1963年Blumberq在兩名多次接受輸血治療的病人血清中，發(fā)現(xiàn)一種異常的抗體，它能與一名澳大利亞土著人的血清起沉淀反應(yīng)。直到1967年才明確這種抗原與乙型肝炎（簡(jiǎn)稱乙肝）有關(guān)，1970年在電子顯微鏡下觀察到HBV的形態(tài)，1986年將其列入嗜肝DNA病毒科。
一、形態(tài)與結(jié)構(gòu)
1．大球形顆粒：亦稱Dane顆粒，它是一種由一個(gè)囊膜和一個(gè)含有DNA分子的核衣殼組成的病毒顆粒，直徑約42nm。核衣殼為20面體對(duì)稱結(jié)構(gòu)。游離的核衣殼只能在肝細(xì)胞核內(nèi)觀察到。血中Dane顆粒濃度以急性肝炎潛伏期后期為最高，在疾病起始后則迅速下降。Dane顆粒表面含有HBsAg，核心中還含有雙股有缺口的DNA鏈和依賴DNA的DNA多聚酶。目前認(rèn)為Dane顆粒即完整的HBV。
HBVDNA的兩鏈長(zhǎng)短不一，長(zhǎng)鏈（L）完整，為負(fù)鏈，長(zhǎng)度恒定，約3200個(gè)核苷酸。短鏈（S）為正鏈，長(zhǎng)度可變，約為長(zhǎng)鏈長(zhǎng)度的50～100%，鏈的增生按5′-3′順序進(jìn)行。在不同分子中短鏈3′端的位置是可變的，而短鏈和長(zhǎng)鏈的5′端位置固定點(diǎn)為粘性末端，通過(guò)250～300個(gè)核苷酸堿基配對(duì)，以維持DNA分子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。在粘性末端兩側(cè)，兩鏈5′端各有一個(gè)由11個(gè)bp組成的直接重復(fù)序列(DirectrepeatDR)-5′TTCACCTCTCC，該DR位于第1824個(gè)核苷酸者稱DR1，位于第1590個(gè)核苷酸者稱DR2，在病毒復(fù)制中起作用。
2．小形球顆粒：直徑約22nm的小球形顆粒是HBV感染后血液中最多見(jiàn)的一種。它由HBsAg，即病毒的囊膜組成。化學(xué)組成為脂蛋白，可按其特有的密度與正常血清蛋白部分分離。在此顆粒中未檢出達(dá)DNA多聚酶活性。目前認(rèn)為HBV的小顆粒不是HBV，可能是它感染肝細(xì)胞時(shí)合成過(guò)剩的囊膜而游離于血循環(huán)中。
3.管形顆粒：直徑約22nm，長(zhǎng)度可在100～700nm之間。實(shí)際上它是一串聚合起來(lái)的小顆粒，但同樣具有HBsAg的抗原性。
二、基因結(jié)構(gòu)
目前，已可從感染HBV病人的血清中及感染肝臟提純的病毒核心中分離出環(huán)狀雙股DNA，從而確定HBV屬DNA病毒。研究Dane顆粒DNA結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，DNA分子含有約3，200個(gè)核苷酸。它包括兩個(gè)鏈；一個(gè)長(zhǎng)度固定的負(fù)鏈和另一長(zhǎng)度不定的正鏈。由于DNA生物合成是在多聚酶作用DNA引物生長(zhǎng)末端3′－OH與加入的脫氧核苷酸的5-磷酸基形成磷酸二脂鍵完成的，因此，鏈的增生按5-3順序進(jìn)行，而且加到鏈上的每種脫氧核苷酸是按模板DNA的堿基配對(duì)互補(bǔ)規(guī)律進(jìn)行，長(zhǎng)鏈在1,800或1,818核苷酸附近有一個(gè)制品。短鏈的5-末端通過(guò)長(zhǎng)達(dá)250-300個(gè)核苷酸的堿基配對(duì)而維持分子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。DNA多聚酶作用不斷延長(zhǎng)短鏈3′端以修補(bǔ)缺口。缺口可能與HBV的DNA在感染細(xì)胞內(nèi)的整合有關(guān)。
目前，由于克隆化DNA完整核苷酸已經(jīng)確定，現(xiàn)已證實(shí)HBsAg和HBcAg都是由Dane顆粒的DNA所編碼，并且二類基因存在同一DNA分子上。有人比較病毒基因編碼能力和病毒多少，發(fā)現(xiàn)HBVDNA負(fù)鏈能編碼全部已知的HBV蛋白質(zhì)，而其正鏈開(kāi)放讀碼區(qū)，不能編碼病毒蛋白。
