乔艳综述,徐东平,李进审校
·综述·
慢性乙型肝炎的免疫治疗研究进展*
乔艳综述,徐东平,李进审校
临床上应用的抗乙型肝炎病毒(HBV)药物主要有干扰素和核苷(酸)类似物两类,在大多数慢性HBV感染者即使经过长期的抗病毒治疗仍不能彻底清除病毒。感染的控制和病毒的清除有赖于机体的免疫系统。感染慢性化与机体特异性免疫功能,尤其是细胞免疫功能低下密切相关。通过增强抗HBV感染的免疫治疗是被人们寄予厚望的一种治疗策略。目前研究的热点主要包括免疫激动剂、特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)负调节分子阻断剂、特异性CTL调节分子激动剂或佐剂、治疗性疫苗、特异性T细胞受体(TCR)转基因技术、携带嵌合抗原受体的T细胞和多糖类物质等,本文对近年来这方面的研究进展进行了综述。
慢性乙型肝炎;免疫治疗;进展
【Abstract】There are two categories of antiviral agents that have been commonly used in treatment of patients with chronic hepatitis B,e.g.interferons and nucleos(t)ide analogues.Most patients fail to obtain eradication of HBV even receiving a long-term treatment.Disease control and viral clearance depend on the host’s immune responses,which is closely associated with specific-immunity,especially cellular immunity.Strategies of immunotherapies to boost or restore the virus-specific immune response of patients with chronic hepatitis B virus infection have been proposed for curing persistent infections.Currently,researches on immunotherapies focused on Toll-like receptors(TLR)agonists,negative immunomodulatory molecules of cytotoxic T lymphocyte(CTL),CTL agonists,therapeutic vaccinations,specific T cell receptor(TCR)transgenic technology,chimeric antigen receptor T(CAR-T)cells,small molecule,etc.This review summarizes the recent progress in the above researches.
【Keywords】Chronic hepatitis B;Immune therapy;Progress
每年世界范围内约有100万人死于慢性乙型肝炎(Chronic hepatitis,CHB)所致的肝衰竭、肝硬化和肝细胞癌[1]。干扰素、核苷类似物及胸腺肽等药物已被广泛用于HBV感染的治疗,但治疗效果还不尽如人意,而且长期使用易产生耐药变化,不能有效清除病毒共价闭合环状DNA(Covalently closed circular DNA,cccDNA),因此需要寻找更有效的治疗方案。近来研究表明,CHB患者应用或者联合免疫调节治疗能够得到良好的效果,乙型肝炎的免疫治疗具有良好的前景。本文就慢性乙型肝炎的免疫治疗研究进展作一综述。
