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丁型肝炎病毒（hepatitis D virus，HDV）又称δ肝炎病毒（hepatitis delta virus），是引起与HBV相关联的急性和慢性肝病的亚病毒病原体。HDV持续复制致肝硬化和肝癌的概率分别为每年4%和2.8%。HBV提供HBsAg作为HDV的包膜。HDV加重HBV相关疾病的严重性。在HDV-HBV共同感染的患者中，急性重型肝炎、慢性活动性肝炎和肝硬化的发生率比单纯HBV感染患者高。HDV感染和疾病的模式在不同的流行病学地区有所不同。在美国，HDV的流行率低，传播主要是通过静脉注射吸毒。在希腊和意大利的部分地区，流行率较高，主要是通过家庭传播。在发展中国家，20%或以上的HBsAg携带者感染HDV。
成熟的HDV有包膜，核衣壳为二十面体对称的球形，直径为35～37nm。病毒颗粒内部为由病毒基因组和δ肝炎抗原（HDAg）所组成的核糖核蛋白体，包膜是HBsAg。HDV是缺陷病毒，必须得到嗜肝病毒，如人乙型肝炎病毒（HBV）、土拨鼠肝炎病毒（WHV）和鸭乙型肝炎病毒（DHBV）等辅助病毒的帮助，才能成为成熟的病毒颗粒并具有感染性。HDV RNA及其复制的机制与植物卫星病毒或类病毒相似，但其分类学地位未定。
除了人以外，HDV还能引起黑猩猩、美洲旱獭、土拨鼠和鸭子的一过性感染。我国学者应用感染HDV的猩猩和人血清分别接种土拨鼠肝炎病毒（woodchuck hepatitis virus，WHV）感染的和未感染的动物。结果显示，来自于猩猩或人的HDV，均能使携带有WHV的10只土拨鼠全部感染，而非携带有WHV的土拨鼠则不能被感染，证明人类的HDV不仅可以由人至猩猩的感染，而且还可以由猩猩至土拨鼠的感染。由人至猩猩的感染并未改变HDV以HBsAg为包膜所进行的复制，而猩猩至土拨鼠的感染则以WHV的表面抗原（WHAg）为包膜，在动物体内高效复制。由于感染WHV的土拨鼠肝纤维化期短且能在2～3年内形成肝细胞癌，这为研究HDV/HBV感染的慢性化、肝纤维化和肝细胞癌的发生、发展提供了难得的极有价值的模型。我国的另一研究利用HDV/HBV阳性血清感染体外培养的人胎肝细胞，建立了HDV/HBV感染人胎肝细胞体外培养系统。应用ELISA、免疫组化法、原位杂交法和斑点法检测感染人胎肝细胞和上清液中HBsAg、HDAg、HBV DNA和HDV cDNA，显示上清液和感染细胞中HBsAg、HDAg、HBV DNA和HDV cDNA在感染后第2天至第16天均可测出，其中上清液中HBsAg、HDAg以感染后第4～12天达高峰。表明HDV在原代培养人胎肝细胞中能稳定复制和表达至少达12天。
HDV是目前已知的动物病毒中唯一具有负单链共价闭环RNA基因组的缺陷病毒。HDV颗粒由病毒RNA、δ肝炎抗原（HDAg）和HBsAg组成。HDAg是HDV编码的唯一的蛋白。HDV基因组与反基因组上存在数个可编码100多个氨基酸的开放阅读框（ORF），但迄今只发现位于反基因组上的ORF可编码HDAg。HBsAg为HBV所提供，构成HDV的包膜。HDV RNA和HDAg具有许多功能，在病毒生活周期起重要作用。
HDV RNA为一单股共价闭合环状负链RNA，在病毒感染的肝细胞核中还有与HDV基因组互补的RNA，称为反基因组（antigenome）。HDV基因组特征：①仅约1.7kb长，是已知动物RNA病毒中最小的。②HDV基因组的环状结构可自身折叠，其中有70%的碱基可以发生配对，从而形成不分支的杆状结构。不分支的杆状结构中的2个片段在HDV复制周期中起重要作用。其中一个片段为RNA编辑位点，另一个为位于杆状结构的一端，可能是转录的起始位点。③鸟嘌呤（G）+胞嘧啶（C）含量高达60%以上，二级结构稳定。整个杆状结构呈高度保守，提示其在HDV复制中起重要作用。④基因组和反基因组RNA的内部含有一个85nt的区域，具有自身切割的核酶活性，能进行自我切割和连接。
自从美国学者Wang KS首次报道HDV基因组全序列以来，目前世界上已报道了十多株HDV基因组全序列，其中包括我国的河南株HDV。河南株HDV基因组全长1674bp，其中有345个 A，占20.6%；350个 T，占20.9%；477个 G，占28.5%；502个 C，占30%；G+C含量为58.5%。在基因组和反基因RNA上含有5个可编码100aa以上的开放阅读框，其中3个位于基因组，2个位于反基因组。反基因组上的一个ORF编码195aa的HDAg，第680/681位核苷酸之间为基因组RNA的自我剪切位点，第895/896位之间为反基因组RNA的自我剪切位点，在935～939位含有类病毒保守序列GAAAC，在1471～1476位含有拟病毒保守序列GATTTT，与已发表的不同基因型HDV株比较，河南株与我国台湾株核苷酸同源性最高，为94.3%，与HDV-2日本株同源性为75.4%，与HDV-3秘鲁株同源性最低，仅为66.3%。
