Trên toàn thế giới, ước tính có khoảng 400 triệu người bị nhiễm virus viêm gan B mãn tính (HBV) (viêm gan B mãn tính [CHB]), một nguyên nhân hàng đầu gây tử vong liên quan đến gan [ 1 ]. Một loại vắc-xin có hiệu quả cao đã ngăn ngừa được hàng triệu ca nhiễm trùng nhưng lại phủ nhận thách thức trong việc điều trị và chữa khỏi những người mắc CHB. Sự phức tạp của các hướng dẫn điều trị HBV hiện tại một phần là do các phương pháp điều trị kháng vi-rút đường uống không tối ưu cho CHB hiện có; các chất tương tự nucleos(t)ide (NUC) chỉ ức chế sự nhân lên của vi-rút nhưng không loại bỏ bộ gen vi-rút khỏi tế bào gan trong gan nơi chúng cư trú. Điều trị chỉ dành riêng cho những người có dấu hiệu tổn thương gan, đặc biệt là khi có sự nhân lên của vi-rút dồi dào. Hơn nữa, khi bắt đầu điều trị, phần lớn mọi người sẽ phải điều trị suốt đời. Do đó, cần có những loại thuốc tốt hơn cho CHB.
Việc quản lý CHB đòi hỏi phải theo dõi máu để tìm kháng nguyên bề mặt viêm gan B (HBsAg). Những người có mức HBsAg thấp nhất (trước đây gọi là “mất HBsAg”) được coi là đã được chữa khỏi về mặt chức năng. Vì một tỷ lệ nhỏ những người được điều trị bằng NUC bị mất HBsAg sau khi ngừng NUC, nên vẫn còn hy vọng cho loại chữa khỏi này. Chữa khỏi về mặt chức năng giống nhất với phục hồi HBV tự nhiên ở chỗ HBsAg không phát hiện được trong máu, nhưng một số tế bào gan vẫn giữ lại bộ gen của vi-rút HBV [ 2 , 3 ]. Những người bị mất HBsAg chỉ được coi là đã được chữa khỏi về mặt chức năng vì các bộ gen này có thể hoạt động trở lại trong quá trình ức chế miễn dịch. Quá trình phát triển thuốc đã tập trung vào việc mở rộng tỷ lệ đạt được chữa khỏi về mặt chức năng, nhưng chỉ có tiến triển gia tăng.
KHÓ KHĂN ĐẠT ĐƯỢC MẤT HBsAg VỚI LIỆU PHÁP NUC
Sự phức tạp của mất HBsAg được hiểu rõ nhất bằng cách hiểu những điều cơ bản về vòng đời của HBV ( Hình 1 ). Khuôn mẫu bộ gen HBV để sao chép vi-rút trong tế bào gan là DNA vòng khép kín cộng hóa trị (cccDNA), một nhiễm sắc thể nhỏ ổn định nằm trong nhân. CccDNA này lắp ráp với các protein histone và tồn tại trong mọi tế bào gan bị nhiễm trong suốt vòng đời của nó, bao gồm một kho chứa chống lại sự đào thải. RNA polymerase của vật chủ phiên mã cccDNA thành tất cả các RNA thông tin (mRNA) của vi-rút cần thiết cho quá trình sao chép, bao gồm một RNA tiền bộ gen (pgRNA) và 2 mRNA được dịch thành HBsAg. pgRNA được đóng gói cùng với polymerase HBV thành một capsid vi-rút được bao bọc và tiết ra để lây nhiễm cho các tế bào gan mới. Protein polymerase phiên mã ngược pgRNA để tạo ra DNA HBV dạng vòng được nới lỏng. Tuy nhiên, trong 10% phiên mã ngược, pgRNA thay vào đó được chuyển đổi thành DNA HBV tuyến tính sợi đôi [ 4 ]. Thay vì tạo ra cccDNA trong tế bào mới bị nhiễm, một HBV DNA mạch kép tuyến tính tích hợp vào bộ gen người (iDNA); tuy nhiên, iDNA này không phải là bộ gen đầy đủ và không thể tạo ra virion hoàn chỉnh mới. Trong nhiều trường hợp, nó đủ để tạo ra HBsAg. Do đó, HBsAg bắt nguồn từ cả cccDNA và iDNA.
