VIRAL HEPATITIS C: GENETIC, IMMUNOLOGICAL AND CLINICAL PARALLELS

Abstract


Hepatitis C virus (HCV) is one of the most common viruses in the world. About 170 million people are carriers of this chronic infection. Currently, drugs and effective, direct, antiviral treatments have been developed, eliminating more than 90% of HCV cases. However, many people infected with the virus do not have access to these expensive drugs and are unable to undergo therapy. An estimated 399,000 people die each year due to cirrhosis or hepatocellular carcinoma associated with current or past chronic HCV infection. Detailed study of the virus will help to better understand its life cycle, which will expand treatment options and/or limit the development of pathology associated with disorders in the immune system of a patient infected with HCV. Viral hepatitis C has high social and economic significance along with human immunodeficiency virus and other infectious diseases. Data of scientific studies showing that preparations of direct action often do not lead to complete cure from HCV and practically do not affect issues of treatment of consequences - hepatocillular carcinoma and cirrhosis of liver.

Успешные результаты терапии хронического вирусного гепатита С (ХВГС) препаратами прямого действия подтверждают, что их применение приводит к быстрому и устойчивому вирусологическому ответу. В нашем обзоре, не опровергая достижения в этой сфере, сделана попытка на основе анализа мировой научной литературы показать неоднозначность решения проблемы лечения, поскольку многие исследователи сообщают о развитии цирроза и гепатоцеллюлярной карциномы у излеченных от вирусного гепатита С пациентов [1,6]. Биология вируса гепатита С. Вирус гепатита C принадлежит к таксономическому классу РНК-содержащих оболочечных вирусов. Длительное время существование вируса гепатита C не находилось в ранге предположения, этиологический агент таких гепатитов был обнаружен только в 1989 году. У пациентов, отнесённых к разряду имеющих так называемый гепатит «ни-A, ни-B» было выявлено наличие вирусной РНК, характерной для флавивирусов. В лаборатории была подтверждена способность к частому формированию ХВГС с переходом в цирроз печени и гепатоцеллюлярную карциному (первичный рак печени) и установлена его широкая распространенность. В настоящее время вирус гепатита C признан одним из наиболее распространенных вирусных патогенов. Геном ХВГС не транспортируется в ядро клетки, репликация происходит в эндоплазматическом ретикулуме инфицированного гепатоцита. На Рис.1 изображена схема вируса гепатита С [7]. Рис. 1. Схематическое представление генома РНК (верхняя панель), структурные и неструктурные белки (нижняя панель). С - белок капсида, E1, E2, p7 - гликопротеины оболочки, NS2 - аутопротеаза NS3-сериновая протеаза, NS4A-кофакторNS3, NS5B-РНК-зависимаяРНК-полимераза. (цитата по [7]) Строение полипротеина вируса гепатита C Геном VHC состоит из 9600 нуклеотидов и кодирует полипротеин содержащий 3000 аминокислот. Он состоит из 3 структурных (C, или белок капсида) и гликопротеины оболочки 1 и 2 (E1, E2) и семь неструктурных белков (p7, NS2, NS3, NS4A, NS4B, NS5A, NS5B) (Рисунок 1). Р7-это состоящий из 63 аминокислоты гидрофобный полипептид, который имеет важное значение для продукции in vivo вирусных частиц. Вместе с NS2 они вовлечены в вирусной сборке и выхода из клетки. NS2 протеин является цинк-зависимой протеазой, разрезающей NS2 и NS3 белки, то есть это аутопротеаза. При расщеплении белков освобождается N-конец NS3, что является важным моментом в репликации HCV. NS3 является полифункциональным белком 70 КДА, содержащим сериновые протеазы. На 5'- и 3'-концах генома вируса находятся нетранслируемые регионы (HTP). 