2025-05-12
研究导读
“消除乙型肝炎”是世卫组织提出的2030年目标,旨在通过采取协同防控措施和治疗慢性HBV感染来实现。乙型肝炎完全治愈的特征是将HBV从体内彻底清除,目前这仍是一项重大科学挑战,由于共价闭合游离环状DNA(cccDNA)持续性存在以及慢性感染患者免疫应答不足和功能失调,导致实现完全治愈非常困难。在现有防控措施中,疫苗阻断传播和抗病毒治疗对HBV控制效果有限,疫苗虽能有效预防水平传播和母婴垂直传播,但对已建立的慢性感染无清除作用;抗病毒药物虽可抑制病毒复制,但因无法清除cccDNA而不具备治愈效果;治疗性疫苗作为慢性感染治疗的补充策略,仅能短暂增强免疫应答且效果有限。
劲帆医药基于One-Bac昆虫杆状病毒系统平台与武汉大学夏宇尘教授课题组共同开发了一系列新型rAAV-HBV-1.04乙肝造模病毒产品,通过ATR介导DNA损伤(DDR)形成HBV cccDNA,使乙肝表面抗原HBsAg和HBV子代产生,实现更好地模拟病毒复制过程。产品成模率高、稳定性好、适用范围广,加速推进了乙肝病毒复制机制的研究及抗乙肝药物的研发进程。此外,劲帆医药还拥有专业的体内外药效评价团队,可提供肝脏疾病药物筛选、药效学评价、药代动力学研究、Non-GLP非临床安全性评价等服务项目,全面覆盖药物临床前研究的完整流程。
2024年2月,发表于《Medicinal Research Reviews》期刊的“Elimination of the hepatitis B virus: A goal, a challenge”综述,为我们重点阐述了:(1)肝细胞核内cccDNA的持续存留机制;(2)抗病毒治疗及慢性感染者免疫应答缺陷对乙肝控制的限制作用;(3)可能实现完全治愈并最终消除乙肝的新型治疗策略。
消除HBV的困难和感染持续的病毒学关键
1. cccDNA在肝细胞核内的持续性存在
乙型肝炎病毒(HBV)消除的核心挑战在于共价闭合环状DNA(cccDNA)的顽固存留及其独特的生物学特性。作为病毒复制的核心遗传元件,cccDNA在肝细胞核内以非整合的微型染色体形式存在,利用宿主转录机制持续生成病毒RNA和子代病毒。其形成依赖于松弛环状DNA(rcDNA)的核内转运及细胞内循环途径——未包被的核衣壳携带新合成的rcDNA返回到细胞核内补充cccDNA池,即使是单次感染也可维持病毒库的自我扩增。动物模型显示,每个感染的肝细胞中可包含1-50个cccDNA分子,其动态受宿主-病毒的双重调控。cccDNA的高稳定性使其在静止状态的肝细胞中能终身存续,即便经历细胞分裂或免疫反应也难以彻底消除,少量残留即可引发病毒反弹。现有抗病毒疗法虽能抑制病毒复制,却无法靶向核内cccDNA;治疗性疫苗虽能短暂增强免疫应答,但无法建立持续有效的免疫控制。现有研究提示,实现病毒根治需满足双重条件:(1)持续抑制病毒复制以阻断cccDNA池更新;(2)清除感染肝细胞进而清除残留cccDNA。因此,未来治愈策略应联合抗病毒治疗与靶向感染细胞清除手段,同时开发抑制cccDNA补充的新型干预方法。
2. 慢性HBV感染患者体内功能失调后的免疫反应
HBV通过多维度免疫逃逸机制实现持续性感染:一方面以“隐形病毒”策略规避先天性免疫应答,通过抑制浆细胞样树突状细胞的TLR/RIG-Ⅰ信号通路阻断I型干扰素(IFN-α/β)及促炎因子(如IL-12、TNF-α)分泌,同时诱导单核/巨噬细胞分泌IL-10和TGF-β,抑制NK细胞的IFN-γ生成及细胞毒性,并削弱树突状细胞的抗原呈递功能;另一方面,HBV特异性CD8+ T细胞因高表达PD-1、CTLA-4、TIM-3等抑制性受体呈现功能耗竭,CD4+ T细胞则被诱导分化为分泌IL-10/TGF-β的调节性T细胞(Treg)及Th2亚型,导致Th1型抗病毒应答受抑,而B细胞因分化为浆细胞受阻导致中和抗体(抗-HBs)生成不足。这些机制共同塑造了以Treg浸润、NK功能缺陷及促炎/抗炎失衡为特征的肝脏免疫耐受微环境,成为病毒持续存留的“避风港”。当前治疗策略聚焦于免疫检查点抑制剂恢复T细胞功能、治疗性疫苗重建特异性免疫应答,以及联合抗病毒药物降低抗原负荷,旨在打破免疫耐受闭环,为功能性治愈提供可能路径。
