【关键词】 肝炎病毒，乙型；核苷酸类；干扰素α；病毒动力学 Advance in clinical studies of the kinetics of hepatitis B virus TANG Yi-ting, 【Key words】Hepatitis B virus; Nucleotides; Interferon-alpha; Viral kinetics 【First author’s address】 College of Agriculture, Medicine and Pharmacology, Central China Radio & TV University, Beijing 100031, China Corresponding author: ZHANG Da-zhi, Email: dzhzhang@ yahoo.com. Department of Infectious Diseases, 尽管治疗慢性乙型肝炎的药物近年来发展迅速，但仍然只有少数患者能够获得较好的治疗效果[1]。病毒动力学数学模型的构建拓展了我们对HCV、HIV感染及对治疗应答的理解。临床医生、数学家与药理学家的通力合作，使得我们在可以检测到病毒的病毒载量基础上，进一步应用数学模型细致了解抗病毒药物作用下HBV在人体内感染、复制、释放和清除的动态变化过程，有助于深入理解病毒致病机理、评价抗病毒方法的疗效、阐释药物作用机制，从而达到优化疗效的目的。现就HBV病毒动力学的临床研究进展作一综述。 一、病毒动力学模型及数学公式 慢性HBV感染者体内病毒的产生、清除处于一种相对稳定的动态平衡。血清病毒、已感染细胞和未感染细胞三个“室”相互独立而又紧密联系。病毒在已感染的细胞中大量复制并释放为游离病毒，可以感染新的细胞或被清除，血清病毒池本身也有一个周转的动态过程，血清病毒载量则是三个“室”相互作用的最终结果。在强效快速的抗病毒药物作用下，这种“稳态”被打破，病毒的产生减少、清除加强，血清病毒载量下降，见图1。 病毒动力学模型的建立是对这个过程所作的抽象化和简化，其数学模型的构建基于以下共识[2-3]：（1）HBV病毒动力学的数学模型均建立在三个不同的方程基础之上，分别描述了未感染细胞（T）、已感染细胞（I）和游离病毒（V）之间的平衡。（2）HBV的病毒动力学模型是双相的。使用抗病毒药物之后HBV DNA载量的下降可分成两个时间段—Ⅰ相和Ⅱ相。Ⅰ相病毒下降：发生在抗病毒治疗开始的前24～48h,主要以清除游离病毒为主。Ⅱ相病毒下降：Ⅰ相降病毒之后；血清HBV DNA载量的下降减慢，基本呈线性，但并非平台, 随着时间延长趋近于零；抗病毒药物的作用取决于对感染细胞的清除。目前对于HBV病毒动力学Ⅰ相和Ⅱ相时间上的分界点尚不能达成一致。由于HBV生命周期中cccDNA的存在，Ⅱ相降病毒必然是一个复杂而反复的过程，这无疑将增加病毒动力学计算的复杂性。Ⅱ相降病毒的作用取决于感染细胞的死亡速率和对病毒复制的持久抑制，更多依赖机体抗病毒免疫的恢复情况。因此，Ⅱ相降病毒存在个体差异，不同患者Ⅱ相的表现不同。 公式的表述可以有导数和函数两种形式。在公式表述中“d”代表求相应变量的导数，而导数的数学意义就是该变量的变化率。而病毒载量（V）和受感染的肝细胞（I）均是时间（t）的函数。 在没有抗病毒药物作用的自然病程和在有抗病毒药物作用的条件下的公式有所不同，在有抗病毒药物作用的条件下，新增了两个变量“ε”和“η”。“ε”代表抗病毒药物对病毒复制的抑制率；“η”代表抗病毒药物对新发感染的抑制效率。 HBV病毒动力学主要公式如下：自然病程中，dT/dt＝s -βVT-δI，dI/dt＝βVT-δI，dV/dt＝pI-cV。