丙肝发病机理和治疗进展（Hak Hotta，中文）

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, PhD Professor, Division of Microbiology Kobe 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， 55〜65 nm 黄病毒科，丙型肝炎病毒属 E2 E1 C (core) RNA Envelope (lipid bilayer) C E1 E2 NS2 NS4A NS4B NS5A NS5B p7 serine proteasesignal peptidase signal peptide peptidase NS3 Protein HVR zinc protease C E15’ E2/NS1 NS2 NS3 NS4 NS5 3’ Genome E2 E1 C genome RNA Virion p7 ： ion channel NS2 ： zinc protease NS3 ： serine protease RNA helicase NS4A： cofactor for NS3 NS5A： phosphoprotein NS5B： RNA polymerase HCV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-B1 CLDN1LDLR LDLR : LDL receptor SR-B1 : Scavenger receptor class B1 CD81 : 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 antigens Mock HCV A c t i v a t e B a x Mock HCV M i t o S o x 丙肝病毒进化树 1 2 3 4 5 6 1a 1b 1c 2b 2a 6 genotypes >60 subtypes Subtype Prevalent area 1a USA, Europe 1b East Asia〜Worldwide 1c Indonesia 2a Worldwide 2b Worldwide 2c – 2f 3a Thailand, UK, Brazil 3b Thailand 3c – 3f Nepal 3g Indonesia 4a – 4h Egypt, Middle East 5a South Africa 6a – 6k Thailand, Viet Nam Japan: 1b (70%), 2a (20%), 2b (10%) Doi et al. J Clin Microbiol 34:569-574, 1996 HCV-1c Type 6 HCV-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, 1997 Type 3 HCV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) Male Female Total 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 hepatitis Cirrhosis HCC AH AC Yearly ７％ 30 y20 yCure 60-80% 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 iNOS DNA repair by DNA polymerase ζ and ι mutation-prone (10-times higher) mutations of anti-oncogenes and proto-oncogenes Tumor development chromosomal DNA break （dsDNA break） ( Superoxide, NO, etc ) activation-induced cytidine deaminase (AID) activation mutation-prone Machida et al. PNAS 101:4262-4267, 2004 Machida et al. J Virol 79:8079-8089, 2005 HCV infection 1 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 changes Immune escape Immune disturbance IFN escape 宿主与丙肝病毒相互作用 Immune system HCV Autoimmune diseases ・Hepatocellular carcinoma ・B lymphoma ・Fatty liver ・Insulin resistance ・CPE (cell death) IFN system Chronic 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-3 IFN-α IRF-3 (inactive) IRF-3 (active) IRF-7 IFN-β TLR3 和 RIG-I是 dsRNA 的受体，可以监测病毒复制情况， 激发IFN-β产生 IFN-β induction IFN-α induction RIG-I MAVS/IPS-1 (mitochondria) TBK1/IKKε ( NF-κB ) TRIF dsRNA dsRNA cf. Yoneyama et al. Nat Immunol 5:730-737, 2004 TLR-3 IFN-α IRF-3 (inactive) IRF-3 (active) IRF-7 IFN-β HCV NS3/4A 可以剪切 MAVS以抑制 RIG-I受体诱导的 IFNβ合 成，但是 TLR3诱导 IFNβ 产生通路不受影响 IFN-βinduction IFN-αinduction RIG-I MAVS/IPS-1 (mitochondria) TBK1/IKKε ( NF-κB ) TRIF NS3/4A 0 0.5 1.0 1.5 Co nt NS 3 NS 3/4 A( H0 5-5 ) NS 3/4 A( H1 7-2 )I F N β p r o m o t e r a c t i v i t y * * Goodbourn et al., 2000 IFN-α/β JAK1TYK2 STAT1 STAT2 IRF9 ISGF3 ISRE IFN受体介导信号转导通路 IFNAR Modified from Vilcek & Sen, Fields Virology 1996 PKR 2,5OAS eIF2α RNaseL IFN JAK/STAT MxA IFN介导产生抗病毒蛋白通路 Inhibition of protein synthesis HCV感染抑制： 1）RIG-I介导 IFNβ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IFN C E1 E2 p7 NS2 NS4A NS4B NS5A NS5BNS3 目前推荐治疗 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 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, or PEG-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, 2005 IFN Feld & Hoofnagle, Nature 436:967-972, 2005 丙肝病毒对IFN / RBV联合治疗的反应 Sustained Virological Response 影响IFN疗效的因素 1. Stage : acute > chronic > cirrhosis 2. Age : young > elderly 3. Gender (?) 4. Race : non-black > black 5. Other genetic factors : HLA, SNPs, etc 6. Cell-mediated immunity 1. Viral load : low > high 2. Viral genotype/subtype : HCV-2a > 2b > 1b 3. Viral mutations NS5A sequence (ISDR, IRRDR) Core (aa positions 71 and 90) E2 sequence (PePHD) 宿主因素 病毒因素 Clinical response Ratio Early Virological Response (EVR[12W]) End of Treatment Response (ETR) Sustained Virological Response (SVR) Null-Response Relapse 54% (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-SVR 54% (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) IRRDR V3 Pre -V3 2`, 5`-OAS-BD PKR-BD ISDR E1 E2 P7 NS2 NS3 NS4A NS4B NS5A NS5B5' UTR 3' UTR 1973 2120 2209 2248 2274 2334 2356 2379 2419 HCV核心蛋白及NS5A与IFN治疗应答的关系 R70 / L91 : IFN sensitive Q70 / M91 : IFN resistant Core El-Shamy et al. Hepatology 48:38-47, 2008 Cons. 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..F..T. 23 I.....................E.............NE......A. 33 .............................................. 45 ......................E............L..V...C... 47 ......................................T......E 49 ..........................A...........P.....A. 52 ......................E...............S.G...A. 57 I..................A...E............SRP.....T. 67 ......................E...A.......L.G......... 71 I..D................................V.P.....A. 85 ...................S....AT.......G....T......E 97 ..........................A.............G...T. 100 ......................E.............EE........ Cons. IPKARRPEGRTWAQPGYPWPLYGNEGLGWAGW 9 ................................ 10 ..........A..................... 12 ................................ 15 ................................ 18 ..........A..................... 21 ................................ 24 ................................ 28 ................................ 32 .....Q....A..................... 35 ..........A..................... 37 .....H.......................... 38 ................................ 43 ..........A...............M..... 44 ..........S..................... 61 ..........................M..... 65 ..........A..................... 69 ..........A..................... 72 ................................ 73 .....Q....A...............M..... 88 ..........A..................... 90 ......S................D........ 92 ................................ 98 .....Q....A..................... 3 .....Q....A..................... 8 ..........................M..... 11 .....Q....................M..... 13 ...V............................ 16 ..........A...............M..... 17 .....Q....A..................... 27 .....Q....A..................... 42 .........A................M..... 59 ..........A...............M..... 91 ................................ 93 .....Q....A..................... 14 .....Q.......................... 19 .....Q....A..................... 20 ..........................M..... 22 .....Q....S..................... 23 ................................ 33 .....Q....A..................... 45 ..........................M..... 47 ................................ 49 ......S...................M..... 52 .....Q....................M..... 57 ................................ 67 .....Q....................M..... 71 ..........A..................... 85 ...V......A..................... 97 ..........A..................... 100 ..........A..................... Null-R Relapse SVR IRRDR (NS5A)2334 237965 9670 91 SVR和Non－SVR的HCV序列比较 Core 敏感性 = 76% 特异性 = 92% IRRDR 变异的数量预测SVR Factor No. of subjects / no. of subtotal* SVR Non-SVR P value A2360 10 / 23 (43%) 3 / 27 (11%) 0.02 IRRDR ≥6 和 R70/L91 与 SVR的相关性 IRRDR ≥6 16 / 23 (70%) 3 / 27 (11%) 0.0001NS5A R70 / L91 17 / 23 (74%) 9 / 27 (33%) 0.01 Core ISDR ≥4 3 / 23 (13%) 1 / 27 (4%) NS Q70 / M91 1 / 23 (4%) 3 / 27 (11%) NS Q70 3 / 23 (13%) 11 / 27 (41%) NS (0.06) M91 3 / 23 (13%) 10 / 27 (37%) NS (0.11) T2378 9 / 23 (39%) 4 / 27 (15%) NS R70 19 / 23 (83%) 16 / 27 (59%) NS (0.14) L91 20 / 23 (87%) 17 / 27 (63%) NS (0.11) Q70 and/or M91 5 / 23 (22%) 18 / 27 (67%) 0.002 ISDR ≥2 10 / 23 (43%) 7 / 27 (26%) NS Protein IRRDR ≥6 及 R70/L91与IFN应答的关系 IRRDR ≥6 R70/L91 Non-R70/L91 IRRDR ≤5 H C V v i r e m i a p o s i t i v i t y ( % ) H C V v i r e m i a p o s i t i v i t y ( % ) [ Q70(and/or)M91 ] SVR prediction Non-SVR prediction SVR 及 Non-SVR的预测标志物 IRRDR ≥6 IRRDR ≤5 ＞ ＜ Core R70 / L91 Core Q70 (and/or) M91 El-Shamy et al. Hepatology 48:38-47, 2008 Akuta et al. J Hepatol 46:403-410, 2007 HCV抗病毒治疗前景 1. 干扰素(IFN), Peg－ IFN 2. 利巴韦林 3. NS3 蛋白酶抑制剂 4. NS5B RNA依赖的RNA多聚酶抑制剂 5. NS3解螺旋酶抑制剂 6. 环孢霉素 A 诱导剂 C E1 E2 p7 NS2 NS4A NS4B NS5A NS5BNS3 Thank you for your attention!! Department of Microbiology Kobe University Graduate School of Medicine S. IshidoM. Nagano T. Toritani M. Itoh S. OgataT. Taguchi W.-Y. Tong T. Fujita K. Hachida L. Deng R.Hidajat R.H Florese T. Adachi Y. Ide M. I.Lusida K. Oka S. Muramatsu J. Song S. Inubushi I. Shoji M. Takamatsu Y. Iwanaga I. Yoshida F. Wang K. Sada H. Hotta 謝 謝 ！ 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。