文l漫投罗慢性乙型肝炎病毒(HBV)感染是导致肝炎、肝硬化、肝癌等疾病的常见原因,在亚洲地区尤为严重。根据世界卫生组织(WHO)估计,全球目前有大约2.57亿存量HBV感染患者,截至目前还没有一款能够治愈乙肝的药物上市,因此乙肝新药的研究也成为全球热点,本期漫投简史将对乙肝病毒和其治疗技术进行系统的梳理。
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近日,IonisPharmaceuticals公司公布了其在研反义寡核苷酸药物IONIS-HBVRx和IONIS-HBV-LRx治疗慢性乙肝(CHB)的II期临床试验,结果令人欣喜。同时葛兰素史克(GSK)公司将获得这两款乙肝疗法的研发和推广权益,Ionis公司将获得2.62亿美元里程碑付款和另行约定的销售分成。IonisPharmaceuticals使用了配体复合反义技术(LICA),通过在反义药物上添加特定化学结构或者分子,增强了药物向特定组织的递送能力,降低跟乙肝病毒感染和复制相关的病毒蛋白,高效特异地抑制HBV的复制与表达。反义核苷酸疗法(Antisenseoligonucleotides,ASOs)对HBV具有很高的特异性,显著降低血清中的乙肝表面抗原(HBsAg)水平,并可能导致乙肝病毒cccDNA水平出现显著下降,这都是目前聚合酶抑制剂无法达到的效果[1]。
Ionis反义疗法图示(图片来源:Ionis官方网站)[1]
截至目前,还没有一款能够治愈乙肝的药物上市,因此乙肝新药的研究也成为全球热点,本期漫投简史将对乙肝治疗技术进行系统的梳理。
简析乙肝病毒
慢性乙型肝炎病毒(HBV)感染是导致肝炎、肝硬化、肝癌等疾病的常见原因,在亚洲地区尤为严重。根据世界卫生组织(WHO)估计,全球目前有大约2.57亿存量HBV感染患者。首先漫投简史带您认识下乙肝病毒的结构和其感染人体肝脏细胞的全过程。
乙肝病毒的结构从分子水平对HBV的生物学、病毒和宿主细胞相互作用的研究已取得重要进展。完整的HBV颗粒也叫Dane颗粒(丹娜颗粒),直径只有42纳米,病毒有外壳和核心两个部分。
外壳就是这件所谓的外套(Envelope),厚7-8纳米,是由脂质双层和蛋白质组成的囊膜,脂质双层内含有S抗原、前S1和前S2抗原,它们一起又构成了外壳上大、中、小三种蛋白形式,统称为乙肝表面抗原(HbsAg),也叫澳抗。
HBV核心颗粒直径28纳米,呈二十面体立体对称,其表面才是病毒真正的衣壳(Nucleocapsid),由乙肝病毒的核心抗原(HBcAg)和e抗原(HBeAg)组成;游离态的核衣壳只能在肝细胞的细胞核内观察到。
HBV结构和为HBV基因构成(绿色箭头:启动子;EnHⅠ/EnH‖:转录增强子;DR1,DR2:直接重复序列;红色波浪线:正链DNA上的RNA引物)[2][3]核衣壳内包含的病毒基因组是一个部分双链的松弛环状DNA,即RC-DNA,两链长短不一,长链完整且长度恒定,为负链;短链长度可变,大概是长链的50%~80%,为正链,表面抗原和核心抗原都是由其编码而来。HBV基因组最显著的特征在于其结构紧密,功能齐全,而且非常小(其DNA分子大约含有约个核苷酸,比已知的最大的病毒基因组小几百倍,和人类拥有的基因组相比较,仅仅是百万分之一)。HBV基因组的开放阅读框(ORF)存在重合,一个ORF可转录两种mRNA,编码两种蛋白,所有基因表达和复制所必须的调节原件都埋在基因序列中。
乙肝病毒感染过程HBV感染过程如下图所示。HBV感染肝细胞的第一步即病毒颗粒表面L蛋白被肝细胞表面NTCP受体识别并结合,以内吞形式进入肝细胞(a)。在胞浆中脱去病毒包膜成为核衣壳capsid(b),核衣壳在核心蛋白核定位信号的作用下,脱去衣壳膜,细胞外的松弛环状的双链DNA(RC-DNA)进入肝细胞核(c),在宿主酶的作用下形成共价闭合环状DNA,即cccDNA(d)。cccDNA与核小体结合形成独立于细胞染色体外的微小染色体结构,这一过程有赖于HBx和核心蛋白的参与(h)。cccDNA是病毒转录的模板,其利用宿主细胞的RNA聚合酶进行转录,可产生三种亚基因组RNA(e),用于合成病毒蛋白以及两种长于基因组的RNA,用于病毒复制、转译核壳等(f),有效的cccDNA转录受到肝脏特异性转录因子及HBx的调控。在细胞浆中,pgRNA和病毒P蛋白一起被新形成的核衣壳蛋白包裹,在此以pgRNA为模板,逆转录形成负链,随后pgRNA降解,正链合成,形成新的RC-DNA。含有RC-DNA的成熟核心颗粒组装包裹外膜蛋白,在细胞多泡体的参与下分泌出细胞,此外,新生的成熟核心颗粒还可以再次入核,扩充细胞的cccDNA数量[2][3]。肝细胞中HBV的生命周期[2][3](GVG:粘多糖;NTCP:钠-牛磺胆酸共转运多肽;HBVplasmid:乙肝病毒质粒;HBx:X蛋白;PgRNA:前基因组RNA;P:P蛋白)功能性治愈乙肝的最大挑战在于无法清除肝细胞内cccDNA以及病毒特殊免疫逃逸机制[4]。