应用抗病毒药物时，dT/dt＝s－(1-η)βVT－δI，dI/dt＝(1－η)βVT－δI或者I(t)＝(1-η)βV(t)T(t)－δI(t)，dV/dt＝(1-ε)pI－cV或者V(t)＝(1-ε)pI(t)－cV(t)。“V”代表血清游离病毒载量；“T”代表未感染细胞；“I”代表已感染病毒的细胞；“t”代表时间；“s”代表未感染细胞的产生速率；“p”代表感染细胞的病毒产生速率；“c”代表游离病毒的清除速率；“ε”代表抗病毒药物对病毒复制的抑制率；“η”代表抗病毒药物对新发感染的抑制效率；“δ”代表感染细胞的死亡速率；“β”代表未感染细胞被病毒感染的速率；“ρ”代表已感染细胞彻底清除病毒的速率；“d”代表未感染细胞的死亡速率。 病毒动力学的数学模型还在不断地发展演进，目的是为了更加贴近临床实践、更好地解释临床现象和发现并应用新的规律，不断优化临床疗效。 二、病毒动力学的临床应用 1．有助于理解病毒致病的机制：病毒动力学可以为我们提供进一步的深入信息，如游离病毒半寿期和平均寿命、已感染细胞半寿期和平均寿命、每天病毒的产生量等。这些参数可以帮助我们了解到病毒在体内的动力学信息，病毒的特征，抗病毒药物发挥作用的时间信息并能有效指导疗效优化。通过与HCV和人类免疫缺陷病毒的比较发现，HBV的寿命长、日周转率低，病毒变异速度和产生耐药的速度比较慢，见表1(略）。 2．评价抗病毒方法的疗效：目前抗病毒药物的评价指标一般采用比较治疗前后病毒载量的降低多少。病毒动力学参数，可以更深入细致地比较不同药物的疗效与特点。综合近年来的文献资料，将主要的抗病毒药物的病毒动力学参数汇总成表。表中所引证的数据大多数为非头对头的资料，仅供参考,见表2。 Wang等[5]观察拉米夫定100mg和600mg对慢性乙型肝炎患者病毒动力学参数的影响，48周时600mg组（n＝5）HBV DNA下降了4.06log10拷贝/ml，100mg组（n＝5）下降了1.52log10拷贝/ml（P＝0.08）。就趋势而言，600mg组表现出比较强的病毒抑制作用。进一步分析病毒动力学参数发现：病毒清除率（%/d）、受感染肝细胞的半寿期（d）、已感染肝细胞每天的清除速率（δ），在600mg组和100mg组分别是1.41比0.82，15.5比15.5，0.028比0.017（P＝0.06）。在病毒动力学的深入分析中，拉米夫定600mg并没有显示出显著优于100mg的优势。提示评价抗病毒药物的疗效，不仅要关注对外周血HBV DNA载量的强效抑制，进而还要关注能否影响病毒动力学指标、更好地反映感染细胞的清除（或死亡）速率和对病毒复制的持久抑制。 Leung等[6]观察了恩替卡韦（ETV）和阿德福韦酯（ADV）在HBeAg阳性的慢性乙型肝炎患者的病毒动力学参数。12周时ETV的降病毒作用强于ADV（-0.034比-0.024, P<0.02）。 针对高病毒载量（>107拷贝/ml）的韩国（C基因型HBV感染占绝大多数）HBeAg阳性慢性乙型肝炎患者，进行了替比夫定（LdT）和ETV头对头的病毒动力学研究[7]。旨在探讨两个强效快速抗病毒药物早期（12周）HBV DNA抑制程度及病毒动力学特征。LdT与ETV抑制HBV复制能力相当。病毒动力学参数，包括病毒复制抑制效率、游离病毒的半寿期, 感染细胞半寿期,差异均无统计学意义。 3．有助于阐释药物作用机制，进而优化疗效：丙型肝炎研究领域近年来进展突飞猛进，无论是长效干扰素联合利巴韦林的“金标准”，还是“应答指导的治疗”都得益于HCV病毒动力学扎实的基础。最终使得持久应答率不断提高[10]。HBV病毒动力学研究在这方面也有奋起直追之势。 