乙型肝炎治疗性疫苗研究进展

2015-06-07 05:50杨富强饶桂荣
传染病信息 2015年2期
关键词:抗病毒乙型肝炎抗原

杨富强,饶桂荣

·导向与述评·

乙型肝炎治疗性疫苗研究进展

杨富强,饶桂荣

当前国内外已经研发了一系列慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B,CHB)治疗性疫苗,主要有蛋白类疫苗、T细胞表位肽疫苗、DNA疫苗和细胞类(树突状细胞等)疫苗等。本文对国内外相关乙型肝炎治疗性疫苗的研究进展进行综述,对存在问题进行讨论分析,并提出解决方案,以期为治疗CHB的临床研究提供参考。

疫苗;乙型肝炎,慢性;免疫系统过程

慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B,CHB)是由HBV引发的一种世界性分布的传染性疾病,未经合理有效治疗,容易导致肝硬化、肝癌甚至肝衰竭。据统计,全球有超过20亿人感染HBV,其中超过2亿人是慢性感染,每年约有60万~100万人死于CHB相关并发症。CHB也是严重危害我国人民身体健康的重大传染病,其防治工作的研究受到高度重视[1-3]。

目前临床上已有抗病毒药物在抑制病毒复制以及减轻肝脏炎症方面发挥了重要作用,但它们并不能彻底清除病毒,尤其对肝细胞核内产生新病毒的根源,即病毒复制的原始模板——共价闭合环状DNA(covalently closed circular DNA,cccDNA)不能清除[4-5]。因此,大多数患者需要长期治疗,但这往往会出现耐药性、病毒变异和反跳、病情反复等情况,导致久治不愈。

免疫治疗有望成为CHB治疗重要手段,但目前尚缺乏疗效确切的乙型肝炎特异性免疫疗法。治疗性疫苗是近年来发展起来的免疫治疗新概念,旨在提高机体特异性免疫应答,在抗病毒感染方面具有广阔应用前景。乙型肝炎治疗性疫苗更是一种基于特异性主动免疫的调节制剂,主要是通过寻找并设计HBV特有抗原,有效刺激HBV携带者或CHB患者免疫系统,打破免疫耐受,通过肝细胞杀伤或非杀伤途径,特异性地抑制和清除病毒,达到治疗目的,它为CHB的治疗策略及其药物开发提供了新的思路[6]。本文针对近年来乙型肝炎抗病毒治疗现状和治疗性疫苗研究领域的进展进行综述。

1 CHB抗病毒治疗现状

综合近年来CHB治疗的基础和临床研究进展,2014年12月广州召开的“亚太肝病学会慢性乙型肝炎治疗”专题研讨会上与会学者达成共识——有效抑制HBV感染所导致的肝硬化、肝癌及肝衰竭的发生是目前抗病毒治疗的战略目标,因此形成2个治疗终点:①满意终点,即HBVDNA降低,HBeAg血清学转换;②理想终点,即HBV cccDNA临床消除,HBsAg血清学转换。

据临床研究报道,在已有核苷(酸)类似物[nucleos(t)ide analogues,NUCs]抗病毒药物的基础上联用、加用或改用免疫调节药物[如干扰素(interferon,IFN)],可获得有意义的结果。如Ning等[7]对服用恩替卡韦(ETV)9~36个月且血清HBV DNA≤1000 copies/ml的患者改用聚乙二醇IFN(pegylated IFN,Peg-IFN)α-2a持续治疗48周,该组相对于继续服用ETV组有更高的HBeAg血清学转换率(14.9%vs.6.1%,P=0.047),且有8.5%的HBsAg转阴率,部分患者达到免疫控制的临床标准。Xie等[8]评估了Peg-IFNα联合ETV的疗效,HBeAg水平显著降低且血清学转换率达31%。荷兰Brouwer等[9]开展的一项全球多中心随机对照试验研究ETV治疗24周后加用Peg-IFNα持续治疗48周的疗效,HBeAg血清学转换率(69%vs.25%,P=0.049)及HBV DNA<2000 IU/ml的比例(79% vs.25%,P=0.014)均显著高于ETV单药治疗组。因此,治疗CHB的一线口服NUCs联合IFN等免疫调节药物,很可能成为未来临床上的优选方案。