Hình 1.Sơ đồ minh họa tế bào gan bị nhiễm virus viêm gan B (HBV). DNA vòng khép kín cộng hóa trị (cccDNA) là khuôn mẫu bộ gen cho RNA virus, bao gồm tiền gen (pgRNA), được bao bọc và phiên mã ngược trong các virion truyền nhiễm được tiết vào máu và được đo dưới dạng DNA HBV huyết thanh. cccDNA cũng được phiên mã thành RNA thông tin bề mặt (S) của HBV (mRNA) mã hóa kháng nguyên bề mặt viêm gan B (HBsAg), được tiết vào máu. DNA HBV tích hợp (iDNA) cũng có thể được phiên mã thành mRNA của HBV S mã hóa HBsAg. Bên trái là một tế bào gan từ một người có kháng nguyên e viêm gan B (HBeAg) dương tính hoặc chưa được điều trị; trong những tế bào gan này, cccDNA tạo ra một lượng lớn mRNA của virus góp phần làm tăng nồng độ DNA HBV và HBsAg trong huyết thanh. mRNA S có nguồn gốc từ iDNA cũng góp phần vào quá trình sản xuất HBsAg, nhưng ở mức độ thấp hơn cccDNA. Bên phải là một tế bào gan từ một người có HBeAg âm tính hoặc được điều trị bằng các chất tương tự nucleos(t)ide (NUC); trong các tế bào gan này, các bản sao có nguồn gốc từ cccDNA giảm đáng kể và phiên mã ngược giảm đi, dẫn đến giảm đáng kể nồng độ HBV DNA trong huyết thanh. mRNA S có nguồn gốc từ iDNA dường như không bị giảm ở những người này, dẫn đến nồng độ HBsAg trong máu duy trì. Từ viết tắt: dslDNA, DNA tuyến tính sợi đôi; rcDNA, DNA vòng giãn.
NUC ức chế phiên mã ngược bằng cách can thiệp vào polymerase của virus: do đó, có vẻ rõ ràng rằng mất HBsAg không xảy ra với liệu pháp NUC vì NUC không ảnh hưởng đến phiên mã cccDNA của polymerase RNA của vật chủ. Điều thú vị là chúng tôi và các nhóm khác đã phát hiện ra rằng liệu pháp NUC có liên quan đến việc giảm đáng kể phiên mã cccDNA (và thậm chí là im lặng) thông qua các cơ chế chưa được xác định [ 5–9 ] ( Hình 1 ). Vì vậy, nếu cccDNA là nguồn chính của HBsAg, thì liệu pháp NUC sẽ dẫn đến sự suy giảm đáng kể trong HBsAg. Tuy nhiên, câu đố là mất HBsAg hiếm khi xảy ra và mức độ định lượng hầu như không thay đổi trong quá trình điều trị NUC. Nghịch lý rõ ràng này có thể được giải thích tốt nhất bằng cách tập trung vào sản xuất HBsAg từ iDNA.
BẰNG CHỨNG CHO THẤY iDNA LÀ NGUỒN CHÍNH CỦA HbsAg
CHB trải qua các giai đoạn độc đáo trong số các bệnh nhiễm trùng do vi-rút mạn tính [ 10 ]. Ngay sau khi nhiễm trùng, nồng độ HBV DNA cao, tương ứng với phiên mã hoạt động từ cccDNA, kháng nguyên e viêm gan B (HBeAg) có thể phát hiện được trong máu và tình trạng viêm gan không đáng kể (được gọi là giai đoạn nhiễm trùng mạn tính dương tính với HBeAg ); sau đó là tình trạng viêm gan tăng lên (giai đoạn viêm gan mạn tính dương tính với HBeAg ). Sau đó, HBeAg thường biến mất và đi kèm với sự xuất hiện của kháng thể anti-HBe và nồng độ HBV DNA thấp hơn tương ứng với phiên mã giảm hoặc không hoạt động từ cccDNA (giai đoạn âm tính với HBeAg). Ở hầu hết người lớn, CHB được chẩn đoán ở giai đoạn này.
Bằng chứng đầu tiên về tầm quan trọng của iDNA như một nguồn HBsAg là một nghiên cứu thành công của Wooddell et al [ 11 ], người đã chỉ ra rằng một RNA can thiệp nhỏ (siRNA) được dùng cho những người có CHB dương tính với HBeAg đã dẫn đến mức giảm HBsAg gần 100 lần. Ngược lại, những người có CHB âm tính với HBeAg có mức giảm HBsAg tối thiểu. Sử dụng trình tự RNA từ các mẫu gan lưu trữ của tinh tinh có CHB âm tính với HBeAg và dương tính với HBeAg, nhóm nghiên cứu đã suy luận rằng ở CHB âm tính với HBeAg, mRNA mã hóa HBsAg phần lớn có nguồn gốc từ iDNA. Tuy nhiên, trình tự từ CHB dương tính với HBeAg cho thấy HBsAg chủ yếu có nguồn gốc từ cccDNA. Với việc sử dụng siRNA được thiết kế lại để giải thích cho các bản sao có nguồn gốc từ iDNA và cccDNA, những người có CHB âm tính với HBeAg đã giảm mức HBsAg tương đương với những người có CHB dương tính với HBeAg. Do đó, họ kết luận rằng iDNA, bản thân nó không có khả năng sao chép, tuy nhiên vẫn đủ để tạo ra các bản sao có thể được dịch thành HBsAg. Một số nhóm kể từ đó đã xác nhận rằng phiên mã có nguồn gốc từ iDNA là một yếu tố chính góp phần vào quá trình sản xuất HBsAg ở CHB âm tính với HBeAg [ 12 , 13 ].
