镜测定了乙肝病毒的立体结构和核心蛋白的折叠。

从结构来看，乙肝病毒是直径42纳米的球形颗粒，外面有一层由脂蛋白组成的外膜，称为乙型肝炎表面抗原，内有一核心颗粒，核心颗粒外有一层核壳，称为核心抗原。核心抗原从细胞内进入血循环时转变为e抗原。因此被乙型肝炎病毒感染后，依据病毒感染的不同阶段和机体免疫反应状态的不同，可以检出上述三种抗原和由它们诱生的三种抗体，并可根据检测结果区分急、慢性肝炎，判断传染性强弱及预防。乙型肝炎核心抗原在乙型肝炎的诊断中具有重要作用。抗乙型肝炎核心抗原IgM抗体阳性是急性乙型肝炎的标志，持续低滴度或反复低滴度IgM阳性是慢性乙肝的标志，抗核心抗原总抗体或IgG抗体阳性则是既往受到过乙肝病毒感染的标志，如果乙型肝炎病毒核心抗原或e抗原阳性，是血液中存在完整病毒的标志，表明患者具有较强的传染性。

关于乙型肝炎核心抗原的形态结构，中国预防医学科学院病毒学研究所刘崇柏、洪涛等人早在1977年用从尸肝中提取的抗原作材料，在电镜下观察到其为27纳米的球形颗粒，表面有棘突。1987年，我国军事医学科学院马贤凯，利用基因重组技术在大肠杆菌中表达了乙型肝炎核心抗原。1988年，中国预防医科院病毒所邱廷安、詹美云等在大肠杆菌中高效表达了乙型肝炎病毒核心抗原，并在电镜下看到了其形态呈圆形，表面有棘突。1990年，詹美云等利用多株抗乙型肝炎核心抗原的单克隆抗体对基因工程表达的核心抗原进行了抗原位点的分析，证明基因表达的抗原至少存在3个不同的抗原表位，但对这些表位的定位、棘突的多少以及其形成与功能的关系均不甚了解。

1997年，英国剑桥分子生物医学研究理事会实验室的科学家，利用冷冻电子显微镜观察研究了大肠杆菌表达的乙型肝炎核心抗原（核壳）的三维结构。他们从不同方向、不同平面拍摄了包括6000多个核壳的超显微图像，通过电脑分析处理，表明乙型肝炎核心抗原是对称的20面体，其多肽链呈完全折叠，大量的是以α—螺旋形式存在，蛋白亚单位以二聚体形式聚集在核心抗原表面形成棘突，多个棘突由4个长的α—螺旋呈放射束从壳底部伸出。此模型暗示乙型肝炎病毒核心抗原决定簇在棘突的尖端。此外他们还发现乙型肝炎核心抗原有两种形式，一种含180个亚单位，一种含240个亚单位，其亚单位多少与核心抗原长短相关。这表明核心抗原的长短不仅影响它的构形和包装功能，而且影响其亚单位多少和分布。他们还利用环形双色测量法证明乙肝核心抗原C末端蛋白65％呈螺旋结构等等。

此项研究以乙型肝炎病毒核心抗原立体结构为模型，为深入研究病毒结构、病毒结构与功能乃至抗病毒药物研究开辟了新的途径，具有重要的应用前景。乙型肝炎病毒超微结构的发现必将进一步揭示其功能基因的存在，为研制抗病毒药物和致病机理提供了重要的理论依据。