比较我国河南株HDV与其他已知HDV株cDNA序列，发现有5个集中保守区域，第一个位于651～738位之间，为基因组RNA自我剪切功能区，第二个位于838～919位之间，为反基因组RNA的自我剪切功能区，第三个位于1086～1118之间，位于HDAg中部的1/3与C端交界处，编码的氨基酸多为疏水性，与完整病毒的包装密切相关，第四个保守区位于1259～1319之间，位于HDAg的中部1/3区，为HDAg的RNA结合功能域，与HDAg的反式激活调节机制密切相关，第五个保守区位于1424～1482之间，负责编码N端部分氨基酸，该区不仅富含碱性氨基酸而且是亮氨酸拉链区，与HDAg的多聚化有关。
HDV反基因组中ORF可编码两种形式的抗原，分子量为24kD的小抗原S-HDAg和27kD的大抗原L-HDAg，前者对HDV复制有反式激活作用，后者则反式抑制HDV复制。S-HDAg支持HDV复制的机制有以下几个方面；①加强HDV RNA的自身切割；②稳定环状HDV RNA；③抑制HDV RNA的多聚腺苷酸化，从而促进折叠成杆状结构。195aa的S-HDAg对复制起重要的促进作用，随着复制的进行，将产生L-HDAg，L-HDAg在S-HDAg的C末端延长19个aa。目前已知，L-HDAg的形成系由于RNA编辑所致，这一过程S-HDAg C末端的琥珀终止密码子变成色氨酸密码，使编码蛋白得以延长。
两种形式的HDAg拥有几个相同的功能结构，包括RNA结合结构域、核定位信号、卷曲螺旋模型、螺旋-环-螺旋结构，C端富含脯氨酸和甘氨酸结构，HDAg的这些结构域与HDV的复制密切相关。L-HDAg末端的19个氨基酸序列并非保守的但具有基因型相关性，而且是作为细胞膜黏附序列和包装信号而存在。
HDV RNA是以滚环的方式进行复制的，其步骤包括：①HDV在HBsAg的pre-S1区域共同作用下黏附宿主细胞，其中受体机制尚不清楚；②环状基因组RNA和HDAg进入宿主细胞，在胞质脱去衣壳，HDV基因组进去细胞核；③以基因组RNA为模板，在宿主RNA聚合酶Ⅱ的作用下转录生成mRNA和反基因组RNA，新生RNA可进行RNA编辑；④ mRNA进行5'端盖帽和3'端多聚腺苷酸化（PolyA），成熟的mRNA转运到细胞质进行翻译生成HDAg；⑤单位长度的反基因组RNA成环，反基因组经核酶自剪切后RNA进行连接；⑥以线性或环状反基因组为模板，在宿主RNA聚合酶Ⅱ作用下转录生成基因组；⑦单位长度基因组成环，基因组核酶自剪切后RNA连接；⑧环状基因组RNA与S-HDAg或L-HDAg的联系，部分核糖核蛋白（RNP）存在胞质；⑨病毒RNP和HBV包膜蛋白在内质网相互作用，包装和释放病毒颗粒。在这一复制模式中，环状基因组RNA作为模板转录多聚线性反基因组转录本，后者在核酶位点经历自我剪切。自我剪切所产生的末端连接形成环状的反基因组单体，并以此作为基因组RNA转录的模板。
HDV基因组RNA的合成需要磷酸化和甲基化的S-HDAg，但反基因组RNA的复制则不需要修饰的S-HDAg。复制开始，L-HDAg的表达抑制基因组的复制，然而反基因组的复制不受影响。研究表明S-HDAg在HDV RNA复制的起始和延长都是必不可少的。
此外，HDAg的蛋白修饰调节HDV的复制，S-HDAg的13位精氨酸的甲基化，72位赖氨酸乙酰化和177位丝氨酸磷酸化对HDV mRNA的转录具有非常重要的作用。S-HDAg的这三种修饰在反基因组RNA的合成是可有可无的，但对基因组RNA的合成却是必不可少的。虽然反基因组和mRNA的合成具有相同模板，HDV反基因组合成的细胞机制与基因组RNA合成和mRNA的转录不尽相同，HDAg的乙酰化与去乙酰化可能在HDV不同RNA合成过程中发挥分子开关的作用。L-HDAg异戊二烯化为HDV包装所必需。
