周利婷,张四喜,马威,张永凯
(吉林大学第一医院 药学部,吉林 长春 130000)
HBV进入抑制剂研究近况与展望
周利婷,张四喜,马威,张永凯Δ
(吉林大学第一医院 药学部,吉林 长春 130000)
钠离子牛磺胆酸共转运多肽(Na+-taurocholate cotransporting polypeptide,NTCP)是乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)感染的受体,此发现为抗HBV新药研发提供了新靶标。本文综合了近3年来对NTCP受体的研究,全面阐述了目前HBV治疗中的瓶颈、NTCP发现的意义及其表达调节,以及进入抑制剂的种类、作用机制和研究进展。进入抑制剂将成为抗HBV感染的新靶点,并有可能成为抗HBV感染的新的策略之一。
钠离子牛磺胆酸共转运多肽;乙型肝炎病毒;进入抑制剂;综述
Na+-牛磺胆酸共转运多肽(Na+-taurocholate cotransporting polypeptide,NTCP)是HBV感染细胞的功能性受体,是2012年由北京生命科学研究所李文辉团队发现的[1]。近3年来,国内外研究人员在乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV)受体及其进入抑制剂(entry inhibitors)方面做了大量工作,HBV进入抑制剂已成为新型抗HBV药物研发的主流之一。本文针对近年来HBV受体及其进入抑制剂的研究进展作一综述。
HBV感染呈全球性分布,据世界卫生组织报道,全球约20亿人感染过HBV,其中3.5亿人为慢性HBV感染者,每年约有100万人死于HBV感染所致的肝硬化和原发性肝细胞癌[2]。我国是乙肝的高流行区。目前,抗病毒治疗是HBV感染患者治疗的关键。抗病毒治疗药物主要有两大类,即干扰素(interferon, IFN)和核苷(酸)类似物(nucleoside (acid) analogues, NAs),但由于HBV缓慢的病毒清除动力学和自发的基因变异性,使其抗病毒治疗的临床疗效仍然不尽人意[3]。IFN治疗中长期获益仅有40%,且伴随长期大剂量使用的副作用和费用的增加;NAs可较快抑制病毒复制且不良反应少,但由于NA的疗程相对较长,病毒可在治疗过程中出现适应性变异并不可避免地导致耐药[4]。所有核苷类似物在治疗1~2年或更长时间内均会筛选出耐药突变株,导致药物敏感性下降[5]。
HBV感染过程包括进入肝细胞、DNA复制、共价闭合环状DNA(covalently closed circular DNA, cccDNA)储存、抗原合成和病毒释放。而HBV必须通过与细胞表面受体分子相结合才能实现对宿主细胞的感染,因此,研究病毒入侵的机制,才有可能找到预防和治疗乙型肝炎的有效方法。HBV表面蛋白包括3种,分别为大蛋白(LHBs)、中蛋白(MHBs)和小蛋白(SHBs),其中包括3个结构域:preS1、preS2和S。其中PreS1结构域位于HBV的最外部,LHBs的PreS1区是介导HBV与受体结合的关键区域。2012年11月,北京生命科学研究所的Yan等在elife上首次提出,NTCP是HBV感染细胞的功能性受体[1]。HBV通过病毒LHBs蛋白的preS1区与肝细胞表面的NTCP发生特异性相互作用,介导HBV进入肝细胞;作者在NTCP的跨膜结构域中鉴定出了10aa长度的区域为直接与Pre-S1作用的结构域,且将对HBV不易感的猴肝细胞上原本无受体功能的NTCP第157~165aa替换成人类序列后,可使猴感染HBV[6-7]。
NTCP(编码基因为SLC10A1)专属分布于肝细胞基底膜,是最重要的胆盐摄取系统,超过80%的结合型牛磺胆酸和约50%的游离型牛磺胆酸被NTCP以Na+依赖方式摄取入肝细胞[8]。除了内源性胆汁酸可激活法尼醇X受体(farnesoid X receptor, FXR),FXR通过诱导小异二聚体伴侣(small heterodimer partner, SHP)的表达间接抑制NTCP的表达外,某些药物也能下调NTCP的表达。研究表明[9],环孢素 A、哇巴因、维库溴铵、孕烯醇酮硫酸酯、布美他尼、厄贝沙坦和依泽替米贝等可下调NTCP进而干扰胆汁酸的转运。此外,雌激素、肿瘤坏死因子α(TNFα)、白细胞介素1(IL-1、IL-6)等均可下调人肝细胞膜表面NTCP的表达,其中以IL-1的作用最为明显,但这些因素是否对肝细胞感染 HBV 具有保护作用尚需相关研究进一步明确[10]。
