114年:(醫檢)免疫病毒(2)

有關B型肝炎病毒基因組的敘述,下列何者最不適當?

A在病毒顆粒內為部分雙股( partial double -stranded )DNA
B在宿主細胞內可為共價閉合環狀( covalently closed circular )DNA
C病毒基因體複製過程會產生 RNA中間產物
D病毒的DNA不會插入宿主染色體 DNA

詳細解析

本題觀念:

探討 Hepatitis B virus(HBV)的基因組結構與複製機制。HBV 為 Hepadnaviridae 科的小型包膜病毒,其基因組在病毒粒子內以部分雙股(relaxed circular, rcDNA)型態存在;進入肝細胞後,經由宿主機制修補成共價閉合環狀 DNA(covalently closed circular DNA, cccDNA),並以此作為轉錄所有病毒 RNA 的模板。此外,HBV 複製涉及 RNA 中間產物(pregenomic RNA, pgRNA)的逆轉錄過程;而在複製過程中也會產生少量雙股線性 DNA(dslDNA),可透過非同源末端結合整合入宿主基因組。

選項分析

  • 選項 A
    HBV 在成熟病毒顆粒內攜帶的是約 3.2 kb 的部分雙股、放鬆環狀(relaxed circular, rcDNA)基因組,此一結構是加殼後尚未完全合成的 DNA 型態,並非完全雙股 DNA。
    參考文獻指出:“HBV 具有一個小型、部分雙股的放鬆環狀(RC)DNA 基因組” (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)。

  • 選項 B
    入宿主細胞核後,rcDNA 需經去蛋白化、填補缺口,再經 DNA 連接酶作用,轉化為共價閉合環狀(cccDNA),此 cccDNA 作為病毒轉錄之迷你染色體。
    “RC DNA 需要轉換為共價閉合環狀 DNA,作為所有病毒 RNA 轉錄的模板” (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)。

  • 選項 C
    HBV 複製循環中,首先由 cccDNA 轉錄出 pregenomic RNA(pgRNA),再將 pgRNA 包裹於核衣殼內,透過病毒自身聚合酶進行逆轉錄,合成 rcDNA。在此過程確實產生 RNA 中間產物(pgRNA)。
    “所有 hepadnavirus 藉由 pgRNA(viral RNA intermediate)進行逆轉錄” (journals.asm.org)。

  • 選項 D
    雖然整合非為 HBV 複製所必需,但在病毒生命周期中,大約 10% 的 dslDNA 產物可透過非同源末端結合(NHEJ)隨機整合入宿主染色體,且整合事件與肝細胞癌發生密切相關。
    “dslDNA 可以通過非同源末端結合整合到宿主細胞染色體中” (mdpi.com)。因此選項 D(病毒 DNA 不會插入宿主染色體)最不適當。

答案解析

HBV 基因組在病毒顆粒內為部分雙股 rcDNA,進入肝細胞核後轉換為 cccDNA,並以 cccDNA 轉錄 pgRNA,再經逆轉錄合成新的 rcDNA,複製過程中確實會產生 RNA 中間體;此外,少量的 dslDNA 常見於複製產物,可經 NHEJ 途徑整合至宿主基因組,甚至形成致癌基因重組,與 HCC 發生有關。因此唯有選項 D 與已知機制矛盾,故為最不適當敘述。

核心知識點

  • HBV 基因組結構:放鬆環狀部分雙股 DNA(rcDNA, ~3.2 kb);少量雙股線性 DNA(dslDNA)。
  • cccDNA 形成:rcDNA 去蛋白化→修補缺口→DNA ligase 形成 cccDNA(artificial episome/mini-chromosome)。
  • 複製機制:cccDNA 轉錄出 pgRNA → 核衣殼逆轉錄 → 先合成負鏈 DNA,再合成正鏈形成 rcDNA。
  • RNA 中間體:pregenomic RNA(pgRNA)為逆轉錄模板,必為 RNA 中間產物。
  • 整合機制:dslDNA 可透過 NHEJ 隨機整合至宿主染色體,與肝細胞癌發生風險增高相關。

考生務必熟記 HBV 四大基因組型態(rcDNA、cccDNA、dslDNA、pgRNA)間的相互轉換流程,以及整合與肝癌的關聯機制。