5'-HTP состоит из 340 нуклеотидных оснований, отличается высокой консервативностью и образует упорядоченную вторичную структуру. Функция 5'-HTP заключается в инициации трансляции. Специфически связываясь с рибосомами и факторами трансляции клетки-хозяина, он направляет рибосому к инициирующему кодону AUG в позиции 342, после чего начинается синтез полипротеина. Протеаза NS3 расщепляет вирусные и протеины организма вирусоносителя, участвуя в вирусных механизмах для уклонения от врожденных иммунных реакций. NS4A протеин, содержащий 54 аминокислоты, самый короткий неструктурный протеин, который имеет несколько функций в вирусной репликации, модуляция иммунной реакции хозяина и сборки вируса. NS4B участвует в формировании функциональных репликационных комплексов, участвующих в сборке частиц вирионов, а также ингибирование активации врожденного иммунитета. Белок NS5A влияет на репликативную способность вируса. Он также включает зону чувствительности интерферона (ISDR), где несколько аминокислотных замен могут влиять на эффективность терапии интерфероном (IFN) особенно у инфицированных пациентов генотипа 1b. NS5B состоит из 591 аминокислоты, который расщепляется сериновой протеазой NS3. Он содержит субдомен, который универсально зависим от РНК-полимеразы, кофакторами которой являются ионы магния и марганца. NS5B протеин является РНК-зависимой РНК-полимеразой. Он высоко консервативен и является функционально наиболее важным компонентом репликативного ядерного комплекса, который обеспечивает репликацию/транскрипцию вирусной РНК. Затем происходит формирование комплекса РНК с core-белком и его последующая транспортировка в эндоплазматический ретикулум, где с core-белком взаимодействуют поверхностные белки E1 и E2, достраивающие вирусную частицу. Существует пангенотипическое постоянство NS5B, что позволило разработать эффективные ингибиторы NS5B, например, софосбувир, который эффективен в отношении всех генотипов ВГС. HCV имеет три гипервариабельные области (HVR), и одна из них, HVR1, считается основной в адоптивном иммунном ответе, в действительности она содержит антигены для B- и T- клеток. HVR1 представляет собой аминокислотную область 27, расположенную на N-конце белка E2. Он имеет три функциональных микродомена. Первый, включая аминокислотные остатки, 14, 15 и 25-27, имеет важное значение для связывания белка Е2 с рецептором-поглотителем класса B тип 1. Второй, охватывающий остатки по позициям 1-13, является необязательной для транскрипции ВГС, но он может повлиять на инфекционную агрессию гепатита С, в то время как третий микродомен (аминокислоты 14-24) не релевантен для входа клетки и является эпитопом для нейтрализующих антител. HVR2 представляет собой сегмент от 7 до 11 аминокислот необходимый для связывания CD81, который является рецептором тетраспанина, необходимых для проникновения ВГС клетки, но они не представляют собой мишень для иммунного надзора. HVR3 расположен между HVR1 и HVR2, он включает от 17 до 36 аминокислот и участвует в процессе связывания ВГС. HCV инфицирует не только гепатоциты, но и лимфоциты. Рецептором HCV на B-лимфоцитах является молекула TAPA-1 (CD81 антиген), входящая в состав B-клеточного корецептора и относящаяся к тетраспанам. HCV классифицируется на 7 генотипов (GT) и 67 подтипов. Этот вирус показывает высокую генетическую изменчивость из-за высокого уровня репликации вируса и РНК-зависимых РНК-полимераз, в