疫苗和抗病毒治疗作为当前控制乙型肝炎策略的局限性
1. 常规免疫接种
传统乙肝疫苗通过诱导抗-HBs抗体形成群体免疫屏障,其作用机制基于HBsAg激活的体液免疫应答:疫苗或自然感染产生的抗-HBs抗体(浓度>10IU/mL时)可中和病毒颗粒,阻断其侵入肝细胞,从而有效降低传播风险。该免疫保护可通过主动免疫(疫苗接种)或被动免疫(乙肝免疫球蛋白注射)实现,但仅能预防原发感染,对已建立的慢性感染无效且无法清除cccDNA。值得注意的是,疫苗接种虽能阻止病毒复制和急性病程,却无法提供灭菌免疫,即暴露后仍会激活针对HBc抗原的特异性T细胞应答,形成免疫记忆标记,提示其防护机制存在“免疫接触许可”特性,可能导致隐匿性感染。
2. 抗病毒药物治疗
当前乙型肝炎抗病毒治疗主要通过干扰素(IFN-α/PEG-IFN-α)与核苷(酸)类似物(NAs)两类策略实现:干扰素通过多途径非溶细胞机制,即不直接破坏感染细胞的情况下抑制病毒,包括上调APOBEC3抑制DNA复制、诱导MX2减少病毒RNA合成、激活ISG20降解pgRNA,并通过组蛋白低乙酰化及募集转录抑制因子削弱cccDNA活性,临床可使10-40%的HBeAg阳性患者实现病毒抑制,基线HBsAg<1500IU/mL的患者联合NAs治疗时HBsAg清除率可达20%,但其应答率低且长期应用副作用风险增加;NAs(如拉米夫定、恩替卡韦、替诺福韦)通过竞争性抑制逆转录酶阻断病毒复制,虽可延缓肝纤维化并降低肝癌风险,但拉米夫定因YMDD基序突变导致5年耐药率高达80%,新型NAs虽效果好且耐药率低,但仍存在线粒体毒性等类效应风险,且所有NAs均无法清除cccDNA。
3. 治疗性疫苗
乙型肝炎治疗性疫苗旨在通过激活慢性感染者特异性免疫应答实现功能性治愈,其研发涵盖多类技术平台。重组蛋白疫苗如HBsAg/Pre-S2疫苗,虽能诱导50%患者血清学转换,却无法持久抑制病毒;HBsAg-抗HBs免疫复合物疫苗虽能增强抗原呈递并实现部分HBeAg血清转换,但治疗后仍伴随病毒反弹;HBsAg/HBcAg联合疫苗通过HBcAg激活B细胞抗原呈递功能,可使部分患者HBV DNA转阴,但停药后易复发;表位疫苗CY-1889因诱导的CD8+ T应答强度显著低于急性自愈者而效果不足;DNA疫苗在动物模型中可减少肝内cccDNA,但在临床试验中仅引发短暂T细胞激活且病毒载量下降有限;酵母衍生疫苗GS-4774即便联用抗病毒药物,HBsAg清除率仍低于5%。这些疫苗普遍面临三大核心瓶颈——慢性感染者T细胞应答强度不足、无法靶向清除cccDNA导致停药后病毒反弹,以及临床转化效果欠佳。图1概述了慢性HBV感染的控制和治疗策略及其局限性。
图1 慢性HBV感染的控制和治疗策略及其局限性总结
(图片来源:Pondé RAA et al, Med Res Rev., 2024)
实现乙型肝炎完全治愈的潜在治疗策略
1. 作用于cccDNA的治疗方法
