国际肝病 发表时间:2025/5/9 21:47:36
编者按
慢性HBV感染的根本难点在于病毒cccDNA的长期存在。cccDNA作为病毒在细胞核内的稳定共价闭环结构,是病毒复制的模板,也是阻碍彻底清除HBV的核心原因。近年来研究发现,HBV感染细胞在分裂时可能会导致cccDNA数量下降,但其分子机制始终未明。
夏宇尘团队提出一个大胆假设:在有丝分裂过程中,核膜破裂使得cccDNA暴露于胞浆,从而被胞浆中的核酸酶降解。这一假设若得以验证,不仅可加深我们对cccDNA命运的理解,还可能开启通过诱导“受控分裂+特异降解”的HBV治愈策略。
研究团队在体外构建了HBV感染模型和HBVcircle(cccDNA模拟体)系统,通过细胞传代诱导分裂,并使用分子检测手段动态监测cccDNA水平。结果发现,无论是天然cccDNA还是HBVcircle,在细胞分裂后均显著下降,而当细胞周期被药物阻断后,这一丢失现象明显逆转,提示其与有丝分裂过程密切相关。
接下来,研究者将HBVcircle暴露于细胞核提取物与胞浆提取物中,仅后者可导致其降解,进一步验证了胞浆中存在特异性cccDNA降解活性。
为了深入解析这一降解过程,团队对胞浆降解活性进行了酶学特性分析。实验表明,该活性依赖金属离子,受蛋白酶K、热处理、EDTA/EGTA及核酸酶抑制剂影响,表明其属于金属离子依赖的蛋白质类核酸酶。
通过液相色谱-质谱联用技术(LC-MS),研究者初步鉴定出9种候选核酸酶,随后结合siRNA筛选,精准锁定其中一种胞浆DNA核酸酶(Cytoplasmic DNA Nuclease, CDN)为关键酶。CRISPR-Cas9敲除该基因后,HBV感染细胞在分裂过程中cccDNA的丢失现象得到显著“拯救”。
更具说服力的是,纯化的CDN蛋白在体外可剂量依赖性降解HBVcircle;将其与核定位信号(NLS)融合后过表达于感染细胞中,也可显著降低cccDNA水平,证明其具备直接靶向清除cccDNA的功能。
该研究不仅首次明确了HBV感染细胞中cccDNA在分裂期丢失的具体分子机制,也为未来HBV功能性治愈提供了全新干预靶点。通过诱导CDN进入细胞核,或激活其表达并配合细胞周期调控,有望在不引起严重副作用的前提下实现选择性cccDNA清除。
夏宇尘教授
“我们团队长期以来围绕cccDNA的降解和调控开展工作,相关成果在Science、Gastroenterology、Journal of Hepatology、Hepatology、PNAS等期刊发表。我们最新的研究提示,通过利用细胞自身机制进行cccDNA的‘内源性降解’,或将成为治愈性药物研发肝的新方向。”
HBV相关HCC是我国最常见的原发性肝癌类型,病情复杂、预后不良、治疗手段有限。夏宇尘教授团队此次提出的创新策略,融合了三大前沿技术:溶瘤病毒疗法、HBV治疗性疫苗和免疫因子调控。
研究人员以基因改造的重组水疱性口炎病毒(rVSV)为载体,分别插入了HBsAg抗原基因和超级激动型白细胞介素15(IL-15)融合蛋白基因,成功构建出多功能病毒载体——rVSVM51R-S-mIL15-Ra。该病毒一方面在靶向并裂解肿瘤细胞的同时,释放HBsAg诱导HBV特异性免疫应答;另一方面,IL-15/IL-15Rα融合蛋白的表达进一步激活和扩增T细胞、NK细胞等抗肿瘤效应细胞,增强免疫杀伤力。
该研究通过小鼠异种移植模型和原位HCC模型系统验证了病毒的抗肿瘤效果。数据显示,rVSVM51R-S-mIL15-Ra在促进肿瘤细胞裂解的基础上,显著增强了免疫细胞的浸润和功能活化,抗肿瘤效果优于仅表达IL-15或HBsAg的单一病毒。
单细胞RNA测序进一步揭示了其机制:rVSVM51R-S-mIL15-Ra处理后的肿瘤组织中,抗原递呈型巨噬细胞、Th1型CD4+ T细胞、记忆性CD4+ T细胞和效应性CD8+ T细胞均显著增加,提示肿瘤微环境由“冷”向“热”转化。
通过免疫细胞耗竭实验,研究人员明确了巨噬细胞、CD4+ T细胞和CD8+ T细胞在病毒介导的抗肿瘤作用中的关键地位,为进一步优化组合治疗提供了理论基础。
为评估该病毒的临床转化潜力,研究团队还构建了表达人源IL-15/IL15Rα融合蛋白的病毒rVSVM51R-S-hIL15-Ra,并在带有人源免疫系统的小鼠模型中进行验证。结果显示,病毒在该模型中依然保持了良好的抗肿瘤活性,说明其具有良好的跨物种适应性和临床开发前景。
这项研究首次将溶瘤病毒、HBV治疗性疫苗和IL-15免疫增强策略有机整合,提供了一种治疗HBV相关HCC的全新模式。既靶向病毒,又激活免疫,同时改变肿瘤微环境,真正实现“多点打击、协同杀瘤”。
夏宇尘教授
“该策略目前正准备推向临床研究,未来可进一步与抗PD-1/PD-L1等免疫检查点抑制剂联合使用,亦可能扩展至其他病毒相关或免疫抑制型肿瘤,为癌症治疗带来更多可能。”
HBV只感染人类和黑猩猩,这一高度物种特异性严重制约了HBV相关基础机制和新药研发的进展。目前常用的动物模型(如人源化小鼠或猕猴)成本高、操作复杂、伦理限制大,尚难广泛推广。因此,寻找新的、更易获得的HBV感受宿主成为领域内亟需攻克的难题。
夏宇尘团队创新性地建立了一套跨物种的体外感染评估体系,对包括猴、猪、猫、山羊、牛、狗、兔、豚鼠和仓鼠在内的多种哺乳动物的原代肝细胞进行了HBV感受性分析。
结果显示,这些细胞均具备将人工合成的松弛环状DNA(rcDNA)修复为共价闭合环状DNA(cccDNA)的能力,提示其可作为研究HBV早期生命周期的工具。其中,猴、猪和猫的肝细胞在外源表达人源HBV受体NTCP(human NTCP)后,能够支持HBV的复制,且该过程可被HBV入侵抑制剂Myrcludex B有效阻断。
更令人惊喜的是,未经改造的猫原代肝细胞在体外可直接感染HBV,表现出典型的病毒复制特征,包括时间依赖性分泌HBsAg和HBeAg、cccDNA形成以及HBV RNA转录活跃。这表明,猫肝细胞具备天然支持HBV生命周期多个关键环节的能力。
研究团队还在感染的猫肝细胞中测试了三种代表性抗病毒药物:Myrcludex B(病毒入侵抑制剂)、恩替卡韦(核苷类似物)和Poly IC(免疫激活剂),结果均观察到显著抑制效果。这不仅验证了猫肝细胞对HBV复制的敏感性,也说明其可用于未来抗HBV药物的体外评价体系,具备转化潜力。
本研究首次系统评估了多种哺乳动物对HBV的感受性,尤其发现猫作为潜在新型HBV模型动物的独特价值。在模型构建、病毒复制研究及药物筛选方面,猫原代肝细胞均显示出良好的适用性。结合猫的生物学特征(如易饲养、伦理接受度高、免疫系统与人类相似度较高等),未来有望发展为可操作性强、成本可控的HBV感染研究新平台。
夏宇尘教授
“建立理想的HBV感染模型是攻克慢性乙肝与HBV相关肝癌的关键瓶颈。猫模型的探索或将开启HBV研究新的篇章,为疫苗优化、新药开发乃至治愈策略提供强力支撑。”
夏宇尘 教授
武汉大学泰康医学院(基础医学院)
(来源:《国际肝病》编辑部)
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