2 乙型肝炎治疗性疫苗国内外研究概况

乙型肝炎患者自身抗HBV特异性细胞免疫状态是决定HBV感染自然史和转归的重要因素之一,探寻有效的特异性免疫调节治疗手段,以提高现有抗病毒药物疗效,成为今后抗病毒治疗策略调整的重要方向。由于乙型肝炎治疗性疫苗具有NUCs和IFN所不具备的优势,能更有效诱导机体特异性细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)活性,备受学者们的关注。现阶段乙型肝炎治疗性疫苗主要有蛋白类疫苗、T细胞表位肽疫苗、DNA疫苗和细胞类疫苗等几大类别(表1)。

2.1 蛋白类疫苗蛋白类疫苗包括重组HBsAg疫苗(包含HBV包膜S蛋白的不同组分preS1、preS2和S)、HBcAg与HBsAg联用疫苗、HBsAg及其特异性抗体组成复合物等。

将现有预防用的重组HBsAg疫苗加大剂量用于治疗CHB,能引发特异但短暂的抗病毒免疫反应。例如,康泰生物制品股份有限公司研发的大剂量乙型肝炎疫苗,在铝佐剂含量不变的情况下把HBsAg浓度增加为60μg/ml。该疫苗已上市(国药准字S20100002),但只批准用于预防乙型肝炎。我国最新CHB防治指南明确指出,对免疫功能低下或无应答者,应增加疫苗的接种剂量[10]。因此,该疫苗有一定的市场应用价值。比利时的Glaxo-SmithKline公司将100μg重组HBsAg与AS02B佐剂联用进行肌内注射,195例HBeAg阳性乙型肝炎患者随机按1∶1比例接受12次免疫┼拉米夫定(LAM)治疗(治疗组)或单用LAM治疗(对照组),在第52周后诱发HBsAg特异性细胞增殖和HBsAb产生,但与对照组相比,治疗组HBeAg转阴率无明显提高(16.1%vs.18.8%,P=0.682)[11]。

表1 乙型肝炎治疗性疫苗Table 1 Therapeutic vaccines against hepatitis B

重组酵母表达的HBsAg与其相应的高滴度人特异性HBIG的Fab段结合组成免疫复合物,可增加抗原免疫原性。如Wen等[12]研发的抗原抗体复合物疫苗——乙克(YIC),通过改变对HBsAg的提呈方式以诱导产生有效的免疫应答,消除免疫耐受性。早期研究证明,YIC能引起HBeAg阳性CHB患者HBeAg血清学转换并伴随HBsAb产生和病毒载量降低[13]。从Ⅱb临床试验对242例CHB患者的治疗结果看,YIC治疗组HBeAg血清学转换率为21.8%(17/78),对照组为9.0%(7/78),但治疗24周后仍能检测到中等水平血清HBVDNA和HBsAg[14]。因此,该复合物型治疗性疫苗能否有效降低并清除肝细胞内cccDNA,能否达到彻底清除肝细胞内病毒的目的,尚待证实。Ⅲ期临床试验显示,该疫苗治疗效果并不显著[15]。目前该疫苗正在改进试验方案。

2.2 T细胞表位肽疫苗T细胞表位是存在于抗原分子上的被T细胞所识别的抗原决定簇,是具有免疫原性的多肽片段。T细胞通过其表面T细胞受体识别这些抗原性片段后,开始免疫应答并活化增殖。美国Epimmune公司首先开发了T细胞表位肽疫苗——Theradigm-HBV,该疫苗由3部分共价连接:HBV CTL表位HBc18-27、TT Th表位(TT830-843)和N端2棕榈酸分子。26名HLA-A2健康受试者和90例CHB患者接受免疫,研究证明,Theradigm-HBV在26名健康受试者中可诱导产生免疫力,但在CHB患者中效果不明显[16]。

在Epimmune公司的疫苗设计原理基础上,Shi等[17]合成类似的HBV多肽疫苗——治疗用(合成肽)乙型肝炎疫苗。该疫苗在HLA-A2+小鼠体内能诱导发生Th1极化,激活CD8+T淋巴细胞并产生HBV特异性CTL毒性反应。但其Ⅱ期临床试验结果显示,试验组(疫苗┼ETV)和对照组(空脂质体┼ETV)相比,除随访第12周病毒学应答率显著高于对照组外,2组其他疗效指标差异均无统计学意义。目前,该疫苗尚未进行新的临床试验研究。