Nhóm của chúng tôi đã cung cấp thêm bằng chứng cho thấy iDNA là nguồn quan trọng của HBsAg. Chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng những người không có sự suy giảm có ý nghĩa về mức HBsAg trong quá trình điều trị NUC có khả năng có HBsAg có nguồn gốc từ iDNA. Chúng tôi đã phát triển một xét nghiệm PCR kỹ thuật số giọt đa kênh phân biệt cccDNA hoặc iDNA là nguồn HBsAg chủ yếu và áp dụng nó vào mô gan. Những người có mRNA chủ yếu có nguồn gốc từ cccDNA có sự suy giảm đáng kể về mức HBsAg, trong khi những người có mRNA chủ yếu có nguồn gốc từ iDNA có sự suy giảm tối thiểu [ 7 ]. Dữ liệu của chúng tôi sử dụng các phương pháp tế bào đơn lẻ từ các mẫu mô gan ghép đôi cho thấy rằng trong khi liệu pháp NUC có liên quan đến việc giảm các tế bào có HBsAg có nguồn gốc từ cccDNA, thì các tế bào có HBsAg có nguồn gốc từ iDNA vẫn tồn tại trong nhiều năm [ 14 ]. Nhìn chung, các nghiên cứu này chỉ ra mạnh mẽ rằng một trở ngại lớn đối với việc chữa khỏi HBV về mặt chức năng là sự tồn tại của các tế bào có sản xuất HBsAg có nguồn gốc từ iDNA.
CHUYỂN DỊCH KIẾN THỨC VỀ SẢN XUẤT HBsAg THÀNH PHƯƠNG PHÁP CHỮA BỆNH HBV
Câu hỏi lâm sàng này sau đó nảy sinh: Nếu có một số cá nhân mà liệu pháp NUC dẫn đến sản xuất HBsAg chỉ từ iDNA được duy trì sau khi ngừng điều trị, thì liệu mất HBsAg có phải là điều kiện cần thiết để chữa khỏi bệnh về mặt chức năng không? Một nghiên cứu đã chứng minh rằng, trong số những người đạt được sự ức chế HBV DNA bằng liệu pháp NUC, việc bổ sung mất HBsAg không ảnh hưởng đến nguy cơ mắc bệnh gan tiến triển nhưng lại làm giảm nguy cơ ung thư biểu mô tế bào gan. Ngoài ra, có thể có những tác động miễn dịch của HBsAg, bất kể nguồn gốc của nó, đảm bảo điều trị [ 15 ]. Do đó, có vẻ như thận trọng khi cố gắng đạt được sự mất HBsAg.
Những tiến bộ hơn nữa trong việc đạt được tình trạng mất HBsAg bền vững sau khi ngừng NUC sẽ đòi hỏi phải hiểu rõ hơn về iDNA. Tuy nhiên, các phương pháp điều trị mới nổi hàng đầu—siRNA và RNA antisense—đều đã được thiết kế lại để giải quyết đồng thời các bản sao có nguồn gốc từ iDNA và cccDNA. Do đó, có nguy cơ có quan điểm hư vô nếu tất cả HBsAg được nhóm lại với nhau, bất kể nguồn gốc. Tuy nhiên, ngay cả với siRNA được thiết kế lại, các liệu pháp kết hợp tốt nhất chỉ mang lại hiệu quả chữa khỏi chức năng ở 10%–30% số người tham gia thử nghiệm. Điều này có thể là do sự thay đổi của các tế bào gan có HBsAg có nguồn gốc từ iDNA khác biệt đáng kể so với các tế bào gan có HBsAg có nguồn gốc từ cccDNA. Thông tin như vậy sẽ yêu cầu các nghiên cứu triển vọng chi tiết hơn về các mẫu mô gan từ những người mắc CHB, bao gồm cả bệnh nhân dương tính với HBeAg và âm tính với HBeAg, đang điều trị NUC dài hạn để xây dựng các mô hình về tốc độ phân hủy. Ngoài ra, thời gian thử nghiệm lâm sàng phải được điều chỉnh để tính đến sự thay đổi của quần thể tế bào có liên quan đến phương pháp điều trị được áp dụng.