实现乙型肝炎根治需突破病毒cccDNA的持续存在,当前策略围绕靶向清除、阻断生成及免疫调控展开。基因编辑技术中,CRISPR/Cas9通过特异性切割cccDNA实现清除,但存在宿主基因组损伤风险;优化后的胞嘧啶碱基编辑器(CBE)通过无切割的精准碱基转换灭活病毒基因,结合脂质纳米颗粒递送提升肝脏靶向效率。小分子药物领域,cccDNA去稳定剂ccc_R08及口山酮衍生物在动物模型中能够显著降低病毒载量与肝内cccDNA水平,双取代磺胺类化合物CCC-0975/346则通过抑制rcDNA向cccDNA转化从而阻断病毒扩增。病毒入胞环节中,NTCP抑制剂Myrcludex-B竞争性阻断病毒Pre-S1结构域与受体结合,联合网格蛋白内吞抑制剂(如西利马林)可协同阻断新感染肝细胞的cccDNA形成。表观遗传调控通过组蛋白去乙酰化或DNA甲基化沉默cccDNA转录活性,间接抑制病毒复制。免疫干预方面,反义寡核苷酸bepirovirsen在Ⅱ期临床试验中实现部分患者HBsAg持续消失,衣壳组装调节剂(CAMs)通过干扰核心蛋白功能阻断核衣壳再入核,抑制cccDNA池再生。现有单一疗法均存在局限:基因编辑面临脱靶与递送效率挑战,小分子药物难以彻底清除cccDNA,免疫调节受限于慢性感染微环境。未来需整合多模态策略:CRISPR联合CAMs实现直接清除与再生阻断,NTCP抑制剂联用TLR激动剂协同抑制新感染并激活固有免疫。突破性进展还需克服靶向特异性、长期安全性及递送系统优化等瓶颈,最终通过精准医学框架下的个体化联合方案,实现从病毒抑制到功能性治愈的跨越。
乙型肝炎病毒生命周期的概要示意图如图2所示,证明cccDNA在肝脏中的形成和持续存在是通过细胞内循环机制实现的cccDNA放大。此图还演示了预防形成的可能治疗方法,并指出其潜在的cccDNA阻断靶点。
图2 HBV生命周期的示意图及cccDNA阻断的可能靶点
(图片来源:Pondé RAA et al, Med Res Rev., 2024)
2. 重建免疫应答的免疫学策略
识别免疫调节靶点对通过免疫调节剂恢复HBV特异性免疫应答的治疗策略至关重要。广义而言,诱导先天免疫应答的策略包括使用先天免疫检测受体激动剂(如TLR或RIG-Ⅰ激动剂),其通过激活促炎细胞因子分泌通路增强抗病毒效应。针对适应性免疫应答的增强,目前重点策略集中于逆转T细胞耗竭状态,共抑制性受体阻滞剂(如PD-1、CTLA-4等)通过解除T细胞功能抑制,恢复HBV特异性T细胞的增殖、细胞毒性及细胞因子分泌能力。此外,新型乙肝免疫疗法如表达嵌合抗原受体(CAR)的T细胞过继性输注已在临床试验中应用。CAR-T细胞通过基因改造赋予其特异性识别HBV感染细胞的能力,并以不依赖MHC-Ⅰ分子的方式通过直接T细胞毒性清除感染细胞,这一策略为突破慢性感染中的免疫耐受提供了潜在路径。
全球乙型肝炎现状及消除挑战
乙型肝炎的全球流行及其对卫生系统的负担凸显出有效治疗感染者、控制传播并最终消除病毒的必要性。当前,低诊断率、疫苗接种覆盖率不足及治疗可及性受限(尤其在发展中国家)持续阻碍疾病负担的减轻,这使得2030年实现消除目标的前景不容乐观。预防层面,现有疫苗虽高效但仍需优化特定人群接种策略以遏制传播。治疗领域,现有手段在清除HBV及实现治愈方面仍显不足,抗病毒治疗虽抑制病毒复制,却无法阻断cccDNA形成或清除已存在的cccDNA;治疗性疫苗仅能短暂改善慢性HBV感染者的免疫应答,导致疗效有限。因此,短期内实现乙肝消除与治愈仍属艰巨目标。
cccDNA作为HBV持续感染的核心储存库已被明确,任何治愈策略均需同时应对这一长效分子及重建宿主被病毒压制的免疫系统。基于HBV生命周期复杂性及致病机制,协同靶向病毒关键环节与免疫系统重塑的多维度疗法或为理想策略。尽管该联合治疗策略前景可期,但仍需更多研究及临床试验验证其有效性与安全性。
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