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丙型肝炎病毒F蛋白在病毒复制和致病中的作用

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中国生物制品学杂志2011年3月第24卷第3期ChinJBiologicalsMarch2011，Vol.24No.3丙型肝炎病毒（HepatitisCvirus，HCV）感染是引起慢性肝脏疾病的主要病因之一，并可发展为脂肪肝、肝硬化以及肝细胞癌。全球约有1．7亿HCV携带者，每年约有10万人发展为肝癌［1］。HCV一般通过血液或血制品传播，目前丙型肝炎疫苗尚未研发成功，且唯一的药物———干扰素治疗的应答率较低［2］。HCV基因组RNA长约9600bp，由两端保守的非编码区（Nontranslatedregion，NTR）和中间的一个开放阅读框（Openreadingframe，ORF）组成。NTR是病毒RNA复制和翻译所必需的，5′端NTR的内部核糖体进入位点（Internalribosomeentrysite，IRES）调控病毒蛋白的翻译。翻译出的多聚蛋白前体在宿主细胞及病毒蛋白酶的作用下被剪切成10种蛋白产物，包括结构蛋白（C、E1、E2和p7）和非结构蛋白（NS2、NS3、NS4A、NS4B、NS5A和NS5B）［3］。新近发

现，core基因除编码核心蛋白外，还编码一种读码框移位蛋白（Alternativereadingframeprotein，ARFP），或称为F蛋白（Frameshiftprotein），也有学者称之为Core＋1蛋白。F蛋白是在HCV自然感染中产生的，可能在肝脏疾病和肝细胞癌的发生发展中起重要作用，但F蛋白的缺失并不会对HCV的复制造成致命的影响。本文就F蛋白的研究进展作一综述。

1．F蛋白的发现1998年，Walewski等［4］

通过对HCV基因组进

行序列分析发现，在其起始处存在功能性移码ORF，与C蛋白编码序列＋1位重叠。2000年，在第7届国际丙型肝炎病毒年会上，Walewski等［5］和Xu等［6］

分别报告了在无细胞表达系统兔网织红细胞裂解物

基金项目：军队“十一五”医药卫生科研基金（06Z027，06H021）；国家自然科学基金（30872247，30600529）；上海市重点学科（B901）；第二军医大学“优秀硕士研究生苗子培育基金”（校研［2010］90号）．作者单位：第二军医大学微生物学教研室全军生物侦检与防护重点实验室上海市医学生物防护重点实验室（上海200433）．通讯作者：任浩，E-mail：hmren＠yahoo．com

【综述】丙型肝炎病毒F蛋白在病毒复制和致病中的作用

王文博任浩【摘要】丙型肝炎病毒（HepatitisCvirus，HCV）属于黄病毒科，是有包膜的单正链RNA病毒。HCV基因组约有9600个碱基，编码的单一开放读码框（Openreadingframe，ORF）翻译出约3000个氨基酸残基的多聚蛋白前体，在宿主细胞及病毒蛋白酶的作用下，剪切成至少10种结构蛋白和非结构蛋白。近年来，一种新的病毒蛋白在一些实验室相继被发现，称为读码框移位蛋白（Alternativereadingframeprotein，ARFP），或称为F蛋白（Frameshiftprotein），也有学者称之为Core＋1蛋白。F蛋白是由核心基因读码框移位产生的，虽然从发现至今已有10余年，但其生物学功能仍不明确，对其在肝脏疾病和肝细胞癌的发生发展中的作用及其对HCV复制和感染的影响尚有争议。本文就F蛋白的发现、产生机制、抗原性、生化特性及生物学功能等作一综述。【关键词】丙型肝炎病毒；F蛋白；重叠读码框；核糖体漂移；病毒复制；毒力【中国图书分类号】R373.2【文献标识码】A【文章编号】1004-5503（2011）03-0349-05

RoleofHepatitisCVirusFProteininVirusReplicationandPathogenesisWANGWen-bo，RENHao（DepartmentofMicrobiology，TheSecondMilitaryMedicalUniversity，KeyLaborato－ryofBiodetectionandBiodefenseofPLA，ShanghaiKeyLaboratoryofMedicalBiodefense，Shanghai200433，China）

