姜 俊
乙型肝炎是當(dāng)今國際公認的治療難題,全世界大約有20億乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)感染者,其中3.5億~4億為HBV慢性感染者[1,2]。而我國就有1.3億HBV攜帶者,占全球三分之一[3]。HBV慢性感染可引起慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B,CHB)、肝硬化(liver cirrhosis,LC)和原發(fā)性肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)等相關(guān)疾病,全球每年死于乙肝病毒相關(guān)疾病者約為50萬~120萬人[4]。乙型肝炎病毒感染嚴重危害著人類健康,乙型肝炎的治療已成為世界各國共同關(guān)心的問題。
1.1 乙型肝炎病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu) 1970年,Dane發(fā)現(xiàn)了乙型肝炎完整的病毒顆粒,稱Dane(丹氏)顆粒,是目前所發(fā)現(xiàn)的最小的具有復(fù)制功能的DNA病毒。完整的乙肝病毒顆粒(Dane顆粒)是由雙層外殼和一個核心組成的,核心直徑為27 nm,是由240個核心抗原分子裝配而成的正20面體結(jié)構(gòu),包裝有病毒基因組DNA和DNA聚合酶。核心顆粒外包厚度為7 nm的外殼,外殼是由脂質(zhì)雙層和蛋白質(zhì)組成的囊膜。脂質(zhì)雙層內(nèi)含有S抗原、前S1和前S2抗原,它們一起又構(gòu)成了外殼上大、中、小三種蛋白形式,統(tǒng)稱為乙肝表面抗原(HBsAg)。其結(jié)構(gòu)見乙型肝炎病毒結(jié)構(gòu)示意圖1。
圖1 乙型肝炎病毒結(jié)構(gòu)示意圖
1.2 乙肝病毒的復(fù)制[5-7]乙型肝炎病毒侵入機體后,在肝細胞內(nèi)進行復(fù)制繁殖。乙型肝炎病毒基因組DNA在肝細胞核內(nèi)進行復(fù)制,轉(zhuǎn)錄,在合成核心顆粒后,被轉(zhuǎn)運到肝細胞漿內(nèi),再包上外衣殼成為病毒體,并以發(fā)芽的形式釋放出肝細胞。在復(fù)制過程中,外殼的數(shù)量總比核心為多,過剩的病毒外殼就釋入血中,以小球形或管形顆粒的形式存在于血液循環(huán)中。此即在血清中查到的表面抗原。
在乙型肝炎病毒基因組的復(fù)制過程中,有兩個很重要的因素:一個是“催化劑”,另一個是“模板”。乙型肝炎病毒的基因組(DNA)是由兩條螺旋的DNA鏈圍成的一個環(huán)形結(jié)構(gòu)。其中一條較長負鏈已經(jīng)形成完整的環(huán)狀;另一條長度較短的正鏈,呈半環(huán)狀。在感染肝細胞之后,這條半環(huán)狀的DNA鏈就會以負鏈為模板,在催化劑—乙肝病毒DNA聚合酶的作用下延長,最終形成完整的環(huán)狀。這時的乙肝病毒基因組就形成了一個完全環(huán)狀的雙股DNA,即共價閉合環(huán)狀DNA(cccDNA),可以把它看作是病毒復(fù)制的原始模板。模板形成后,病毒基因會以其中的一條cccDNA為模板,利用肝細胞基因中的酶和DNA聚合酶的催化,一段基因又一段基因地復(fù)制,形成負鏈和正鏈。最后再裝配到一起形成新的乙肝病毒DNA顆粒。
抗HBV藥物的作用靶點大體可分為以下兩種。