TLRs是一类可以识别病原体并迅速启动天然免疫反应的跨膜蛋白,他们也可以调节机体的获得性免疫及组织的炎症反应,是机体感知、抵御及清除病原体的关键分子。TLRs属于Ⅰ型跨膜蛋白,由胞外区、跨膜区和胞内区三部分组成,广泛分布于树突状细胞(Dendritic cells,DC)、中性粒细胞、巨噬细胞等参与机体免疫反应的细胞上。TLRs活化后促使机体产生干扰素(Interferon,IFN)和其他炎性细胞因子,激活其他细胞基因,从而诱导HBV感染后的抗病毒反应。此外,TLRs还能通过细胞因子-非依赖途径抑制HBV的复制[3]。事实上,已经有研究者证明TLRs配体、RIG-I/MDA5配体、MyD88、TRIF、MAVS过度表达后人类肝细胞内的HBV mRNA和DNA水平会明显降低[4]。一种TLR7激动剂GS-9620正在投入Ⅰ期临床试验中,这种TLR7激动剂的功能在于诱导产生有抗病毒功能的IFN并直接激活NK细胞和pDC细胞,进一步诱导CD8+T细胞和B细胞反应[5]。虽然在健康受试者中给予大剂量(8~12 mg)药物会导致流感样副作用,但是小剂量(2 mg)药物也同样可以获得理想的细胞因子产生,该结果提示GS-9620在慢性病毒感染治疗中是安全的,且耐受性好,并且与诱导产生IFN-α水平具有显著的相关性,具有较好的应用前景[6,7]。HEPLISAV是由乙型肝炎病毒表面抗原和有免疫刺激能力的ISS1018为佐剂构建而成的TLR9激动剂疫苗,已完成了预防和治疗乙型肝炎病毒感染的III期临床试验[8,9]。在该试验中,HEPLISAV的有效剂量比目前临床许可的乙肝疫苗剂量小,且兼具见效快且防护力强的特点。另外,TLRs也作为免疫佐剂在越来越多的文献中有报道。最近,Zhang et al[10]发现TLR3、TLR2和TLR3介导的先天性免疫反应可以控制HBV感染。Kapoor et al[11]总结了在慢性HBV感染中TLR9和TLR7所发挥的作用。目前,TLR激动剂的应用越来越广泛,TLR激动剂的使用有望成为慢性乙型肝炎免疫治疗的一个潜在的方向。
机体不能对HBV产生正常的免疫反应,可能与CHB患者的T细胞免疫功能缺陷有关系。已经发现,CHB患者HBV特异性的CD8+T细胞过度表达程序性死亡分子(Programmed death-1,PD-1)或程序性死亡配体-1(Programmed death ligand-1,PD-L1),造成T细胞功能低下。Peng et al和Boni et al均发现CHB患者尤其是高病毒血症的患者中,功能失常的CD8+T细胞高表达PD-1分子,抗原递呈细胞表面也同样高表达其配体分子,通过特异性抗体抑制PD-l/PD-LI的结合后,CD8+T细胞的抗病毒效应明显增强[12]。Tzeng et al[13]利用抗PD-1抗体阻断PD-1与PD-L1的结合,能上调HBV持续感染小鼠模型中肝内HBcAg特异性T细胞产生IFN-γ,也能恢复CTL对病毒感染的清除作用,表明了抗PD-1/PD-L1抗体用于治疗CHB的潜在的价值,但其安全性和疗效仍有待临床试验证明。已发现的T细胞负调控分子阻断剂还包括抗CTL相关抗原-4(Cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4,CTLA-4)和T细胞免疫球蛋白粘蛋白分子-3(T cell immunoglobulin and mucin-domain 3,Tim-3)。目前有证据表明,阻断CTAL-4能促进HBV特异的CD8+T细胞增殖、增强CTL杀伤效应、诱导Th1/Th2应答反应的产生[14,15]。Tim-3是近年来发现的另外一种T细胞负调控阻断剂,可能与CHB的发生有关。在CHB患者体内可观察到高表达Tim-3的T细胞产生IFN-γ和TNF-α的能力下降;Tim-3阻断剂或抑制Tim-3的表达不仅能促进HBV特异性CD8+T细胞增殖和细胞因子的产生[16,17],而且能够增强PBMC和NK细胞的抗病毒作用[18]。目前CTL负调节分子阻断剂在治疗某些恶性肿瘤方面已获临床应用,在治疗HBV慢性感染研究方面,在土拨鼠模型中取得了较好的效果,但在人体还需要解决既能达到抗HBV的治疗效果,又不使T细胞功能失衡而导致严重副作用的问题。
