以治愈为目标:详解HBV感染治疗策略

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[原创文章:www.pp00.com]

今朝,已有疫苗来降低乙肝的新发传染率,以及核苷(酸)雷同物已延迟缓乙肝患者的肝病进展。但学界仍不满于此,仍对峙索求乙型肝炎病毒(HBV)的传染机制和新的药物靶点,以治愈乙肝为目的,斥地新的抗病毒药物和免疫干涉办法。

[原文来自:www.pp00.com]


为此,The Lancet Gastroenterology & HepatologyNature Reviews Drug Discovery离别揭橥了一篇综述,具体阐述了HBV的生命周期,并回首了今朝分歧的药物研发策略。以下是这两篇综述的首要内容。

 

HBV病毒学和生命周期


认识HBV的生命周期非常主要,因为每一步都是药物斥地的潜在靶点。


乙型肝炎病毒(HBV)是嗜肝DNA病毒科(Hepadnaviridae)家眷的成员。HBV传染肝细胞后,起头竖立本身的复制周期,并在细胞核中持续存在。


HBV病毒粒子是以脂质为根蒂的球形构造,直径约为42-47 nm,三种分歧的外观抗原(HBsAg)露出于其外侧,离别为小(S)、中(M)、大(L)病毒包膜卵白(viral envelope proteins)(图1)。


图1 HBV病毒粒子构造(起原:参考文献1)


HBV生命周期如图2所示。


HBV的生命周期:(1)HBV与NTCP受体连系后传染肝细胞;(2)HBV核衣壳运至细胞核,rcDNA进入细胞核,并整合到人类基因组中;(3)rcDNA经宿主因子转化为cccDNA,形成不乱的cccDNA;(4)以cccDNA为模板转录生成病毒RNA;(5)病毒RNA被翻译成HBV卵白;(6)保持HBV聚合酶的pgRNA被包装裁缝壳颗粒;(7)以pgRNA为模板逆转录生成DNA负链;(8)随后生成DNA正链;(9)HBV病毒颗粒和非传染性亚病毒颗粒的形成和排泄。

图2 HBV的生命周期(起原:参考文献1)


大包膜卵白包含介入病毒进入(viral entry)的受体连系域,在传染时,该受体连系域与人牛磺胆酸钠共转运多肽受体(hNTCP或SLC10A1)互相感化——后者在肝细胞上表达。这种互相感化使病毒经由内吞感化进入肝细胞,并将HBV核衣壳(nucleocapsid)释放到肝细胞质中。所以,可经由阻断病毒与NTCP受体的互相感化,阻止HBV进入肝细胞来预防传染。


HBV的核衣壳由HBV焦点卵白二聚体(HBc)构成,包含部门双链DNA基因组,后者呈松懈环状构象(松懈双连环状DNA,rcDNA)。这个rcDNA长度约为3.2kb,与HBV聚合酶共价保持。在DNA链的5ʹ末尾有一个来自前基因组RNA(pgRNA)的RNA引物,对病毒的逆转录来说十分主要。


在传染细胞的胞质中,病毒核衣壳运输至核膜,并释放rcDNA进入细胞核。


rcDNA能够整合到宿主基因组中,经由基因组改变导致癌症的发生。这种整合在HBV复制周期中没有直接感化,但能够作为HBsAg排泄的模板。rcDNA被宿主DNA修复转化为共价闭合环状DNA(cccDNA)。cccDNA与宿主组卵白连系,形成一个不乱的小染色体,作为所有病毒转录的转录模板。


当翻译出病毒卵白后,HBV聚合酶与pgRNA互相感化,同时,焦点卵白(HBc)与pgRNA互相感化,启动新核衣壳的组装。


被衣壳包裹的pgRNA逆转录成rcDNA,作为病毒合成的DNA负链模板(正链稍后合成)。最后生成新的核衣壳(nucleocapsid),其能够返回细胞核,并被轮回行使以扩充cccDNA池。


此外,核衣壳可与与内质网连系,HBsAg在内质网群集,并经由排泄途径排出细胞。HBsAg的过量发生导致非传染性亚病毒颗粒的排泄,后者在免疫逃避中起主要感化。


直接抗病毒治疗策略


HBV生命周期的所有步伐都有或者成为抗病毒治疗的靶点(图3)。

 

注:RNAi=RNA干扰;Pol=HBV聚合酶;NUCs=核苷(酸)雷同物;CpAMs=衣壳组装按捺剂。

图3 HBV治疗策略的示意图(起原:参考文献1)


1. 防止HBV进入细胞(Preventing HBV entry)


病毒络续地复制和释放可导致新的肝细胞被传染,从而维持慢性传染状况并扩充cccDNA池。在大多数患者中,核苷(酸)雷同物(NUC)治疗不克完全按捺病毒发生。是以,联用病毒进入按捺剂和复制按捺剂,是阻止新细胞受到传染,并削减cccDNA池的潜在手段。


防止病毒进入的策略包罗斥地HBsAg衍生的多肽,如Myrcludex B,其可经由与NTCP受体竞争性地连系,阻碍HBV病毒进入细胞。


除了多肽以外,小分子药物如ezetimibe和环孢素衍生物也在研究中被用于阻断HBV进入细胞。此外,HBV的病毒进入也受到靶向HBsAg的单克隆抗体影响,这些抗体还或者具有额外的抗病毒活性,其能够干扰血清HBsAg和传染性病毒的排泄。


