暂无相关图片

长期被忽视的乙型肝炎终于回归人们视线

2019-01-15

在寻求治疗乙型肝炎这种全球四分之一的人被感染的传染病中,一个位于美国落基山脉爱达荷州偏僻角落的小实验室发挥着重要的作用。该实验室有两座不起眼的建筑,隔着一条土路与一片森林相邻,里面有600只土拨鼠。这些大型啮齿动物是乙型肝炎病毒(HBV)表亲的天然宿主,因此它们成为了研究该疾病的最佳研究模型。该实验室的主人James Whipple负责在野外捕获那些怀孕的雌性土拨鼠,并在实验室进行繁殖。他表示,这是一项与试验相关的需求工作。

土拨鼠与人类一样,病毒可以在它们体内复制和转移。这种病毒可能数量很少,隐藏在肝细胞中。也可能出现慢性感染,复制新的病毒,但不会给宿主造成什么损害。但也有可能会引发肝脏损害,从而导致HBV相关的肝硬化或肝癌,全球每年因此导致的死亡人数近90万。研究人员用该病毒感染了土拨鼠,研究其生命周期并评估实验药物。

HBV可以通过药物控制,但这些药物必须服用一生;或者通过疫苗预防,如今疫苗普及率已经很高。现在需要努力找到的是能够永久治愈感染的药物,彻底抑制病毒,使患者除去日常服用药物的负担和费用。总体来看,有近50种潜在的治疗方法正在开发中,它们可以在病毒生命周期内不同的阶段进行直接攻击或者提高宿主免疫力。这对Whipple的业务来说是一个福音。他说:“很多公司都在进行一系列的研究活动。”仅在今年,Whipple的实验室爱达荷州哈里森的东北野生动物园就已经评估了七种新疗法。

研究治愈乙肝的工作推进反映了社会上的需求和机会。全世界有近3亿人患有慢性感染(只有10%的人被诊断出来),但是很少人接受治疗。与此同时,人们对病毒复杂生命周期的发现为研制新药提供方向,治愈丙肝的药物出现也提高了人们战胜HBV的希望。这些结果都是来自2016年建立的国际消除HBV联盟,该联盟中包括来自21个国家的50多名科学家。

HBV最可怕的特征是有一种潜伏形式的病毒DNA,称为共价闭合环状DNA(cccDNA),它在受感染细胞的细胞核内形成一个隐秘的微染色体。许多研究人员认为,如果不消除这种偷渡者,HBV感染就无法彻底治愈。但是临床试验阶段还没有专门针对cccDNA的药物,目前该联盟正试图推动“功能性”治疗的发展。将病毒(包括其cccDNA形式)降低到足够低的水平,然后让免疫系统去控制感染,人们得以停止治疗。

Frank Chisari是一位开创性的肝炎免疫学家,他是该组织的高级顾问,也是加利福尼亚州圣地亚哥Scripps研究所的名誉教授,他认为cccDNA需要更多关注。“对它的研究工作截至几年前都是很少的”,Chisari说:“我们几乎不知道它是如何创造、持续或衰退的。”那是因为人们对HBV的基础研究工作已经萎缩了。与癌症和艾滋病不同,HBV缺乏一个强大的倡导组织花大资金来推动。“我不明白为什么乙型肝炎就是这样一个孤儿”,Chisari说:“这种疾病的严重程度是巨大的。”

HBV患者Arthur Koo是亚特兰大的一名结构工程师。当病情恶化出现罕见淋巴瘤导致重影后,Koo于2015年初开始化疗。经过一段时间治疗后,常规实验室检查他没有肝脏异常,也没有HBV感染。到4月份,扫描显示他没有肿瘤,视力重影已经清除,他的医生决定做最后一轮化疗作为保险。“真是太神奇了,”他的女儿Joyce Dalrymple说:“他好多了,我们打算和所有的孙子一起乘坐迪士尼游轮。”

4月16日,当Koo开始最后一次化疗时,测试显示他的肝酶变得异常高,这是器官受损的迹象。他的血液中也含有HBV的表面抗原HBsAg,这是一种表示病毒活跃度的蛋白质。Koo的医生认为他们在完成化疗后可以治疗这种病毒。第二天,他感到晕眩,然后去了急诊室。他的病毒载量很高,很快就出现呕吐和腹泻,但是开始使用HBV药物为时已晚。“这非常奇怪”,Dalrymple说:“他已经从化疗中解决了所有的副作用,还发生这种情况,太令人震惊。”