cccDNA是一个病毒微型染色体(minichromosome),能让病毒在受到感染的细胞中长期存在,同时其半衰期长,现有疗法均不能有效清除cccDNA,核苷类药物停药或免疫抑制状态下病毒反弹提示cccDNA可持续存在长达数十年,但目前尚没有人类cccDNA消减动力学数据。
另外,HBV在肝细胞内的复制不会被细胞内的先天免疫系统识别,其生成和分泌的大量病毒抗原,阻碍了HBV特异性T细胞和B细胞的功能,无法有效控制感染。
乙肝治疗技术综述
根据世界卫生组织(WHO)估计,全球目前有大约2.57亿存量HBV感染患者。在中国,有大约万的乙肝感染患者,美国大约有万患者,并不算特别大的一个市场,但由于当前乙肝疗法的局限性,乙肝是中国市场被认为非常有前景的一个疾病领域。早年研发的核苷类似物对乙型肝炎病毒DNA抑制效率较高,但需长期服药并有较大产生耐药性风险,停药后复发率高;长效干扰素存在对病毒DNA的抑制效果尚不能令人满意、不良反应多、价格高等问题。目前的抗病毒药物还不能完全清除乙型肝炎病毒,所以近年全球出现不少新的治疗方法。乙肝新治疗根据作用机制不同,可以分为直接抗病毒药物和间接抗病毒药物。直接抗病毒药物即根据HBV的生命周期,靶向病毒某一特定靶点直接干扰病毒的复制,包括进入抑制剂、衣壳蛋白抑制剂、HBsAg抑制剂、SiRNA技术、反义RNA技术、cccDNA抑制剂、基因编辑技术等;间接抗病毒药物即通过激活或增强免疫系统来清除病毒,包括治疗性疫苗、免疫检查点抑制剂、先天免疫激活剂、免疫细胞治疗、诱导程序性细胞凋亡技术等。HBV进入抑制剂肝细胞表面一种叫做肝脏胆汁酸转运体(NTCP,牛磺胆酸钠共转运多肽)的蛋白能够与HBV包膜蛋白的关键受体结合域发生特异性相互作用,正是HBV感染宿主细胞所需的受体,因此,阻断NTCP有希望治疗乙肝。目前布局这一靶点的企业包括MyrPharma、华辉安健、贺普药业等,处于临床研究阶段。
MyrPharma在年欧洲肝病学会年会上报道了NTCP抑制剂bulevirtide一项IIb期研究的积极结果。Bulevirtide(Myrcludex)是治疗慢性乙型和丁型肝炎感染的一线抑制剂,同时获得欧洲药品管理局(EMA)和美国食品和药物管理局(FDA)治疗HDV感染的Orphan药物指定。
上海贺普药业研发的1.1类乙肝治疗新药贺普拉肽获得NMPA临床试验默认许可,通过与HBV肝细胞感染受体钠-胆酸转运蛋白NTCP特异性结合,阻断HBV感染。
华辉安健公司重点开发的具有全新靶点和机制、拥有全球自主知识产权、药学性能优异的乙肝治疗药物全人源单抗HH-已于年1月3日展开在健康受试者的Ia期临床试验。
衣壳蛋白装配抑制剂HBV衣壳蛋白装配抑制剂以病毒的衣壳蛋白装配(Capsidassembly)为靶点,对衣壳蛋白装配的阻断或加快衣壳蛋白降解都会干扰衣壳装配过程,从而影响病毒复制。全球目前在研的HBV衣壳蛋白抑制剂从化合物结构上主要分为两大类:异芳基—二氢嘧啶(heteroaryldihydropyrimidines,HAPs)和磺酰胺类(phenylpropenamides,PPAs),我国上海挚盟医药科技公司在年美国肝病年会上又发布了具有全新骨架的吡唑类化合物CB-HBV-。目前,已有多款衣壳蛋白抑制剂处于临床试验或临床前试验阶段,包括东阳光、杨森、Assembly、Arbutus、齐鲁制药、挚盟医药、Emory、ENANTA、Novira、新通药业、BaruchS.BlumbergInstitute、科伦药业等。。
东阳光的甲磺酸莫非赛定是国内目前唯一临床在研的衣壳蛋白抑制剂,具有不错的抗HBV效果,已经开展二期临床试验,有望成为first-in-class品种。
