乙型肝炎病毒（hepatitis B virus, HBV）是嗜肝DNA病毒科（Hepadnaviridae）的原型病毒，属于正嗜肝病毒属(Orthohepadnavirus)，该科病毒还包括土拨鼠肝炎病毒(woodchuck hepatitis virus,WHV)、鸭乙型肝炎病毒（duck hepatitis B virus, DHBV）等其他不感染人类的动物嗜肝DNA病毒。嗜肝病毒科有独特的复制方式，病毒合成以 RNA
中间体为模板，经逆转录合成DNA链。在某些方面，HBV与逆转录病毒有许多相似性，推测两者有较密切的亲缘关系，可能由同一祖病毒进化而来。HBV由美国血液学家及遗传学家Baruch S. Blumberg在1965年发现，并因此在1976年获得诺贝尔生理或医学奖。

一、生物学特性

1．形态结构 HBV感染患者血清中可查出3种形态的病毒颗粒，即22 nm的小球形外膜颗粒,(100～500)nm×22 nm的管形颗粒，完整的42 nm Dane颗粒（大球形颗粒）。

(1) Dane颗粒：在电镜下为有双层外壳的圆形颗粒，外膜约7 nm，镶嵌有HBV表面抗原，包括3种病毒糖蛋白，即S (surface antigen,S)、PreS1和PreS2，其大小分别为24000(226个氨基酸）,17000(119个氨基酸）及8000(55个氨基酸），并组成为大（LHBs,L:S+PreS1-PreS2)、中（MHBs,M:S+PreS2）及小（SHBs,S）三种表面抗原。核心颗粒为二十面体立体对称结构，直径约27 nm，由240个衣壳蛋白组成，厚约2 nm，携带HBcAg。当血清中存在毒粒（virion)时，还可发现一种与衣壳有关的可溶性抗原，称为e抗原；核心中包含不完全闭合的双链DNA分子、DNA多聚酶、细胞的伴娘蛋白（chaperone）及蛋白激酶。血清中检出Dane颗粒是肝内病毒活跃复制的标志。

(2)小球形颗粒：直径22 nm，其组成与Dane颗粒外膜不尽相同，主要由SHBs和少量的MHB、组成，不含HBV DNA和DNA聚合酶，无感染性。

(3）管形颗粒：由若干个小球形颗粒聚合而成。

2．理化特性完整的HBV病毒颗粒在CSCI中浮力密度为1.22 g/cm³，而小球形颗粒其浮力密度在CSCI中为1.18g/cm³，沉降系数从39～54 S不等。

HBV对理化因素有较强的抵抗力，在30～32℃保存6个月以上或-20℃冷冻15年后仍具有感染性。乙醇、酸（pH2.4至少6 h)和加热（98℃ 1 min, 60℃ 10 h)作用后不能有效地灭活HBV。 0.25％的次氯酸钠作用3 min可以破坏HBsAg的抗原性和病毒颗粒的感染性，而HBV的稳定性并不总是与HBsAg (HBV surface antigen)的稳定性相一致，100℃ 10 min可以灭活HBV，使其感染性被破坏，但免疫原性和抗原性仍然完好。

3．基因组结构 HBV是感染人类最小的病毒之一，其基因组长约3.2 kb，由两条松弛环状长度不等的双链DNA组成。长链属负链，其互补链属正链，正链长度是负链的50％～100％。双链DNA 5'黏性末端具有相对同源性，可维持基因组呈环状结构，黏性末端包含有11个核苷酸的两个直接重复序列（direct repeat,DR) DR1和DR2。DR1在负链，而DR2在正链。这段重复序列在HBV复制及HBV DNA整合入宿主基因组中发挥重要作用。在负链的5'末端连结有末端蛋白（terminal protein,TP)，而在正链的5'末端连接有加帽的RNA分子。

HBV基因组包含4个重叠开放阅读框架，PreS/S区编码3个病毒表面抗原(HBcAg)，即LHBS, MHBs和SHBs。PreC/C区编码核心抗原（HBcAg）及e抗原(HBeAg)，P区编码一个多功能蛋白包括末端蛋白和病毒多聚酶。TP在HBV DNA复制起始中发挥作用；多聚酶具有DNA聚合酶、逆转录酶及RNaseH活性；X基因编码154个氨基酸的小蛋白，在HBV复制、转录、激活及DNA修复过程中起重要作用。

