مواضيع المحاضرة:
background image

Unit 4: Virology

 

 

 

211

 

Lecture 14+15+16 - Viral Hepatitis 

 
Viral hepatitis is a systemic disease primarily involving 
the liver. Most cases of acute viral hepatitis in children 
and adults are caused by one of the following viruses: 
HAV, HBV, HCV, HDV the defective virus dependent on 
co-infection with HBV, and HEV. There are additional 
viruses that can cause sporadic hepatitis: yellow fever 
virus, CMV, EBV, herpes virus, rubella virus and 
enteroviruses. 
Hepatitis viruses produce acute inflammation of the liver, 
resulting in clinical illness characterized by fever, GIT 
symptoms (Nausea , vomiting and jaundice). 
Regardless of the virus type, identical histopathologic 
lesions are observed in the liver during acute disease. 
 
 

Hepatitis A virus 

Disease 

HAV causes hepatitis A. 

 

Properties 

  HAV is a typical enterovirus classified in the picorna 

virus family. It has single-stranded RNA genome and 
non-enveloped icosahedral nucleocapsid and replicate in 
the cytoplasm of the cell. Replicative cycle is similar to 
that of other enteroviruses. 

  HAV is stable to treatment with 20% ether , acid (pH 1 

for 2 hr),, and heat (60 c for 1 hr) and its infectivity can be 
preserved for at least one month after being dried and 
stored at 25 c or years at -20c . 

  The virus is destroyed by boiling in water for 5 min., 

autoclaving ( 121 c for 20 min.), dry heat ( 181 c for 1hr), 
UV light (1 min. at 1.1 watt), treatment with formalin 
(1:4000 for 3 days at 37 c) or treatment with chlorine ( 
10-15 ppm for 30 min.). 

  Heating food to above 85 c for 1 min. and disinfecting the 

surfaces with sodium hypochlorite (1:100 dilution of 
chlorine bleach) are necessary to inactivate HAV. 

 

Transmission and epidemiology 

1)  HAV is transmitted by feco-oral route. 
2)  Humans are the reservoir for HAV. 
3)  Virus is detected in the stool from about 2 weeks before 

the onset of the jaundice up to 2 weeks after. 

4)  Children are the most frequently infected group, and 

outbreaks occur in special living situations such as 
summer camps, and boarding school. 

5)  Common source of outbreak is from fecally contaminated 

water or food. 

6)  HAV rarely transmitted via blood, because the level of 

viremia is low and chronic infection doesn't occur. 

7)  There is no chronic hepatitis and no chronic carrier state. 

There is no predisposition to hepatocellular carcinoma. 

 

Clinical findings 

The clinical manifestations of hepatitis are virtually the 
same regardless of which hepatitis virus is the cause. 
Fever, anorexia, nausea, vomiting, and jaundice arte 
typical. Dark urine, pale feces, and elevated transaminase 
level are seen. Most cases resolve spontaneously in 2-4 
weeks. 
HAV incubation period is about 3-4 weeks. Most case of 
HAV infections are asymptomatic, and are detected solely 
and are detected by the presence of IgG antibody. 

 

Laboratory diagnosis 

1)  IgM specific Anti-HAV in the acute phase. Peaking 2 

weeks after elevation of liver enzyme. Anti-HAV IgM 
usually decline to non-detectable level within 3-6 months  

2)  Anti-HAV IgG appears soon after the onset of disease and 

persists for decades. Four fold increase in antibody titer 
can also be used in the diagnosis. 

3)  Isolation of the virus from cell culture is possible but not 

used for routine clinical work. 

 

Treatment and prevention 

No antiviral therapy is available. 

1)  Active immunization with vaccine containing inactivated 

HAV is available. The vaccine is given in 2 doses: an 
initial dose and a booster 6-12 months later. No further 
booster dose is required. 
The vaccine is indicated in travelers to highly endemic 
area, and in children age 2-18 months. The vaccine is 
effective in post-exposure if it is given within 2 weeks 
after the exposure. There is a combination of HAV with 
HBV vaccine ( Tminrix). 

2)  Passive immunization with immune serum globulin prior 

to infection or within 14 days after exposure can prevent 
or mitigate the disease. 

3)  Proper hygiene is very important in the preventive 

measures. 

 
 
 
 
 


background image

Unit 4: Virology

 

 

 

211

 

 

Hepatitis E virus (HEV) 

  HEV is a major cause of hepatitis transmitted by the feco-

oral route. 

  The virus is classified in the virus family, hepeviridae, in 

the genus hepevirus. HEV resembles, but is distinct from 
calciviruses. 

