编者按
目前，聚乙二醇干扰素α（PEG IFNα）是慢性乙型肝炎的重要抗病毒治疗药物之一。在细胞培养模型中，IFN通路已被报道可通过诱导干扰素刺激基因（ISGs）的表达协同作用于HBV病毒复制的不同阶段以抑制病毒生命周期（相关链接）。然而其在体内的潜在机制尚不清楚。IFN及其受体的物种特异性限制了人类IFN在野生型小鼠中的直接应用，因此亟需可供研究使用的小鼠模型。近期，广州医科大学附属市八医院传染病研究所的李锋教授和唐小平教授团队在Nature Communications上发表了最新研究，建立了人源化I型IFN受体（huIFNAR）小鼠模型，该模型可对人IFNα（huIFNα）产生真实应答。

研究结果
01、人源化干扰素受体（huIFNAR）小鼠模型的建立

在野生型小鼠的外周血单核细胞（PBMCs）中，由于物种特异性，人类IFNα2未能刺激出与小鼠IFNα5相似的基因表达谱，可见亟需建立一个新的小鼠模型来研究人类IFN在体内的功能。

研究使用CRISPR/Cas9辅助的原核显微注射产生的纯合子huIFNAR小鼠（图1a）。在嵌合的huIFNAR中，细胞外的huIFNAR部分可以真实地对huIFNα的刺激产生应答，而细胞内的鼠源干扰素受体（mIFNAR）部分可以保证结合蛋白的募集和下游通路的激活（图1b）。

图1. huIFNAR小鼠的建立a．小鼠huIFNAR敲入策略示意图；b. 人源化干扰素受体的结构，蓝色：人源，橙色：鼠源。

无论是体外还是体内实验，huIFNα2均可使mMx1和mIsg15 mRNA水平显著升高。进一步证实了huIFNAR小鼠已成功构建，并对huIFNα刺激有真实应答。

图2. huIFNAR小鼠对IFNα应答的评估e - g. 对huIFNα刺激的体外应答；h - j. 对huIFNα刺激的体内应答。

02、PEG IFNα2刺激huIFNAR小鼠的PBMCs具有与人类相似的免疫应答

使用mRNA测序比较huIFNα刺激huIFNAR小鼠及人类PBMCs的基因表达谱（图3a），结果表明IFN刺激基因（ISG）的表达谱在人类和小鼠中相似（图3b）。同时，通过KEGG通路富集发现人类和huIFNAR小鼠的差异表达基因（DEG）存在大量共同通路（占总改变通路的56.7%，图3c）。表明人PEG IFNα2诱导的基因应答在huIFNAR小鼠及人类PBMCs中高度相似，huIFNAR小鼠可作为探索人I型IFN治疗机制的替代模型。

图3. huIFNAR小鼠和人PBMCs对huIFNα应答的相似性分析a. 实验方案模式图；b. 人类和huIFNAR小鼠中huIFNα诱导的差异表达ISG的相关性；c. 差异基因KEGG富集信号通路韦恩图

03、huIFNAR小鼠对PEG IFNα2的应答具有组织特异性
研究选择了9个主要组织：脑、血、肺、心、肝、脾、肾、肌肉和肠（图4a）。在不同的组织间huIFNAR mRNA水平不同（图4b）。血液、肝脏和脾脏的huIFNAR表达水平最高，肌肉、肠道和大脑的表达水平最低。不同组织对huIFNα2的应答也有很大差异。血液、肝脏和脾脏在PEG IFNα2刺激下表现出最明显的图谱变化，心脏、大脑和肠道的应答较微弱（图4c、d），每个组织的IFNα应答均有独特的敏感性和功能差异性。

图4. 对人类PEG IFNα2应答的组织特异性转录组图谱a. 组织收集示意图；b. 9种组织中huIFNAR2 mRNA水平；c. PBMC、肝脏和脾脏间DEG的韦恩图；d. 组织特异性GO分析的冲积图。

