丙肝发病机理及治疗进展VIP

日本神户大学医学研究院微生物学教授，神户大学医学院国际医学研究和治疗中心主任。研究领域：微生物学学术兼职：在日本病毒学会、日本肝病学会、日本细菌学会、日本免疫学会、日本癌症协会等多个团体任职。Hak HOTTA教授丙肝发病机理及治疗进展Hak Hotta, MD, PhDProfessor, Division of MicrobiologyKobe University Graduate School of Medicine丙肝病毒基因结构：单股， 正链RNA （9.6kb ）病毒结构：球形，有包膜， 5565 nm黄病毒科，丙型肝炎病毒属E2E1C (core)RNAEnvelope(lipid bilayer)C E1 E2 NS2NS4ANS4B NS5A NS5Bp7serine proteasesignal peptidasesignal peptide peptidaseNS3ProteinHVRzinc proteaseC E15 E2/NS1 NS2 NS3 NS4 NS53GenomeE2E1C genome RNAVirionp7 ： ion channelNS2 ： zinc proteaseNS3 ： serine proteaseRNA helicaseNS4A： cofactor for NS3NS5A： phosphoproteinNS5B： RNA polymeraseHCV基因组, 蛋白质及病毒结构structural proteins non-structural (NS) proteins丙肝病毒吸附及进入细胞模拟图CD81SR-B1CLDN1LDLRLDLR : LDL receptorSR-B1 : Scavenger receptor class B1CD81 :CLDN1 : Claudin 1( phagocytosis )( envelope fusion )( viral adsorption )( low pH )Moradpour et al. Nat Rev Microbiol 5:453-463, 2007丙肝病毒生活周期图( protein synthesis )( genome replication )( virion maturation )( virion release )( viral entry )Moradpour et al. Nat Rev Microbiol 5:453-463, 2007这些“病毒学”的资料来自以下文献：1) Wakita et al. Nat Med 11:791-796, 2005.2) Lindenbach et al. Science 309:623-626, 2005.3) Zhong et al. Proc Natl Acad Sci USA 102:9294-9299, 2005. 通过体外模拟，我们发现丙肝感染引起细胞凋亡是由BAX 激发的，线粒体介导的，并依赖半胱天冬酶的通路实现的。(Deng et al. J Virol, in press)Active caspase-3 HCV antigensMock HCVActivateBaxMock HCVMitoSox丙肝病毒进化树1234561a1b1c2b2a6 genotypes60 subtypesSubtype Prevalent area1a USA, Europe1b East AsiaWorldwide1c Indonesia2a Worldwide2b Worldwide2c 2f3a Thailand, UK, Brazil3b Thailand3c 3f Nepal3g Indonesia4a 4h Egypt, Middle East 5a South Africa6a 6k Thailand, Viet NamJapan: 1b (70%), 2a (20%), 2b (10%) Doi et al. J Clin Microbiol 34:569-574, 1996HCV-1cType 6HCV-1b丙肝病毒亚型亚洲分布图Hotta et al. SEA J. Trop. Med. Public Health 28(Suppl 3): 23-31, 1997Type 3HCV感染人数：全球：1.7 亿日本：150 万Prevalence of anti-HCVAb at different age携带率（日本）：携带率 1.0%携带率随年龄增高而增高(过去传染率高 )MaleFemaleTotal携带率（中国）：3.0% 4.1% (Wkly Epidemiol Rec 72:341-348, 1997； 74:421-428, 1999)9.6% (Zhang et al. Emerg Infect Dis 11:17-21, 2005)Japan丙肝流行病学Chronic hepatitisCirrhosisHCCAHACYearly 30 y20 yCure60-80%Clinical course of HCV infection丙肝临床表现非持续性丙肝：（CD4 反应好）急性肝炎持续性丙肝：（CD4 反应差）无症状携带者慢性肝炎非活动性活动性肝硬化肝癌丙肝与肝癌丙肝和肝癌日本每年超过2.7 万人因肝癌死亡（ 80来自丙肝）中国每年约超过80万丙肝和肝硬化日本每年有1.2 万因肝硬化死亡（70来自丙肝）中国每年约有36 万丙肝诱导宿主基因变异及肿瘤Oxidative stress iNOSDNA repair by DNA polymerase and mutation-prone(10-times higher)mutations of anti-oncogenes and proto-oncogenesTumor developmentchromosomal DNA break （dsDNA break）( Superoxide, NO, etc )activation-induced cytidine deaminase (AID)activationmutation-proneMachida et al. PNAS 101:4262-4267, 2004Machida et al. J Virol 79:8079-8089, 2005HCV infection1 转基因小鼠肝癌发生机理2 体外培养细胞恶变及过度生长机理3 分子机理胞嘧啶脱氨酶激酶激活Ras信号通路激活MAP激酶通路激活NF-kB激活细胞转录失调（激活和受抑）细胞周期紊乱(p21Waf1 ）脂质代谢紊乱(APO II ）丙肝病毒核心蛋白致癌机理（肝癌形成的分子机理）Cellular changesImmune escapeImmune disturbanceIFN escape宿主与丙肝病毒相互作用Immune systemHCVAutoimmune diseases Hepatocellular carcinoma B lymphoma Fatty liver Insulin resistance CPE (cell death)IFN systemChronic infection丙肝与干扰素内源性表达干扰素：非特异性免疫外源性给予干扰素：治疗丙肝病毒能逃避干扰素的作用吗？