6天后,Koo死于暴发性肝功能衰竭。像近20亿的其他人一样,Koo不知何故感染了HBV并且从未知道它。HBV的感染率至少是HIV的100倍,但它们的传染方式是一样的:母婴传播、性行为以及共用注射器的吸毒者。该病还与日托中心、足球队、肉店、相扑摔跤俱乐部和针灸师有关,病毒可能是通过看似无害的开放性伤口传播的。西太平洋地区,包括中国大陆、台湾,占慢性感染人数将近一半。 尽管HBV疫苗自1981年推出以来已经大大减少了母婴传播的可能,但一些国家甚至是加拿大等富裕国家和北欧的几个国家很晚才推行这一措施。在马里兰州贝塞斯达市国家糖尿病与消化和肾脏疾病研究所的HBV研究员Jake Liang提到,积极推广疫苗接种的中国仍然错过了很多农村人口。“他们并没有真正实施到群众中去,”他说,还有高达15%的人口受到感染。通常都是没有按照建议去使用疫苗:最新的全球数据显示,84%的婴儿接受了三次接种疫苗,但只有39%的婴儿在出生后24小时内获得了关键的首次剂量。

Koo可能在出生时或生命早期受到的感染。他是早期感染的少数人之一,他们表面上“解决”了这种感染,表现出好像已经很好地抑制了病毒,没有任何迹象表明它存在。其他受感染的儿童多年来会产生大量病毒,但他们可能没有明显的伤害。这是该病的一个奇怪特征:HBV本身不会杀死肝细胞,但对系统免疫功能造成了损害,许多孩子几十年来对它的反应相对温和,也就“容忍”了它的感染。 相比之下,大多数成年感染的人似乎可以解决感染的问题。Chisari说:“有很多关于为什么会发生这种情况的猜测,也有可能反映了成年人拥有更成熟的免疫系统。”

大多数人解决了感染问题后仍然含有cccDNA,像Koo那样,后果是致命的。化疗抑制了他的免疫系统,当cccDNA重新唤醒并产生大规模的病毒性攻击时就无法反抗了。“每个大型癌症中心至少有一名这样的患者,他们从中吸取了教训,” Su Wang说到。她是新泽西州利文斯顿Saint Barnabas医疗中心的医生,她是Koo家族的朋友,同时也是一名HBV感染者。 Wang是世界肝炎联盟的执行委员会成员,该联盟是一家总部位于伦敦的非营利组织,由与乙肝或丙肝感染有关的人共同经营。今年,该联盟启动了一项“寻找失踪的数百万人”计划,通过筛选寻找那些在不知不觉中感染了病毒的人并进行治疗。该运动的目的是为了减少耻辱感和歧视,Wang提到,揭露其身份的人有时会被伴侣嫌弃或从医学院和医疗保健工作中被剔除。这是她最近决定公开谈论自己感染的主要原因。

Wang是在大学本科时才知道自己感染了HBV。她具有正常的肝酶并且一直保持低水平的HBsAg和病毒DNA,指南对这种情况不建议使用目前的HBV药物治疗。尽管病毒载量高,但具有相对受控的免疫反应并且没有肝损伤的情况也不建议治疗。Wang知道了自己的感染后,成功保护了她的家人。Wang的丈夫和她的四个孩子都接种了疫苗,他们也注射了乙型肝炎免疫球蛋白(一种抗病毒的抗体制剂),没有人被感染。

对于那些显示肝损伤迹象的患者,过去20年来,医生一直在提供相同的三种一线药物。其中两个是替诺福韦(从艾滋病毒治疗中借用)和恩替卡韦,主要针对病毒DNA的复制。两者都削弱了逆转录酶(RT)活性,它将所谓的前基因组病毒RNA(cccDNA的产物)转化为新病毒的DNA。第三种药物干扰素是一种免疫系统信使,它通过不明确的机制攻击病毒生命周期的各个阶段,并增强对它的免疫反应。这些药物都可以将人的病毒载量降低至不可检测的水平,并且在某些情况下,可以从血液中清除病毒抗原,但是没有一个能消除cccDNA。

一年前,一项针对接受RT抑制剂治疗6年或更长时间的HBV患者的小型研究燃起了希望。连续三次肝脏活组织检查发现,43名参与者在治疗后“深度”降低了cccDNA水平,中国香港大学肝病专家Ching-Lung Lai领导的一个小组去年在“肝脏病学杂志”上写道。其中21名患者即使用最敏感的测试也找不到cccDNA。然而,在今年晚些时候举行的一次肝脏会议上进行的一项后续研究发现,13名体内病毒完全被药物镇压的患者中,除1人外,其他人体内病毒在6个月内又反弹,导致他们需要重新开始治疗。

获得更长期胜利的希望越来越大。总部位于宾夕法尼亚州多伊尔斯敦的非营利组织乙型肝炎基金会追踪药物开发渠道,在人体试验中实验了超过30种药物(在过去10年增加了三倍)。“丙型肝炎药物占据了所有的肝炎药物空间,通过这种治疗方法,我们看到了乙型肝炎药物的希望”微生物学家Timothy Block说。他的妻子是一位护士,知道她被感染后(其妻子也因此失去了工作)开始了这个基金会。