04、PEG IFNα2治疗可显著降低huIFNAR小鼠中的HBsAg水平
用huIFNAR小鼠来评估huIFNα治疗HBV的疗效，野生型小鼠作为对照。在PEG IFNα2治疗前6周，通过尾静脉注射包含1.3倍HBV基因组的腺相关病毒载体（AAV-1.3×HBV）（图5a）。PEG IFNα2在野生型小鼠中未能抑制HBV。相比之下，huIFNAR-IFNα治疗组的HBsAg从第7周开始下降（p = 0.0112；图5b，d）。在停止治疗时，IFNα组的平均血清HBsAg水平约比安慰剂组低8.04倍（p = 0.0001；图5c）。huIFNAR-IFNα治疗组的HBeAg从第9周开始下降，在停止治疗时下降了2.15倍（p = 0.0069；图5d，e）。

• 一只经PEG IFNα2处理的huIFNAR小鼠（#3）获得HBsAg和HBeAg清除（图5f）。

• huIFNAR-IFNα组的6只小鼠中有2只检测到HBsAb（图5g）。

PEG IFNα2可显著降低肝内HBV pgRNA和总mRNA，且在#3小鼠中几乎完全清除（图5h，i）。进一步分析长期IFNα治疗可能存在的副作用。与未治疗的huIFNAR小鼠和野生型小鼠相比，huIFNAR-IFNα治疗组未发现异常。

图5. 人PEG IFNα2在huIFNAR AAV-HBV小鼠模型中可有效抑制HBVa. 实验模式图；b. 血清HBsAg动力学；c. 停止治疗时的血清HBsAg水平；d. 血清HBeAg动力学；e. 停止治疗时的血清HBeAg水平；f. #3小鼠的HBsAg和HBeAg水平变化；g. 血清HBsAb水平；h - j. 停止治疗时的肝内HBV pgRNA、总mRNA和HBV DNA水平。

05、PEG IFNα2治疗可显著降低huIFNAR小鼠中的HBsAg水平
肝内微环境的改变被认为是HBV临床治愈的重要因素。从安慰剂和PEG IFNα2处理的huIFNAR小鼠的肝组织中分离出免疫细胞进行单细胞测序。结果表明PEG IFNα2治疗可使髓系和中性粒细胞数量增加，NK/T和B细胞数量减少。

图6. 干扰素治疗15周后，小鼠肝内单核细胞的组成变化a. 单细胞测序的髓系细胞群UMAP图；b. 安慰剂和IFNα2处理组的细胞组成分析。

单核细胞具有促炎的特性（细胞分化、炎症反应和促进细胞因子的产生）。与安慰剂处理相比，PEG IFNα2使单核细胞对IFNα更敏感、抗原呈递增强、共刺激分子表达增加、增殖活性增强、对免疫细胞更具吸引力。T细胞在肝脏中富集，但CD4水平不受影响。而PEG IFNα2处理组的CD8+ T细胞显示出白细胞粘附、激活和T细胞受体信号传导等功能上调。

肝霖君有话说

已有多项研究表明基于PEG IFNα的联合治疗方案能极大提高慢乙肝患者的临床治愈率（相关链接一、二）。为了进一步提高临床治愈率，使更多患者获益，近年来，关于IFNα治疗的相关机制研究越来越多（相关链接一、二）。但由于IFN及其受体的物种特异性，仍需要可以在体内模拟人类IFN治疗过程的小鼠模型。本研究建立了可对huIFNα刺激真实应答的人源化I型IFN受体小鼠模型，通过该模型研究发现人PEG IFNα2治疗可改变肝内免疫细胞群，并显著抑制HBV复制、降低HBsAg水平。希望后续可以进一步应用该模型探索PEG IFNα的治疗机制，寻找提高临床治愈率的优化策略。
 

参考文献：  

[1] Wang Y, Guo L, Shi J, et al. Interferon stimulated immune profile changes in a humanized mouse model of HBV infection[J]. Nat Commun, 2023, 14(1): 7393.

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