丙型肝炎研究的突破：从发现到治愈

2022-08-14

疫苗免疫疗法

20世纪70年代，临床医生反复记录输血相关性肝炎病例，这些病例经常呈慢性、进行性病程，既不能归因于甲型肝炎病毒(HAV)、乙型肝炎病毒(HBV)，也不能归因于任何其他已知原因。这种现象被称为非甲非乙型肝炎(NANBH)。丙型肝炎病毒(HCV)最终被确定为引起NANBH的病原体大约需要20年的时间。早在1986年，即发现病毒前3年，干扰素-α(IFNα)即作为第一个抗病毒药物，方案持续长达72周。然而，耐受性较低且疗效相当有限；这些首次治疗方案的治愈率低于20%。尽管如此，慢性HCV感染仍然是全球健康负担，也是全球肝硬化、肝细胞癌(HCC)和肝移植的主要原因。然而，已经取得了巨大的进展，HCV感染成为人类首个可治愈的慢性病毒感染。由于有效的卫生措施，特别是首先对献血者和血液制品进行HCV抗体筛查，然后进行HCV RNA筛查，过去是感染的主要途径，医源性传播（如输血）显著减少。随后，抗病毒治疗发生了革命性的变化，导致超过98%的所有HCV感染患者通过全口服治疗根除病毒，通常只持续8-12周，没有或仅有轻微的不良反应。HCV抗病毒治疗是科学家和医生以及制药和诊断行业共同努力和密切合作的结果。基础病毒学家、转化研究人员、临床科学家和流行病学家在这一过程中做出了重要贡献。因此，2020年诺贝尔生理学或医学奖联合授予Harvey J. Alter、Michael Houghton和Charles M. Rice。这三位杰出科学家代表着整个科学界，使HCV故事成为转化研究的杰作。图1：HCV病史的重大突破发现HCV输血后肝炎过去是二十世纪中叶的一个普遍现象。在鉴定出HBV(1965)和HAV(1973)后不久，很明显其中许多肝炎病例既不能归因于这两种病原体，也不能归因于任何其他已知的传染原。最后于1978年确认了传染性病原体的存在。多年来，研究人员提供了越来越多的证据表明，触发NANBH的感染原是一种小的、有包膜的病毒因子，例如，通过证明它诱导肝细胞的特异性变化，不能被80 nm大小的膜滤器阻止，但可以被氯仿灭活。最终，感染原被发现是一种RNA病毒被称为HCV。抗HCV检测试剂的开发随着临床负担越来越明显，在全球范围内开始寻找识别感染者和血液制品的方法。如前所述，间接检测（例如，依靠ALT血清水平或检测HBV核心抗原的抗体[抗HBc]）的疗效有限，因为它们分别无法检测出无临床明显肝炎或HBV合并感染的患者。随着HCV cDNA克隆掌握在他们手中，Chiron的Michael Houghton及其同事迅速开发了一种检测HCV抗体的方法。市售酶联免疫吸附测定法很快可用于广泛的抗HCV筛查。在来自日本的一项具有里程碑意义的研究中，对献血者进行系统筛查，使输血后NANBH的发生率从5%降至2%。随后对所有献血者进行筛查，通过单独检测抗HCV抗体，几乎消除了高收入国家通过血液和血液制品传播病毒的风险。通过引入PCR检测来鉴定HCV RNA以及病毒本身，还能够在尚未产生HCV抗体时检测急性HCV感染的极早期阶段的患者，从而提供了额外的安全性。图2：不同方法对输血后NANBH发生率的影响干扰素抗病毒治疗IFNα单药治疗1986年首次尝试对NANBH进行抗病毒治疗，Hoofnagle及其同事怀疑一种未知的病毒病原体是NANBH的根本原因，因此决定尝试重组IFNα治疗这种疾病。在他们的初步研究中，他们用重组IFNα2b治疗了10例NANBH患者长达12个月。研究者记录到血清转氨酶水平显著降低。基于这些发现，启动了更大规模的随机研究，证实了IFNα在感染HCV的大量患者人群中的作用，并为建立IFNα单药治疗作为一段时间的标准治疗铺平了道路，尽管疗效似乎仅限于低于40%。利巴韦林治疗慢性HCV感染的第二种（非HCV特异性）抗病毒化合物，核苷类似物利巴韦林(RBV)。Di Bisceglie等人报道RBV仅实现了HCV RNA血清水平的小幅下降。然而，与RBV单药治疗相比，其联合IFN导致SVR显著增加。其他大型多中心研究证实了双联治疗的优越疗效，使其成为1998年的新标准治疗。聚乙二醇干扰素长效聚乙二醇化(Peg)IFN的使用代表了HCV治疗的下一个巨大里程碑。这些改良Peg-IFN显示了有利的、延长的药代动力学特征，有两个重要结局。首先，给药方案可以简化为每周一次，有希望提高治疗依从性，这已被证明对治疗成功至关重要。其次，抗病毒疗效更高。十年来（2001-2011年），Peg-IFN–RBV仍然是标准治疗。在此期间，通过开发个体化方法以获得最佳剂量和治疗持续时间，改善了治疗方案的安全性和疗效。确定了各种应答预测因子，如肝硬化、HCV基因型和基线HCV RNA血清水平。然而，最重要的优势可能是引入了应答指导治疗，使HCV治疗成为个性化医疗的早期榜样。