HBV的复制：① HBV由preSI识别肝细胞上的钠离子牛磺胆酸共转运多肽受体(sodium taurocholate cotransporting potypeptide, NTCP)，通过内吞方式进入宿主细胞；②脱去包膜的HBV衣壳聚集在核膜周围，释放rcDNA (relaxed circular DNA), rcDNA进入宿主细胞核内，在核内病毒的正链DNA以负链DNA为模板复制延伸至与负链DNA等长，形成共价闭合环状超螺旋DNA，即cccDNA分子；③以cccDNA为模板转录病毒前基因组RNA(pregenomic RNA,pgRNA）及其他不同长度的mRNA并随之被转运到内质网腔进行病毒蛋白的翻译；④衣壳蛋白包裹前基因组RNA并通过病毒多聚酶的逆转录酶作用合成病毒负链DNA;⑤以负链DNA为模板，合成不同长度的病毒正链DNA并形成rcDNA，核衣壳从内质网通过出芽获得脂质包膜并在其上嵌入病毒表面抗原蛋白；⑥完整的感染性病毒通过囊膜运输释放到胞外，完成病毒复制循环过程。

4．分型HBV DNA序列之间差异若大于8％则可分为不同基因型，由此可将HBV分为A～H8个不同基因型。我国流行的主要为B型或C型。根据HBsAg抗原性的差异，将HBV分为不同的血清型，所有亚型在位点124至147氨基酸残基含有属特异性的“α”抗原决定簇，亚型之间彼此不同分别在位点122和位点160氨基酸由K变为R并决定了两个亚型特异性决定簇d/y(K122R）和w/r(K160R)。现有的血清型分别是adr,ayr,aywl,ayw2,ayw3,ayw4,adw2和adw4，在亚型adr中还有q+/q-两个表型。因此，共有9个血清型。我国流行的血清型主要是；adrq+和adw2，少数为ayw3。

5.敏感动物与细胞 人HBV的易感动物主要是黑猩猩、恒河猴等灵长类动物，尤其是黑猩猩，100％有HBV感染的血清标志，但没有明显的症状。猩猩模型在国外主要用于乙型肝炎疫苗及血制品的安全试验，亦用于HBV感染免疫的实验研究，但因其来源有限、价格昂贵而受到很大限制。因此，家鸭、土拨鼠和转基因小鼠常被作为动物模型用于研究HBV致病机制及抗病毒药物的筛选。

HBV的原代肝细胞培养可用于研究病毒初期的复制过程，但培养时间与复制水平受到限制；现多采用来自肝癌组织的细胞系如HepG2进行传代并广泛用于抗HBV药物的体外筛选。

二、临床意义

HBV 感染呈世界性分布，对人们的健康产生巨大影响。全球约2。亿人曾感染过HBV，其中3.5亿人为慢性感染者，每年约有100万人死于HBV感染所致的肝硬化、肝细胞癌。我国为高流行地区（10％左右），一般人群HBsAg的检出率达9.8％，现有慢性乙型肝炎患者约1000万人，年感染率为7％，年发病率约为158/100000。

HBV 感染的传染源主要为慢性无症状携带者与乙型肝炎患者。HBV主要传播途径有三类。①输血及血源性传播：HBV通过血液和血制品、注射、外科或牙科手术、针刺（纹身）、共用剃刀或牙刷、皮肤黏膜的微小损伤等均可造成传播。医院内污染的器械（如内镜、牙科或妇产科器械等）可致医院内传播。②母婴传播：多为围生期感染，也可通过宫内感染和哺乳感染。③接触传播：HBV可通过性途径传播，但不是主要传播方式。HBV也可通过密切接触如唾液、共用牙刷等传播。

HBV 感染的临床表现呈多样性，可表现为无症状HBV携带者、急性肝炎、慢性肝炎及重症肝炎。乙型肝炎的潜伏期为6周～6个月（平均90天），无论急、慢性肝炎患者，其临床症状主要为低热、疲乏不适、食欲不振、厌油、恶心、浓茶尿、黄疽等，有些患者还有关节痛、右上腹痛、皮肤瘙痒等主诉症状。HBV致病机制尚未完全清楚，可能与病毒和宿主之间的相互作用造成的肝细胞损伤有关。人感染后，病毒持续6个月仍未被清除者为慢性HBV感染。感染时年龄是影响慢性化的最主要因素，在围生期、婴幼儿期和成人期感染HBV者中，分别有90％,50％～80％和5％将发展成慢性感染。其感染的自然史可分为4个期，即免疫耐受期、HBeAg(+)慢性肝炎期、HBeAg（一）慢性肝炎期和非活动携带状态期。