которых отсутствует механизм корректуры. Более конкретно, его частота мутаций оценивается в порядка от 1.5 x 10 -3 до 2.0 х10 -3 нуклеотидных замен в геноме в год. В результате подверженной ошибкам полимеразы вирусная популяция циркулирует в хозяине в виде комплекса и непрерывно меняющегося мутантного спектра или мутантного облака, известного как квазивид. Понятие квазивид применяется для получения лучшего понимания сложности вирусной популяции и его влияние, как на эволюцию вируса, так и на устойчивость к противовирусной терапии [1,6]. Врожденный, гуморальный и адаптивный иммунитет при ВГС. Натуральные киллеры (NK) являются основными врожденными эффекторами, представляющими «первую линию обороны» в борьбе с вирусными инфекциями. Функциональная активность натуральных киллеров зависит от активирующих и ингибирующих рецепторов и корецепторов, соединение которых с различными лигандами, присутствующими на поверхности клеток-мишеней, генерирует активирующие или ингибирующие сигналы NK. В настоящее время отмечается важная роль NK в защите организма на всех стадиях развития вирусного гепатита С, а также высказывается предположение о том, что NK могут предотвратить инфицирование вирусом HCV. Количество NK значительно снижено при хроническом гепатите С по сравнению со здоровой контрольной группой. Все вирусные белки содержат эпитопы, распознаваемые В-клетками, хелперными (CD4+) и цитотоксическими (CD8+) Т-клетками. Многочисленные научные данные позволяют предположить, что эволюция белков оболочки HCV формируется под давлением нейтрализующих антител. Кроме того, генетический дрейф может также влиять на эволюцию ВГС. Генетический дрейф может быть независимым от гуморального ответа на HVR1 и существенно зависит от ошибок репликации и циклов репликации. Несмотря на то, что вирусная инфекция индуцирует образование ВГС-нейтрализующих антител, гуморальный иммунный ответ не является решающим в элиминации вируса. Т-клеточные ответы у пациентов с самоизлеченным гепатитом С отличаются от тех же реакций у лиц с хроническим гепатитом. Более того, HCV быстро приспосабливается к иммунному давлению путем мутаций, что позволяет ему избежать влияния уже выработанных Т-клетками специфических клонов. С внедрением в практику антивирусных препаратов прямого действия, интерес в исследованиях Т-клеток изменился. Действительно, возможность быстро искоренить антиген, который сохранялся на протяжении многих лет или десятилетий, и привел к истощению и дисфункции Т-клеток, предоставляет уникальную возможность изучить потенциал восстановления Т-клеток после прекращения антигена в организме человека in vivo. Результаты таких исследований не только улучшают понимание механизмов Т-клеточного иммунитета, но также продвигают иммунотерапевтические подходы в лечении онкологических заболеваний или хронических гепатитов В и D. Вирусоспецифический отказ Т-клеток был предложен в качестве важного участника вирусной персистенции в основном из-за четырех основных механизмов: (a) истощение Т-клеток, определяемое отсутствием эффекторных функций и устойчивая экспрессия ингибиторных рецепторов, вызывающих неэффективность ответов Т-клеток, (b) подавление ответов Т-клеток регуляторными CD4 Т-клетками (Tregs), (c) значительное уменьшение HCV-специфических CD4 Т-клеток, характеризующееся отсутствием Т-клеточных ответов при хронической инфекции, (d) возникновение вирусных ускользающих мутаций, определяемых аминокислотными заменами в эпитопах Т-клеток, которые не узнаются основными адоптивными Т-клеточными ответами. Истощение было в основном описано