2.1 特異性的干擾病毒蛋白質(zhì)的功能 高效低毒的抗病毒藥物應(yīng)當(dāng)選擇性的抑制病毒復(fù)制,而不干擾宿主細胞和機體的正常功能。從這個角度來講,特異性的干擾病毒蛋白質(zhì)的功能是抗病毒藥物研究的一個重要方向。研究內(nèi)容主要包括:①HBV DNA聚合酶:目前,臨床應(yīng)用和正在開發(fā)階段的抗HBV藥物多以HBV DNA聚合酶為靶點;②病毒核心顆粒的裝配:這是一個由多種病毒和細胞蛋白及病毒前基因組RNA參與的極其復(fù)雜的多分子相互作用過程,因此也是一個很受關(guān)注的靶點。
在抗HBV藥物的實驗研究和臨床研究中發(fā)現(xiàn),HBV DNA聚合酶抑制劑盡管可顯著抑制病毒DNA復(fù)制,但對改變病毒感染細胞中cccDNA水平無明顯作用,因此當(dāng)停藥后病毒復(fù)制反跳。這表明cccDNA要么非常穩(wěn)定,要么是由于目前的DNA聚合酶抑制劑效能較差,并不能完全阻斷病毒DNA復(fù)制,而極少量DNA復(fù)制則足以維持細胞核內(nèi)cccDNA庫穩(wěn)定。這就要求一方面研發(fā)更為高效的DNA聚合酶抑制劑,另一方面應(yīng)當(dāng)深入研究cccDNA合成的生物化學(xué)機制,尋找新的可供藥物作用的分子靶點。
2.2 激活和重建抗病毒免疫應(yīng)答 近年來對HBV感染的免疫病理機制的研究表明,強且多特異性的CD4+和CD8+T淋巴細胞免疫反應(yīng)可清除HBV感染,而HBV慢性持續(xù)性感染是機體病毒特異性細胞免疫功能低下或發(fā)生免疫耐受所致。因此,如何激活和重建慢性乙型肝炎患者的抗病毒免疫應(yīng)答系統(tǒng),調(diào)動機體內(nèi)部因素以清除病毒感染應(yīng)當(dāng)是一種重要的治療手段。
3.1 乙型肝炎疫苗 簡稱“乙肝疫苗”。分為血源性乙肝疫苗和基因工程乙肝疫苗。由于基因工程疫苗可工業(yè)化生產(chǎn),成本低廉,得到推廣和應(yīng)用。它既可用于阻斷母嬰傳播,又可用于HBsAg陰性的不同年齡的HBV易感者的預(yù)防。但上述疫苗也存在不完善之處,如注射期較長,影響疫苗的覆蓋率;約有10%的健康人群,尤其是老年人對疫苗應(yīng)答情況欠佳等,而且一旦HBV發(fā)生變異,即可逃過現(xiàn)有疫苗的保護[9,10]。
目前國內(nèi)外正致力于研制新一代疫苗,臨床應(yīng)用證實它能誘導(dǎo)更高的血清陰轉(zhuǎn)率和機體應(yīng)答。新型乙肝核酸疫苗、乙肝-丙肝、乙肝-流感等多價聯(lián)合疫苗、多肽疫苗、口服乙肝疫苗等也在研制中。
3.2 抗HBV藥物 當(dāng)前用于治療乙肝病毒的藥物主要分為核苷類藥物、非核苷類藥物、中草藥和免疫調(diào)節(jié)劑等。
3.2.1 臨床中應(yīng)用的抗HBV藥物 雖然乙型肝炎病毒的發(fā)現(xiàn)距今已有30多年,但對慢性肝炎的治療仍然沒有取得令人滿意的進展。目前經(jīng)FDA批準用于慢性乙型肝炎治療的抗病毒藥物僅有干擾素、拉米夫定、阿德福韋和恩替卡韋4種。這4種藥物的療效均有一定局限性。
干擾素(IFN)。α干擾素(IFN-α)是被FDA最早批準的用于治療慢性乙型肝炎的藥物,迄今在臨床上已經(jīng)使用了20多年。IFN-α具有抗病毒、免疫調(diào)節(jié)及抗增殖作用。其抗HBV作用的機制,不是直接作用于病毒而是通過與同種靶細胞膜上的特異性受體結(jié)合后產(chǎn)生的。受體與IFN-α結(jié)合后,發(fā)生構(gòu)型變化,通過一系列酶促反應(yīng),向細胞核內(nèi)傳遞信息,使細胞的IFN激活基因(ISGs)被激活,在細胞內(nèi)合成數(shù)種“抗病毒蛋白”,建立起抗病毒狀態(tài)。同時,IFN-α還具有較強的免疫調(diào)節(jié)作用,使患者免疫系統(tǒng)對HBV感染細胞的識別和清除能力增強。長效IFN(Peg-IFN)是第二代IFN,系IFN-α與聚乙二醇的結(jié)合物。Peg-IFN半衰期較長,可在體內(nèi)較長期維持有效的血藥濃度,每周只需注射1次,用藥方便[11]。