潜在的治疗超越了RT抑制。几乎所有已知的HBV生命周期步骤,从感染到形成一颗新病毒,都是至少一种新药的目标。其他是免疫调节剂,旨在发现特定的有益反应或抑制有害反应。许多研究人员猜想,与HIV一样,结合不同角度攻击病毒的治疗方法最终获得成功的机会最大。

2012年HBV感染细胞时锁定多肽受体的发现是一项重大进展。它使研究人员终于可以复制整个病毒生命周期,包括在实验室细胞培养中形成cccDNA。该受体还为药物开发者提供了新的方向。研究人员正在开发新的HBV动物模型,用小鼠和猴子做宿主。与土拨鼠不同,它更易受感染人类的病毒的攻击。

加利福尼亚州福斯特城的吉利德科学公司(该公司生产的替诺福是最畅销的丙型肝炎治疗药物之一)有60多位科学家致力于开发针对HBV的药物。“到目前为止,这是我们最大的病毒学项目”,该公司首席科学官兼胃肠病学家John McHutchison说道,他甚至在办公室里养了一只毛茸茸的土拨鼠。

目前,该公司的主要实验性HBV药物能开启toll样受体8,这是一种免疫细胞上的蛋白质,通过促进干扰素和其他化学信使的产生来对病毒遗传物质产生反应,从而加强对病毒的自然防御。正如Gilead去年在一次肝脏会议上报告的那样,这种药物在土拨鼠中疗效良好,能将cccDNA降至不可检测的水平,现在正处于II期临床试验阶段。“这可能是下一批获得HBV许可的药物,”华盛顿特区乔治敦大学医学中心的免疫学家Stephan Menne说道,他为土拨鼠研究做出了贡献。其他药物开发商寄希望于短干扰RNA,旨在阻止cccDNA产生RNA。 “很多制药公司都把所有可能性的药物都摆出台面”联盟董事会成员Liang说道。Chisari担心免疫调节剂,可能会适得其反。如果一个人的HBV感染肝细胞百分比很高,加强对受感染细胞的免疫反应可能导致肝功能衰竭。“有很多错误的方案正在进行中,可能会使某些人无意中造成伤害,”Chisari警告说。

像国际消灭HBV联盟的Chisari认为,还需要更多努力来瞄准cccDNA。今年9月,吉利德与北卡罗来纳州达勒姆市的Precision BioSciences签署了一项价值4.45亿美元的协议,用于开发所谓的归巢核酸内切酶-DNA切割酶,用于剪切cccDNA。吉利德科学家还帮助澄清了一种被称为X的特定HBV蛋白是如何转化cccDNA以产生更多病毒,从而提供了一种新的药物靶点。“我们还处于早期阶段”,McHutchison说道:“感觉到该领域真正开始获得牵引力和动力了。”其他公司希望使用CRISPR(基因组编辑器)来削弱患者的cccDNA,就像它在一些试管实验中所做的那样。

任何治疗方案要证明能降低cccDNA都是一项艰巨的任务。目前的临床试验都是通过测量宿主血液中HBsAg水平和病毒载量,而不是cccDNA来评估药物的效果。“这很疯狂”,Chisari说:“这是他们一厢情愿的想法。”但是,直接监测cccDNA意味着让患者接受多次疼痛的肝脏活检。如果用相对无痛和简单的肝脏细针抽吸的话,可能会有所改变。伦敦大学学院的免疫学家Mala Maini使用细针抽吸来评估肝脏HBV的免疫反应,她现在正与法国里昂大学的肝病学家Fabien Zoulim合作,研究该技术是否适用于cccDNA研究。

Block表示,与药物开发商对HBV日益增长的兴趣相反,美国国立卫生研究院(NIH)今年在HBV上仅花费了4400万美元,其中很少一部分用于“发现研究”。“乙型肝炎完全被忽视了,资金与问题和需求完全不成比例”他说到。美国国立卫生研究院贝塞斯达国家过敏和传染病研究所负责人Anthony Fauci对此表示赞同并表示,如果加大对治疗的推动力度可以取得一些进展,将为研究带来更多资金。“我们所需要的只是取得更多成功”Fauci说。

Eugene Schiff是佛罗里达州迈阿密大学的一名81岁的肝脏专科医生,他的父亲也是一位著名的肝脏临床医生,他看好有治愈的方法。“几年前,他们说清除cccDNA是不可能的,”Schiff说:“从来没有用科学的方式说过,该领域的人们估计需要5年,也许10年才能清除cccDNA。如果我们能够治愈那些患有乙型肝炎的患者并继续接种那些没有感染的人,我们就可以根除这种疾病。”

文章来源:http://science.sciencemag.org/content/362/6418/984