2.3 DNA疫苗HBV DNA疫苗属基因疫苗,是指将编码某种抗原蛋白的重组质粒载体直接导入机体细胞后,通过宿主细胞的转录系统表达蛋白抗原,诱导相应的体液和细胞免疫应答。近年来其在治疗性疫苗研究中成为研究者关注的热点。

国内首个批准用于临床研究的治疗性DNA疫苗——双质粒HBV DNA疫苗,是以编码HBV抗原蛋白preS2┼S的真核表达质粒pS2.S作为疫苗,同时构建编码人IL-2和IFNγ融合蛋白的质粒作为佐剂,并应用了在体电脉冲技术肌内注射给药。Ⅰ期试验结果证明该疫苗的安全性和耐受性良好,30名健康志愿者都未出现不良反应[18]。Ⅱa期试验中将39例CHB患者根据转氨酶水平分为2组:第1组共6例,转氨酶水平比正常水平高1~2倍,只接受DNA疫苗治疗;第2组转氨酶水平高于正常水平2倍以上,共33例,随机按1∶2比例接受LAM┼安慰剂(对照组)或LAM┼DNA疫苗(治疗组)治疗。结果显示:第1组患者产生特异性分泌IFNγ的T淋巴细胞,能够有效诱导抗HBV特异性细胞免疫应答。第2组患者接受LAM┼DNA疫苗后36周,检测到HBV DNA抑制率比对照组高,并在第60周达到显著性差异(90.9%vs.54.5%,P=0.030);且HBV基因耐药双位点变异(rtM204V/I/S┼rtL180M)发生例数较对照组少,差异有统计学意义(4.5%vs. 36.4%,P=0.030);与对照组比较,LAM┼DNA疫苗治疗组显示较低的病毒学突破率(P=0.030)和更高的HBV特异性T淋巴细胞免疫应答率[19]。为进一步证明LAM联合双质粒HBV DNA疫苗治疗组的有效性和安全性,该研究团队扩大病例数至225例进行Ⅱb临床多中心随机双盲试验,公开的报道数据显示:治疗组血清HBV DNA抑制率和HBeAg转换率均优于对照组。2组HBV DNA抑制率在第48周时差异有统计学意义(10.3%vs.3.5%,P=0.044)。亚组分析结果显示,在第72周时,治疗组具有较高的HBeAg转换率(54.5%vs.15.8%,P=0.040),提示双质粒HBV DNA疫苗诱导较强的病毒特异性T淋巴细胞免疫应答。

法国巴斯德研究所Mancini-Bourgine等[20-21]研发的DNA疫苗是pCMV-S2.S疫苗(编码HBV包膜S和M蛋白)。一项小样本临床试验中,10例HBeAg阳性慢性HBV携带者接受治疗,2例检测到T淋巴细胞增殖,2例产生抗preS2抗体且出现HBeAg血清学转换,4例血清HBV DNA水平下降,其中1例完全消失,直至第15个月仍检测不到病毒DNA,表明该DNA疫苗可恢复或激活慢性HBV携带者T淋巴细胞反应。但Ⅰ/Ⅱ期临床研究报道显示,70例CHB患者经该疫苗(ANRSHB02VAC-AND)联合NUCs治疗后,未能达到有效防止病毒学突破的预期目标[22]。韩国Pohang科技大学开发的HB-100DNA疫苗,由5个不同的pGX10为载体的质粒(8mg)组成,包括S(2mg)┼S1/S2/X(1.5mg)┼core(1.5mg)┼Pol(1mg)┼hIL-12N222L(2mg),表达HBV多数抗原蛋白和人类IL-12N222L细胞因子。试验中12例CHB患者先接受LAM治疗8周,然后开始HB-100的免疫,结果显示一半的患者HBV DNA滴度降低,伴随产生HBV特异性分泌IFNγ的T淋巴细胞应答,在治疗结束40周后仍能检测到记忆性CD4+T淋巴细胞[23]。最近该研究小组将HB-100改进为HB-110,并在研究中同时给予患者阿德福韦酯治疗,结果14例患者只有1例出现HBeAg血清学转换,提示HB-110的特异性T淋巴细胞应答较弱[24-25]。