Assembly公司在研的ABI-H是一款新型核心蛋白变构调节剂(CpAM),能选择性的靶向病毒核心蛋白,该HBV蛋白涉及HBV生命周期中多个步骤包括cccDNA的形成,该药目前处于II期临床试验。
HBsAg抑制剂病毒抗原分泌到血液中抑制了人体免疫系统对HBV病毒的免疫,在对HBV的“免疫耐受”及慢乙肝的发生发展过程中扮演了重要角色,因此表面抗原成为目前诸多抗乙肝药物的靶标。目前布局的企业有Replicor和GCPharma等。
Replicor公司的Rep和Rep能够快速消除血液中的肝炎表面抗原,降低乙型肝炎病毒载量,增加抗-HBs抗体效价。
RNAi技术RNAi(RNAinterference,RNA干扰)属于抑制HBV基因表达的一种方法。RNA干扰是通过小干扰RNA(smallinterferingRNA,siRNA)造成目的mRNA特异性降解,从而使基因转录后沉默。由于RNAi可以作为一种简单、有效的代替基因剔除的遗传工具,正在功能基因组学领域掀起一场真正的革命,并将加快这个领域的研究步伐。
RNAi治疗是使siRNA进入细胞内,干扰特定疾病基因RNA的功能,使蛋白质的翻译停止而起到疾病治疗的作用,靶向HBVmRNA是治愈性乙肝疗法的可能途径,HBVRNAi疗法已经在临床试验中表现出可喜的疗效,其可以限制HBsAg的表达,并帮助HBV特异性免疫力的恢复。目前布局的企业包括ArrowheadPharma、ArbutusBiopharma、Roche、AlnylamPharma、VirBiotech、Dicerna、Benitec、ArcturusTherapeutics等。
反义RNA技术反义核苷酸疗法(Antisenseoligonucleotides,ASOs)与RNAi疗法类似,对HBV具有很高的特异性,显著降低血清中的乙肝表面抗原(HBsAg)水平,并可能导致乙肝病毒cccDNA水平出现显著下降。
IonisPharmaceuticals已经将其产品推向临床II期。其反义寡核苷酸药物IONIS-HBVRx和IONIS-HBV-LRx治疗慢性乙肝(CHB)的II期临床试验结果令人欣喜,同时葛兰素史克(GSK)公司将获得这两款乙肝疗法的研发和推广权益。
基因编辑技术cccDNA是乙肝病毒生命周期中最为重要的一环,是病毒复制扩增的模板,目前ZFN、TALEN及CRISPR-Cas9等基因编辑系统是解决这一问题的希望,利用基因编辑系统清除乙肝病毒cccDNA及基因组插入DNA已在一些细胞模型及实验动物模型上得到了概念验证,其挑战主要为解决肝细胞递送、脱靶效应、cccDNA含量测量、回避或克服免疫系统对基因编辑的影响等。目前布局基因编辑乙肝疗法的公司包括IntelliaTherapeutics、ExcisionBiotherapeutics、PrecisionBiopharma等。
治疗性疫苗治疗性疫苗是指在已感染病原微生物或已患有某些疾病的机体中,通过诱导特异性的免疫应答,达到治疗或防止疾病恶化的天然、人工合成或用基因重组技术表达的产品或制品属于特异性免主动疫疗法。治疗性乙肝疫苗是针对慢性乙型肝炎患者或HBV携带者,通过不同途径呈递乙肝抗原,打破机体的免疫耐受,有效诱导免疫应答,达到清除乙肝病毒目的。治疗性乙肝疫苗主要分为基因工程蛋白疫苗、DNA疫苗、DC疫苗等[5]。
目前布局治疗性疫苗的企业相对较多,包括CenterforGeneticEngineeringandBiotechnology、AiCurispharmaceutical、InovioPharmaceuticals、IchorMedical、Transgene、Altimmune、TomegavaxInc、GeoVax、Vical、VBIVaccines、AkshayaBioInc、CaroGenCrop等。
先天免疫激活剂在慢性乙肝患者中激活先天免疫力可以通过利用细胞因子(TNF,IFNα,IFNγ和IL-1β)效应、Toll样受体(TLR)激动剂、RIG-I激动剂、NOD2激动剂来实现。IFNα已经用于乙肝治疗多年,目发现不良反应较多,TLR7、TLR8激动剂和RIG-I激动剂成为新的研究领域。TLR7激动剂GS-能够在浆细胞样树突状细胞(plasmacytoiddendriticcells)中激活IFNα的生成。TLR8激动剂能够强力激活肝内单核细胞和树突状细胞生成和分泌IL-12和IL-18,而IL-12和IL-18会激发IFNα的生成,而且IL-12可以部分恢复耗竭HBV特异性T细胞的活性[4][6]。
