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宿主靶向药物用于慢性丙型肝炎防治的前景与挑战

被浏览了 次,发表时间:2013-11-18 15:07:00,来自: 中华医学会感染病学会分会

天津市第三中心医院 唐飞 韩涛
Hepatol 2013年第58卷第2期
丙型肝炎病毒是导致慢性肝脏炎症和肝细胞癌的主要原因之一,其导致的肝脏疾病也是肝移植的主要适应证之一。在过去几年中,已经开发出作用于丙型肝炎病毒酶的直接抗病毒药物。直接抗病毒药物可以增加抗HCV的病毒学应答,但是可能导致选择性耐药株的出现和治疗失败。迄今为止,对于免疫缺陷、晚期肝脏疾病和HIV/HCV共感染患者的抗病毒治疗手段有限,仍然缺乏防止HCV感染的有效方案。鉴于目前抗病毒治疗方案的局限性,另一替代或补充策略是提高宿主固有免疫或干预致病需要的宿主因素。宿主靶向药物的出现为病毒性肝炎的治疗提供了一种新的策略,它具有较高的基因屏障、泛基因型的抗病毒活性,且与直接抗病毒药物存在互补作用,与目前的标准治疗方案和直接抗病毒药物治疗具有协同的作用。该综述阐述了宿主靶向药物作为新的抗病毒策略治疗HCV感染的作用及其有关临床前和临床的研究进展。
    全球范围内大约有1.3亿慢性丙型病毒感染者,HCV感染是引起慢性肝病(肝硬化、肝衰竭、肝细胞癌)的主要原因。HCV感染引起的肝硬化和肝癌是肝移植的主要适应证。因此,HCV引起的肝脏疾病已成为公众健康的主要挑战之一。
    HCV是一种单链正旋RNA病毒,属于黄病毒科肝炎病毒。在世界范围内有6种主要的基因型和几种不同的亚型,病毒在个体患者中以准种形式存在。这种可变性对于抗病毒治疗是一种挑战,病毒可能会迅速逃避宿主的免疫反应和抗病毒药物的作用。聚乙二醇化干扰素联合利巴韦林治疗是目前慢性丙型病毒型肝炎的标准治疗方案。自2011年,基因1型丙型肝炎新的治疗方案包括聚乙二醇化干扰素/利巴韦林和蛋白酶抑制剂(telaprevir和boceprevir)的三联疗法。虽然这些直接抗病毒药物能提高疗效,但是由于这些药物的低耐药屏障,导致在长期治疗过程中出现逃避药物作用的病毒突变。直接抗病毒药物尚未批准用于肝移植患者,而且α-干扰素为基础的抗病毒治疗在肝移植患者中的疗效和耐受性受到限制。被批准的直接抗病毒药物以及第二代的蛋白酶抑制剂、聚合酶和非结构蛋白5A的抑制剂联合a-干扰素或无干扰素的治疗方案正进行临床试验。虽然临床试验表明无干扰素的治疗方案能够快速降低HCV RNA水平,但由于HCV耐药变异也会导致病毒学突破。而且,药物的不良反应以及药物与药物之间的相互作用也是值得关注的问题。目前尚不清楚直接抗病毒药物治疗对于难治患者(如α-干扰素/利巴韦林治疗无应答、失代偿肝病、肝移植术后、HIV/HCV共感染、血液透析或移植)是否有效。
对于慢性感染的患者,另一个挑战是目前尚缺乏防止肝移植后供肝再感染的有效策略。基于丙肝病毒被膜抗体的防治方案因HCV的快速变异导致病毒逃逸而受到挑战。广谱中和性抗体的作用在人类尚待证实。因此,需要一种有效安全的抗病毒策略来治疗难治的丙肝患者和预防肝移植后供肝再感染。
近期临床前和临床试验研究显示宿主靶向制剂是一种全新的治疗策略,有助于解决目前面临的难题和标准治疗方案存在的局限性。目前有两种宿主靶向制剂正在研发:一种是干扰致病相关的宿主因素,比如进入宿主细胞、复制和组装等病毒生活周期不可缺少的宿主因素。另一种是通过提高宿主的固有免疫系统,例如给予IFN-λ或者Toll样受体激动剂。
