ตระกูลไวรัสเฮปาดนาวิริดี (Hepadnaviridae)

Hepadnaviridae เป็นตระกูลของไวรัสที่มีโฮสต์ตามธรรมชาติเป็นมนุษย์ ลิงไม่มีหาง (Apes) และนก โดยมีสมาชิกที่รู้จักกันดีที่สุดคือ ไวรัสตับอักเสบบี (Hepatitis B virus - HBV) ไวรัสในตระกูลนี้เป็นสาเหตุสำคัญของการติดเชื้อในตับ ซึ่งนำไปสู่ภาวะตับอักเสบ ตับแข็ง และมะเร็งตับ (Hepatocellular carcinoma) ในกรณีที่มีการติดเชื้อเรื้อรัง ปัจจุบัน Hepadnaviridae เป็นตระกูลเดียวที่ได้รับการยอมรับในอันดับ (Order) Blubervirales

การจำแนกทางอนุกรมวิธาน

ตระกูล Hepadnaviridae แบ่งออกเป็น 5 สกุล (Genera) ได้แก่:

• Avihepadnavirus
• Orthohepadnavirus
• Herpetohepadnavirus
• Metahepadnavirus
• Parahepadnavirus

ประวัติและการค้นพบ

แม้ว่าโรคตับที่ติดต่อได้จะถูกระบุมานานในประวัติศาสตร์การแพทย์ แต่ไวรัสตัวแรกที่ถูกระบุว่าเป็นสาเหตุของโรคตับอักเสบคือไวรัสตับอักเสบ เอ (Hepatitis A) ซึ่งอยู่ในตระกูล Picornaviridae ต่อมามีการค้นพบว่าไวรัสตับอักเสบบี (HBV) มีความแตกต่างจากไวรัสตับอักเสบ เอ โดยตรวจพบการปนเปื้อนในวัคซีนไข้เหลืองที่ใช้เซรั่มมนุษย์เป็นสารทำให้คงตัว

ในช่วงทศวรรษ 1960 HBV ถูกระบุว่าเป็นไวรัส DNA ชนิดใหม่ โดย Baruch Blumberg และคณะ ซึ่งค้นพบในเลือดของผู้ป่วยชาวอะบอริจินที่ได้รับการถ่ายเลือด และเรียกในขณะนั้นว่า "Australia agent" การค้นพบครั้งสำคัญนี้ทำให้ Blumberg ได้รับรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์ในปี 1976

โครงสร้างทางพันธุกรรม (Genome)

ไวรัสในตระกูลนี้มีจีโนมขนาดเล็กมาก มีลักษณะเป็น DNA วงกลมที่สายหนึ่งเป็นสายคู่บางส่วนและอีกสายหนึ่งเป็นสายเดี่ยวบางส่วน (partially double-stranded DNA หรือ pdsDNA) ประกอบด้วยสายลบ (negative-sense strand) ที่ยาวกว่า และสายบวก (positive-sense strand) ที่สั้นกว่าและมีความยาวไม่แน่นอน

เอนไซม์โพลีเมอเรสของไวรัส (Viral Polymerase)

Hepadnaviridae มีเอนไซม์โพลีเมอเรสเป็นของตัวเอง ซึ่งมีความสามารถพิเศษที่แตกต่างจากโพลีเมอเรสของไวรัสทั่วไป ดังนี้:

• Reverse Transcriptase activity: สามารถเปลี่ยน RNA ให้เป็น DNA เพื่อใช้ในการจำลองจีโนม (เป็นคุณสมบัติที่พบใน Retroviridae เช่นกัน)
• RNAse activity: ใช้ทำลายแม่แบบ RNA (pgRNA) ในระหว่างการสังเคราะห์จีโนม DNA
• DNA-dependent-DNA-polymerase activity: ใช้สร้าง cccDNA จาก pdsDNA ในขั้นตอนแรกของการจำลองตัว

โปรตีนหุ้มไวรัส (Envelope Proteins)

โปรตีนหุ้มไวรัสประกอบด้วยหน่วยย่อยจากยีน preS1, preS2 และ S ซึ่งรวมกันเป็นโปรตีน 3 ขนาด:

• โปรตีน L (Large): ประกอบด้วยหน่วยย่อย preS1, preS2 และ S
• โปรตีน M (Medium): ประกอบด้วยหน่วยย่อย preS2 และ S
• โปรตีน S (Small): ประกอบด้วยหน่วยย่อย S เท่านั้น

โปรตีนเหล่านี้สามารถประกอบกันเองเป็นอนุภาคที่คล้ายไวรัส (virus-like particles) ซึ่งไม่สามารถก่อโรคได้ แต่มีบทบาทสำคัญในการกระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของโฮสต์

กระบวนการจำลองตัว (Replication)

การจำลองตัวของ Hepadnaviridae มีความซับซ้อนและใช้ RNA เป็นตัวกลาง (RNA intermediate) ตามการจำแนกกลุ่มที่ VII ของ Baltimore classification โดยมีขั้นตอนหลักดังนี้:

1. การเข้าสู่เซลล์: ไวรัสจับกับตัวรับเฉพาะบนผิวเซลล์และส่งอนุภาคแกนกลาง (core particle) เข้าสู่ไซโทพลาซึม จากนั้นเคลื่อนย้ายเข้าสู่ นิวเคลียส
2. การสร้าง cccDNA: เอนไซม์โพลีเมอเรสจะซ่อมแซม pdsDNA ให้กลายเป็น DNA สายคู่สมบูรณ์แบบวงกลมที่ปิดสนิท ซึ่งเรียกว่า covalently-closed-circular DNA (cccDNA)
3. การถอดรหัส: cccDNA จะถูกถอดรหัสโดย RNA polymerase ของเซลล์โฮสต์ ได้เป็น pregenomic RNA (pgRNA)
4. การสังเคราะห์ DNA ใหม่: pgRNA จะถูกบรรจุเข้าในแคปซิดพร้อมกับเอนไซม์โพลีเมอเรส ซึ่งจะเปลี่ยน pgRNA กลับเป็น pdsDNA โดยใช้ความสามารถของ reverse transcriptase และ RNAse
5. การปลดปล่อย: อนุภาคไวรัสใหม่จะถูกส่งออกนอกเซลล์เพื่อติดเชื้อเซลล์อื่น หรือถูกย่อยสลายเพื่อให้จีโนมเข้าสู่นิวเคลียสของเซลล์เดิมอีกครั้ง