Viêm gan B mạn tính vẫn còn là một vấn đề y tế quan trọng toàn cầu. Sự tiến triển đến xơ gan, bệnh gan mất bù và ung thư biểu mô tế bào gan là những hậu quả bất lợi chính của bệnh chưa được điều trị. Vì vậy, mục tiêu trị liệu là để dự phòng các biến chứng này nhằm ngăn ngừa kết cuộc tử vong sớm do viêm gan B mạn tính.

    Hiện nay có 7 thuốc đã được chấp thuận để điều trị viêm gan B mạn tính ở Mỹ là: interferon alfa-2b, peginterferon alfa-2a, lamivudine, adefovir, entecavir, telbivudine, tenofovir. Các chất tương tự nucleos(t)ide kiểm soát sự sao chép của virus rất tốt, với các nồng độ có thể thay đổi được và độ bền lâu dài. Tuy nhiên, sự sao chép virus điển hình trở về lại các nồng độ có thể phát hiện được sau khi ngừng trị liệu bằng nuleos(t)ide, ngay cả ở những bệnh nhân ban đầu có kháng nguyên e viêm gan B (HBeAg) dương tính, nhưng bị mất HBeAg và phát triển kháng thể kháng HBeAg - sự chuyển đổi huyết thanh HBeAg - hoặc những người mất kháng nguyên bề mặt viêm gan B (HBsAg) trong thời gian điều trị. Vì vậy, mặc dù những thuốc này có thể kiểm soát nhiễm virus viêm gan B mạn tính nhưng hiếm khi chúng - nếu có, chữa khỏi bệnh. Sự giải thích có thể là có một dạng virus được gọi là “DNA vòng đóng đồng hóa trị (cccDNA)” đóng vai trò then chốt về sự tồn tại kéo dài của virus và sự tái hoạt động của virus sau khi ngừng điều trị. Tài liệu này nêu bật vai trò then chốt của cccDNA trong tiến trình nhiễm virus viêm gan B (HBV) tự nhiên và được điều trị.

     I. cccDNA là gì?

    cccDNA của virus viêm gan B tạo thành một dạng genome DNA của virus ổn định. cccDNA nằm ở nhân tế bào gan bị nhiễm dưới dạng nhiễm sắc thể nhỏ hoặc episome không tích hợp, ở đó nó hoạt động như một khuôn mẫu để phiên mã các gen của virus. Số bản sao (copies) của cccDNA có trong bất kỳ tế bào gan bị nhiễm nào đều biến thiên mạnh nhưng thường trong khoảng từ 10-50 bản sao mỗi tế bào gan.

     1. cccDNA được sản xuất và duy trì như thế nào?

cccDNA được sản xuất trong quá trình sao chép của virus. Mặc dù virus viêm gan B (HBV) là một virus DNA chuỗi kép không hoàn chỉnh, nó sao chép qua trung gian RNA bằng cách sử dụng một polymerase của virus có hoạt tính transcriptase ngược. Sự sao chép của HBV xảy ra chủ yếu ở các tế bào gan. Khi đi vào tế bào, virus lột lớp vỏ protein của nó, và genome của chuỗi kép lỏng lẻo, không hoàn chỉnh được vận chuyển vào nhân. Ở nhân, các polymerase của vật chủ và virus sửa chữa genome vòng lỏng lẻo, không hoàn chỉnh thành một genome vòng đóng đồng hóa trị, có chuỗi kép hoàn chỉnh, hoặc cccDNA. cccDNA hoạt động như một khuôn mẫu cho sự phiên mã của tất cả RNA thông tin (mRNA) của virus.  mRNA của virus gồm 1) RNA pregenome, hoạt động như một khuôn mẫu cho sự phiên mã ngược, tổng hợp protein lõi và enzyme polymerase; 2) 3RNA subgenome cần cho sự dịch mã các protein của lớp vỏ ngoài; và 3) protein X, chức năng của protein này chưa được hiểu rõ. Một khi được tổng hợp, RNA của virus được vận chuyển đến bào tương là nơi dịch mã các protein của virus, lắp ráp nucleocapsid, và sự sao chép virus xảy ra.

Sự sao chép xảy ra trong nucleocapsid của virus gồm có protein lõi, RNA pregenome và polymerase. Sự hình thành nucleocapsid cần sự gắn kết phối hợp của polymerase với một cấu trúc RNA vòng thân gọi là epsilon ở vị trí đầu 5’ của RNA pregenome - một quá trình tạo ra sự capsid hóa do các hạt trong lõi. Polymerase gắn kết epsilon hoạt động như một protein mồi để tổng hợp DNA, với epsilon hoạt động như một khuôn mẫu cho phản ứng này. Sau khi sợi không mã hóa của DNA được tổng hợp hoàn toàn, RNA được làm thoái biến bởi RNase H của virus là một phần của polymerase. Tiếp theo là sự tổng hợp sợi mã hóa và tạo vòng genome của virus. Một khi sự sao chép hoàn tất, nucleocapsid của virus tương tác với protein của lớp vỏ ngoài ở lưới nội bào tương để tạo thành các virion trưởng thành được tiết ra từ tế bào. Các nucleocapsid của virus cũng có thể vận chuyển ngược trở lại nhân, đại diện cho một con đường rất quan trọng để duy trì cccDNA trong tế bào gan. Con đường này được cho là được điều hòa bởi protein lớn ở bề mặt.