宿主靶向药物前景广阔,与直接抗病毒药物相比,它具有以下特点:和病毒变异相比,宿主的遗传变异是低的,因此宿主靶向制剂有较高的基因屏障。宿主靶向制剂对多种基因型病毒均有作用,而第一代的直接抗病毒药物其抗病毒活性仅限于基因1型。宿主靶向制剂不仅能够抑制多种基因型HCV的感染,而且能够抑制从患者体内分离出的高度变异的病毒准种株以及对中和性抗体的逃逸病毒株。此外,它与目前抗HCV的标准治疗有协同互补作用。这种协同作用可以增加耐药基因屏障、缩短疗程,并通过药物剂量的减少,减轻不良反应。
本文将着重阐述目前宿主靶向药物在清除HCV感染或阻止肝移植后丙肝病毒再感染方面的研究进展。
宿主靶向药物阻止丙肝病毒的感染
丙肝病毒的生活周期分为三个阶段:病毒进入靶细胞、病毒的复制、组装和释放新的感染病毒颗粒。丙肝肝炎病毒生活周期的每一步都依赖于宿主细胞因素,这为宿主靶向制剂提供了众多的靶标位点。
进入抑制剂
病毒进入的第一步是丙型肝炎病毒和宿主细胞的相互作用,该过程中涉及到丙型肝炎病毒的包膜糖蛋白E1、E2以及几个宿主因素。丙肝病毒进入宿主细胞是一个高度协调的多步骤过程。富含硫酸乙酰肝素蛋白聚糖是第一个附着位点,使病毒聚集在肝细胞膜的表面,然后病毒和清道夫受体B1(SR-B1)、CD81、封闭蛋白1(CLDN1)和闭合蛋白(OCLN)等相互作用。CD81-CLDN1复合物是丙肝病毒感染必不可少的。此外,宿主细胞激酶在HCV进入过程中发挥着重要的作用,其中两种细胞表面受体酪氨酸激酶与HCV进入有关:表皮生长因子受体(EGFR)和酪氨酸蛋白激酶受体A2(EPHA2)。EGFR和EPHA2促进CD81-CLDN1协同受体相互作用。近来研究发现Niemann-Pick C1-Like1(NPC1L1)胆固醇吸收受体是进入宿主的另一协同因素。NPC1L1通过直接和HCV的脂质体胆固醇颗粒相互作用,或间接通过调节胆固醇平衡和膜组分促进HCV进入。HCV通过网格蛋白和动力依赖的内吞作用进入细胞,随后被转运到早期的内涵体。内吞过程涉及CD81和CLDN1,但是目前仍不清楚是否还有其他的宿主因素起作用。虽然需要CD81-CLDN1的相互作用,但是EGFR似乎不是CD81内摄取必须的。病毒和内涵体的膜融合是pH依赖性的,涉及病毒和宿主的蛋白。在宿主进入因素中,CD81和CLDN1在HCV包膜糖蛋白依赖的细胞-细胞融合过程中发挥着重要的作用。
病毒进入的另一种途径是细胞与细胞间的直接传输,这也需要多种宿主因素,包括CD81、SR-BI、CLDN1、OCLN、EGFR、EphA2,可能还涉及NPC1L1等。由于这种进入途径对多数中和抗体有抵抗,所以细胞与细胞之间的直接传输可能是病毒传播的主要途径。游离细胞的病毒以及细胞与细胞间的病毒传播过程中涉及的宿主因素可有重叠。
针对HCV进入细胞因素可以阻止丙型肝炎病毒的感染,如在肝移植后,可减少病毒的传播和感染。虽然游离细胞的丙型肝炎病毒进入严格依赖于CD81,但是细胞和细胞之间的传播可不依赖CD81。研究针对HCV进入的宿主靶向制剂必须要考虑到这一点。
病毒进入在HCV感染的发病过程中起着重要的作用,尤其是肝移植术后HCV的再次感染。因此,病毒进入是阻止肝移植术后HCV再感染的重要靶点。多个针对进入环节的宿主靶向制剂在体外研究中已显示出很强的抗病毒活性。针对HCV进入环节的宿主靶向药物已经在嵌合uPA-SCID小鼠模型中进行概念性验证。针对CD81和SR-BI的抗体已经应用于预防和暴露的治疗研究中。给予400 μg的CD81或SRBI的单克隆抗体可以完全保护小鼠免受丙型肝炎病毒的感染。给予抗-SRBI的单克隆抗体能够降低病毒的传播。临床批准的表皮生长因子抑制剂erlotinib,能阻止CLDN1-CD81复合物的形成,NPC1L1抑制剂ezetimibe,能降低患者胆固醇的合成,在uPA-SCID小鼠模型中能明显削弱HCV的感染。事实上,在病毒接种前给予erlotinib( 每日50 mg/kg,共10 d)或者ezetimibe( 每日10 mg/kg,共2周),能延缓HCV的感染。 激酶抑制剂的临床治疗潜力已经在最近研究中得到证实,HCV感染的肝癌患者肝移植术后由于中断标准的治疗出现病毒的复发,给予erlotinib单药治疗(150 mg/d,12周),能够出现快速的病毒学应答。为进一步评估激酶抑制剂联合直接抗病毒药物治疗丙型病毒性肝炎的疗效,有关erlotinib治疗HCV感染患者的安全性和毒性的临床研究正在进行。针对HCV进入因素SR-BI的小分子抑制剂ITX5061治疗HCV初治患者安全性的1b临床研究正在进行,评估肝移植患者ITX5061安全性与耐受性的1b临床试验也已经启动。
虽然HCV进入抑制剂仍然处在非常早期的临床研发阶段,但是体外研究已经证明其与a-干扰素、直接抗病毒药物或其他宿主靶向制剂的联合方案具有协同作用,和单独应用某一类药物相比,抗病毒活性增强。这为将来HCV进入抑制剂作为标准治疗方案的一部分或者采用无干扰素的治疗方案带来了新的希望。
HCV复制抑制剂
HCV进入细胞后,HCV RNA基因组被释放到细胞基质中。40S核糖核酸结合HCV IRES启动HCV的翻译,该过程可被肝特异性的 miR-122增强。MiR-122是HCV复制的重要宿主因素。体外研究发现,采用122-20OME寡聚合物或miR-122的反义锁核酸SPC3649能降低HCV的复制。有趣的是,按5 mg/kg每周静脉注射miR-122的反义锁核酸miravirsen/SPC3649 12周治疗基因1型HCV慢性感染的黑猩猩,能够持久抑制HCV病毒血症,且未出现病毒耐药。鉴于miR-122在胆固醇代谢中的作用,miravirsen/SPC3649能明显降低动物血清胆固醇,且无明显的不良反应。最近,有关miravirsen/SPC3649安全性、耐受性和疗效的2a期研究正在进行中。miravirsen/SPC3649(3,5和7 mg/kg)四周单药治疗初治基因1型患者耐受性良好,抗病毒活性呈剂量依赖性,治疗结束后这种活性能维持4周。应用高剂量miravirsen/ SPC3649(7 mg/kg)的9例患者中有4例的HCV RNA检测不到。虽然干扰素治疗没有达到病毒学应答的慢性丙型肝炎患者,治疗前肝miR-122明显下降,但初步临床试验数据显示靶向miR-122在体内有较高的耐药基因屏障,可将来应用于无干扰素的联合治疗。为减少对生理miR-122干扰引起的副反应,最近研发一种只有在HCV RNA NS5B存在时才能释放miR-122的反义序列的变构的自裂解核酶,其体内的安全性和有效性需进一步评估。
HCV RNA复制依赖的病毒蛋白,与所谓“膜网”中的可能源于内质网的细胞内膜的改变相关。丙肝病毒复制复合物(如与宿主细胞膜改变相关的病毒RNA和病毒蛋白)依赖于宿主细胞的脂质代谢。复合物需要胆固醇和脂肪酸合成的元素和乙酰化的宿主蛋白,在体外HCV的复制可被HMGCoA还原酶中断,如他汀类药物洛伐他汀、L-659,699或ZA-或牛龙牛儿基转移酶抑制剂。这与急性感染HCV的黑猩猩中HCV的复制需要脂质代谢基因调节是一致的。值得注意的是,并非所有的羟甲基戊二酸单酰辅酶还原酶抑制剂都能抑制丙肝病毒的复制,如普伐他汀无抗HCV活性,而氟伐他汀有强的抗病毒活性。最初的临床研究表明,他汀类药物在慢性丙型肝炎病毒感染的患者中单药治疗没有显著降低HCV RNA水平,HCV RNA仅轻度降低,他汀类药物可能作为标准治疗的辅助用药。