HBVDNA負(fù)鏈有四個(gè)開(kāi)放區(qū)，分別稱為S、C、P及X（圖26-2），能編碼全部已知的HBV蛋白質(zhì)。S區(qū)可分為二部分，S基因和前S基因。S基因（核苷酸155～833）能編碼主要表面蛋白。S基因之前是一個(gè)能編碼163個(gè)氨基酸（2，848-154）的前S基因，編碼PreS1和PreS2蛋白。C區(qū)基因包括前C基因和C基因，分別編碼HBeAg和HBcAg。P區(qū)最長(zhǎng)，約占基因組75%以上，編碼病毒體DNA多聚酶。X區(qū)（核苷酸1，374～1，835）可能編碼有154個(gè)氨基酸的堿性多肽，長(zhǎng)鏈的裂口位于此區(qū)。
三、HBV的抗原組成
1.HBsAg：HBsAg是由HBV的基因組所特定的，為上述三種形態(tài)的顆粒所共有。HBsAg抗原活性屬于高浮力密度范圍內(nèi)的脂蛋白類。用CsCl密度梯度離心，表面抗原（小顆粒和管狀顆粒）平均密度為1.20g/cm2。Dane顆粒的密度略高，為1.25g/cm2。純化的22nm顆粒的平均沉降系數(shù)為33-54S，分子量約為24-2.5×106。純化的HBsAg含有類脂質(zhì)、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)及糖蛋白。它由8種多肽組成，定名為P1至P8。其中至少有二種或三種多肽過(guò)碘酸Schiff試驗(yàn)陽(yáng)性，提示存在糖類結(jié)構(gòu)。用紫外分光光度計(jì)檢查提取的HBsAg，顯示有典型的蛋白吸收光譜。蛋白占總量的70～90%以上，廣義的HBsAg由三種蛋白組成：
（1）主要表面蛋白（S蛋白，小分子HBsAg），由S基因編碼的226個(gè)氨基酸組成。
（2）中分子蛋白（中分子HBsAg），由前S2、S基因編碼，在S蛋白226個(gè)氨基酸的N端附加一個(gè)含55個(gè)氨基酸的PreS2蛋白組成，共281個(gè)氨基酸。
（3）大分子蛋白（大分子HBsAg），由S，前S1和前S2基因編碼，在中分子蛋白281個(gè)氨基酸的N端附加一個(gè)含119個(gè)氨基酸的PreS1蛋白組成，共400個(gè)氨基酸。
S蛋白即狹義HBsAg，是HBV囊膜的主要表面抗原的主要成份，包括糖基化的GP27和非糖基化的P24兩種形式，以二硫鍵相連形成二聚體，代表HBsAg的結(jié)構(gòu)單位，具備完整的抗原性。如二聚體解離，則HBsAg抗原性將會(huì)明顯下降。HBsAg能刺激機(jī)體產(chǎn)生相應(yīng)抗體—抗HBS，它是HBV的中和抗體，具有免疫保護(hù)作用，HBsAg的檢出是HBV感染的標(biāo)志之一。
前S蛋白2(PreS2)，的C端HBsAg端相連，PreS2暴露于HBV囊膜外層，具有多聚人血清白蛋白(PolymenizedHumanSerumAlbumin,PHSA)的受體（PHSA-R），能與PH-SA結(jié)合。由于肝細(xì)胞表面也有PHSA-R，HBV能通過(guò)血循環(huán)中存在的PHSA的介導(dǎo)，吸附到肝細(xì)胞表面，最后經(jīng)胞飲作用進(jìn)入肝細(xì)胞內(nèi)。如病人血清中檢出PreS2，表示HBV在肝細(xì)胞中復(fù)制。PreS2有良好的免疫原性，能刺激機(jī)體產(chǎn)生相應(yīng)抗體—抗PreS2。此抗體出現(xiàn)于急性感染恢復(fù)早期，比抗HBs出現(xiàn)早而維持時(shí)間與抗HBs一樣?？筆reS2具有中和作用，可作為機(jī)體康復(fù)的指標(biāo)之一。
PreS1有較強(qiáng)免疫原性，并能增強(qiáng)PreS2和HBsAg的免疫原性；PreS1刺激機(jī)體產(chǎn)生相應(yīng)抗體—PreS1。該抗體有l(wèi)gM和lgG兩種，其中抗PreS1在HBV感染潛伏期，也就是在抗HBV～lgM出現(xiàn)前已產(chǎn)生，故可作為HBV早期感染的特異性指標(biāo)。而抗PreS1lgG出現(xiàn)稍晚，在體內(nèi)維持時(shí)間較長(zhǎng)，具有中和作用。