3.1 Myrcludex B Myrcludex B是Vision 7 GmbH公司研制的乙酰化PreS1短肽,是第1个强力HBV入胞抑制剂。PreS1 2~48位氨基酸介导病毒与靶细胞的接合,氨基酸乙酰化的PreS1 2~48位短肽能够抑制HBV感染正常肝细胞,Mrycludex B现已进入Ⅲ期临床试验[2, 5, 11]。Myrcludex B和NTCP结合后在抑制HBV感染的同时也抑制了NTCP转运胆汁酸的功能,可能使胆汁酸在血清的浓度升高而代偿性地引起其他胆汁酸摄入转运体的表达及功能上调,如有机阴离子转运多肽(organic anion transporter polypeptides, OATP)[12-13]。但意外的是,Nkongolo等研究发现Myrcludex B钝化NTCP的HBV受体功能所需的药物浓度(IC50=80 pM)远低于阻断其胆汁酸转运功能所需的药物浓度(IC50=52 nM),因此可能存在一个较大的治疗窗口,在该治疗窗口内,Myrcludex B既可阻断HBV进入肝细胞,且不影响NTCP的胆汁酸转运功能[14-16]。体外细胞试验表明,用合成的抗脂多糖肽在HBV感染前和感染中处理体外肝细胞,可降低HBV感染标志物(即HBV DNA和HBsAg)。应用4~5 g/mL剂量时,下降90%;0.5~2 g/mL剂量时,下降50%[17]。对慢性HBV和HDV感染的嵌合小鼠模型(chimaeric mouse model)进行临床前评价表明,Myrcludex B可完全阻断HBV在细胞间传播,并可预防人肝细胞被HDV感染[12, 18]。
3.2 环孢素A及其衍生物和依泽替米贝 Dong等[7]对72种食品药品监督管理局(FDA)批准上市且可能下调肝细胞表面 NTCP 表达的药物进行研究,发现依泽替米贝和环孢素A对 HBV 进入肝细胞有阻断作用。环孢素A是1971年瑞士Sandoz公司从真菌(Tolypocladium iflatum Gams)分离提取出来的一种天然的亲脂性环形11肽,具有强免疫抑制作用。环孢素A可抑制人肝细胞膜上的NTCP,不仅可以抑制胆酸转运,而且同时抑制HBV进入肝细胞。Nkongolo等[16]的体外实验表明,环孢素 A可通过直接下调肝细胞膜表面的NTCP 来阻断HBV进入肝细胞。最近的2项研究表明,环孢素A直接作用于NTCP而影响HBV进入肝细胞,此作用与亲环蛋白相关,且在体外HepaRG细胞、原代人肝细胞和转染了人NTCP的HepG2细胞实验研究中发现,环孢素A抑制HBV感染的IC50约为1 μM[16, 19]。而与环孢素A相比,其衍生物SCYX1454139的浓度为0.17 μM时即可阻断HBV进入肝细胞[19]。
研究对HBV进入肝细胞有作用的另一种小分子物质是依泽替米贝(ezetimibe)。依泽替米贝是一种胆固醇吸收抑制剂,可单独使用发挥调脂作用,也可与他汀类合用,从不同的作用途径降低原发性高胆固醇血症患者的胆固醇水平。依泽替米贝还可通过作用于丙型肝炎(hepatitis C virus, HCV)感染过程中重要的蛋白NPC1L1(niemann-Pick C1-like 1)从而降低HCV的感染率[20-21]。研究表明,依泽替米贝能在HBV感染的早期发挥抑制作用[22]。这种对HBV病毒的抑制作用并不依赖于NPC1L1蛋白,研究表明此作用与依泽替米贝抑制NTCP有关。体外实验均表明依泽替米贝和环孢素A可有效阻断 HBV 进入肝细胞,在慢性乙型肝炎患者的治疗中可能具有很好的应用前景,但尚需动物实验及临床试验进一步验证[19, 23-24]。
