原载《中华肝脏病杂志》杨东亮 博士 教授
丙型肝炎病毒(HCV)感染可以导致急慢性肝炎、
肝硬化和肝细胞
肝癌(HCC),全球大约有1.7亿感染者。急性HCV感染多为亚临床感染,因此急性感染的早期诊断比较困难。HCV感染的慢性化率较高,约70%的成年感染者会发展为慢性感染。HCV持续感染20年后发生肝硬化的概率约为10%-15%,感染30年后HCV相关的HCC发生率为1%-3%
1HCV体外培养系统:由于HCV仅感染人类和黑猩猩,缺乏适当的小动物模型和体外细胞培养系统,在一定程度上防碍了对HCV感染过程、发病机制、抗病毒药物和疫苗的研究。数年前,HCV感染性克隆和复制子(replicon)系统的成功构建对了解HCV复制机制和抗病毒药物的筛选起到了极大的推动作用。目前已构建的感染性克降包括基因型1a、1b和2a。而最初的复制子系统则以基因型1b的非结构基因NS3与NS5为主要结构,含前、后两个内核糖体进入位点的双顺反子结构。复制子子系统工程使得我们有可能对HCV 基因组及蛋白质进行结构和功能的详细分析,并被用于观察细胞因子和宿主蛋白对HCV复制的作用以及研究HCV逃避天然免疫的机制,本期中应用复制子系统观察干扰素(IFN)r对HCV复制的作用及其与IFNa联合用药疗效的研究结果表明:IFNr对HCV的复制及NS5A的表达有明显抑制作用,并与IFNa有协同作用。
最近,体外重组感染性HCV培养系统的建立成为HCV研究中里程碑式的重大进展。以来源于日本HCV病毒株(基因型2a)JFH1的基因组序列为主而构建的重组HCV不仅可以感染Huh7细胞,而且可释放出HCV病毒粒,其形态和大小与早期来源于患者标本的研究一致。将这种重组HCV颗粒注射黑猩猩体内可以引起感染。针对CD81和HCV包膜蛋白E2的单克隆抗体可以阻断该感染过程,提示这两种分子在HCV进入易感细胞的过种中起重要作用。IFNa和特异性HCV蛋白酶抑制剂、多聚酶抑制剂则可以有效地抑制重组HCV的产生。该系统的建立使得我们对HCV病毒一受体识别、穿入、基因组包装、病毒颗粒装腔作势配、成熟和释放等HCV感染过程的研究成为可能;有助于阐明丙型肝炎的发病机制以及新的抗病毒治疗策略的探索。
2.HCV基因变异和基因型:HCV是一种高度变异的病毒,这种变异使得HCV在感染者体内形成复杂多样的HCV准种群,有可能对机体抗病毒免疫应答产生影响。免疫逃避株的形成则可能与病毒持续感染相关免疫逃避的两种可能机制:(1)HCV对IFN应答的主动拮抗作用,如HCV NS3/4丝氨酸蛋白酶可以阻断干扰素调节因子3的磷酸化和活性;E2和NS5蛋白能够抑制RNA依赖性蛋白激酶的功能,从而影响IFN的抗病毒效应。(2)HCV蛋白上B淋巴细胞或者T淋巴细胞抗原表位在机体免疫力下发生被动变异,从而逃避适应性免疫应答的攻击。
HCV变异的另一种表现为基因型和基因亚型。不同基因型的地域分布,对感染转归和抗病毒治疗的影响均明显不同。因此,标准和统一的HCV基因分类命名系统对HCV感染的流行病学、进化、发病机制以及临床研究甚为重要。在2004年召开的第11届国际HCV及相关病毒会议上,有关专家就此达成了共识,将来源于世界各地的HCV分离株归类于6个基因和近百个基因亚型。虽然基因型不能预测HCV感染的结局,但它可预测抗病毒治疗应答的可能性,而且可决定大多数病例的治疗期限。