【Abstract】HepatitisCvirus（HCV）isanenvelopedpositive-strandRNAvirusoftheFlaviviridaefamily，ofwhichthegenomeconsistsofabout9600nucleotidesencodingapolyprotein（about3000aminoacids）thatisprocessedbycellularandviralproteasesintoatleasttenstructuralandnonstructuralviralproteins．Inrecentyears，anovelHCVproteinhasbeenidentifiedbyseverallabo－ratories，knownasthereadingframeshiftprotein（alternativereadingframeprotein，ARFP）orFprotein（frameshiftprotein），alsocalledasCore＋1protein．Fproteingeneisgeneratedfromthecorereadingframeshift．AlthoughFproteinhasbeendiscoveredformorethan10years，itsfunctionremainsunclear，anditsroleingenesisandprogressofliverdiseasesandhepatocellularcarcinoma（HCC）aswellasitseffectonreplicationandinfectionofHCVarestillindispute.Thisreviewaimstosummarythediscovery，mechanism，antigenicity，biochemicalcharacteristicsandbiologicalfunctionofFprotein.【Keywords】HepatitisCvirus（HCV）；Fprotein；Overlappingreadingframe；Ribosomaldrift；Virusreplication；Virulence

349··中国生物制品学杂志2011年3月第24卷第3期ChinJBiologicalsMarch2011，Vol.24No.3

（Rabbitreticulocytelysate，RRL）和小麦胚提取物（Wheatgermextract）中，HCV-1型core基因除了能表达相对分子质量21000的核心蛋白外，同时还翻译出一种相对分子质量16000的蛋白。此蛋白的翻译起始于多聚蛋白的起始密码子AUG，并在C蛋白密码子8～11位的富含腺嘌呤区间发生核糖体-2或＋1的移位，被称为读码框移位蛋白（ARFP），或称为F蛋白。2.F蛋白的产生机制一系列研究表明，F蛋白存在于HCV不同基因型及病毒株中，大小不同，产生机制也不同。HCV-1型核心基因密码子8～11位包含AAAAAAA和AAAAAAC序列，与核糖体移码信号XXXYYYZ（X，Y，Z为任意碱基）一致，并紧跟保守的RNA茎环结构（SL47，SL87）。Choi等［7］研究表明，SL47和SL87对嘌呤霉素诱导的8～11位发生－2／＋1移码具有重要作用。深入研究发现，HCV-1密码子8～11位可发生－2／＋1和－1／＋2两种形式的移码。然而，在HCV-1a（H）株中，当富含A区的第4和第10位分别变为G和C时，即AAAGAAAAAC，在RRL系统中就不再表达相对分子质量16000的F蛋白。说明F蛋白的产生依赖于10As的存在。将荧光素酶标记的HCV-1和HCV-1acore＋1基因转染哺乳动物细胞，均能表达Core＋1蛋白，但并不是由密码子8～11位介导，而是由位于85／87位的AUG密码子介导的［8］。由于产生的蛋白相对分子质量比16000小，又称Core＋1／S，因此RRL表达系统不支持这种形式的表达。此外，Boulant等［9］发现了另一种形式的F蛋白，由42位＋1和144位－1两次独立的移码产生，其产生也不依赖于富含A序列，这一发现尚有待于在细胞培养中进一步证实，其生物学功能也不明确。这种内源翻译也可起始于26位密码子，或26位和85／87位之间其他较弱的翻译起始位点。上述研究表明，F蛋白存在多种起始翻译形式，然而至今仍不清楚这些翻译起始位点是同时还是在体内感染的不同阶段起作用，或者在不同基因型间有差别。3.F蛋白的抗原性F蛋白可被HCV感染者血清及记忆性T细胞特异性识别，说明HCV感染者体内可表达F蛋白［10-11］。Walewski等［5］报道，在100份慢性HCV感染者血清中，有13份可与HCV-1aCore＋1两种肽段4～17aa和37～56aa反应。Vassilaki等［12］随后发现，77％的HCV感染者血清能与在大肠杆菌中表达的GST标记的Δ（1-10）Core＋1／F蛋白（缺少前10位氨基酸的）发生反应。Xu等［6］在RRL系统中表达的HCV-1Core＋1／F和Δ（1-3）Core＋1／F蛋白与6份HCV患者血清发生反应的比例分别为6／6和5／6，而大肠杆菌表达的Δ（1-3）Core＋1／F蛋白与8份HCV患者血清发生反应的比例为5／8。这种反应性的差别主要是由于抗原即F蛋白的差异，全长的F蛋白因具有更多的抗原表位而表现出较强的免疫反应性。这种差异其他研究者也有报道。Chuang等［13］采用ELISA检测发现，合成的HCV-2肽段（72～85aa）分别能与23.17％的HCV慢性感染者血清及11.43％的康复者血清发生低水平反应。Komurian-Pradel等［14］