для CD8 + T-клеток, хотя в некоторых работах есть сведения, что CD4 + T-клетки функционально не реагируют на некоторые хронические инфекции. Достижения в области биомедицинских технологий, включая использование мультимеров MHC, которые могут распознавать антиген-специфические Т-клетки, а также прогресс в улучшении методов оценки фенотипического и функционального исследования популяций иммунных клеток улучшило понимание сложностей, лежащих в основе явления истощения Т-клеток. Первые многообещающие данные показывают, что DAA-терапия может вызывать, по крайней мере, частичное восстановление различных популяций Т-клеток и эффекторных функций в ранее истощенных CD8 Т-клетках. Однако они также показывают, что полное восстановление не может быть достигнуто, предполагая, что длительная персистенция антигена оставляет постоянные антигены, которые не распознают Т-клетки. Состояние истощения в основном характеризуется последовательной потерей эффекторных функций Т-клеток, где снижение продукции интерлейкина (IL) -2 является самым ранним признаком. Впоследствии продукция фактора некроза опухоли (TNF) и других цитокинов резко снижается. Но продукция интерферон-гамма и обусловленная им цитотоксическая активность, является более устойчивым. Истощенные Т-клетки также имеют измененные пролиферативные способности, устойчивую активацию широкого ряда коингибирующих рецепторов, уникальные транскрипционные и эпигенетические сигнатуры, измененную метаболическую активность, неспособность к переходу в состояние покоя. Примечательно, что сильно истощенные Т-клетки, по-видимому, подвергаются апоптозу и уничтожаются, что приводит к заметному снижению вирус-специфических Т-клеток. Доказано, что IL-10 положительно связан с персистенцией вирусных инфекций, таких как HCV, ВИЧ и вирус Эпштейна-Барр (EBV), и является одной из стратегии для вирусов для избегания иммунной защиты хозяина. Кроме того, многие данные показали, что иммунная система предпочтительно выбирает вирусные мутации, которые не распознаются Т-клетками. Большинство исследований вирусных мутаций HCV, совмещенные с анализом функций Т-клеток, продемонстрировали, что у людей эволюция HCV преимущественно обусловлена CD8+ Т-клетки во время острой вирусной инфекции. Во многих исследованиях определена роль регуляторных Т-клеток (Tregs), как важного звена в противовирусном иммунитете при хронической HCV-инфекции. Было показано повышение этих лимфоцитов при хронической инфекции, что они аккумулируется в HCV-зараженной печени и подавляют HCV-специфическую пролиферацию Т-клеток и секрецию цитокинов. Кроме того, было показано, что количество Tregs положительно коррелируют с вирусной нагрузкой. Таким образом, регуляторные Т-клетки могут активно ингибировать ответ CD8 Т-клеток к HCV, тем самым способствуя хронизации. Точные механизмы, с помощью которых Tregs подавляют HCV-специфические CD8 Т-клетки и точную специфичность их Т-клеточного рецептора еще предстоит определить, чтобы понять, как можно вмешаться в этот механизм иммунитета против HCV (Рис.2) [1,3,7]. Рис.2.