怎样逃避?TLR-3IFN-IRF-3 (inactive)IRF-3 (active)IRF-7IFN-TLR3 和 RIG-I是 dsRNA 的受体，可以监测病毒复制情况，激发IFN- 产生IFN-inductionIFN- inductionRIG-IMAVS/IPS-1(mitochondria)TBK1/IKK( NF-B)TRIFdsRNAdsRNAcf. Yoneyama et al. Nat Immunol 5:730-737, 2004TLR-3IFN-IRF-3 (inactive)IRF-3 (active)IRF-7IFN-HCV NS3/4A 可以剪切 MAVS以抑制 RIG-I受体诱导的 IFN合成，但是 TLR3诱导 IFN 产生通路不受影响IFN-inductionIFN-inductionRIG-IMAVS/IPS-1(mitochondria)TBK1/IKK( NF-B)TRIFNS3/4A00.51.01.5ContNS3NS3/4A(H05-5)NS3/4A(H17-2)IFNpromoter activity*Goodbourn et al., 2000IFN-/JAK1TYK2STAT1STAT2IRF9ISGF3ISREIFN受体介导信号转导通路IFNARModified from Vilcek & Sen, Fields Virology 1996PKR2,5OASeIF2RNaseLIFNJAK/STATMxAIFN介导产生抗病毒蛋白通路Inhibition of protein synthesisHCV感染抑制：1） RIG-I介导 IFN产生 (NS3/4A)2) JAK/STAT 信号通路 (Core； NS3/4A) 3) dsRNA激活蛋白激酶 (PKR) (NS5A)4) 2,5-二磷酸腺苷合成酶 (NS5A)HCV逃避IFNC E1 E2p7NS2NS4ANS4B NS5A NS5BNS3目前推荐治疗方案1) HCV-1b； 高病毒载量: PEG-IFN/RBV (48 周 )2) HCV-1b； 低病毒载量: PEG-IFN or IFN 单用 , orPEG-IFN/RBV (24 周 )3) HCV-2a, 2b； 高病毒载量: PEG-IFN/RBV (24 周 )4) HCV-2a, 2b；低病毒载量 : PEG-IFN or IFN monotherapy, PEG-IFN :聚乙二醇干扰素RBV : 病毒唑 (antiviral drug)IFN治疗中丙肝病毒清除动力学Feld & Hoofnagle, Nature 436:967-972, 2005IFNFeld & Hoofnagle, Nature 436:967-972, 2005丙肝病毒对IFN / RBV 联合治疗的反应SustainedVirologicalResponse影响IFN 疗效的因素1. Stage : acute chronic cirrhosis2. Age : young elderly3. Gender (?)4. Race : non-black black5. Other genetic factors : HLA, SNPs, etc6. Cell-mediated immunity1. Viral load : low high2. Viral genotype/subtype :HCV-2a 2b 1b3. Viral mutationsNS5A sequence (ISDR, IRRDR)Core (aa positions 71 and 90)E2 sequence (PePHD)宿主因素病毒因素Clinical response RatioEarly Virological Response (EVR12W)End of Treatment Response (ETR)Sustained Virological Response (SVR)Null-Response Relapse54% (27/50)72% (36/50)46% (23/50)22% (11/50)32% (16/50)PEG-IFN/RBV联合治疗的临床应答Non-SVR54% (27/50)( Viral clearance at week 12 of therapy )( Viral clearance at the end of 48-week therapy )( Viral clearance at the end of 24-week follow-up )El-Shamy et al. Hepatology 48:38-47, 2008(IFN/RBV Resistance Determining Region)IRRDRV3Pre-V32, 5-OAS-BDPKR-BDISDRE1 E2 P7 NS2 NS3 NS4A NS4B NS5A NS5B5 UTR3 UTR 1973 2120 2209 2248 2274 2334 2356 2379 2419HCV核心蛋白及NS5A 与 IFN治疗应答的关系R70/ L91: IFN sensitiveQ70/ M91: IFN resistantCoreEl-Shamy et al. Hepatology 48:38-47, 2008Cons. VLTESTVSSALAELATKTFGSSGSSAVDSGTATAPPDQASDDGDKG 9 .E.A.GLP.A. 10 .A.P.A.G.TA.T.A. 12 I.A.EPPG.T. 15 .S.E.S.P.G.A. 18 I.AT.S.SK.T. 21 .E.A.G.P. 24 I.N.A.HT.P.T. 28 .P.T. 32 I.D.N.T.E.P.T. 35 .G.A. 37 .E.T.G.L.N.E 38 .G.P.T. 43 .T.E.P.A. 44 I.A.H.HS.T.A. 61 .E.YLL.GT. 65 .G.TV.EPP.A.RP.A. 69 .L.A.M.N.AR 72 I.R.A.GRP.TE 73 .L.D.S.P.N.A. 88 I.A.A.S.NLP.A. 90 .N.P.T.V.N.N.92 .RE 98 .P.GE.TR 3 I.NL.A. 8 .T.S.G.S.E 11 .S.G.V.G. 13 I.P.A. 16 .S.G.RE 17 .E.A. 27 .N.L.E.A. 42 .E.PP.A. 59 .E.P.GA. 91 .I.N.A. 93 I.S.LN.A. 14 .V.D.E.A.M.R. 19 .S.E.S.P.A. 20 I.GP.T. 22 .P.