HBsAg對(duì)一些促進(jìn)變性的化合物，如乙醚、1：1氯仿一尿素、十二烷基硫酸鈉、吐溫30以及各種蛋白水解酶都很穩(wěn)定。HBsAg在酸性下孵育幾小時(shí)仍很穩(wěn)定。在堿性下，冷凍融化不能使其滅活。表面的類脂質(zhì)可能對(duì)于一些主要由蛋白組成的抗原決定簇起保護(hù)作用。HBsAg具有幾種特異性抗原組分，包括各亞型共同抗原特異決定族a,和二組互相排斥的亞型決定簇d/y和w/r。HBsAg的主要亞型有adr、adw、ayr及ayw4種。歐美各國(guó)adr、為主，我國(guó)漢族以adr居多中區(qū)地區(qū)及我國(guó)少數(shù)民族地區(qū)以ayw為主（西藏、新疆、內(nèi)蒙等）。
2．HBcAg：HBcAg存在于Dane顆粒的核心和乙型肝炎患者的肝細(xì)胞核內(nèi)。HBcAg一般從HBcAg陽(yáng)性尸檢肝或?qū)嶒?yàn)感染的黑猩猩肝臟提取。在乙型肝炎的急性期、恢復(fù)期和HBcAg攜帶者中?？蓽y(cè)出抗～HBc。此抗體對(duì)病毒無(wú)中和作用。體內(nèi)如發(fā)現(xiàn)HBcAg或抗～HBc表示HBV在肝內(nèi)持續(xù)復(fù)制。
3．HBeAg：有關(guān)e抗原的本質(zhì)還不十分清楚，但多數(shù)認(rèn)為它是潛藏存在于Dane顆粒的核心部分。到目前為止，尚未在HbsAg陰性的血清中出現(xiàn)過(guò)。HBeAg是一種溶性抗原?？乖阎腥N亞型：e1，e2及e3。由于HBeAg與DNA多聚酶在血液中的消長(zhǎng)相符，故HBcAg的存在可作為體內(nèi)有HBV復(fù)制及血清具有傳染性的一種標(biāo)記，血中HBsAg滴度越高，HBeAg的檢出率亦愈高。有些病人可出出現(xiàn)HBe抗體，可能也是一種有保護(hù)作用的抗體。
四、HBV的培養(yǎng)
HBV的組織培養(yǎng)尚未成功。雖然近年來(lái)發(fā)展了從人胚肝獲得的分化膿細(xì)胞初代培養(yǎng)、制備半連續(xù)人肝細(xì)胞系和診斷性肝穿刺培養(yǎng)的成人胚組織的方法，但應(yīng)用各種肝組織在體外培養(yǎng)HBV仍很困難。盡管用各種細(xì)胞和器官分離HBV的大膽嘗試，獲得一些“肝炎待定”病毒，但難以使其在組織培養(yǎng)中連續(xù)傳代，因而還沒(méi)有一個(gè)被公認(rèn)是HBV。近來(lái)用提取HBVDNA進(jìn)行傳染及通過(guò)細(xì)胞融合來(lái)拯救病毒的途徑發(fā)離HBV，仍未得到公認(rèn)的結(jié)果。南非學(xué)者（1976）報(bào)道了從一個(gè)HBsAg陽(yáng)性原發(fā)性肝癌組織建立的細(xì)胞系（PLC/PRF/5）中找到HBsAg的復(fù)制。此細(xì)胞系的主要特點(diǎn)是能產(chǎn)生HBsAg逐日上升。104/日細(xì)胞可產(chǎn)生500ngHBsAg，免疫電鏡顯示大多數(shù)為22nm的顆粒，均為圓形，略有亞微結(jié)構(gòu)。其抗原性與免疫性均與血液中的HBsAg相同。未見(jiàn)有Dane顆粒及管形。目前，此細(xì)胞系已用于體外研究病毒基因組表達(dá)的有用模型。黑猩猩是HBV的易感動(dòng)物，狨猴雖可感染但不如前者敏感。國(guó)外用黑猩猩研究HBV的發(fā)病機(jī)理，檢測(cè)自動(dòng)免疫、被動(dòng)免疫的效果以及HBV疫苗的安全性。但黑猩猩的來(lái)源短缺，難以廣泛應(yīng)用。
五、抵抗力
HBV對(duì)外界的抵抗力較強(qiáng)。對(duì)低溫、干燥、紫外線和一般化學(xué)消毒劑均耐受。乙肝病毒的傳染性和HBsAg的抗原性在對(duì)外界抵抗力方面完全一致。二者在37℃活性能維持7天，在-20℃可保存20年，100℃加熱10分鐘可使HBV失去傳染病，但仍可保持表面抗原活性。HBV對(duì)0.5%過(guò)氧乙酸、5%氯酸鈉和3%漂白粉敏感，可用它們來(lái)消毒。