拉米夫定(lamivudine,3TC)。 拉米夫定化學(xué)名2′3′-二脫氧-3′-硫代胞嘧啶,是治療艾滋病的核苷類HIV逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑。1998年,在美國、加拿大等10多個國家和地區(qū)相繼批準用于治療慢性乙型肝炎。其主要作用機制是抑制HBV聚合酶,從而抑制HBV的增殖。是目前對慢性乙型肝炎治療最有效的一線藥物[12]。臨床研究顯示,盡管拉米夫定治療可很快使患者血清HBV DNA水平降低,但由于該藥不能清除細胞內(nèi)HBVcccDNA的復(fù)制,如果在血清HBeAg轉(zhuǎn)陰之前停藥,病毒復(fù)制則會很快反跳,因此必須進行長期治療,期望在長期抑制病毒復(fù)制的基礎(chǔ)上,宿主能清除cccDNA[13]。而長期應(yīng)用會誘導(dǎo)HBV產(chǎn)生耐藥性,研究發(fā)現(xiàn),耐藥性的產(chǎn)生與病毒多聚酶編碼區(qū)變異相關(guān),變異導(dǎo)致YMDD(酪氨酸-甲硫氨酸-天冬氨酸-天冬氨酸)基序中甲硫氨酸(M)被纈氨酸(V)或異亮氨酸(I)替代,該部位正是拉米夫定干擾HBV復(fù)制的結(jié)合位點,YMDD變異導(dǎo)致拉米夫定無法與之結(jié)合,喪失了抗病毒活性[14,15]。 阿德福韋酯(adefovir dipivoxil,ADV),恩替卡韋(entecavir,ETV)也是這一類的代表性藥物。
核苷類抗病毒藥物是競爭性抑制劑,提高藥效、降低毒性和抗耐藥性是新型核苷類藥物的研究方向。依據(jù)作用機制、藥物靶點和代謝途徑設(shè)計新類似物或?qū)σ阎钚晕锏膲A基和糖環(huán)進行修飾是該類藥物研究的主要策略[16]。
3.2.2 中草藥有效成分及單味中草藥 我國治療慢性乙型肝炎的長期實踐中,發(fā)現(xiàn)一些天然藥物及天然藥物提取物具有抗HBV作用,如葉下珠、甘草酸、苦參素或氧化苦參素、豬苓多糖、云芝多糖等[17-19]。但其作用機制仍缺乏深入系統(tǒng)的研究,抗HBV療效也需進一步嚴格的雙盲隨機對照臨床試驗證實。
3.2.3 免疫調(diào)節(jié)劑 在慢性乙型肝炎發(fā)生的過程中,自身免疫作用不可忽視。目前已知,HBV持續(xù)感染與機體免疫功能尤其是細胞免疫功能不全有關(guān)。近年來,國內(nèi)外研究較多的免疫調(diào)節(jié)藥物包括細胞因子、胸腺衍生物和疫苗 (重組抗-HBV疫苗、基于脂多肽的T細胞疫苗、遺傳性疫苗)等。免疫調(diào)節(jié)治療在理論上具有意義,但其臨床療效有待進一步提高[20]。
綜上所述,雖然抗HBV藥物近年來取得了很大進展,但由于cccDNA不能徹底地被清除、病毒變異,如HBV的DNA聚合酶YMDD的突變、Pre-S基因的突變及患者的免疫耐受等原因,造成目前抗病毒治療僅對一小部分患者有效,且復(fù)發(fā)率高,因此如何抑制病毒復(fù)制、減少基因突變、提高機體抗病毒的特異免疫功能、加強各種肝細胞抗病毒能力,防止復(fù)發(fā)以及開發(fā)作用于不同靶點的新型抗病毒藥物是今后發(fā)展的方向[21]。
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