C-hepatiidi viirus

C-hepatiidi viirus (HCV, hepatiidi C viirus) on positiivse polaarsusega üheahelaline RNA-viirus (flaviviirus). 

Viiruse lineaarne genoom on 9,5 kb pikk. Viiruse partikkel on kerakujuline, väike (30–80 nm) ning kaetud membraaniga. Kuulub sugukonda Flaviviridae ja perekonda Hepacivirus. C-hepatiidi viirus nakatab inimesi ja šimpanse ning levib peamiselt vere ja harva ka muude kehavedelike kaudu. Nakatumise viis ebaselge kuni 45% juhtudel, 45% juhtudel on tegemist parenteraalse nakkusega. Seksuaalne nakkus harvem kui HBV korral. Inimestel põhjustab viirus tihti C-hepatiiti ehk maksapõletikku.

Viirus on väga heterogeenne, erinevate isolaatide vaheline nukleotiidjärjestuse erinevus küünib isegi kuni 60%-ni. Viirusel on 6 genotüüpi + 18 alltüüpi. Korralikult kirjeldati alles 1989, kui genoom klooniti.

Taksonoomia
Kuulub sugukonda Flaviviridae ja perekonda Hepacivirus. Arvati, et C-hepatiidi viirus on selle perekonna ainus esindaja, kuid hiljuti avastati koertelt sama tüvega viirus Canine hepacivirus, mis võib nakatada ka hobuseid.

Levik
C-hepatiidi viirus levib peamiselt nakatunud vere kaudu. Ülekandeks piisab väga väikesest verekogusest ning viirus võib kuivanud veres püsida kuni 3 kuud. Haiguse levikut sugulisel teel esineb harva. Isegi nakatunud emalt lapsele viiruse ülekandumist sünnitusel esineb 5% juhtudest.

Maailmas on umbes 170 miljonit C-hepatiidi viirusega nakatunud inimest. Igal aastal lisandub 3–4 miljonit uut haigestunut. Maailma Terviseorganisatsiooni andmetel on Euroopas ligikaudu 8,9 miljonit viirusekandjat, idapoolsetes Vahemere maades 21,3 miljonit ja Ameerikas 13,1 miljonit nakatunut. Kagu-Aasias on 32,3 miljonit nakatunud inimest. Eestis vastavad uuringud puuduvad, kuid hinnanguliselt on C-hepatiidi viirusega nakatunud umbes 1,5% elanikkonnast.

Struktuur

Viiruse struktuur
Viiruse partikkel on diameetriga umbes 30–80 nm. Nukleokapsiidi valk C moodustab ikosaeedrilise nukleokapsiidi diameetriga ligi 30 nm. Valk C on tugevalt aluseliste omadustega. HCV virionidesse kuulub lisaks nukleokapsiidi valgule veel kaks glükoproteiini E1 ja E2, mis on transmembraansed glükoproteiinid. E1 ja E2 paiknevad rakus endomembraanidel ning on olulised virionide valmimisel, virionide seondumisel ning ka sisenemisel rakkudesse.

Virionide moodustumisel seondub C-valk viiruse genoomse RNA-ga ja E1 glükoproteiiniga. E1 ja E2 valgud moodustavad nakatunud rakkudes heterodimeere. E1 valgus asub fusion-peptiid ehk liitvalk, mis osaleb membraanide liitumisel. E2 on HCV antiretseptor ja seondab HCV retseptorit CD81. Lisaks on E2 valk oluline kaitsmaks nakatunud rakku peremehe immuunsüsteemi eest. E2 valgus asub hüpervarieeruv regioon, tema kaitsemehhanism peremehe immuunsüsteemi eest seisneb selles, et infektsiooni käigus tekivad escape-mutandid. Lisaks kuulub virionidesse veel proteiin p7, mille täpne funktsioon on kindlaks tegemata, kuid eeldatavasti kujutab see ioonkanali valku. Subviraalse partikli hulka kuuluvad veel 6 mitte-struktuurset proteiini: NS2, NS3, NS4A, NS4B, NS5A, NS5B. Neid kuut mitte-struktuurset proteiini on võimalik detekteerida vaid nakatunud rakkudes, kuid neid ei pakita viiruse partiklitesse.

Valgud
C – kapsiidivalk. Virionide moodustumisel seondub genoomse RNA ja glükoproteiin E1-ga.

E1(31 kDa) ja E2 (70 kDa) – transmembraansed glükoproteiinid. Rakus paiknevad endomembraanidel. Moodustavad nakatunud rakkudes heterodimeere. E1 valgus asub fusion-peptiid. E2 on viiruse antiretseptor ja seondab viiruse retseptorit. E2 kaitseb nakatunud rakku peremeesraku immuunsüsteemi eest ning surub maha PKR funktsiooni.

p7 – ioonkanali valk, kindel funktsioon teadmata.

NS2 (23 kDa) – sisaldab tsüsteiin-proteinaaset domeeni, mis integreerub NS3 valgu 180-st N-terminaalsest aminohappejäägist koosneva domeeniga ja moodustab aktiivse, tsinkioonide aktiveeritava proteaasi, mis teostab NS2/3 vahelise saidi protsessingut. 

NS3 (70 kDa) – seriin-proteaas (N-terminaalne osa) ja RNA helikaas/NTPase (C-terminaalne osa). NS3 moodustab stabiilse kompleksi NS4A kofaktoriga, see seondub NS3 N-terminaalse regiooniga, mis aktiveerib NS3 proteaase ja helikaasset aktiivsust. 

NS4A (8 kDa) – NS3 valgu kofaktoriks. 

NS4B (30 kDa) – hüdrofoobne valk, kuid täpset funktsiooni ei teata.
 
NS5A (58 kDA) – membraanidega seotud fosfoproteiin. NS5A blokeerib interferoonide toimet ning on vajalik HCV RNA replikatsiooniks. 

NS5B (68 kDa) – HCV RdRp ehk RNA-st sõltuv RNA polümeraas. Individuaalne HCV NS5B on maatritsi suhtes üsna ebaspetsiifiline ensüüm. Rakkudes seondub HCV NS5B perinukleaarsetele membraanidele ja interageerub NS3-, NS4A-, NS4B- ja NS5A-valkude ning HCV genoomse RNA-ga.

Genoom
HCV genoom on lühem kui teistel Flaviviridae esindajatel. Koosneb positiivse polaarsusega RNA genoomist, millel on kuni 96 000 nukleotiidi. Genoom sisaldab ühte avatud lugemisraami, millelt kodeeritakse polüproteiin, mis lõigatakse C, E1, E2, p7 ning mitte-struktuurseteks valkudeks. 
 
Genoomi 5’ otsas puudub cap-struktuur ning viiruse genoom ei kodeeri cap-struktuuri sünteesi teostavaid ensüüme, milleks on trifosfataas ja metüültransferaas. RNA 5’ ja 3’ otstes paiknevad NTR järjestused, mida proteiinideks ei transleerita, aga on olulised viirusliku RNA translatsiooniks ja replikatsiooniks. 5’-NTR on umbes 340 b pikkune pikendatud ala, mida ei transleerita, kuid mis on väga konserveerunud ja sisaldab positiivse ahela replikatsiooniks olulisi cis-järjestusi. Genoomi otsas paikneb väga konserveerunud 98-st nukleotiidist koosnev järjestus, mille viimased 45 b moodustavad stabiilse stem-loop struktuuri. Need järjestused moodustavad IRES-struktuuri, mis on ribosoomi seondumiskohaks.

Genoomi kodeerivaks alaks on üks ORF ehk avatud lugemisraam, mille pikkus on umbes 3000 nukelotiidi. 

3’-NTR järjestus, mida ei kodeerita, koosneb 200 nukleotiidist ja see omakorda 98-st väga konserveerunud nukleotiidi järjestusest, lühikesest varieeruvast genoomist ja varieeruvast polü(U)/polü-pürimidiini järjestusest. Polü(U)/polü-pürimidiini järjestus ja 98 nukleotiidist koosnev järjestus on vajalikud HCV genoomi replikatsiooniks. 3’-NTR ala integreerub mitmete raku valkudega. 5’ ja 3’ otsad integreeruvad omavahel ning on vajalikud translatsiooni regulatsioonil ja RNA replikatsioonil.