HDV RNA有两个独特的性质对其滚环复制机制是至关重要的。第一，HDV RNA转录是由宿主RNA聚合酶所介导的。人类是HDV的唯一宿主，但不存在RNA依赖的RNA聚合酶。Valerie等研究表明HDV的复制需要人类的RNA聚合酶Ⅰ、RNA聚合酶Ⅱ和RNA聚合酶Ⅲ，而且这三种RNA聚合酶都连接在HDV末端茎环结构或其附近，RNA聚合酶Ⅰ被认为参与反基因组的复制。有些研究提示，转录起始于杆状RNA的一端，并可在没有HDAg的细胞核提取物进行。然而，转录的发生机制、HDAg、HDV RNA结构和另外的宿主因子的特殊作用仍有待确定。第二，HDV RNA的自我剪切活性，这是将线性RNA加工成环状复制产物所需的。基因组和反基因组RNA二者均含有自我催化的RNA片段（核酶），完成自我剪切功能。基因组和反基因组的核酶活性都与HDV RNA的成功复制有关。
虽然HDV基因组复制不需要HBV辅助，但HDV颗粒的装配和释放却需要HBV的辅助。
近来，HDV被分为HDV-1～HDV-8八型，在不同基因型之间的序列变异可高达整个RNA基因组的40%以及氨基酸序列的35%。并具有不同的地理分布和相关的疾病谱。地理分布最为广泛的是基因型HDV-1，主要源于北美、欧洲、非洲、东亚和西亚、南太平洋，与广谱的慢性肝病有关。研究表明与HDV-2慢性感染者相比，HDV-1慢性患者病情不易缓解，预后较差。HDV-2和HDV-4仅见于东亚地区，与该地区的部分轻型肝病有关。HDV-5～HDV-8分布在非洲。HDV-3仅在南美北部发现，该地区的HDV感染与特别严重的疾病有关。HDV-3被认为与A和F基因型HBV相关。虽然HBV基因型似乎不影响HBsAg与HDV的相互作用，但是HDV基因型可能会影响HBsAg与HDV包装形成病毒颗粒。自然发生的HBV变异株产生的具有氨基酸序列差异的HBsAg降低HDV-2和HDV-4的包装效率，但对HDV-1没有影响。这可能与HDV-1在全世界的广泛分布有关。
HDV基因复制和表达能影响HBV基因复制和表达，反之亦然。有学者用HDV RNA和HBV DNA共转染Huh7细胞，结果发现3.5kb和2.1kb的HBV mRNA表达减少，HBV颗粒的释放也同样减少，说明HDV有抑制HBV基因表达和病毒颗粒释放的作用。用表达HDAg的质粒和HBV DNA共转染时，发现3.5kb和2.1kb的HBV mRNA显著减少，进一步说明HDAg有抑制HBV基因表达的作用。我国学者用PSVLD 3 转染HBV的体外培养细胞株（2.2.15细胞株），也发现培养上清液中HBsAg、HBeAg和HBV DNA的阳性强度有所减弱。HDV抑制HBV基因表达的机制至今未明，有两种可能机制：①HDAg与HBV mRNA结合而降低HBV mRNA的稳定性；②HDAg与HBV DNA的保守序列直接或间接结合导致HBV DNA转录减少。但目前还没有证据证实HDAg与HBV DNA结合。总之，HDV对HBV复制和分泌有一定的抑制作用，这种抑制作用的环节和机制目前还不太清楚，有待深入研究。
HDV包膜是由HBV编码的大蛋白、中蛋白和主蛋白所构成，为了探讨这三种蛋白对HDV的不同影响，设计了三个实验：①用缺失编码大蛋白和中蛋白的HBV基因突变体与HDV RNA共转染Huh7细胞；②用缺失中蛋白的HBV基因突变体与HDV RNA共转染Huh7细胞；③用缺失大蛋白的HBV基因突变体与HDV RNA共转染Huh7细胞。在实验的培养上清液中均可检到HDV颗粒，收集三种实验的培养上清液分别在体外感染培养黑猩猩肝细胞，结果发现只有实验②的培养上清液使黑猩猩肝细胞感染上了HDV，提示主蛋白是HDV颗粒装配所必需的，大蛋白是HDV感染性所必需的，而中蛋白既非HDV颗粒装配所必需，也非病毒具有感染性所必需。至于中蛋白在HDV复制、表达和装配中起什么样作用，目前还不清楚，需进一步研究。
HDV感染多见于严重的及慢性肝脏疾病：在HBV/HDV感染的急性期，HBV复制受到抑制：而在重症型、慢性期和肝硬化时则未见这种抑制现象，说明在HBV/HDV感染的不同阶段可表现出不同的病毒复制现象。
Andrea等通过数理模式分析，阐述了HDV是如何影响HBV的。从个体角度而言，HDV在两方面影响HBV的感染：HDV重复感染降低HBV的传染性和加速HBV慢性化进程。这两方面都表明HDV重复感染影响HBV在人群中传播。当HDV感染性强时，HDV重复感染常发生在HBV急性感染早期，这将促进HBV慢性化，因此促进HBV在人群中传播；如果HDV感染性弱，HDV重复感染则大多数发生在HBV慢性感染阶段，这将降低HBV感染性和HBV的流行。由于HDV影响HBV的复制，还可能影响HBV的感染性，因此设想利用HDV来控制HBV的复制以达到治疗HBV的目的并不是没有道理的。
（林旭）