  HEV is SS – RNA non-enveloped positive sense virus. 

  Clinically, the disease resembles HAV with exception of a 

high mortality rate in pregnant women (20%). 

 

Chronic liver disease doesn’t occur, and there is no 
prolonged carrier state. 

  In acute infection, IgM antibodies to HEV are positive. 

  There is no antiviral therapy. 

  In 2007, a recombinant vaccine against HEV was shown 

to be safe and effective and it is available in endemic area. 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hepatitis B virus

 

Disease  

HBV causes hepatitis B. 

 
Properties 

  HBV is a member of the hepadnavirus family. It is a 42-

nm enveloped virion (known as Dane particle (named for 
the scientist who first published electron micrographs of 
the virion)), with an icosahedral nucleocapsid core 
containing a partially double-stranded circular DNA 
genome. The envelope contains a protein called the 
surface antigen (HBsAg), which is important for 
laboratory diagnosis and immunization (HBsAg was 
known as Australia antigen because it was first found in 
the serum of an Australian aborigine).  
Within the core is a DNA-dependent DNA polymerase.  

  The genome contains 4 genes that encode five proteins, 

the S gene encodes the surface antigen, the C gene 
encodes the core Ag and the e Ag, the P gene encodes the 
polymerase, and the X gene encodes the X protein. The X 
protein is an activator of viral RNA transcription.  

  The DNA polymerase has both RNA-dependent (reverse 

transcriptase) and DNA-dependent activity. 

 

Electron microscopy of a patient’s serum reveals 3 
different types of particles
:  
A few 42-nm virions and many 22-nm spheres and long 
filaments 22nm wide
, which are composed of surface Ag. 

  In addition to HBsAg, there are two other important 

antigens: the core antigen (HBcAg) forms the 
nucleocapsid core of the virion and the "e" antigen 
(HBeAg)
 is secreted from infected cells into the blood. 
The e antigen is an important indicator of transmissibility. 

  For vaccine purposes, HBV has one serotype based on 

HBsAg. However, for epidemiologic purposes, there are 
four serologic subtypes of HBsAg based on a group 
specific antigen, "a" and two sets of manually exclusive 
epitopes, d or y and w or r. this lead to four serotypes: 
adw,adr,ayw,and ayr. 

  The specificity of HBV for liver cells is based on two 

properties:      virus- specific receptors located on 
hepatocyte cell membrane (facilitate entry) and 
transcription factors
 found only in the hepatocyte that 
enhance viral mRNA synthesis (act postentry). 

 

The stability of HBsAg doesn’t always coincide with that of 
the infectious agent. However, both are stable at -20c for 
more than 20 years and stable to repeated freezing and 


background image

Unit 4: Virology

 

 

 

215

 

thawing. The virus is stable at 37 c for 60 min. & remains 
viable after being dried and stored at 25 c for at least 1 week 

  HBV (but not HBsAg) is sensitive to higher temperature 

(100c for 1 minute) or to longer incubation periods (60 c 
for 10 hours).  

  HBsAg is stable at pH of 2.4 for up to 6 hours, but HBV 

infectivity is lost. Sodium hypochlorite, 0.5% (e.g, 1:10 
chlorine bleach), destroys antigenicity within 3 minutes at 
low protein concentrations, but undiluted serum 
specimens require higher concentrations (5%). HBsAg is 
not destroyed by UV irradiation of plasma or other blood 
products, and viral infectivity may also resist such 
treatment. 

 
Replicative cycle 

1)  After entry of the virion into the cell and its uncoating. 
2)  Virion DNA polymerase synthesizes the missing portion 

of DNA, and a double stranded closed-circular DNA is 
formed in the nucleus. This DNA serves as template for 
mRNA synthesis by cellular RNA polymerase. 

3)  After mRNAs are made, a full length positive- strand 

transcript is made, which is a template for the minus 
strand of the progeny DNA. The minus strand then serves 
as the template for the plus strand of the genome DNA. 
This RNA-dependent DNA synthesis catalyzed by reverse 
transcriptase encoded by HBV takes place within the 
newly assembled virion core in the cytoplasm. 
The RNA-dependent DNA synthesis that produces the 
genome and the DNA-dependent DNA synthesis that fills 
in the missing portion of DNA soon after infection of the 
next cell are carried out by the same enzyme (i.e., the 
HBV genome encodes only one polymerase). 
Hepadnaviruses are the only viruses that produce genome 
DNA by reverse transcription with mRNA as the 
template. (This type of RNA –dependent DNA synthesis 
is similar to but different from the process in retroviruses, 
in which the genome RNA is transcribed into a DNA 
intermediate). 
Some of the progeny DNA integrates into the host cell 
genome, and this seems likely to be the DNA that 
maintains the carrier state. Progeny HBV with its HBsAg 
containing envelope is released from the cell by budding 
through the cell membrane. 