Infektsioonitsükkel

Seondumine rakule
HCV-l on 4 retseptorit, mis kõik on viiruse sisenemiseks vajalikud. Sisenemine rakku toimub retseptor-vahendatud endotsütoosi teel ja sellele järgneva pH-st sõltuva membraanide liitumise teel. HCV assotsieerub kõigepealt madala tihedusega lipoproteiinidega (LDL) ja väga madala tihedusega lipoproteiinidega (VLDL), millele järgneb astmeline rakku sisenemine:

 Glükoproteiin E2 vahendusel toimub seondumine CD81 retseptorile ja seejärel scavenger B1 tüüpi retseptorile (SR-BI.)
 Sellele järgnevad GTPaasist sõltuvad aktiini ümberkorraldused, mis võimaldavad CD81 kompleksil lateraalselt liikuda piirkondadesse, kus paiknevad valgud okludiin ja klaudiin.
 Järgneb sisenemine endotsütoosi abil

Replikatsioon
C-hepatiidi viirus replitseerub peamiselt maksarakkudes, kuid järjest enam esineb juhtumeid, kus viirus nakatab ka maksaväliseid rakke, eriti perifeerseid mononukleaarseid vererakke. Maksarakkudes toodab iga viirusega nakatunud rakk keskmiselt 50 virioni päevas. C-hepatiidi viirusel on suur hulk genotüüpe, mis on tingitud RNA-st sõltuva RNA-plolümeraasi suurest vigade arvust.

Viirusliku RNA replikatsiooni, kuid mitte viiruse tootmist, on võimalik teostada rakukultuuris, kasutades subgenoomset replikatsiooni süsteemi, mis koosneb HCV mitte-struktuursetest valkudest ja valitud reportergeenist.

Kui viirus on sisenenud hepatotsüüti, võtab ta üle mitmed raku replikatsioonimehhanismid. Esmalt transleeritakse RNAlt polüproteiin, millest viiruse RNA polümeraas (NS5B) vabastatakse proteolüütilise töötlemise tagajärjel. Polümeraas algatab RNA sünteesi, mille käigus replitseeritakse viiruslik RNA negatiivseks RNA ahelaks. Negatiivselt RNA ahelalt sünteesitakse hiljem genoomne RNA. DNA vaheühendeid HCV replikatsioonil ei toodeta. Värskelt sünteesitud genoomsest RNA-st transleeritakse lisaks veel viiruslikke polüproteiine, mida proteolüütiliselt töödeldakse. Ka mõned mitte-struktuursed valgud võtavad osa viirlusliku RNA sünteesist. E1 ja E2 valgud kinnitatakse raku endoplasmaatilise retiikulumiga, kus nad integreeruvad virioni nukleokapsiidiga, mis koosneb C valgust ja viiruse genoomist. Seejärel moodustavad viiruse partiklid. Ainult positiivne RNA ahel pakitakse viiruse partiklisse. Valmis viiruse partikleid leidub raku vesiikulites ja tsütoplasmas.

Genotüübid
Geneetiliste erinevuste tõttu HCV isolaatides võib C-hepatiidi viirust jagada 7 genotüübiks (1–7). mis omakorda jagatakse subtüüpideks. Genotüüpide nukleotiidide saidid erinevad üksteisest 30–35% võrra kogu genoomi ulatuses. Subtüübid 1a ja 1b on levinud üle kogu maailma ja moodustavad 60% kogu haigusjuhtudest.

Ravi
Ei ole välja töötatud vaktsiini, mis hoiaks ära C-hepatiidi viirusega nakatumise, kuna viirus muteerub väga kiiresti. 
2006. aastal said 60 patsienti 4 erinevat doosi eksperimentaalset vaktsiini C-hepatiidi viiruse vastu. Kõigil tekkisid antikehad ning teadlased arvavad, et see võib ära hoida nakatumise.

Ravida on võimalik kroonilist C-hepatiiti ehk maksapõletikku. Ravi käigus võetakse kahte ravimit – pegüleeritud interferooni ja ribaviriini. Interferoon aitab võidelda nakkusega ja ribaviriin tõhustab interferooni toimet. Pegüleeritud interferooni manustatakse eeltäidetud süstlast üks kord nädalas. Ribaviriin on tablett, mida võetakse iga päev.
Sõltuvalt hepatiidiviiruse genotüübist tuleb edukaks raviks mõlemat ravimit võtta, kas 24 või 48 nädalat. 
Kõik ravi saanud patsiendid haigusest ei parane, kuid tervenemise tõenäosus on oluliselt suurenenud. Nendest, kes on nakatunud 1. või 4. genotüübivormi viirusega, paraneb umbes 50%. 2. või 3. genotüübivormi viirusest põhjustatud haigusega patsientidest paraneb umbes 80%.

Viited

Välislingid 

National Hepatitis C Program U.S. Department of Veterans Affairs
Seng-Lai Tan, Hepatitis C Viruses Genomes and Molecular Biology, Norfolk (UK): Horizon Bioscience; 2006

RNA-viirused