发现，重组HCV-1aCore＋1／

F-6×His蛋白能与62％（96／154）的HCV感染者血清发生反应，而Δ（1-10）Core＋1／F的反应只有25％（39／154），认为1～10位氨基酸能增强Core＋1／F蛋白的稳定性，促进蛋白正确折叠，进而增强免疫反应性。Komurian-Pradel和其他研究小组还发现，即使Core＋1／F蛋白含有前10位与核心蛋白相同的氨基酸，二者也没有交叉反应性，这一发现与核心抗原的表位主要位于9～16位氨基酸的结论相一致［13，15］。HCV-1bCore＋1的4种9肽（aa40～48、

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HCV-结构的介绍

HCV-结构的介绍

Questions 1对HCV的初步理解1、其基因结构：HCV是正链RNA 病毒，传播的途径为血液传播。

基因全长为9.6kb包括5'-NCR、一个长的开放阅读框（0RF），编码组成约3000个氨基酸的多蛋白前体，和3'-NCR.2、目前hcv研究的现状：患者多，治疗方法不彻底，再感染几率大，潜伏期长，大部分患者会造成慢性肝炎，肝硬化，肝癌等疾病。

研究其感染机制，病毒与宿主细胞的相互作用，一方面能够为制出特异性药物提供思路，另一方面是研发有效疫苗的必经之路。

目前病毒性肝炎的治疗多以聚二乙醇干扰素和利巴韦林，蛋白酶抑制剂联合用药，但是机体对干扰素应答的副作用大，再感染几率高。

在研究方面HCV感染后血清中病毒含量极低，同时目前缺乏有效的体外培养系统及合适的动物模型繁殖病毒，无法获得大量的天然病毒抗原，目前只能通过合成肽或基因重组的方法，获得HCV包膜蛋白抗原。

同时还缺乏有效的疫苗。

3、感染后缺乏有效的免疫的可能原因（1）HCV高度变异，逃避机体的免疫清除；（2）HCV在肝组织及血液中含量低及诱导机体产生保护性的抗原性弱；（3）病毒颗粒与低密度脂蛋白或免疫球蛋白紧密联接，导致抗原决定簇被掩盖；（4）外周血淋巴细胞可能有HCV储存库的作用。

4、研究点：对于以上问题决定我们研究HCV的方向为编码蛋白和宿主因子在HCV复制、组装过程中相互作用，治病机制、疫苗的开发等。

Questions 2该病毒蛋白的结构和功能（功能机构，与宿主细胞相互作用，引发疾病）1、HCV的RNA及其翻译加工HCV含有9.6 kb的正链RNA基因组5'-NCR，一个长的开放阅读框，编码组成约3000个氨基酸的多蛋白前体，和3'-NCR..5'-NCR高度保守，有1-4个域，域一不是IERS起始必须的，但是域一和二是RNA复制所必须的。

每一个HCV都有一个IERS序列，是翻译起始必须的序列。

3'-NCR由一个80个核苷酸序列组成的多聚U的可变区和一个由98个核苷酸组成的X-尾巴的不变区组成。

保肝治疗在病毒性肝炎治疗中的作用及价值

保肝治疗在病毒性肝炎治疗中的作用及价值

Bondini et al.
63
20
31.7
Czaja et al.
18
4
22.2
Czaja et al.
11
3
27.3
Lai W. et al.
153
41
26.1
合计
988
339
34.3
慢性乙型肝炎患者肝脂肪变的相关因素
病毒因素 HBV DNA的滴度、HBeAg状态以及HBV基因型可能都与肝脂肪变的程度无关 J Gastroenterol Hepatol 2008. J Hepatol 2005. Hepatology 2006 宿主因素 BMI增高与慢性乙型肝炎肝脂肪变的出现独立相关 腰臀比（WHR）、快速血糖浓度、C-肽、HOMA-IR等其他用于评估代谢功能的因素可被用来预测脂肪变的程度 Hepatology 2006 J Hepatol 2009
肝功能失代偿 肝衰竭 肝硬化 HCC
抗病毒治疗能解决慢性肝炎患者的所有问题吗？
抗病毒治疗后炎症控制尚不理想 (HBeAg阳性CHB患者）
AASLD CHB guideline 2009
AASLD CHB guideline 2009
现有单纯抗病毒治疗炎症控制不理想，护肝药物治疗依然必要！
抗病毒治疗后炎症控制尚不理想 (HBeAg阴性CHB患者）
肝脂肪变发生率(%)
Altlparmak et al.
164
64
39
Sanyal et al.
85
4
4.5
Thomopoulos et al.
233
42
18
Malhotra et al.
30
20
丙肝病毒基因组结构及相关功能