     2. cccDNA được đào thải như thế nào?

    Đáp ứng miễn dịch đóng vai trò cơ bản trong sự thanh thải virus cũng như làm trung gian của bệnh. Vì vậy, có lợi khi xem xét đáp ứng miễn dịch đối với nhiễm virus viêm gan B (HBV) để hiểu sự sao chép của virus được kiểm soát như thế nào.

    Việc kiểm soát thành công HBV tùy thuộc vào tác động lẫn nhau phức tạp giữa các đáp ứng bẩm sinh, tế bào và thể dịch đối với sự nhiễm virus (Hình 2). Tuy nhiên, vai trò chính xác của đáp ứng bẩm sinh trong trường hợp nhiễm HBV cấp tính chưa rõ. Đáp ứng miễn dịch bẩm sinh không đặc hiệu bao gồm sự sản xuất interferon, hoạt hóa tế bào diệt tự nhiên, và hoạt hóa tế bào Kupffer, tất cả điều này có thể giúp kiểm soát sự sao chép của virus và hạn chế sự lan rộng của virus trong các giai đoạn sớm của nhiễm virus. Vai trò của đáp ứng tế bào và thể dịch đã được xác định tốt hơn. Đáp ứng của tế bào T trong nhiễm HBV cấp tính, tự giới hạn, được đặc trưng bởi một đáp ứng mạnh, đa clon, độc tế bào đa đặc hiệu và tế bào T hỗ trợ. Ngược lại, đáp ứng miễn dịch ở người mang virus mạn tính không rõ hoặc không phát hiện được. Tế bào lympho T hỗ trợ CD4+ nhận biết các kháng nguyên virus đã được xử lý, được trình diện bởi các phân tử phức hợp tương hợp mô chính nhóm II. Có 2 nhóm phụ của tế bào T hỗ trợ CD4+ này. Đầu tiên là tế bào T hỗ trợ type 1 tiết interferon gamma, interleukin (IL)-2, yếu tố hoại tử khối u alpha và làm sạch tế bào gan bị nhiễm HBV qua các cơ chế tiêu tế bào và không tiêu tế bào. Thứ hai là các tế bào T hỗ trợ type II tiết IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 và dẫn đến sản xuất kháng thể của tế bào B cần để trung hòa các hạt virus tự do và phòng ngừa sự tái nhiễm của tế bào gan.

     Hệ thống miễn dịch được cho là đào thải cccDNA do 2 cơ chế có thể có: 1) cơ chế tiêu tế bào trong đó tế bào gan nhiễm virus bị hủy diệt và được thay thế bằng các tế bào không bị nhiễm và 2) cơ chế không tiêu tế bào trong đó các cytokin kháng virus điều hòa giảm sự biểu hiện gene của HBV và đào thải HBV khỏi các tế bào gan mà không gây chết tế bào. Các tế bào gan có thời gian bán thải dài; vì vậy việc thải trừ cccDNA do sự luân chuyển của tế bào gan không phải là biện pháp thanh thải chính, ngoại trừ có thể trong thời gian luân chuyển tế bào nhanh, như trong thời gian nhiễm viêm gan cấp tính. Việc quan sát thấy cccDNA có thể tồn tại kéo dài ngay cả ở những bệnh nhân có chứng cứ huyết thanh học về thanh thải virus đã nêu bật vai trò quan trọng của đáp ứng miễn dịch trong việc kiểm soát sự sao chép của virus và đưa ra quan điểm về các cách tiếp cận tiềm năng không phải về mặt virus học đối với việc điều trị viêm gan B mạn tính.