 
Transmission and epidemiology 

Three main methods for transmission: 

1)  via blood 
2)  During sexual intercourse. 
3)  Perinataly from infected mother to newborn. Also by 

breast feeding. 

4)  Needle stick injuries can transmit the virus indicating that 

only very small amounts of bloods are necessary. 

5)  HBsAg can be detected in saliva, nasopharyngeal 

washings, semen, menstrual fluid, and vaginal secretions . 

6)  Transmission from chronic carrier to close contacts by 

oral route or by sexual or other intimate exposure occurs. 

7)  Transmission by feco-oral route has not been 

documented. 

8)  Health care personnel have a higher incidence of hepatitis 

and prevalence of detectable HBsAg or Anti-HBs than 
those who have no occupational exposure to patients or 
blood products. 

9)  HB infections are more common among patients and staff 

of hemodialysis unit. As many as 50% of the renal 
dialysis patients who contract HB may become chronic 
carrier of HBsAg compared with 2% of the staff group. 
Family contacts are also at increased risk. 

 
Pathogenesis and immunity 

1)  After entering the blood, the virus infects hepatocytes and 

the viral antigens are displayed on the surface of the cell.  

2)  Cytotoxic T-cells mediate an immune attack against the 

viral antigens, and inflammation and necrosis occur. 

3)  The pathogenesis of hepatitis B is probably the result of 

this cell mediated immune injury and HBV itself doesn’t 
cause a cytopathic effect. 

4)  Antigen-antibody complexes cause some of the early 

symptoms (e.g. arthralgia, arthritis and urtecaria) and 
some of the complications in chronic hepatitis (e.g., 
glomerulonephritis, cryoglobulinemia, and vasculitis).  

5)  About 5% of patients infected with HBV become chronic 

carrier and a chronic carrier is defined as patient who has 
HBsAg persisting in their blood for at least 6 months. The 
chronic carrier state is attributed to a persistent infection 
of hepatocytes, which results in prolonged presence of 
HBV and HBsAg in the blood. The main determinant for 
a person to clear the infection or become a chronic carrier 
is the adequacy of the cytotoxic T-cell response. 

6)  A high rate of hepatocellular carcinoma occurs in chronic 

carriers. The HBV has no oncogene, and HCC appears to 
be the result of persistent cellular regeneration that 
attempts to replace the dead hepatocyte. Alternatively, 
malignant transformation could be the result of insertional 
mutagenesis, which could occur when the HBV genome 
integrates into the hepatocyte DNA. This integration 
could lead to activation of cellular oncogene leading to a 
loss of growth control. 

7)  Chronic carrier state is more likely to occur in newborn 

(about 90%) than in adults because of less competent 
immune system.  


background image

Unit 4: Virology

 

 

 

211

 

8)  Lifelong immunity after the natural infection and is 

mediated by an antibody against HBsAg which is a 
neutralizing and protective antibody while an antibody 
against core antigen is not protective.  
 

Clinical finding 

Many HBV infections are asymptomatic and are detected 
only by the presence of antibody to HBsAg. The mean 
incubation period is 10-12 weeks. The clinical appearance 
of acute hepatitis B is similar to that of hepatitis A. but in 
hepatitis B symptoms tend to be more severe and life 
threatening hepatitis can occur. Extrahepatic 
manifestations of viral hepatitis include a transient serum 
sickness –like prodrome consisting of fever, skin rash, and 
polyarthritis, necrotizing vasculitis & glomerulonephritis 

 

Laboratory diagnosis 

1)  HBsAg is the most important test used for the detection of 

early infection. HBsAg appears during the incubation 
period and is detectable in most patients during prodrome 
and acute disease. It falls to undetectable levels during 
convalescence in most cases; its prolonged presence ( > 6 
months ) indicates the carrier state and the risk of chronic 
hepatitis and hepatic carcinoma. HBsAb is not detectable 
in the chronic carrier state. HBsAb is being made but is 
not detectable in the laboratory tests because itr is bound 
to the large amount of HBsAg present in blood. HBsAb is 
also being made during the acute disease but is similarly 
undetectable because it is bound in antigen-antibody 
complexes. 