丙肝病毒基因组结构及相关功能

丙肝病毒基因组结构及相关功能张立营;高博【摘要】@@ 丙型肝炎病毒(hepatitis C virus,HCV)是一种主要经过血液传播的肝炎病毒,是造成慢性肝炎、肝硬化甚至肝癌的主要因为之一.目前人们对HCV的致病机制的认识仍不很清楚,也缺乏针对HCV有效的治疗方法及疫苗预防.近年来,通过对HCV分子生物学的研究,对其基因组结构以及相关基因表达产物有了近一步的认识.【期刊名称】《中国医药生物技术》【年(卷),期】2011(006)001【总页数】3页(P44-46)【作者】张立营;高博【作者单位】266071青岛,济南军区青岛第二疗养院检验科;100850北京,军事医学科学院野战输血研究所输血安全实验室【正文语种】中文丙型肝炎病毒（hepatitis C virus，HCV）是一种主要经过血液传播的肝炎病毒，是造成慢性肝炎、肝硬化甚至肝癌的主要原因之一。

目前人们对 HCV 的致病机制的认识仍不很清楚，也缺乏针对 HCV 有效的治疗方法及疫苗预防。

近年来，通过对 HCV 分子生物学的研究，对其基因组结构以及相关基因表达产物有了近一步的认识。

HCV 属黄病毒科丙型肝炎病毒属，为单股正链 RNA病毒，基因组全长 9.6 kb，含有一个开放的编码区，可编码一个多聚蛋白前体，该蛋白前体由宿主和病毒的信号肽酶剪接成 3 个结构蛋白（核心蛋白、E1、E2）和 7 个非结构蛋白（NS1、NS2、NS3、NS4A、NS4B、NS5A、NS5B）[1]。

现就 HCV 基因组结构及其编码的蛋白功能做一综述。

1 非编码区1.1 5′非编码区（5′UTR ）5′UTR 包含 HCV 基因组5′ 端的 341 个核苷酸。

它是 HCV 基因组中最保守的区域，存在 3 个高度保守结构区，后两区与病毒的进化有关，前一区毗邻病毒蛋白前体翻译的真实启动 AUG，对 HCV 基因组的翻译至关重要。

5′UTR 存在内部核糖体的结合位点，核糖体与其结合启动翻译过程[2]。

丙型病毒性肝炎

丙型病毒性肝炎

丙型病毒性肝炎丙肝即丙型病毒性肝炎。

丙型病毒性肝炎(HC)简称丙型肝炎或丙肝(HC)，主要是由丙型肝炎病毒(HCV)通过血液传播途径，少数通过密切接触传播途径所引起的急性肝脏炎症，临床表现与乙型肝炎相似。

丙型病毒性肝炎呈全球性分布，流行性很强，国外人群HCV感染率高达3%，我国健康人群HCV抗体阳性率为0.7%～3.1%。

丙型病毒性肝炎传染性很强，一旦感染很难治愈，并极易转为慢性肝炎和发生肝硬化，甚至诱发肝癌。

目录检查1抗-HCV大部分HCV感染者，体内均出现抗HCV。

因此，检测抗-HCV对丙型肝炎诊断很有价值。

抗-HCV阳性是HCV感染的标志。

但目前检测结果不能充分反映急性、慢性抑或恢复期感染。

抗体效价也不能反映HCV感染的强度，至少在动物实验中未能证实。

抗-HCV阳性可能表示近期感染后的免疫状态，但大多数表示现症HCV感染，并在一定程度上反映个体的传染性。

人感染HCV 后至抗-HCV阳转，这段时间个体长短差异很大，目前所用方法，测出抗体较晚，在该期唯一感染的标志患者始终不出现抗-RNA，此外尚有20%丙型肝炎患者始终不出现抗-HCV，故实际感染率比检出率高，抗-HCV阴性不能除外HCV感染丙型病毒性肝炎2.HCV-RNA因丙型肝炎患者血液中HCV含量很低，直接做核酸杂交，很难查到HCV-RNA，须先经核酸扩增后测定。

采用半定量聚合酶链反应（HCVcDNA/PCR，简称cPCR）测定肝和血清中HCV-RNA，具有特异性强、灵敏度高、快速的优点。

HCV-RNA 阳性是HCV感染的直接证据，是HCV复制指标，有传染性。

因HCV-RNA较抗-HCV出现早，故可用于早期诊断及献血员的筛查。

HCV-RNA阴性，说明HCV被清除，因此，也可作为判断预后和疗效的指标。

2诊断1.抗HCV即丙肝抗体。

丙型肝炎病毒是目前诊断丙型肝炎的主要指标。

但因感染HCV后抗HCV出现较慢，一般在发病后2～6个月，甚至1年才转阳，故不能作为早期诊断丙型肝炎的方法。