丁肝病毒(HDV)行使HBV包膜,是以使用的是沟通的病毒进入受体。HBV病毒进入按捺剂对同时传染HBV和HDV的患者有很大的益处。


2. 直接靶向cccDNA(Directly targeting cccDNA)


按捺cccDNA的形成是一有力的直接抗病毒策略。然而,在斥地相关药物之前,需要对cccDNA的形成过程有更周全的认识。


cccDNA形成的很多要害步伐需要宿主细胞核中的酶(包罗TDP2、FEN1和POLK),而病毒微型染色体(minichromosome)的形成需要宿主染色质的组卵白和其他成分。是以,若要按捺cccDNA的形成或者需要靶向宿主卵白,由此会造成更多不良回响。


cccDNA形成后,就能够被锌指核酸酶(zinc-finger nucleases)转录激活因子样效应核酸酶(transcription activator- like effector nucleases)靶向,这些酶已在细胞培育模型中成功用于编纂HBV cccDNA。


基于CRISPR–Cas9的基因编纂策略——在cccDNA中到场突变或许敲除某一基因,或者导致cccDNA失活。临床前实验表明,跨越90%的HBV DNA可被Cas9裂解。然而,大约7%的cccDNA基因组在经由CRISPR-Cas9介导的切割之后,可以被修复成不影响cccDNA功能的状况。是以,这一策略需要引入靶向cccDNA中分歧位点的多个指导RNA(gRNA),确保cccDNA的失活。在这些基因编纂方式应用于临床之前,还需要解决潜在的问题,包罗肝细胞递送、脱靶效应、因为染色体整合HBV DNA的裂解和染色体DNA重组而导致弗成展望的后果。尽管存在这些问题,但今朝这是独一一种在组织中让cccDNA永远性失活的方式。


3. 靶向病毒基因表达(Targeting viral gene expression)


高病毒抗原负荷被认为在形成和维持慢性传染中起到主要感化,是以,经由静默cccDNA转录或许降解病毒RNA直接降低病毒抗原和调节卵白的表达也具有意义。


(1)转录前的调控:对cccDNA的转录前调控能够经由靶向HBx或HBc来实现,这两种卵白都与cccDNA的不乱性和表达有关。


(2)转录后的调控:可使用RNA干扰(RNAi)、反义寡核苷酸(ASOs)来降解HBV mRNA。遍及的概念是,靶向HBV mRNA是治疗的一个主要缓解,因为这将限制cccDNA发生HBsAg,从而有助于恢复患者特异性免疫。


4. 按捺衣壳组装(Capsid assembly)


与NUCs零丁治疗比拟,衣壳组装按捺剂与NUCs结合使用或者会进一步降低病毒水平,并有更利于患者HBV特异性免疫重建。今朝按捺衣壳组装的小分子化合物能够分为两类:(1)核卵白异构调节剂(CpAMs),如GLS4和RO7049389,能够导致非衣壳核卵白多聚体的组装错误;(2)衣壳组装调节剂,如AT-130、NVR-3778、JNJ6379等,能够形成形态正常的衣壳,但病毒核酸缺失。


5. 靶向HBsAg的释放(HBsAg release)


核酸聚合物(nucleic acid polymers, NAPs)具有抗病毒感化并可按捺受传染肝细胞释放HBsAg,不外其具体的抗病毒感化机制尚未被说明。


免疫调节疗法


经由适本地激活抗病毒免疫,能够实现HBV的功能性治愈。若患者HBV获得掌握,其特征就是抗HBV特异性体液和细胞免疫的协调激活。激活宿主免疫机制使HBV传染自发性消灭,也是一种慢乙肝治疗手段。

 

1. 靶向先本性免疫力的策略


靶向先本性免疫力首要是行使细胞因子(TNF、IFNα、IFNγ、IL-1β)的直接抗病毒效应,从而诱导适应性免疫。IFNα疗法就是基于这个道理,该疗法对少数CHB患者(约5%-10%)有效,在这些患者中可实现真正的功能性治愈。此外,IFNα还提高NK细胞的免疫应答能力,接管IFNα治疗后达到HBsAg阴性的患者恢复了HBV特异性T细胞回响。


抗病毒细胞因子不光能够削减HBV的复制,还能够消弭cccDNA——这是治愈CHB最直接有效的策略。


2. 靶向适应性免疫力的策略


HBV特异性免疫在CHB患者中存在缺陷,理论上能够经由免疫检测点按捺剂(如抗PD1或抗CTLA-4疗法)治疗性疫苗来恢复。阻断PD1-PDL1互相感化的抗体可部门恢复缺陷的HBV特异性T/B细胞应答。抗PD1治疗对CHB患者的抗病毒活性有限,但仍需凭据其病毒学和临床特征选择合适的患者,抗PD1抗体的最佳剂量也有待确定。


结语


综上所述,新的乙肝治疗策略旨在实现功能性治愈,持续的治疗后达到HBsAg的消散。

 

参考文献:

[1] Tarik Asselah, Dimitri Loureiro, Nathalie Boyer, Abdellah Mansouri. Targets and future direct-acting antiviral approaches to achieve hepatitis B virus cure. Lancet Gastroenterol Hepatol (2019); 4: 883–892.

[2] Gregory C. Fanning, Fabien Zoulim, Jinlin Hou, Antonio Bertoletti. Nature Reviews Drug Discovery (2019). DOI:

https://doi.org/10.1038/s41573-019-0037-0
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