2)  There is a period which is called Window phase in which 

the HBsAg has disappeared and the HBsAb is not yet 
detectable and at this time, the HBcAb is always positive 
and can be used to make the diagnosis. HBcAb is present 
in the acute and chronic infection and in patients 
recovered from acute infection. Therefore it cant be used 
to distinguish between acute and chronic infection. The 
IgM form of HBcAb is present during acute infection and 
disappears approximately 6 months after infection. The 
test for HBcAg is not readily available. 

3)  HBeAg arises during the incubation period and is present 

during the prodrome and early acute disease and in certain 
chronic carrier. Its presence indicates a high likelihood of 
transmissibility, and , conversely the finding of HBeAb 
indicates a lower likelihood, but transmission can still 
occur.  

4)  The detection of viral DNA in the serum is strong 

evidence that infectious virions are present. 

5)  DNA polymerase activity is detectable during the 

incubation period and early in the disease, but the assay is 
not available in most clinical laboratories. 

 
Treatment  

1)  No antiviral therapy is typically used in acute hepatitis B. 
2)  For chronic hepatitis B, pegINF alfa -2a or PegINF alfa-

2b and / or nucleoside analogues can be used. 

  These drugs reduce hepatic inflammation and lower the 

viral load of HBV in patients with chronic active 
hepatitis. Neither INF nor the nucleoside analogues cure 
the HBV infection. In most patient, when the drug is 
stopped, HBV replication resumes. 

 
Prevention 

1)  The vaccine (Recombivax) contains HBsAg produced in 

yeasts by recombinant DNA techniques. The seroconversion 
rate is 95% in healthy adults.It is indicated in: 
a)  Certain health personnel ( medical students, surgeons 

and dentists) 

b)  Patient receiving multiple transfusion or dialysis. 
c)  Drug abusers 
d)  Travelers to an endemic area. 
The vaccine is given in three doses, and there is no need 
for booster dose after the completion of the regime. 

2)  Hepatitis B immune globulin (HBIG) contains a high titer 

of HBsAb. It is used to provide immediate passive 
protection to individuals known to be exposed to HBsAg 
positive blood. HBIG with HB vaccine can be given to 
infant whose mother is HBsAg positive. 
 

 
 
 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

Unit 4: Virology

 

 

 

211

 

Hepatitis C virus (HCV) 

Properties 

HCV is a member of flavivirus family. It is an enveloped 
virion containing a genome of single stranded positive 
polarity RNA. It has no virion polymerase. 
HCV has at least six genotypes and multiple subgenotype 
based on the differences n the genes that encode one of its 
two envelope glycoprotein. The genetic variability is due 
to high mutation rate in the envelope gene coupled with 
the absence of proofreading function in the virion 
encoded RNA polymerase. As a result, multiple 
subspecies often occur in the blood of an infected 
individual at the same time. 

 

Replicative cycle: 

The replication of HCV is uncertain because it has not 
been grown in cell culture. It follows the replicative cycle 
of other flaviviruses, as these viruses  replicate in the 
cytoplasm and translate their genome RNA into large 
polyproteins, from which functional viral proteins are 
cleaved by a virion-encoded protease. This protease is the 
target of potent Anti-HCV therapy. The replication of 
HCV in the liver is enhanced by liver –specific micro-
RNA. This micro-RNA acts by increasing the synthesis of 
HCV mRNA. 
 

Transmission and epidemiology 

  Humans are reservoir of HCV. 

  It is transmitted primarily via blood. 

  10-15% of HC cases, source of HCV can’t be detected. 

  At present injection drug use accounts for almost all new 

HCV infections. 

  Transmission via blood transfusion rarely occurs because 

donated blood containing Anti-HCV antibody is 
discarded. 

  Transmission via needle stick injury occurs, but the risk is 

lower than that of HBV. 

  Sexual transmission and transmission from mother to 

child occur but are inefficient mode. No risk of 
transmission has been associated with breast feeding. 

  Commercially prepared immuneglobulin preparations are 

generally very safe, but several instances of transmission 
of HCV have occurred. 

  WHO in 1997 estimate that about 3% of world population 

has been infected, with a prevalence of 10% in African 
population and other high prevalence area in Asia and 
South America. 

  Transmission of HCV has been linked to an attempt (from 

1950s to 1980s)  to treat parasitic disease shistosomiasis 
by therapy that involved multiple injections, often with 
improperly sterilized or reused needles. 

  HCV infection has been associated with tattooing.  

  There was a case in 2009 in which HCV was transmitted 

to an organ transplant recipient by the use of a blood 
vessel conduit from a HCV-positive donor. 
 

