HBV感染免疫活性动物模型研究取得重大进展

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重磅！HBV感染免疫活性动物模型研究取得重大进展

原创 2017-07-25 略晓薛 肝脏时间
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乙型肝炎病毒(HBV)和丁型肝炎病毒(HDV)是导致慢性肝炎的主要病毒，它们的慢性感染会导致肝纤维化，肝硬化和肝癌的发生。由于这些病毒的全球流行，它们也给全球健康形势带来严重挑战。目前的治疗手段能够抑制病毒复制，但却极少能够实现完全治愈并降低肝细胞肝癌的发生。

乙型肝炎病毒(HBV)和丁型肝炎病毒(HDV)共享相同的包膜蛋白进入人类肝细胞，但对其潜在的分子机制仍然只有部分理解。日前，已鉴定出人牛磺胆酸共转运多肽（hNTCP）为HBV和HDV进入人肝细胞的关键受体。在鉴定出HBV40多年后这一具有里程碑意义的发现，让开发出强大的细胞培养模型成为可能，从而能够研究完整的HBV生命周期。

然而，一个未能满足的主要研究工具需求是：用于研究HBV感染的免疫活性动物模型缺乏。目前，用人肝细胞移植的人源化小鼠为HBV和HDV感染的研究提供了一种简炼的方法，但是这些动物缺乏免疫系统，因此无法在此动物模型中对抗病毒免疫应答，免疫介导的发病机制或免疫治疗方法进行研究。

由于免疫活性小鼠对HBV / HDV感染具有抗性，在过去几十年中，体内HBV / HDV感染的研究主要依赖于黑猩猩，但这是一种不符合道德考虑因素的模型。不幸的是，虽然hNTCP转基因或敲入小鼠在有限的范围内变得易受HDV感染，但它们仍然对HBV感染具有抗性。这些令人失望的发现鼓舞着人们在该领域寻找更多的宿主因素，并研究小鼠肝细胞对HBV和HDV的不同易感性的原因。

近期的肝脏杂志（Hepatology）上德国海德堡大学医院的 Lempp 等研究人员发表了一项对常用实验动物中hNTCP作为肝细胞限制因素的作用进行的调查研究。

研究人员用编码hNTCP的腺相关病毒载体转导小鼠，大鼠，狗，猪，恒河猴和食蟹猴的原代肝细胞，随后用HBV感染。分析细胞的Myrcludex B结合情况，牛磺胆酸摄取情况，HBV共价闭合环状DNA（cccDNA）形成和所有HBV标记物的表达。

对来自各物种的牛磺胆酸共转运多肽（Ntcp）进行克隆，并分析其在自由的肝癌细胞系中的HBV和HDV受体活性。

结果显示，hNTCP在小鼠，大鼠和狗肝细胞中的表达能使HDV感染上，但无法让HBV感染上。相反，来自食蟹猴，恒河猴和猪的肝细胞在hNTCP表达时变得完全易受HBV影响，效率与人肝细胞相当。

来自所有物种的克隆Ntcp的分析揭示了人类同源物支持HBV和HDV感染的显著作用。

因此，研究认为，Ntcp是限制食蟹猴和恒河猴以及猪中HBV感染的主要因素。在啮齿动物（小鼠，大鼠）和狗中，hNTCP的转移支持病毒进入，但需要额外的宿主因子来建立HBV感染。

这一发现为恒河猴和猪作为免疫活性动物模型研究体内HBV感染，对病毒的免疫应答和病毒发病机制铺平了道路。

这项研究的一个关键发现是，观察到当hNTCP完成转座时，来自猕猴（食蟹猴和恒河猴）和猪的原代肝细胞对HDV和HBV感染完全敏感。虽然病毒复制似乎低于在人类肝细胞中，但其具有可靠的检测性，包括cccDNA的形成。

这一发现影响巨大，因为它开辟了开发基于猕猴或猪的HBV感染完全免疫活性动物模型的道路，通过腺病毒相关病毒介导表达或遗传修饰在肝中表达hNTCP的方式。这一理念的有效性得到了一项早期研究的进一步支持，该研究表明，在杆状病毒介导的HBV基因转移后，猕猴肝细胞能够有效地复制HBV。鉴于它们与人类的亲密关系，猕猴广泛用于人类治疗学的临床前研究，包括体内验证和安全性研究。

重要的是，在过去几十年中，在猕猴中获得了大量先天和适应性免疫应答的表征知识。因此，基于猕猴的HBV模型将是研究HBV治疗的新型免疫治疗方法的有效性和安全性的理想选择。然而，与此同时，这种物种与人类的密切遗传关系又涉及到伦理问题。此外，非人灵长类动物的动物实验需要特别的照顾和基础设施，还需要进行高度管理，成本高昂且劳动力密集。

因此，基于猪的HBV感染模型的理念提供了一种有趣的替代方案，作为可及性更广泛且成本较低的动物模型。尽管与猕猴相比，猪免疫系统的表征不太先进，但最近在应用该模型的移植方面的努力为研究病毒 - 宿主相互作用提供了新的工具，包括研究先天性和适应性免疫反应。

两种动物模型的潜在障碍可能是较低水平的病毒复制或强烈的病毒抑制先天性免疫应答限制长期持续感染，如在丙型肝炎病毒感染的人源化小动物模型或非天然的树鼩中观察到的 HBV 感染宿主。

然总的来说，Lempp等人的研究显著提高了我们对HBV细胞进入和物种向性的认识。尽管可能仍然存在额外的技术障碍，但Lempp等人的方法为开发完整的HBV生命周期的免疫活性动物模型提供了可行的观点。hNTCP转基因猕猴或猪动物模型将是促进和加速发展HBV治疗新型治疗策略的里程碑。

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