目前布局的企业包括Roche、SpringBankPharmaceuticals、GileadSciences、JanssenPharma、正大天晴、恒瑞医药等。
免疫细胞和PD-1/PD-L1治疗新加坡LionTCR公司与德国汉堡大学医学中心(UniversityMedicalCenterHambourg)合作,开发出用T细胞免疫疗法控制慢性乙型肝炎(CHB)感染的技术,该研究团队用分子生物学技术来修饰患者的T细胞,使用mRNA转导来设计出瞬时对HBV特异性的TCR重定向T细胞(TransientHBVspecificTCR-redirectedTcells)作为抗CHB的新治疗策略。将其注入患者体内时,TCR重定向的T淋巴细胞就能在肝细胞中发现和识别乙型肝炎病毒,并对其进行抑制或清除。
Immunocore公司以全新设计的免疫动员T细胞受体为基础的药物(ImmTAVs)用于乙肝的治疗,目前在治疗乙肝研究领域处于临床前研究。
年1月,歌礼生物与康宁杰瑞将PD-L1抗体KN定位于慢性乙型肝炎的治愈领域,若未来这类药物治愈乙肝的目标可以实现,那么市场空间将会非常可观。
诱导程序性细胞凋亡针对宿主作用途径的化合物能够诱导程序性细胞凋亡,促进已感染HBV病毒的宿主细胞死亡。布局企业包括HepionPharmaceuticals、亚盛医药、ArbutusBiopharma等。APG-是中国首个且全球领先进入临床试验的用于治疗乙肝的IAP抑制剂。APG-是亚盛医药自主设计开发的、具有全球知识产权的新一代凋亡蛋白抑制因子(IAP)高效特异性抑制剂,可有效抑制肝细胞中的IAPs表达,促进病毒特异性T细胞介导的HBVDNA和HBV表面抗原的消除,从而治愈慢性HBV感染。IAP抑制剂用于治疗乙肝病毒感染的优势在于,依靠特异性T细胞的识别能力,能优先杀死感染细胞而不影响健康细胞。核糖核酸酶H是乙肝病毒复制过程中一种重要的酶,是乙肝病毒多聚酶基因编码的4个功能域之一,该蛋白具有降解DNA-RNA杂交体中RNA的活性,在HBV逆转录过程中发挥重要作用。Arbutus公司目前拥有一款处在临床前研究阶段针对核糖核酸酶H的在研乙肝新药ARB-。核苷类似物前药核苷类似物代表药物有拉米夫定、阿德福韦酯、恩替卡韦、替比夫定、Levovir(Clevudine)、Besivo(besifovir)、富马酸替诺福韦二吡呋酯(TDF)、替诺福韦艾拉酚胺(TAF)。但这类药物均只能通过抑制病毒复制来延缓病情,治愈率有限,部分患者在现有药物治疗过程中不少出现耐药,甚至包括替诺福韦耐药(韩国年已有公开的耐药病例报道),目前国内外均有不少厂家对此类药物进行更新换代,其中主要以开发替诺福韦(TFV)的前药为主。目前新通药业、HepionPharmaceuticals等公司通过前药理论和肝靶向理论,改善耐药和PK/PD性质,开拓了核苷类似物治疗新的疆土。展望
未来实现HBV治愈的治疗方案可能是多种药物组成的联合方案,在设计组合疗法时了解不同疗法潜在毒副作用及相互作用或许为乙肝治疗不错的选择。上述这些企业为乙肝治疗的临床应用指明了方向,虽然在各种挑战中砥砺前行,但是结果依旧是光明的,衷心希望他们早日成功治愈乙肝,为人类造福。
引用文献
[1]药明康德.速递有望“功能性治愈”乙肝?GSK囊获乙肝创新疗法.药明康德..[2]rain_轩,认识慢性乙肝持续感染的元凶:cccDNA.丁香园..[3]MichaelNassal.HBVcccDNA:viralpersistencereservoirandkeyobstacleforacureofchronichepatitisB.Gut,64:–.[4]FanningGC,ZoulimF,HouJ,BertolettiA.TherapeuticstrategiesforhepatitisBvirusinfection:towardsacure.NatRevDrugDiscov.Aug27.doi:10./s--7-0.[Epubaheadofprint].[5]略晓薛.全球慢性乙型肝炎在研新药研发进展盘点.肝脏时间..[6]药明康德.Nature深度综述:向治愈进发——乙肝病毒感染治疗策略.药明康德..
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