Pathogenesis and immunity 

  HCV infects hepatocytes primarily, but there is no 

evidence for a virus-induced cytopathic effect on the liver 
cells. Rather, death of the hepatocytes is probably caused 
by immune attack by cytotoxic T cells. HCV infection 
strongly predisposes to hepatocellular carcinoma, but 
there is no evidence for an oncogene in the viral genome 
for insertion of a copy of the viral genome into the DNA 
of the cancer cells. 

  Alcoholism greatly enhances the rate of hepatocellular 

carcinoma in HCV-infected individuals. 

  Antibodies against HCV are made, but approximately 

75% of patients are chronically infected and continue to 
produce virus for at least 1 year. 

  Chronic active hepatitis and cirrhosis occur approximately 

10% of these patients. 

  For patients who clear the infection, it is not known 

whether re-infection can occur or whether there is life 
long immunity. 
 

Clinical findings 

HCV acute infection is milder than that of HBV infection. 
The average incubation period for HCV is 6-7 weeks. The 
average time from exposure to seroconversion is 8-9 
weeks, and about 90% of patients are Anti-HCV positive 
within 5 months. Many infections with HCV including 
both acute and chronic infections are asymptomatic and 
are detected by the presence of antibody. HCV can also 
lead to significant autoimmune reactions, including, 
vasculitis, arthralgia, purpura, and membranoproliferative 
glomerulonephritis. HCV is the main cause of essential 
mixed cryoglobulinemia. 

 

Laboratory diagnosis 

1)  Antibody detection to HCV by ELISA. The test doesn’t 

distinguish between acute, chronic, or resolved infection. 

2)  Positive result by ELISA should be confirmed by RIBA                   

(recombinant immunoblot assay), because of false 
positive results of ELISA. 


background image

Unit 4: Virology

 

 

 

211

 

3)  If RIBA result is positive, a PCR based test that detects 

the presence of viral RNA (viral load) in the serum should 
be performed to determine whether active disease exist. 

4)  A chronic infection is characterized by elevated 

transaminase levels, a positive RIBA, and detectable viral 
RNA for at least 6 months. 
 

Treatment and prevention 

1)  Treatment of acute hepatitis C with alpha INF 

significantly decreases the number of patients who 
become chronic carrier.  

2)  Treatment of choice for chronic patients is by pegINF and 

ribavirin. 

3)  Genotype 1 is less responsive to the above regimen 

(treatment should continue for 1 year) than genotype 2 
and 3 (treatment should be for 6 months). 

4)  Pooled immune serum globulins are not useful for post 

exposure prophylaxis. 

5)  There is no effective regimen for prophylaxis following 

needle-stick injury; only monitoring is recommended. 

6)  Patient with chronic HCV and are alcoholics, should be 

advised to eliminate drinking. 

7)  Patient with chronic HCV should be followed by alpha-

fetoprotein and liver US to detect carcinoma at early 
stage. 

8)  Patients with liver failure due to HCV infection can 

receive a liver transplant, but infection of the graft with 
HCV typically occurs. 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Hepatitis G virus (HGV) 

In 1996, HGV was isolated from patients with 
posttransfusion hepatitis. HGV is a member of the 
flavivirus family. But unlike HCV, HGV don’t cause 
acute or chronic hepatitis and don’t predispose to 
hepatocellular carcinoma. The role of HGV in the 
causation of liver disease has yet to be established, but it 
can cause chronic infection lasting for decades. 
Approximately 60-70% of those infected clear the virus 
and develop antibodies. HGV transmitted via sexual 
intercourse and blood. It is carried in the blood of millions 
of people worldwide. 
 

Hepatitis D virus (Delta virus) 

  HDV is a defective virus can replicate only on the cells 

also infected with HBV because HDV uses the surface 
antigen of HBV as its envelope protein. 

  HDV is an enveloped SS RNA negative polarity, 

covalently closed circle. The RNA genome encodes only 
one protein called Delta protein. 

  HDV has one serotype & there is no animal reservoir for 

the virus. 

  It is transmitted by the same method ad that of HBV. 

  The patient is either previously infected with hepatitis BV 

and then infected with HDV or the infection with both 
viruses is acquired at the same time. Hepatitis in patients 
co infected with HBV and HDV is more. 

  The diagnosis can be done by detecting either delta Ag or 

IgM antibody to delta antigen in the patient's serum. 

  There is no specific antiviral therapy but alpha interferon 

can mitigate some of the effects of the chronic hepatitis 
 

 

 
 

 

 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 




رفعت المحاضرة من قبل: Mostafa Altae
المشاهدات: لقد قام 8 أعضاء و 146 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل