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我国目前仍有逾9000万慢性乙型肝炎病毒(HBV)感染患者,现有治疗下功能性治愈仍然存在诸多挑战。华山感染科团队在大型真实世界队列和随机对照临床研究中,明确了即便采用序贯联合等优化策略和优势人群选择,核苷与干扰素等现有抗病毒治疗实现功能性治愈的概率仍然有限,即使在严格筛选患者后,核苷停药仍会有一定的病毒复发概率。团队在前期工作中,HBV核酸原位杂交检测(RNAscope)和免疫组化验证,观察到在长期NA抗病毒治疗,或IFN足疗程治疗后,数量显著减少但持续存在HBV RNA阳性细胞,这些细胞即为狡诈的乙肝病毒慢性感染后藏匿在肝脏内的“储存库”,是功能性治愈难以实现和停药后复发的主要原因,其难以被药物或免疫彻底清除的机制待进一步明确。
近日,复旦大学附属华山医院感染科张文宏教授、仇超教授团队联合多家单位,在肝病领域国际权威期刊 Hepatology 上发表了一项题为"Host-viral interaction of HBV infection revealed by single-cell transcriptome jointly profiling the viral replication state"重磅研究。
团队自主研发了一项名为 B-BEST 的基于单细胞测序的新技术,突破了传统技术瓶颈,首次在单细胞水平上“看清”了乙肝病毒在肝细胞内的真实状态,为乙肝功能性治愈提供了全新的视角。
团队自主研发的B-BEST是什么?
对乙肝病毒从“大海捞针”到“精确抓捕”
随着乙肝相关病毒学和免疫学研究的不断深入,医学研究者们已经取得了很多进展与突破,但在进一步探究病毒在肝脏内状态时,仍然面临着诸多技术瓶颈。
传统检测主要靠抽血或分析肝组织,只能看病毒mRNA或蛋白(如HBsAg、HBcAg),而且一次只能测一两个指标,信息很粗糙,残留“顽固”细胞的比例很少。所以无法明确病毒具体感染了哪些肝细胞、病毒这些“顽固”细胞里是活跃复制还是静静储存,也不知道这些细胞怎样影响肝脏炎症病理损伤。这些问题一直困扰着科学家。
随着单细胞测序发展,我们有望更精细地研究病毒和宿主的关系。然而,传统单细胞测序方法中更适用于检测人的信息,难以有效捕获低拷贝的HBV序列,导致感染病毒的细胞检出率低。打个比方,来源于人的细胞的核酸序列像海水一样多,想抓到里面的病毒核酸,无异于大海捞针。
我们研发的 B-BEST 技术,在常规“钓竿”上加了5个专门抓捕病毒的“自动鱼钩”,能高效捕捉到乙肝病毒的多个关键区域(S、X、pgRNA、rcDNA、cccDNA)。相比传统方法,对病毒序列的检测效率提高了100倍以上,解决了低丰度病毒核酸难以捕获的难题;结合高通量单细胞技术,可以一次性捕获并同时分析数万个细胞,突破了关键技术瓶颈。
简而言之,有了B-BEST 技术,我们可以找到肝脏里携带病毒的细胞,并且进一步研究病毒在干什么、怎么逃避药物抑制和免疫清除。
重要发现一:
病毒对肝细胞的“挑肥拣瘦”
通过建立的B-BEST技术进一步研究发现,HBV并非随机感染肝细胞,而是偏好特定的细胞亚群。病毒更喜欢藏在两类肝细胞里:一类是代谢与合成活跃的肝细胞,另一类是线粒体功能强的肝细胞。
这些细胞中,病毒感染率高达73.5%和42.4%,每个细胞中病毒含量也远高于其他细胞,揭示了病毒复制对宿主代谢机制的依赖。
这意味着:病毒不是随便找地方待,而是“挑肥拣瘦”的。这为进一步深入理解病毒感染肝细胞后持续存在的机制作上了铺垫,也为未来回答为什么有些人更容易发展为慢性肝炎、为什么有的人抗病毒疗效不好,提供了更多的思路。
重要发现二:
善于免疫逃逸的狡猾病毒和微弱呼救的肝细胞
研究还发现,在未治疗的慢性乙肝患者中,HBV阳性的肝细胞确实会激活一些抗病毒基因(如干扰素刺激基因IFITM3、LY6E),但只有不到15%的细胞有这种反应,且非常微弱。而干扰素治疗后干扰素刺激基因能在肝细胞中强烈而广泛地被诱导,说明肝细胞本身具备强大的响应能力,但在自然感染状态下,这种能力被HBV有效地抑制或规避了,大部分感染细胞处于隐身状态,逃逸了免疫系统的监视。
简而言之,肝细胞被病毒感染后是可以呼叫免疫系统来帮忙清除的,但是狡猾的病毒让大多数肝细胞闭嘴了,小部分肝细胞在呼救,但是总体上看呼救声单薄微弱。这也解释了为什么乙肝病毒能长期“潜伏”在肝脏里,不能被免疫系统彻底清除,也为外源性免疫调节治疗提供了更多的支持依据。
重要发现三:
抗病毒治疗下,病毒的清除与残留
团队利用人源化肝脏小鼠模型,还对比了ETV与Peg-IFN治疗后的残留HBV阳性肝细胞特征,发现了以下重要信息:
治疗后,HBV阳性率从35.9%降至4.2%(恩替卡韦)和0.4%(长效干扰素)。其中,恩替卡韦的病毒清除主要发生在增殖肝细胞中,而干扰素则广泛作用于所有细胞亚群,干扰素响应越强,病毒清除越明显。
抗病毒治疗后顽固的HBV阳性细胞有哪些特征,也许是未来攻克乙肝的重要钥匙。
来源:华山感染
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