虽然临床医生开发了基于IFN的治疗，但世界各地的基础病毒学家集中努力解开HCV复制周期，以确定特异性、直接作用抗病毒药物(DAA)的治疗靶标。图3.HCV生命周期直接作用抗病毒药物HCV生命周期的不断和详细发现为开发新一代抗病毒化合物治疗HCV感染铺平了道路，即所谓的DAA。与IFN和RBV相当非特异性的治疗相反，DAA直接和特异性地干扰HCV复制所需的某些病毒蛋白。开发的第一个DAA属于蛋白酶抑制剂(PI)类别，其阻止了NS3和NS4A之间HCV多聚蛋白被各自的HCV NS3或NS4A蛋白酶剪接。2003年，PI BILN 2061成为首个在HCV感染患者中证实抗病毒疗效的化合物。然而，由于小鼠模型中的心脏毒性导致BILN 2061临床开发终止，因此提出了安全性问题。直到2011年，DAA时代终于可以开始。两种PI波普瑞韦和特拉匹韦已获批用于抗病毒HCV治疗。该批准肯定代表了HCV历史上最重要的里程碑之一。尽管特拉匹韦或波西普韦单药治疗可快速降低HCV复制，但可快速诱导耐药性相关置换(RASs)的发生。因此，需要与Peg-IFN–RBV联合使用。特拉匹韦和波普瑞韦的批准仅限于HCV基因1型感染，但其他基因型的疗效也较低。与既往Peg-IFN–RBV标准治疗方案相比，Peg-IFN–RBV–PI三联治疗使初治患者的SVR率增加约30%。此外，三联治疗组中达到RVR且适合短期治疗的患者比例更高。复发者和既往Peg-IFN–RBV治疗部分应答者的改善更明显。三联治疗使既往复发者和部分应答者的SVR率分别增加2.4-3.7倍和3.6-7.4倍。然而，必须考虑波普瑞韦或特拉匹韦三联治疗的一些重要局限性，包括既往Peg-IFN–RBV无效应答者的疗效较差以及严重不良反应。无IFN治疗首次获得广泛应用是通过核苷酸类似物索非布韦的批准，索非布韦是一种NS5B聚合酶抑制剂，2013年12月在美国获批，2014年1月在欧洲获批。从那时起，HCV治疗成为一个日新月异的领域。索非布韦的关键优势是其特别高的耐药屏障，在大多数患者中无不良反应或仅有轻度不良反应。由于PI西美瑞韦和NS5A抑制剂达卡他韦这两种DAA的获批，基因1型和基因3型感染的治疗选择得到了显著改善。西美瑞韦最初是在大型III期研究中与Peg-IFN–RBV联用开发的。尽管SVR率无重大差异，但与特拉匹韦相比，其在更容易的每日一次给药方案和改善安全性特征方面更优。2014年4月在伦敦举行的欧洲肝脏研究协会(EASL)国际肝脏大会为HCV治疗带来了下一次革命。发表了大量具有里程碑意义的HCV研究，其中5项研究在会议结束时发表在《新英格兰医学杂志》上。其中3篇出版物考虑了含NS5A抑制剂ledipasvir和索非布韦的首个固定剂量DAA复方制剂；其余2篇考虑了所谓的3D治疗方案，包括NS5A抑制剂ombitasvir、利托那韦增强的PI帕利匹韦和非核苷NS5B抑制剂dasabuvir。两个方案均在几个月后获得FDA和EMA的批准。到目前为止，DAA方案的使用仅限于某些基因型。例如，ombitasvir–paritaprevir–利托那韦仅对基因型1和4有效。达沙布韦对基因4型无效，仅获批用于基因1型感染。2017年批准了第二种泛基因型、固定剂量方案，即PI格卡瑞韦和NS5A抑制剂哌仑他韦的复方制剂。与索非布韦-velpatasvir相似，格卡瑞韦-哌仑他韦具有极好的耐受性和相当的治愈率。在感染基因1、2、4、5或6型且无肝硬化的患者中，在II期和III期研究中，格卡瑞韦-哌仑他韦治疗8周达到97-100%的SVR率。图4：HCV治疗的演变结论HCV的历史，从NANBH作为一个疾病实体的临床观察开始，通过发现病毒，然后通过直接抗病毒药物发展治愈，是成功的基础、转化和临床研究的榜样。然而，为了实现全球HCV清除，改善筛查、获得抗病毒治疗和减少新发感染至关重要。这种改进将包括简单、快速和廉价的床旁检测，用于诊断HCV感染，而不需要静脉穿刺，以及结构化的当地和国家筛查项目，特别关注高危人群。将需要降低药物成本或仿制药的可用性，以使低收入和中等收入国家能够广泛获得治疗。而且，需要开发简单的算法，使非专科医生甚至护士能够启动和指导抗病毒治疗。最后，为了预防新的HCV感染，批准急性HCV感染的有效抗病毒治疗、建立暴露前预防策略以及理想情况下开发有效的HCV疫苗将具有特别重要的意义。参考文献：Manns, M.P., Maasoumy, B. Breakthroughs in hepatitis C research: from discovery to cure. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 19, 533–550 (2022). https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1038/s41575-022-00608-8