目前,不仅发现了特异性CTL调节阻断剂有抗HBV的作用,也发现了特异性CTL分子激动剂也有抗HBV作用。特异性CTL分子调节激动剂是通过提供CD8+T淋巴细胞活化所需的第三信号而修复CHB患者体内缺陷的T淋巴细胞,增强其杀伤和分泌抗病毒相关细胞因子活性。童新灯等[19]发现慢性乙型肝炎患者IL-7含量的降低可能使CHB患者细胞免疫功能下降。重组IL-7联合使用替诺福韦酯或者恩替卡韦治疗慢性乙型肝炎已获准进行I/IIa期临床试验[20]。此外,IL-21在HBV感染小鼠模型已显示出具有抗HBV活性[21]。
乙型肝炎治疗性疫苗的研制就是在预防性疫苗的基础上,增加HBV结构或者非结构蛋白表位,或辅以不同分子佐剂,或改变疫苗形态以获得新型疫苗。能够打破慢性HBV感染患者体内免疫耐受,诱导强有力的CD4+T细胞应答、中和免疫耐受、激活体液免疫应答,以及刺激直接抵抗一种或者多种HBV抗原的CD4+T细胞,最终达到维持控制HBV感染的目标。现阶段研究较多的是基于重组HBV蛋白或包膜亚病毒颗粒的治疗性疫苗、联合治疗性疫苗和基于DNA和T细胞肽表位的治疗性疫苗等。
GS-4774是一种重组的、经加热灭活的基于酵母的免疫治疗性疫苗,特异性表达乙型肝炎病毒X、大S蛋白和核心抗原,它们能够活化树突状细胞的吞噬作用,刺激CD4+T细胞和CD8+T细胞,降低调节性T细胞数量。GS-4774已经开始Ⅰ期临床研究,在正常的健康成年人中表现出很大的耐受性,同时达到令人满意的重组免疫反应,在慢性乙型肝炎患者中使用情况正在进行中[22]。TG10501是使用非复制5型载体编码的一段独特的融合蛋白,包括核心蛋白、HBsAg结构域和修饰后的聚合酶。在AAV耐受的小鼠模型中,单次注射TG1050显示出可诱导产生高水平的特异性T淋巴细胞,分泌IFN-γ和/或IFN-α,具有很强的体内溶细胞作用,而且作用持久[23],据新闻稿报道2014年底已经开始应用TG1050治疗HBV基因D型慢性乙型肝炎患者。DV-601是另一种治疗性疫苗,含有乙型肝炎表面抗原和核心抗原,作用机制是触发免疫反应和产生与乙型肝炎病毒特异性CTL细胞有关的抗体和细胞。DV-601已经进入Ⅰ期临床研究,证明是一种安全、耐受性好的治疗性乙型肝炎疫苗[24]。由古巴哈瓦那遗传与生物技术中心开发研制的NASVAC疫苗是一种将HBV表面抗原和核心抗原联用的疫苗,已经进行Ⅲ期临床试验阶段,并发现它在治疗慢性乙型肝炎方面的作用是通过活化的B细胞发挥免疫应答[25]。DNA疫苗能够诱导产生CD4+T、CD8+T细胞免疫应答反应,促进IFN-γ分泌,也可以引起NK细胞反应[26]。在一项研究中,用含有HBV基因的DNA病毒联用IL-12治疗12例服用拉米夫定的慢性乙型肝炎患者,发现50%患者病毒滴度降低,伴随HBV特异性分泌IFN-γ的T细胞,CD4+T记忆性T细胞在治疗结束40周后仍能检测到[27],但是不足的是该临床试验未设对照组。我国于2005年批准了第一个治疗慢性乙型肝炎的DNA疫苗的I期临床试验,该疫苗为双质粒DNA疫苗,2个质粒分别是pcDNAS2-S(表达preS2-S抗原)和pcFP(表达IL-2和IFN-γ),II期临床试验结果证明其安全,对提高HBeAg转阴率有一定的效果[28]。美国首先开发出治疗性的T细胞表位肽疫苗,肽疫苗由3部分共价连接:即HBV CTL表位HBc18~27、N端2棕榈酸分子和破伤风类毒素Th表位(TT830~843)。26名健康受试者和90例慢性乙型肝炎患者接受免疫,健康人群的免疫剂量为0.05 mg、0.55 mg,乙型肝炎患者接受0.05 mg、0.5 mg、5 mg或15 mg的剂量,每6周免疫1次,共4次。结果显示,疫苗安全且耐受性好,在74%健康人中免疫刺激产生特异性T细胞和HBV特异性CTL,但在慢性乙型肝炎患者中免疫刺激产生特异性T细胞和HBV特异性CTL只有45%[29]。Michel et al[30]发现加强对HBV感染免疫机制和HBV感染的免疫逃逸的研究,选择合适的易受HBV感染的人群进行免疫治疗,才能体现治疗性疫苗的功效。