2.4 细胞类疫苗

2.4.1 DC疫苗研究证实,在HBV感染中存在抗原提呈功能的缺陷,特别是DC功能的缺陷会导致感染HBV后成为HBV携带状态。在体外用抗原冲击致敏DC,再回输体内,或将抗原多肽基因导入DC,可有效诱导特异性CTL反应[26]。因此,利用DC的这种免疫功能或与细胞因子诱导的杀伤细胞(cytokine-induced killer cells,CIK细胞)联合IFN进行主动免疫治疗将为治疗CHB提供一种手段。

Akbar等[27]取CHB患者血液制备的HBsAg/ HBcAg-DC细胞,与自体T淋巴细胞共培养,以评估DC特异性免疫调节的能力。该试验证明,负载HBsAg/HBcAg抗原的DC疫苗能诱导CHB患者自体T淋巴细胞增殖和抗原特异性的CTL应答。康海燕等[28]将320例CHB患者随机分为2组,每组各160例,对照组采用自体DC和CIK细胞治疗,试验组采用自体DC和CIK细胞联合IFN治疗。结果显示,2组治疗后HBV DNA和HBeAg水平均明显下降(P<0.01),证明自体DC和CIK细胞可有效清除HBV,显著改善CHB患者的肝功能及细胞免疫功能,且联合IFN疗效更佳。

2.4.2 T细胞疫苗T细胞是指用于治疗肿瘤、病毒性疾病和自身免疫性疾病的CTL。近年来发展的利用基因改造技术表达特异性CAR的T细胞疫苗,因更具靶向性和杀伤活性而引人关注,可能为CHB治疗开创新局面。Qasim等[29]通过基因修饰从患者自体细胞构建了嵌合HBsAg修饰的T细胞,用于治疗HBV感染导致的肝癌,患者体内HBsAg水平显著降低,未发生肝脏炎症或其他毒性,确认了嵌合HBsAg受体修饰的T细胞疗法对肝癌治疗的可行性。

3 乙型肝炎免疫治疗存在的问题

乙型肝炎蛋白类疫苗是外源性抗原,进入机体后,大部分抗原被抗原提呈细胞摄入至细胞浆中,水解为小的抗原肽片段后与主要组织相容性复合体(majorhistocompatibility complex,MHC)-Ⅱ类分子结合,形成稳定的抗原肽MHC-Ⅱ类分子复合物,提呈给CD4+T淋巴细胞,诱导以Th2型为主的体液免疫应答,不能激发较强细胞免疫反应,故不能完全杀灭肝细胞内病毒。蛋白类疫苗还往往须借助佐剂(铝等)或多次注射来加强免疫效果,在给机体带来不良反应的同时,也会造成机体免疫疲惫[30]。

从国内外近年来的试验结果来看,抗原抗体复合物疫苗和多表位肽疫苗临床效果并不显著[14-15],可能因为抗原抗体复合物需要适当比例才能使机体产生高滴度抗体,而多表位肽疫苗须改善短肽的抗原性以满足体内有效的抗原提呈[16]。因此,在免疫显性表位的基础上重新设计或修饰线性短肽,改变它们的分子结构以满足抗原提呈的需要成为关键。

细胞类疫苗可有效打破免疫耐受,恢复细胞免疫应答和清除HBV,但需严格的细胞培养扩增和检测鉴定等过程。为增强DC疫苗效果,可能还须修饰DC或与其他免疫调节药物联合。

DNA疫苗的优点在于内源性抗原的表达、修饰及合成在宿主细胞内进行,并通过MHC-Ⅰ类抗原复合物方式提呈,能更有效诱导机体特异性CTL活性[31-32]。但由于裸DNA细胞转染率低,存在免疫反应起效慢、效果较弱等缺点。我们的研究发现,一个疗程的DNA疫苗给药,只在一定的治疗阶段提高了CHB患者病毒学应答,且其诱导的特异性细胞免疫应答出现时间晚,持续时间短,这与国内外学者研究结果基本一致[20,33]。法国学者曾尝试在末次DNA疫苗给药后的数月,增强免疫接种,但未激发起有效的T淋巴细胞免疫应答而提高抗病毒治疗的远期效果[21]。在一项纳入70例患者的随机开放性对照研究中,该HBVDNA疫苗序贯性联合NUCs治疗CHB未能达到有效防止HBV病毒学突破和反弹的主要治疗终点[22]。那么,当治疗性HBVDNA疫苗诱导的T淋巴细胞免疫应答强度减弱或消失时,是选择一次性增强免疫,还是继续另一个疗程的治疗性疫苗给药?如何选择增强免疫原及其接种的时机?其临床和实验室依据是什么?这些都需要更多的基础及临床试验研究来解释和回答。因此,如何更好地提高CHB患者具有抗病毒治疗效应的HBV特异性细胞免疫应答的强度,并延长其持续时间,是治疗性疫苗研究和开发过程中亟待解决的问题。