3.宿主免疫应答:天然免疫应答对HCV感染可能发挥一定的抑制作用,但是机制尚不清楚。适应性免疫应答在影响HCV感染的转归方面起着十分重要的作用,急性自限性感染过程的病毒清除与强烈的多克隆CD4和CD8T淋巴细胞应答有关。而在慢性感染的个体,这种免疫应答则相对较弱并且抗原应答谱较局限。病毒特异性T淋巴细胞进入肝脏并产生免疫应答与病毒清除和肝脏病变的发生相吻合,缺失早期强烈的T淋巴细胞应答常预示着慢性感染。抗原提呈过程受损以及效应性T淋巴细胞不能及时迁移到肝脏可能与之相关,然而其确切机制仍有待进一步阐明。
4.丙型肝炎的治疗和药物研究:丙型肝炎治疗的目标是清除HCV感染并阻止HCV感染并发症的发生。对急性丙型肝炎患者的治疗应充分估计病毒自发清除率和治疗的最佳时间。对慢性HCV感染的标准治疗方案是长效干扰素与病毒唑联合应用,但是,持续性应答率并不理想,且药物的不良反应仍比较明显。一般而言,对单独用IFNa治疗失败的患者,如果用长效干扰素和病素唑联合治疗,大约25-40可获得持续性病毒学应答(sustained virus response ,SVR);对IFNa和病毒唑联合治疗失败的患者,再用长效干扰素和病毒唑联合治疗,大约10可获得SVR。首次治疗部分应答者再次治疗才可以获得SVR,无应答者再次治疗仍然无SVR。首次治疗后的复发者常可获得再次治疗应答,本期中对IFN治疗后复发的慢性丙型肝炎患者用IFN再治疗的研究结果也证实了这一观点。
更为有效且不良反应少的药物正在研制之中,如NS3与NS4蛋白酶抑制剂和NS5B多聚酶抑制剂。以核苷酸为基础的治疗策略如反义寡核苷酸、核酶和干扰性不RNA分子等也在体外实验中显示出明确的抗病毒效应。本期中对嵌合体核酶在细胞内抑制HCV表达的研究,结果显示:核酶及嵌合体核酶对HCV表达式均有抑制作用,但嵌合体核酶的效率较高;以U1小核糖核酸作为核酶载体可以增加核酶在细胞内的切割活性。耐药性变异仍是抗病毒治疗所面临的严峻挑战,联合应用不同作用机制的抗病毒药物,即所谓“鸡尾洒疗法”可能是有效对策之一。免疫调节药物包括治疗性疫苗的应用可能有助于控制HCV的感染及耐药性突变的产生。理想的治疗策略应是抗病毒药物和免疫调节药物的联合应用。
5.预防和疫苗:行之有效的预防措施包括早期诊断、观察围产期可能发生的感染、安全注射措施的实施、社区宣传教育和拒绝高危行为等。由于HCV极易变异,传统的预防性疫苗研究制备策略对HCV疫苗的研究开发可能并不适用。尽管如此,佐剂化的重组HCV疫苗在黑猩猩体内诱导出了针对E2糖蛋白的抗体及特异性辅助T淋巴细胞应答,并使得大部分动物不产生慢性感染。由于物异性T淋巴细胞免疫应答在抑制HCV急性感染中起重要作用,因此,研究开发以诱导T淋巴细胞应答为主要目标的疫苗将更有价值。
6.展望:HCV发现至今已有16年,对HCV感染和丙型肝炎的防治仍有许多问题和困难。如对病毒的感染、复制过程和生命周期所知甚少;丙型肝炎的自然史仍不十分清楚;符合国际标准的病毒动力学评价指标如确定SVR的有效标志物和其他有助判定治疗反应的临床指标有待完善。虽然HCV主要感染肝脏,但是病毒对肝细胞是否有直接致细胞病变作用还是仅对其功能产生影响尚不清楚。HCV复制和变异很快,每天可以产生大量病毒,但是,其中有多少可能逃避机体的免疫应答而形成持续性感染仍未可知。尽管被感染细胞内存在强烈的干扰素应答,但是病毒仍能生存,影响感染转归的宿主和病毒因素究竟有哪些尚需探讨。在控制HCV感染过程中,天然免疫与适应性免疫如何相互协调并发挥作用,如何高通量筛选高效并且不良反应少的抗病毒药物和疫苗等均需要进一步研究明确。随着新的体外实验系统的小动物模型的建立,这些问题可望得到解快。