Схема патогенеза развития канцерогенеза печени, индуцированного вирусом гепатита С. (цитата по [1,3,7]. ИФН-лямбда-полиморфизм и HCV-инфекция Современные препараты противовирусные препараты прямого действия все - таки не сняли вопроса о полиморфизме генов ИНФ-лямда. Компоненты вирусной РНК способствуют дерегуляции апоптоза клеток- хозяев. Некоторые вирусные белки запускают передачу сигналов пролиферации в печеночной клетке: NS5A (через бета-катениновый путь) и NS5В вызывают деградацию белка-супрессора опухоли. Протеины Е1, Е2, NS1 и NS2 индуцируют апоптоз, снижая процесс регенерации и повышают фиброз. Окислительный стресс из-за воспаления также увеличивает нестабильность генома клетки-хозяина и вызывает фиброз. Воспаление активирует печеночные звездчатые клетки (HSCs), которые в ответ секретируют цитокины и хемокины, и еще более повышают воспалительные повреждения репарации. (HSCs) играют важную роль в прогрессировании фиброза, так как при хронической активации они переключают свой фенотип на матрикс-секретирующие фибробласты. Кроме того, генотип 3 вируса гепатита С (а также генотипы 1 и 2) индуцируют стеатоз, который дополнительно расширяет окислительный стресс. Приводя к более раннему фиброзу. Роль интерферонов лямбда Люди имеют гены, кодирующие четыре IFN-белка (IFN-1 [IL-29], IFN-2 [IL-28A], IFN-3 [Ил-28Б] и ИФН - 4). Человеческий ИФН-1, ИФН-2 и ИФН-3 были идентифицированы в 2003 году, а ИФН-4 обнаружен в 2013 г. путем РНК-секвенирования первичных гепатоцитов человека. Интерфероны III типа относятся к суперсемейству IL-10, но функционально связаны с I типом интерферона, которые играют важную роль в противовирусном иммунитете. Их гены расположены на хромосоме 19 и Ил-28В находится на коротком плече хромосомы 19 (19q13.13). Интерфероны типа III связывают уникальный рецептор, который состоит из двух субъединиц: цепи IFN - R1 (также называется как IL-28RA), так и рецептор 2 интерлейкина-10 (IL-10R2), который также входит в рецепторный комплекс для Ил-10, ИЛ-22, и Ил-26. Интерфероны III типа связывают уникальный рецептор, который состоит из двух субъединиц: цепи IFN-λR1 (также назван как IL-28RA), так и рецептор 2 интерлейкина-10 (IL-10R2), который также входит в состав рецептора для Ил-10, ИЛ-22 и Ил-26. Полиморфизм Rs469415590 (TT или DG) показывает прогностическую роль СВР даже у пациентов, получавших лечение с новыми схемами противовирусных препаратов прямого действия без ИФН-терапии. Кроме того, полиморфизм IFNL4 способен оказать существенное влияние на формирование генетической изменчивости ВГС. Несколько исследований показали, что благоприятные генотипы IFNL3-IFNL4 увеличивают вероятность спонтанного излечения ВГС. Самые сильные генетические предикторы клиренса вируса IFNL3-IFNL4 rs12979860, rs8099917 и rs368234815/ss469415590. Эта ассоциация предполагает, что типирование IFNL3-IFNL4 может быть полезно для принятия решений о лечении острой инфекции, подразумевая, что пациенты с неблагоприятными генотипами IFNL3-IFNL4 могут быть приоритетными для раннего лечения, учитывая их низкую вероятность спонтанного клиренса вируса гепатита С [6]. На Рис. 3 показаны основные мишени препаратов прямого действия в геноме ВГС. Рис. 3. Противовирусные препараты прямого действия и вирусные мишени в геноме ВГС. IRES указывает на внутреннее место входа в рибосомы; NS, неструктурный протеин (цитата по [1 5]). Выводы. В работе обоснованы варианты течения хронической инфекции ВГС после окончания терапии. Установлено, что по данным результатов исследвоаний от 15 до 25% пациентов излечиваются спонтанно. При хронизации процесса лечение схемами интерферона альфа-2b с рибовирином и препаратами прямого действия не приводят к уменьшению последствий ВГС - гепатоциллюлярной карциномы и цирроза печени. Эволюционо часть генов воздействуют на различные звенья иммунной системы с целью латентного выживания в организме человека, подавляет многие пути развития иммунного ответа на вирус. Изучение и применение иммунотерапевтического воздействия на иммунологическую направленность генов ВГС возможно позволит снизить основные осложнения.