给予氟伐他汀20 mg/d能增加对PEG-IFN-a/RBV的应答,特别是对标准治疗方案应答差的中年女性患者。而且,最近的两项回顾性分析研究显示,联合治疗可以提高持久病毒学应答。然而,氟伐他汀(80 mg/d)联合 PegIFN-a/RBV 不能明显增加HIV/基因1型HCV共感染患者的持久应答率(同时给予高效抗逆转录病毒治疗)。总之,这些临床研究表明,除了HIV/HCV共感染的患者,他汀类药物能提高慢性丙型病毒感染患者的标准治疗方案的疗效。最近, SKI-1/S1P的小分子抑制剂的作用已经被描述。与他汀类药物相比,PF-429242抑制HCV cc复制更有效,它能减少感染颗粒的产生。SKI-1/S1P抑制剂被认为是值得开发的新型抗病毒药物。
亲环素也是HCV复制重要的宿主因素,可以与HCV NS5A相互作用。早在20多年前,亲环素被发现具有宿主抗病毒作用,如作为一种广泛使用的免疫抑制剂环孢素A被证明能抑制非甲非乙肝炎病毒。最近,已开发缺乏免疫抑制活性但在体外有较强抗病毒活性的环孢霉素衍生物如 alisporivir/Debio 025、 NIM811 和SCY-635。这些复合物能破坏CypA-NS5A的相互作用。此外,最近进行的SCY-635 I期临床试验表明,SCY-635能增强在复制子细胞中I型和 III 干扰素的分泌和干扰素反应基因的表达。这些数据表明除了抑制病毒的复制,CypA抑制剂有助于宿主恢复对HCV的先天免疫反应,从而增强抗病毒活性。有趣的是, alisporivir/Debio 025 在体外有抗HIV的活性,能抑制 CypA-HIV 表面蛋白结合。CypA抑制剂可能对于HIV/HCV共感染的患者更有益处。在I期研究中,HIV/HCV共感染患者口服alipsorivir/Debio 025 14 d(1 200 mg,每天2次)能明显降低血清HCV RNA的水平,且与HCV基因型无关。在2期临床研究中显示alisporivir/Debio 025(200、600和1 200 mg,一日2次,1周,然后每日1次)和Peg IFN-α具有协同作用,能增加快速病毒学应答。 PegIFN-α/RBV 联合alisporivir/Debio 025可提高疗效,有良好的耐受性,且无选择性耐药的发生。因此,CypA抑制剂具有高的基因耐药屏障,是第一个进入III期临床试验的宿主靶向药物。由于出现3例急性胰腺炎,FDA最近推迟了这项研究。事实上,alisporivir/Debio 025联合直接抗病毒药物能增强抗病毒活性为将来宿主靶向制剂作为HCV无干扰素治疗方案的组成部分提供了可能。
HCV组装/释放抑制剂
HCV复制后新产生的感染性病毒粒子在脂肪滴和内质网中进行装配。HCV病毒粒子是由含RNA基因组的壳体以及其周围的被膜蛋白E1和E2组成。E1和E2作为非共价结合的异源二聚体在病毒感染过程中是必不可少的,它在病毒粘附和进入过程中介导不同宿主细胞之间的相互作用。E1和E2被N-糖基化,在内质网中经葡萄糖苷酶I和 II处理,以确保适当的折叠和组装。HCV和VLDL的组装是同时进行的。微粒体甘油三酯转运蛋白(MTP)为VLDL组装的限速酶,可能参与HCV颗粒的组装。
因此,针对宿主的葡萄糖苷酶可干扰病毒的感染是有希望的。MX-3253/celgosivir(a-葡萄糖苷酶I抑制剂)在体外能诱导HCV被膜糖蛋白的错误折叠,从而降低病毒的感染。单药治疗的2a期研究发现,初治的和干扰素不耐受的基因1型丙型肝炎病毒感染的患者给予MX-3253/celgosivir(200和400 mg/d,共12周)具有一定抗病毒作用。虽然 MX-3253/celgosivir (400 mg/d,共12周)联合 PegIFN-a/RBV治疗HCV基因1型的患者中有临床获益,但是 MX-3253/celgosivir治疗HCV的进一步研究被叫停。