ter Borg等[11]发现长效干扰素α-2b的远期疗效与疗程早期病毒载量的下降模式密切相关，按病毒载量明显下降的时间可把患者分成早下降（0～4周）、延迟下降（>4～32周）和晚下降（>32～52周）3种下降模式。3种下降模式的病毒学应答率分别为63%、52%和38%，HBeAg血清学转换率分别为63%、52%和31%，HBsAg清除率分别为22%、4%和0。提示延迟下降模式，即>4～32周期间HBV DNA载量下降值超过2log10，远期疗效较好，尤其是HBsAg清除率高。 近年关于HCV的临床免疫学研究为慢性乙型肝炎的相关研究提供了线索，早期病毒学应答好（HCV RNA下降快速）和获得持久应答的患者基线时HCV特异性的CD8+细胞水平较高，而病毒动力学的变化是与特异性抗HCV细胞免疫的恢复相联系的[12]。慢性丙型肝炎的治疗方案要充分关注对HCV特异性T细胞应答的作用。Lau等[13]观察30例HBeAg阳性慢性乙型肝炎患者核苷（酸）类似物治疗后的病毒动力学参数变化情况，及其与抗HBV免疫的关系。根据病毒动力学特征分为快速应答组（12周HBV DNA PCR仪即检测不到，n＝19）和慢应答组（n＝11），快应答组的感染细胞清除率显著优于慢应答组，而且只有在快应答组HBV特异性的CD4+ T细胞数明显增加，并在16～24周达到高峰。之后逐渐降低，提示ADV和（或）恩曲他滨治疗可以暂时性增强HBV特异性CD4+ T细胞的应答，这些发现与使用拉米夫定得到的结果是一致的。希望具有高HBeAg血清学转换率的核苷（酸）类似物，如LdT[14]，在今后的病毒动力学研究中能给我们带来一些惊喜和突破。 三、存在的问题和展望 病毒动力学研究还是零散的、小规模的和探索性的。解决的问题可能还没有提出的问题多。但是人们逐渐从多元、综合、定量、演化的角度来研究持续性病毒感染是大势所趋。更多、更高质量的数据将为我们揭示HBV感染与宿主相互作用以及抗病毒药物作用的“黑箱”。 目前HBV病毒动力学模型尚有不足之处[2]，宿主体内感染与免疫的动力学是高度非线性的、多元的，精确的数学模型，需要考虑很多个变量且往往难以求解。因此，病毒动力学研究本身需要新的更简便有效的算法。这种算法既能够揭示客观现象的发生机理，使临床病情分析、治疗决策更加量化、科学化和动态化，同时又不会由于公式过于复杂而难以广泛应用于临床。 个体化治疗近年来成为领域内的热门话题，完整的个体化治疗应包括治疗时机、药物选择、治疗策略调整和患者管理的个体化[15]。而这些无不需要病毒动力学的指标作支撑。例如：某慢性乙型肝炎患者基础病毒载量是1.0×108拷贝/ml，游离病毒的半寿期是1.1d，感染细胞的半寿期18d，ADV 30mg抑制病毒复制的效率是0.993，经计算使血清病毒载量下降至1拷贝，需要为期517d的疗程。 慢性乙型肝炎既是感染性疾病，又是免疫性疾病[16]。病毒动力学也离不开宿主抗病毒免疫，亟待LdT深入的病毒动力学研究可以探索核苷（酸）类似物获得高HBeAg血清学转换率的关键所在。在一项小规模的探索性临床试验中（n＝23），LdT治疗12周后血清病毒载量较基线下降6.6log10拷贝/ml[5]，病毒动力学深入研究显示：每天的病毒清除率为0.809、每天的感染细胞清除率为0.075，病毒产生的抑制率为99.1%。LdT不仅有强效的降外周HBV DNA载量的作用，进而还能够影响病毒动力学指标、更好地反映感染细胞的清除（或死亡）速率和对病毒复制的持久抑制。而这至少提供了解释LdT具有高HBeAg血清学转换率的线索之一，也为我们展示了优化慢性乙型肝炎治疗的一个新图景！ 参 考 文 献 [1]Dienstag JL. 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