3.3 白细胞介素-6 白细胞介素-6(interleukin,IL)是一种多功能的细胞因子,主要在调节一些靶细胞包括肝细胞在内的生物反应过程中发挥重要作用。多项研究表明,慢性HBV急性发作时血清IL-6浓度升高,是自身免疫系统对HBV的应答,这种应答是为了遏制HBV感染[25-26]。而对于IL-6在HBV感染中发挥的作用存在2种观点,一种观点认为IL-6可能是介导HBV感染的受体,另一种观点表明IL-6可通过下调HBV受体NTCP的表达而抑制HBV感染。Neurath等研究表明,人IL-6可与HBV的pre-S1特异结合,从而提出了血液中的HBV颗粒可能与IL-6形成复合物,再通过肝细胞上的IL-6受体介导而后经内吞作用进入肝细胞[27]。另有研究表明,IL-6可作为1个中间分子,通过结合HBV再通过HBV受体使HBV病毒进入肝细胞[28]。但关于IL-6介导HBV感染的正确性尚缺乏有力的证据,待进一步研究与验证。2015年Bouezzedine等[25]在研究IL-6对HBV进入过程的影响中发现,体外预给予IL-6对HBsAg分泌的抑制率可达90%,且细胞内HBV的cccDNA也显著降低,同时NTCP的mRNA水平降低98%,NTCP介导的牛磺胆酸摄取减少80%,且IL-6对NTCP及其摄取的抑制均具有剂量依赖性。这些结果证明IL-6通过下调NTCP从而抑制HBV进入肝细胞,提示IL-6不仅可以作为HBV感染的指标,而且可能通过干扰HBV进入而发挥抗病毒活性。总之,关于IL-6介导HBV感染或是通过作用于NTCP抑制HBV感染的问题,有待进一步研究与验证。
对HBV受体的详细阐明是分子病毒学家普遍感兴趣的课题,伴随HBV受体NTCP的发现,HBV进入抑制剂的研究成为主流。HBV进入抑制剂可通过直接抑制NTCP,从而阻断病毒感染的首要进入过程,阻断HBV对新生肝细胞的再感染,为HBV的治疗提供了一种新的思路,并有望成为将来根治 HBV 的新策略之一。但是目前对于HBV受体的研究仍处于初级阶段,还存在很多问题或机制需要进一步深入研究。
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(编校:王俨俨)
Research advances in inhibitor of hepatitis B virus entry
ZHOU Li-ting, ZHANG Si-xi, MA Wei, ZHANG Yong-kaiΔ
(Department of Pharmacy, First Hospital of Jilin University, Changchun 130000, China)
Na+-taurocholate cotransporting polypeptide (NTCP) was identified as an hepatitis B virus (HBV) entry receptor and serving as possible drug targets. This article summarizes our current knowledge on the role of NTCP receptor in three years, including the bottleneck on the therapy of HBV, the meaning of finding NTCP receptor and the expression regulation of NTCP. This study also showed the type, mechanism and research progress on the inhibitors of NTCP receptor. In addition, this studies suggest that the inhibitors of NTCP receptor is able to serve as a therapeutic target and may become one of the new strategy against HBV infection.
Na+-taurocholate cotransporter polypeptide; hepatitis B virus; entry inhibitor; review
周利婷,女,硕士,药师,研究方向:主要从事药理学方向的研究,E-mail:zhou1032@126.com;张永凯,通讯作者,男,本科,主管药师,研究方向:临床药学,E-mail:343383824@qq.com。
R978.7
A
1005-1678(2015)06-0168-03