三、微生物学检查

1．标本采集 依据SOP进行血，清采集、运送和储存。如采集血浆，应为ETTA或构橼酸盐抗凝。标本应在采集后6h内处理，24 h内检测，否则应置于-70℃保存。

2．检验方法

(1)免疫学检测：检测HBV标志物是临床上最常用的病原学诊断方法。HBV血清标志物主要包括三个抗原抗体系统，即HBsAg与抗-HBs, HBeAg与抗-HBe, HBcAg与抗-HBc，由于HBcAg在血液中难以检出，故临床检测不包括HBcAg，而抗-HBc分为抗-HBc IgM和抗-HBc IgG，目前采用ELISA和化学发光法等进行检测。

(2)核酸检测：HBV血清标志物也包括病毒核酸，血清中存在HBV DNA是诊断感染的最直接依据，可用核酸杂交法、分支DNA杂交法、定性PCR法和荧光定量PCR法检测。定性和荧光定量PCR法可在HBsAg阳性前2～4周检出HBV DNA，提高了敏感性。HBV DNA定性和定量检测反映了病毒复制水平，主要用于慢性感染的诊断、血清DNA水平的监测以及抗病毒疗效的评价。

(3) HBV基因型和变异检测。

①HBV基因型检测：HBV基因型与疾病的严重程度是否相关还未定论，但与感染后病情转归有一定的关系。HBV基因分型常用的方法有基因序列测定法（金标法）、限制性片段长度多态性分析法、基因型特异性引物PCR法等。

② HBV变异检测：HBV的P基因区存在基因变异（如由保守的YMDD基序改变为YIDD或YVDD等）。某些药物（如拉米夫定）治疗可促进变异发生，从而产生耐药性。HBV基因型耐药检测常用的方法有HBV P区基因测序分析法、限制性片段长度多态性分析法、实时荧光PCR法（Real lime PCR)。

3．报告及解释 HBV免疫标志物与临床关系较为复杂，因此，通过综合分析可估计感染现状及其预后。

(1) HBsAg与抗-HBs:HBsAg是机体感染HBV后最先出现的血清学指标。感染后4～7周血清中开始出现HBsAg，然后出现ALT（谷丙转氨酶）异常和临床症状。HBsAg阳性见于急性乙肝患者的潜伏期、急性期、慢性乙肝患者、无症状HBsAg携带者、部分肝硬化和肝癌患者。急性肝炎恢复后，一般在1～4个月内HBsAg消失，如HBsAg阳性持续6个月以上则认为转为慢性。无症状HBsAg携带者是指肝功能正常的HBV感染者，虽然肝组织已有病变，但无临床症状亡在急性感染恢复期可检出抗-HBs，一般是在HBsAg从血清消失后发生抗-HBs阳性。抗-HBs是特异性保护抗体，是乙肝康复的重要标志。抗-HBs对同型病毒再感染具有保护作用，可持续数年。抗-HBs出现是HBsAg疫苗免疫成功的标志。

(2) HBeAg与抗-HBe:HBeAg是一种可溶性抗原，HBeAg阳性是病毒复制的血清标志物，表示具有很强的传染性。HBeAg在潜伏期后期出现，略晚于HBsAg。进入恢复期，它将随着HBsAg的消失而消失。HBcAg持续存在时间一般不超过10周，如超过则提示感染转为慢性化。若急性乙肝发病3～4个月HBeAg转阴，表示预后良好。抗-HBe出现于HBeAg转阴后，其出现比抗-HBs晚但消失早，其阳性表示HBV复制水平低，传染性下降，病变趋于静止，但在慢性活动性肝病患者中，HBeAg阳性则表示肝病可能继续发展，并逐步演变成肝硬化。

(3) HBcAg与抗-HBc：衣壳蛋白与病毒复制密切相关，由于HBcAg被病毒外膜包裹，不能直接在血清中检出，HBcAg阳性常表示Dane颗粒存在，具有传染性。临床上通常不检测HBcAg，但检测其相应抗体（抗-HBc)。抗-HBc较抗-HBs产生早得多，且血清水平较高。早期产生IgM型抗体，是HBV急性感染的重要指标，随后产生IgG型抗体。高滴度的抗-HBc IgG表示现行感染，常与HBsAg井存。低水平抗-HBc IgG表示既往感染，常与抗-HBs并存。在急性期几乎所有感染个例都可检出抗-HBc，有时是唯一的血清标志物。抗-HBc不是中和抗体，抗-HBc IgG可在体内持续存在多年。

应用核酸杂交技术或PCR可以直接检测HBV DNA，是表明HBV存在和复制的最可靠指标。有的患者即使HBsAg阴性而HBV DNA为阳性仍表明HBV在复制，其血液仍有感染性。