S M Kostenko

Voronezh Regional Clinical Center for AIDS Prevention and Control

I A Tulinova

Voronezh Regional Clinical Center for AIDS Prevention and Control

T A Muha

Voronezh Regional Clinical Center for AIDS Prevention and Control

N V Dushkin

Voronezh Regional Clinical Center for AIDS Prevention and Control

S S Kotlyarova

Voronezh Regional Clinical Center for AIDS Prevention and Control

V N Nikodimov

Voronezh Regional Clinical Center for AIDS Prevention and Control

  1. Современные принципы противовирусной терапии гепатита С.Современный взгляд на проблему / Кузнецов Н.И., Романова Е.С., Старцева Г.Ю. // Российский семейный врач. - 2018. - Т. 22. - № 3. - С. 23-27.
  2. Адаптивный Т-клеточный ответ в патогенезе вирусной инфекции, обусловленной вирусом гепатита С / Олейник Е.А., Леплина О.Ю., Останин А.А. и др. // Медицинская иммунология. 2016, Т. 18, № 4, стр. 309-316
  3. Рупасова А.Р., Сорокина А.Ю. Вирусные гепатиты // Международный студенческий научный вестник. - 2018. - № 4-2.;
  4. Иммунологические изменения у больных хроническим гепатитом С, получавших терапию препаратами прямого противовирусного действия / Хохлова О.Н., Иванова Л.А., Макашова В.В. и др. // Инфекционные болезни. 2019; 17(1): 33-38.
  5. Barathan M., Mohamed R., Yong Y.Viral Persistence and Chronicity in Hepatitis C Virus Infection: Role of T-Cell Apoptosis, Senescence and Exhaustion. Cells 2018, 7 (10), 165.
  6. Gigi Е, Lagopoulos V, Bekiari E. Hepatocellular carcinoma occurrence in DAA-treated hepatitis C virus patients: Correlated or incidental? A brief review.World J Hepatol. Sep 27, 2018; 10(9): 595-602
  7. Naggie S.Treating HCV Infection: It does not Get Much Better.Than This. Hepatitis C Volume 26 Issue 4 2019.104-108
  8. Lapa D., Garbuglia A., Capobianchi V. Hepatitis C Virus Genetic Variability, Human Immune Response, and Genome Polymorphisms: Which Is the Interplay? Cells 2019, 8, 305
  9. Patra T., Ray R. Strategies to Circumvent Host Innate Immune Response by Hepatitis C Virus. Cells 2019, 8, 274
  10. Luxenburge Н., Neumann-Haefelin С.,Thimme R and Boettle R.HCV-Specific T Cell Responses During and After Chronic HCV InfectionViruses 2018, 10, 645;
  11. Saeid A.,, Zandi K., Cheok Y., Saeidi H. State of Exhaustion and invigorating Optimal Protective ImmuneResponses Frontiers in ImmunologyNovember 2018 | Volume 9 | Article 2569
  12. Bernstein D., RTripathi R., Cohen D. Ombitasvir, paritaprevir, and ritonavir with peginterferon-α2a plus ribavirin in treatmentexperienced patients with chronic hepatitis virus genotype 1 infection. Hepatic Medicine: Evidence and Research 2019:11
  13. Obaid A., Anam Naz A, Ikram A. Model of the adaptive immune response system against HCVinfection reveals potential immunomodulatory agents forcombination therapy SCIENTIFIC REPOTRNC| (2018) 8:8874
  14. Sarrazin C., Dvory-Sobol H., Svarovskaia. Prevalence of Resistance-Associated Substitutions in HCV NS5A, S5B, or NS3 and Outcomes of Treatment with Ledipasvir and Sofosbuvir. Gastroenterology 2016;151: 501-512
  15. Baumert T., Berg T., Lim J. Status of Direct-acting Antiviral Therapy for HCV Infection and Remaining Challenges.Gastroenterology.2019 January; 156(2): 431-445.
  16. Fung J. Era of direct acting antivirals in chronic hepatitis C: Whowill benefit? World J Hepatol 2015 October 28; 7 (24): 2543-2550
  17. Pons S., Boyer A., Lamblin G., Chennell F. Managing drug-drug interactions with new direct-acting antiviral agents in chronic hepatitis C.Br J Clin Pharmacol (2017) 83 269-293
  18. Ahmed A., Felmlee D. Mechanisms of Hepatitis C Viral Resistance to Direct Acting Antivirals. Viruses 2015, 7, 6716-6729
  19. Cotter T., Jensen D. Glecaprevir/pibrentasvir for the treatment of chronic hepatitis C: design, development, and place in therapy. Drug Design, Development and Therapy 2019:13 2565-2577.
  20. Smolders E., Berden F., Kanter C.The majority of hepatitis C patients treated with direct acting antivirals are at risk for relevant drug-drug interactions. United European Gastroenterology Journal 2017, Vol. 5(5) 648-657.
  21. Sandmann L., Schulte B., Manns M. Treatment of Chronic Hepatitis C: Efficacy, Side Effects and Complications. Visc Med 2019;35:161-170.
  22. Berzal-Herranz A., Romero-López C., Berzal-Herranz B. Potential of the Other Genetic Information Coded bythe Viral RNA Genomes as Antiviral Target. Pharmaceuticals 2019, 12, 38
  23. Aunins Т., Marsh K., Subramanya G. Intracellular Hepatitis C Virus Modeling Predicts Infection Dynamics and Viral Protein Mechanisms Journal of Virology June 2018 Volume 92 Issue 11
  24. DeGaulle I., Loonawa R., Sehgal M.Hepatitis C Virus Infection: Host-Virus Interactionand Mechanisms of Viral Persistence.Cells 2019, 8, 376
  25. Quarler J., Oubiña J. Hepatitis C virus strategies to evade the specific-T cell response: possible mission favoring its persistence. The Official Journal of the Mexican Association of Hepatology,the Latin-American Association for Study of the Liver andthe Canadian Association for the Study of the LiverJanuary-February, Vol. 15 No. 1, 2016.

Views

Abstract - 1

PDF (Russian) - 0

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies