导读
每年只有不到1%的慢性乙型肝炎病*(HBV)感染患者被抗病*治疗治愈。因此,HBV感染需要长期治疗,这对于患者和卫生系统来说都是负担。由于治愈伴随着抗病*免疫的恢复,所以需要“直接抗病*治疗+免疫治疗”的联合疗法。目前已有大量的研究来确定导致慢性感染患者HBV免疫应答失败的决定因素。本文将系统性地论述慢性HBV感染患者免疫功能障碍的机制,以及正处于开发阶段的免疫治疗策略。
对于2.5亿慢性HBV感染患者而言,尚无短期的根治性治疗方法。由于核苷(酸)类似物(NUCs)可以将病*复制抑制到低于检测下限,HBV感染已经被认为是一种可治疗的疾病。尽管这一策略在改善与慢性感染相关的病理改变方面很有效,但患者仍有罹患肝细胞癌(HCC)的风险,并面临着长期治疗的经济和生活负担。此外,全世界只有不到5%的患者能够获得抗病*药物,即使在发达国家,治疗适应证也仅限于那些发生炎症性肝病的患者。
NUCs的局限性包括它们仅在逆转录阶段(HBV复制的后期)发挥作用作用,而病*的持续形式——共价闭合环状DNA(cccDNA),在感染细胞的细胞核中保持不变。因此,HBVDNA可能会继续整合,HBsAg可能会持续分泌。每年只有不到1%的HBV感染患者能够被治愈。所以,需要长期使用NUCs治疗,当停药后,大多数患者的HBVDNA再激活,一些患者出现肝脏炎症和其他危及生命的症状。
因此,目前治疗慢乙肝的目标是通过短期的治疗,使病*受到长期的控制,并最终治愈HBV感染。这可能需要靶向病*的协同治疗,并通过增强免疫反应以清除受感染的肝细胞病*池。
一、慢性HBV感染治愈的定义
慢性HBV感染的完全治愈的定义为:根除HBV,包括肝细胞内的cccDNA和已经整合的HBVDNA。
功能性治愈的定义为:在完成有限治疗周期之后,血清HBsAg和HBVDNA持续检测不到,伴或不伴HBsAg血清学转换,残留cccDNA可持续存在,肝脏炎症缓解和肝组织病理学改善,HCC发生率显著降低。
部分治愈的定义为:在完成有限疗程后,血清中可检测到的HBsAg,但持续检测不到HBVDNA。
需要注意的是,HBV不仅通过cccDNA持续存在,还可通过整合到宿主基因组中存在。这种整合的DNA不复制HBV,但仍能表达HBV抗原,包括HBsAg。此外,cccDNA在HBV清除后仍持续存在数十年,这可以解释达到HBV清除的患者在免疫抑制时为何HBV会再激活。这也表明HBV感染完全由免疫反应控制。
因此,国内外推荐的理想治疗目标是实现功能性治愈,其类似于急性HBV感染后自发性病*清除的状态,标志着慢乙肝的持久免疫学控制。
二、免疫控制
在急性感染的消退期(此期几乎%的肝细胞被感染),HBV特异性免疫反应的有效性是显著的。急性HBV感染消退期患者的CD4和CD8t细胞有很强的抗病*反应。这些细胞可产生抗病*细胞因子,并刺激B细胞激活。B细胞产生抗-HBs,清除血液循环中的抗原和病*,防止或限制再感染,同时产生抗HBeAg和抗HBV核心抗原(HBcAg)。
而在免疫反应的程度和功能方面,急性HBV感染消退期患者和慢性感染患者间差异明显。慢性HBV感染患者的免疫效应细胞较低且免疫反应不足。尽管如此,但有研究表明,激活慢性HBV感染患者的免疫系统能清除病*。
1.T细胞
HBV感染的免疫控制需要HBV特异性T细胞参与。其抗病*功能介导急性HBV感染的消退。因此,大多数关于慢性HBV感染患者免疫功能障碍的研究都集中在T细胞的活性上,尤其是CD8+细胞。
在慢性HBV感染患者中,病*特异性T细胞的衰竭可能是由抗原特异性缺失、效应T细胞缺乏扩增能力和功能适应引起的。
在慢性感染患者中,持续的抗原暴露导致T细胞衰竭(失活)和抑制性受体表达增加。抑制性受体(如PD-1、CTLA4和TIM3)启动的信号转导可抑制免疫细胞激活。这种功能性免疫耐受,即T细胞不再识别或响应HBV抗原,是免疫治疗策略的主要障碍。
能抑制T细胞活化的信号通路有多种,所以很难通过单一途径恢复T细胞对HBV的反应能力。可能需要协同刺激T细胞和阻断抑制信号,诱导一个有利于T细胞扩增的环境或通过过继性T细胞疗法完全避免T细胞功能障碍。
2.自然杀伤(NK)细胞
先天效应细胞,如自然杀伤(NK)细胞、γδT细胞和粘膜相关不稳定T细胞,可促进疾病的病理学进展,但这些并非是针对HBV的特异性细胞。
NK细胞的细胞溶解活性与肝脏炎症有关,前者可以杀死活化的T细胞,减少HBV特异性T细胞的数量。
与血液相比,NK细胞在人类肝脏中高度富集,这使得NK细胞能降低T细胞介导的HBV相关免疫反应,或者作为先天免疫治疗的靶点。
3.B细胞和抗体
抗原与B细胞受体结合,诱导B细胞向浆细胞分化,刺激抗体分泌。针对HBsAg的抗体是疾病诊断的生物标志物,而针对HBeAg的抗体用于区分慢性HBV感染的各个阶段。除了产生抗体外,我们对HBV特异性B细胞的表型或功能知之甚少,例如它们作为抗原呈递细胞的能力及其细胞因子表达谱。
4.肝脏的微环境
肝脏是进行三大营养物质(碳水化合物、蛋白质和脂质)代谢以及清除*素和细菌的重要器官。肝脏中的免疫细胞受到特殊的调节,以避免局部抗原反应的不当激活和器官损伤(图1)。
图1肝脏的免疫抑制机制。
肝脏有许多信号通路,后者经环境因素和细胞因子激活后可调节免疫反应。Kupffer细胞、肝星状细胞、调节性T细胞和骨髓来源抑制细胞可产生具有免疫抑制作用的TGF-β、IL10和精氨酸酶。NK细胞可通过接触依赖性途径清除HBV特异性CD8+T细胞。由于抑制T细胞介导的免疫应答机制的复杂性,针对单个分子或通路的药物不太可能有效。DC:树突细胞;HSC:肝星状细胞;Treg:调节性T细胞。
由于肝窦内血流缓慢,循环免疫细胞有足够的机会与肝细胞和肝窦内衬细胞(如Kupffer细胞、肝窦内皮细胞和肝星状细胞,这些细胞都能使T细胞失活)相互作用。
肝脏的微环境导致了HBV特异性T细胞的低数量,通过免疫疗法调节肝脏环境可能在恢复机体抗HBV的免疫能力方面发挥关键作用。
三、免疫疗法
免疫疗法的直接目的是恢复对HBV的免疫状态,在不进行抗病*治疗的情况下获得对病*的长期控制能力,并显著增加功能性治愈患者的比例。
(一)刺激固有免疫系统
基于干扰素的治疗被认为是一种免疫调节策略。治疗中使用的干扰素(IFN)-α2具有抗病*作用,但其也能影响不同免疫细胞的活化状态。虽然IFN-α2可以治愈HBV感染,但会产生许多副作用,限制了其单独用药的疗效。不过,在新抗病*药物联合治疗的临床试验中,多会使用IFN-α作为免疫调节剂,这可能会提高应答率并缩短IFN-α的治疗窗。
先天免疫反应不是抗原特异性的,但其能产生抗病*和T细胞极化相关细胞因子,向T细胞呈递抗原,并能通过改变肝脏微环境刺激过度耐受的免疫反应。
模式识别受体(patternrecognitionreceptor,RRR)是一类主要表达于固有免疫细胞表面、非克隆性分布、可识别一种或多种病原体相关分子模式(PAMP)的识别分子。RRR是固有免疫中免疫受体的代表,其与PAMP的相互识别和作用是启动固有免疫应答的关键。在抗病*过程中,RRR除了能刺激具有抗病*作用的细胞因子合成之外,其活化能促进抗原递呈和影响肝脏微环境(图2)。
图2模式识别受体激动剂
先天免疫反应激活后可产生具有抗病*活性的细胞因子,增加抗原呈递,并改变肝脏微环境。然而,细胞因子如IFN-α、IFN-β和肿瘤坏死因子(TNF)也能诱导慢性感染患者的免疫耐受,进而限制持续性免疫控制。
(二)激活适应性免疫反应
激活适应性免疫反应似乎是控制和治疗HBV感染的关键。其策略包括激活针对受感染细胞表面分子的抗体,激活抗原特异性T细胞的检查点抑制剂,用基因修饰的T细胞进行细胞治疗,以及治疗性疫苗。
1.治疗性疫苗
针对HBV的治疗性疫苗需要克服HBV特异性免疫耐受机制。由于HBV感染的自然消退过程伴随着持续终身的T细胞和抗体介导的免疫反应,所以这些疫苗需具备诱导HBV特异性B/T细胞免疫反应的能力。
需要不同的成分来诱导广泛的、表位特异性的、多功能的效应T/B细胞。为了实现这一点,疫苗必须递送覆盖多种基因型的抗原,以诱导持久的适应性免疫反应,从而根除HBV感染的肝细胞并防止未感染的肝细胞的重新感染。
然而,所有的治疗性疫苗策略都面临着一种挑战:在高水平HBV抗原存在的情况下消除T细胞的耐受性。因此,降低病*抗原载量应被视为治疗性疫苗接种成功的关键因素。
2.激活B细胞
在急性HBV感染消退过程中,诱导功能性B细胞反应和产生针对HBV抗原的抗体是必需的,并且是HBV治愈的重要标志。
3.免疫检查点抑制剂
PD-1是大多数HBV特异性T细胞均可表达的抑制性受体,目前正在研发干扰PD-1与其配体PD-L1相互作用的药物。阻断这种相互作用的药物可增加HBV特异性T细胞的数量和增强后者的功能,并增加了B细胞的抗体产量。
其他免疫抑制受体,如CTLA4和TIM3,也可能使HBV特异性T细胞失活,但针对慢性HBV感染的靶向治疗尚未进入临床开发阶段。
4.T细胞重定向
通过将对HBV有免疫力的供者的骨髓移植到慢性感染患者体内,为后者进行免疫重建,可以清除后者肝脏中的HBV。
展望
慢性HBV感染以病*特异性T/B细胞的数量减少和功能缺陷为特征。许多慢性HBV感染患者的血液样本中几乎检测不到病*特异性T细胞,它们暴露在能抑制HBV特异性免疫反应的抑制机制网络中。虽然抗体反被用作免疫控制成功的标志,但学界对B细胞的抗病*反应却知之甚少。产生或扩增HBV特异性B/T细胞应成为HBV感染免疫治疗的一个目标,且需要将免疫学研究纳入临床试验,以识别与HBV治愈相关的生物标志物。
医脉通编译自:Adam,Gehring,Ulrike,etal.TargetingInnateandAdaptiveImmuneResponsestoCureChronicHBVInfection.[J].Gastroenterology;:–
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