VLDL组装的抑制剂,如MTP抑制剂,同时也降低感染细胞HCV的释放。MTP抑制剂已经被用于治疗血脂异常,近来一些MTP抑制剂正在进行治疗高胆固醇和高脂血症的临床试验。然而是否MTP在体内是否具有抗HCV效应尚待证实。此外,最近的研究显示有几个已经上市的药物可通过干预HCV的组装和/或释放具有抗HCV病毒的活性。这些研究发现抗癌药物紫檀芪(甲基化的白藜芦醇)和托瑞米芬三苯氧胺的衍生物)以及I类抗心律失常药物奎尼丁可能具有潜在的抗HCV作用。综上所述,这些数据表明HCV组装抑制剂有望发展成为治疗慢性丙型肝炎的药物。
干扰HCV生活周期的宿主靶向药物的临床前景
迄今为止,HCV标准化治疗的主要问题是如何避免病毒的耐药和严重的副反应。一般而言,针对潜在高度可变的病毒如HCV、HIV和流感病毒的直接抗病毒药物,有可能发生耐药,而宿主靶向药物作用于靶细胞,不容易发生突变,具有较高的耐药基因屏障。理论上,使用宿主靶向药物的缺点是其潜在的更大的细胞毒性。不过,针对HCV的直接抗病毒药物如BILN2061也因严重的副反应而停止。而目前广泛应用于心血管疾病、神经或内分泌疾病以及癌症的大多数药物作用靶标也是针对宿主蛋白质。因此,无论药物靶标如何,新的抗HCV药物必须评估其副反应。
虽然,直接抗病毒药物可以增加基因1型HCV患者的病毒学应答,但是大部分的HCV患者,特别是HIV/HCV共感染和接受肝移植的患者,如果存在抗逆转录病毒药物、免疫抑制剂重要药物之间的相互作用,便不适合应用直接抗病毒药物。值得注意的是,IFN-α、直接抗病毒药物和宿主靶向药物之间协同作用能减少单个药物的浓度,故不同药物之间的组合使得将来个体化治疗HCV感染成为可能。鉴于宿主进入因素在肝移植后HCV再感染过程中的重要性,进入抑制剂广谱的抗病毒活性以及其与抗HCV包膜中和抗体之间的协同作用,进入抑制剂被认为是防止肝移植后再感染的良好策略。
结论与展望
目前抗HCV标准化治疗的目标是病毒清除。然而由于HCV的高变异性,病毒耐药性和后续治疗的失败仍是面临的主要挑战。此外,有相当一部分患者,尤其是HIV/HCV共感染、使用免疫抑制剂、有合并症和肝移植患者的治疗方案仍然是有限的。虽然早期的临床研究证实联合直接抗病毒药物治疗初治的患者取得了令人满意的结果,但是仍需要解决抗病毒药物的耐药、合并症的治疗、合并用药或免疫抑制剂以及肝移植患者等一系列相关问题。
提高宿主的固有免疫或者作用于致病机制中相关的宿主因素是抗HCV治疗的另一策略。宿主靶向药物作用于靶细胞,和直接抗病毒药物相比具有高的耐药基因屏障,通常有广泛的抗病毒活性。在过去的几年中,有关HCV生活周期的研究已取得很大进展,并且已经发现几个宿主特异性抗病毒治疗的目标靶位。最近有两种抑制HCV复制的宿主靶向药物,Alisporivir/Debio 025 和miravirsen/SPC3649完成了人类前期的研究。还有其他宿主靶向药物正处在临床前及临床研究阶段,接下来的几年慢性HCV感染的治疗会有大的进展。此外,最近研究表明宿主因素在肝移植HCV感染中发挥着重要作用,HCV进入抑制剂在预防移植物再感染方面颇具潜力。
近来有关宿主靶向药物治疗HCV和其他病原体的临床前和临床研究,为解决预防和治疗病毒引起的肝脏疾病过程的难题指明了方向。
 
(主要信息来源:J Hepatol 2013年第58卷第2期)

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