Các tác nhân mới nổi khác, chẳng hạn như các chất điều biến lắp ráp capsid, chỉ có thể giải quyết quá trình sao chép dựa trên cccDNA chứ không phải iDNA. Hơn nữa, chúng ta cần phát triển các công cụ có thể áp dụng cho các mẫu máu có thể phân biệt HBsAg có nguồn gốc chủ yếu từ iDNA hay cccDNA; các công cụ như vậy sau đó có thể được sử dụng trong các thử nghiệm lâm sàng để tìm hiểu xem hiệu quả của liệu pháp mới có phụ thuộc vào nguồn HBsAg hay không. Theo hướng đó, nếu có các kết hợp điều trị hiệu quả hơn ở những người có HBsAg chủ yếu có nguồn gốc từ cccDNA hoặc những người có HBsAg có nguồn gốc từ iDNA, thì việc phân tầng các thử nghiệm lâm sàng theo nguồn HBsAg ở những người tham gia sẽ rất quan trọng.
Các nghiên cứu chuyển dịch đã đưa chúng ta đến gần hơn với việc phát triển phương pháp chữa trị HBV chức năng, nhưng vẫn còn những khoảng cách quan trọng cần phải được thu hẹp. Để làm được như vậy, cần phải liên kết liên tục giữa các kết quả trong các thử nghiệm lâm sàng và các đặc điểm phân tử của vi-rút trong mô gan và mẫu máu từ những người mắc CHB. Cách tiếp cận này sẽ đòi hỏi sự hợp tác cơ bản-lâm sàng chuyên sâu có thể thay đổi cuộc sống của 400 triệu người.
Tài liệu tham khảo:
1. GBD 2019 Hepatitis B Collaborators. Global, regional, and national burden of hepatitis B, 1990–2019: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2019. Lancet Gastroenterol Hepatol 2022; 7:796–829.
2. Gao N, Guan G, Xu G, et al. Integrated HBV DNA and cccDNA maintain transcriptional activity in intrahepatic HBsAg-positive patients with functional cure following PEG-IFN-based therapy. Aliment Pharmacol Ther 2023; 58:1086–98.
3. Grudda TT, Kirk DL, Mehta GD, et al. Hepatitis B virus DNA and RNA persist in liver after serologic recovery in persons with hepatitis C virus. J Infect Dis doi:10.1093/infdis/jiae248. Published 23 May 2024.
4. Tu T, Budzinska MA, Shackel NA, Urban S. HBV DNA integration: molecular mechanisms and clinical implications. Viruses 2017; 9:75.
5. Balagopal A, Grudda T, Ribeiro RM, et al. Single hepatocytes show persistence and transcriptional inactivity of hepatitis B. JCI Insight 2020; 5:e140584.
6. Balagopal A, Hwang HS, Grudda T, et al. Single hepatocyte hepatitis B virus transcriptional landscape in HIV coinfection. J Infect Dis 2020; 221:1462–9.
7. Grudda T, Hwang HS, Taddese M, et al. Integrated hepatitis B virus DNA maintains surface antigen production during antivirals. J Clin Invest 2022; 132:e161818
8. Thio CL, Taddese M, Saad Y, et al. HBeAg-negative single hepatocyte analysis shows transcriptional silencing and slow decay of infected cells with treatment. J Infect Dis 2023; 228:1219–1226
9. Kim SC, Wallin JJ, Ghosheh Y, et al. Efficacy of antiviral therapy and host-virus interactions visualised using serial liver sampling with fine-needle aspirates. JHEP Rep 2023; 5:100817.
10. Terrault NA, Lok ASF, McMahon BJ, et al. Update on prevention, diagnosis, and treatment of chronic hepatitis B: AASLD 2018 hepatitis B guidance. Hepatology 2018; 67:1560–99.
11. Wooddell CI, Yuen MF, Chan HL, et al. RNAi-based treatment of chronically infected patients and chimpanzees reveals that integrated hepatitis B virus DNA is a source of HBsAg. Sci Transl Med 2017; 9:eaan0241.
12. Meier MA, Calabrese D, Suslov A, Terracciano LM, Heim MH, Wieland S. Ubiquitous expression of HBsAg from integrated HBV DNA in patients with low viral load. J Hepatol 2021; 75:840–7.
13. van Buuren N, Ramirez R, Soulette C, et al. Targeted long-read sequencing reveals clonally expanded HBV-associated chromosomal translocations in patients with chronic hepatitis B. JHEP Rep 2022; 4:100449.
14. Taddese M GT, Hwang HS, Saad Y, et al. Presented at: International HBV Meeting, Kobe, Japan 2023 September 19-22 Presented at: International HBV Meeting, Kobe, Japan 2023 September 19-22.
15. Le Bert N, Gill US, Hong M, et al. Effects of hepatitis B surface antigen on virus-specific and global T cells in patients with chronic hepatitis B virus infection. Gastroenterology 2020; 159:652–64.
Nguồn:https://academic.oup.com/jid/advance-article/doi/10.1093/infdis/jiae327/7697883?login=false