由于慢性乙型肝炎患者免疫耐受,缺少清除病毒所需的特异性CTL,而CTL的特异性是由TCR基因决定的,TCR可使抗CD3活化的CD8+T淋巴细胞转变为特异性CTL。目前,国内外一些实验室正在进行HBV特异性CTL的TCR转基因表达研究,通过逆转录病毒介导可以使HBV特异性CTL获得TCR转基因表达,具有结合HLA-A2限制性表位的活性[31]。Bertoletti[32]的研究表明,普通T淋巴细胞在转基因表达HBV特异性CTL的TCR后,具备了特异性CTL的表型和功能特点,可针对抗原产生TNF-α、IFN-γ和IL-2等细胞因子,裂解HBV感染的肝细胞以及整合有HBV DNA的肝细胞癌细胞,该课题组还应用TCR转基因方法治疗了1例HBV相关肝细胞癌患者,在治疗1个月后患者血清HBsAg水平从3200 IU/mL下降到300 IU/mL,且发现TCR转基因获得的特异性T细胞可以在体内扩增,从初始的6? 105细胞扩增到占CD8+T细胞总数的1.2%[33]。
CAR-T细胞是一种新的免疫调节方法,是在体外设计一种带有识别HBV蛋白TCR的T细胞,将其输注给CHB患者,诱导特异性的抗病毒免疫反应。CAR-T技术已从肿瘤治疗领域扩展到治疗持续性病毒感染[34]。当CAR-T细胞经逆转录病毒转染并开始在细胞表面表达抗原后,可使初级人类T细胞识别的HBsAg阳性肝细胞释放IL-2和INF-γ等促炎症细胞因子。更重要的是,这种CAR-T细胞能使HBV复制的肝细胞裂解,还能够诱导特异性的抗病毒免疫反应,从而消除HBV cccDNA细胞[35]。CAR-T细胞用于细胞治疗可能通过其细胞毒作用和促炎作用,而不只是杀伤了表达靶向抗原的HBV感染细胞,还可能对临近的正常细胞造成伤害。CAR-T细胞的大量激活,向血液中大量释放促炎症因子如IFN-γ和TNF-α,被称为细胞因子风暴。细胞因子风暴会威胁患者的生命,必须密切观察患者的病情。与传统药物引起的副反应相比,细胞因子风暴引起的细胞毒效应并不能单纯地通过减少药物的剂量来控制,因为正在增殖的CAR-T细胞最终会减少细胞因子的释放而使患者能承受[36]。CAR-T细胞治疗的另一个重要问题是成本昂贵。因此,这种治疗方法在进入临床前还有待进一步的完善。
多糖类化合物属于免疫调节类药物,能增强细胞免疫和体液免疫,不仅能抑制HBs Ag、HBeAg的分泌,抑制HBV DN A复制,还有一个显著的特点就是具有天然低毒副作用。多糖除发挥抗病毒活性外,还可以减轻肝细胞的损伤,促进肝细胞修复,在乙型肝炎病毒感染治疗中发挥保肝护肝作用[37]。有研究证明香菇多糖是可以增强T淋巴细胞介导的细胞免疫功能,恢复和提高机体免疫力,具有抗病毒、修复肝脏损伤等作用[38]。目前使用的主要几种多糖药物包括(1)植物多糖:黄芪多糖、人参多糖、大蒜多糖等;(2)动物多糖:蜗牛多糖、扇贝多糖、中国螺多糖等;(3)藻类多糖:螺旋藻多糖、海藻硫酸多糖等;(4)微生物多糖:香菇多糖、冬虫夏草多糖脂质体、灵芝多糖、猪苓多糖、非致病性草分枝杆菌培养物中提取的多糖等。
现阶段治疗慢性乙型肝炎的目标是延缓疾病的进程以及延长病人的生存时间,防止HBV感染者进一步发展为肝硬化、肝衰竭以及肝细胞癌等。对CHB的治疗方法虽然能够延缓疾病的发展,但要达到完全清除HBV仍非常困难,因此需要寻找更有效的治疗方案。近来的研究表明,CHB患者应用或者联合免疫调节治疗能够得到良好的效果,乙型肝炎的免疫治疗具有良好的前景。当然,这些方法的实用性和安全性还需要更多的临床以及实验结果的支持,才能使其成为预防和控制乙型肝炎更有力的手段。
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(收稿:2015-10-20)
(本文编辑:李磊)
Immuno-therapy for chronic hepatitis B
Qiao Yan,Xu Dongping,Li Jin.Clinical Medical School,Guilin Medical College,Guilin 541004,Guangxi Zhuang Autonomous Region,China
10.3969/j.issn.1672-5069.2016.03.000
国家自然科学基金资助项目(编号81373136)
541004广西壮族自治区桂林市桂林医学院临床医学院(乔艳);解放军302医院临床研究管理中心(徐东平);302医院院务部(李进)
乔艳,女,26岁,硕士研究生。主要从事乙型肝炎病毒变异研究。E-mail:qiaoyan302@163.com
李进,E-mail:lijin302@hotmail.com