     II. cccDNA là một đích điều trị

     cccDNA của HBV là một đích điều trị hấp dẫn do vai trò then chốt của nó trong sự sao chép và sự tồn tại kéo dài của virus. Các chất tương tự nucleos(t)ide ức chế polymerase của virus nhưng không ức chế con đường tái sinh nội bào bổ sung cccDNA. Kết quả là sự sao chép virus thường quay trở lại các nồng độ trước khi điều trị sau khi ngừng sử dụng những chất này. Việc sử dụng nhiều kỹ thuật phân tử khác nhau, các nghiên cứu kiểm tra những thay đổi về cccDNA của bệnh nhân trong khi điều trị bằng chất tương tự nucleos(t)ide đơn độc hoặc phối hợp với peginterferon, đã cho thấy giảm 1,0-2,4 log10 bản sao (copies)/tế bào về các nồng độ cccDNA, nhưng không triệt tiêu, so với các dạng DNA sao chép của HBV khác ở gan. Dựa trên những dữ liệu này, các mô hình toán học dự đoán rằng sẽ phải mất lâu hơn 14 năm để làm sạch hoàn toàn cccDNA nội bào của một gan người nhiễm HBV mạn tính. Các ảnh hưởng lâm sàng của phát hiện này là ở chỗ phải dùng các chất tương tự nucleos(t)ide trong những khoảng thời gian cực dài, nếu không nói là vô thời hạn. Mục tiêu của việc “chữa khỏi” viêm gan B mạn tính với các thuốc dùng đường uống hiện có là không thể được vì không thể sử dụng các thuốc này một cách hiệu quả với thời gian dài như vậy, và chúng không có hiệu quả làm triệt tiêu cccDNA từ gan.

     Gần đây, các cách tiếp cận mới khác đã được thăm dò đối với cccDNA đích. Trong một nghiên cứu, một tế bào T gây độc tế bào đã được biến đổi về mặt di truyền mang thụ thể tế bào-T chimera trực tiếp chống lại các protein bề mặt HBV trình diện trên các tế bào nhiễm HBV đã được phát triển và sử dụng để cung cấp tế bào T người sơ cấp có tính đặc hiệu như kháng thể. Khi được ủ cùng với các tế bào gan người sơ cấp bị nhiễm HBV, những tế bào T đặc hiệu kháng nguyên theo kỹ thuật di truyền này đã đào thải chọn lọc các tế bào bị nhiễm HBV và do đó là các tế bào đích có cccDNA. Tuy nhiên, việc tìm một hệ thống chuyển giao đối với phương thức điều trị này và rủi ro tiềm ẩn về tổn thương gan có thể làm hạn chế cách tiếp cận này. Một nghiên cứu khác in vitro đã sử dụng một RNA can thiệp nhỏ nhắm chống lại tín hiệu khu trú ở nhân trong protein lõi của HBV và đã quan sát thấy tác nhân này ức chế rõ rệt sự khuyếch đại cccDNA. Dựa trên kết quả này, những nghiên cứu thêm ở những mô hình động vật của nhóm tác nhân này đã được bảo đảm rõ ràng.

     III. Có phải cccDNA đóng vai trò trong dự đoán đáp ứng đối với trị liệu kháng virus?

     cccDNA được cho có vai trò trong sự sao chép bền bỉ của virus nên việc định lượng cccDNA có thể có ích lợi về mặt lâm sàng. Các nghiên cứu đã cho thấy một sự tương quan giữa cccDNA và các nồng độ HBV-DNA trong gan; tuy nhiên, không thực tế khi đo cccDNA ở các sinh thiết gan trong thực hành lâm sàng thường quy. Vì vậy, một chỉ điểm thay thế đối với các nồng độ cccDNA sẽ là một công cụ hữu ích để theo dõi hoạt tính của bệnh gan liên quan với HBV. cccDNA được cho là khuôn mẫu chính để phiên mã và dịch mã các kháng nguyên của virus, kể cả HBsAg, những thay đổi về nồng độ HBsAg trong huyết thanh có thể được sử dụng như một chỉ điểm thay thế đối với những thay đổi về các nồng độ cccDNA.

      Một nghiên cứu đã khảo sát mối quan hệ tiềm năng này giữa các nồng độ HBsAg trong huyết thanh trước điều trị và nồng độ HBV-DNA và cccDNA toàn phần ở những bệnh nhân đang điều trị với peginterferon và lamivudine đã phát hiện một sự tương quan giữa các nồng độ HBsAg trong huyết thanh và các nồng độ HBV-DNA trong gan. Những bệnh nhân có nồng độ cccDNA, HBV-DNA trong gan và nồng độ HBsAg, mà không phải nồng độ HBV-DNA trong huyết thanh, thấp hơn mức cơ bản rất có thể phát triển sự ức chế kéo dài về mặt virus học. Đã quan sát thấy các kết quả tương tự ở những bệnh nhân được điều trị với peginterferon alfa và adefovir. Những nghiên cứu này cung cấp chứng cứ sơ bộ, có thể giải thích tại sao sự mất HBsAg tự phát hoặc do điều trị là một chỉ điểm huyết thanh mạnh nhất đối với sự ức chế kéo dài về mặt virus học, mặc dù các phát hiện này cần được xác nhận bởi những nghiên cứu khác bao gồm các số lượng bệnh nhân lớn hơn.