4 解决方案和展望

据报道,乙型肝炎患者体内记忆性T淋巴细胞,尤其是中央记忆性T淋巴细胞的形成和维持有利于HBV感染的控制和病毒清除[34],因此先给予NUCs,有效降低病毒载量或体内抗原负荷,在此基础上再免疫接种治疗性DNA疫苗,可能有利于T淋巴细胞免疫抵抗细胞内感染病原体,这对于CHB的临床治疗具有重要的学术价值和广阔的应用前景。

针对HBV治疗性疫苗的问题和技术瓶颈,可采用以下方法:①采用电脉冲技术辅助DNA疫苗增加质粒转染率;②采用细胞因子(如IL-2、IFNγ或IL-12)为佐剂增强免疫效果;③引用有利于中央记忆性T淋巴细胞形成和维持的治疗性疫苗研发策略。治疗性双质粒HBV DNA疫苗一系列研究[18-19]证明采用以上方法可增强治疗性HBV DNA疫苗作用,产生较强的以Th1型为主的特异性细胞免疫应答,也证明抗病毒药物与特异性免疫应答联合应用,可在部分患者中有效降低病毒复制水平并伴有HBeAg转阴及HBeAb产生。治疗性HBV DNA疫苗与记忆性T淋巴细胞形成和维持的关系研究,可能为HBV治疗性疫苗或药物提供研制思路。因此,动态监测CHB患者T淋巴细胞免疫应答,从功能和表型上观测和分析中央记忆性/效应性T淋巴细胞在增强T淋巴细胞免疫功能诱导及维持中的重要作用,及其与治疗性疫苗临床疗效的关系极为重要。检测体内T淋巴细胞免疫功能,优化治疗性HBVDNA疫苗的免疫接种策略,如初免-加强策略、抗病毒药物联合特异性DNA疫苗等,具有重要的临床意义[35-36]。

尽管围绕新靶位的抗病毒治疗研究有了一定进展,但距离临床实际应用仍有很长的路要走。探寻特异性免疫治疗新方法——诱导HBV感染者自身体内强劲而可持续的多表位以及多克隆HBV特异性的T淋巴细胞应答,是当前的研究热点和难点。同时,要提高临床治疗有效率,就必须与抗病毒治疗联合,如何正确选择患者、把握治疗时机以及实现个体化治疗是获得临床研究实质性进展的关键。随着分子病毒学、分子免疫学及分子细胞学领域研究的不断进展,我们期待乙型肝炎治疗性疫苗的研究和应用将为抗病毒治疗达到理想终点起到关键作用。

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(2015-01-13收稿 2015-02-13修回)

(责任编委 李 军 本文编辑 王 姝)

Research progress of therapeutic vaccines against hepatitis B

YANG Fu-qiang*,RAO Gui-rong
Liver Disease Research Center,458 Hospital of PLA,Guangzhou,Guangdong 510600,China
*Corresponding author,E-mail:yangfq23@163.com

A series of therapeutic vaccines against chronic hepatitis B(CHB),including the ones of HBV protein,the specific epitope peptide,DNA plasmids and cells(dendritic cells),have been studied and developed.The authors presenta literature review on the research progress of therapeutic vaccines againsthepatitis B and propose a solution for the obstacleswe are facing during the development of therapeutic vaccines,so as to provide a reference for clinical research formanagementofCHB.

vaccines;hepatitis B,chronic;immune system processes

R186;R512.62

A

1007-8134(2015)02-0065-05

国家“十二五”科技重大专项(2014ZX10002002003);2014年广东省自然科学基金(408192444036)

510600广州,解放军第四五八医院全军肝病中心(杨富强、饶桂荣)(杨富强、饶桂荣为并列第一作者)

杨富强,E-mail:yangfq23@163.com

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