全世界有1.7億人感染慢性丙型肝炎病毒（Hepatits C virus, HCV），其中在亞洲和非洲人中感染為著。自從上世紀90年代以來對獻血員進行丙型肝炎病毒篩查以來，慢性丙型肝炎的感染率明顯下降。然而，某些人群對丙型肝炎病毒具有明顯的易感性，這些人群包括共用針具的靜脈藥癮者、接受不安全的輸血治療者等。在所有的HCV感染的個體中，80％的感染者發展慢性HCV感染，10-20％發展成為肝硬化，1-5％的慢性感染者發展成為原發性肝癌。因此，慢性HCV感染的流行成為世界各國一項重要的社會經濟負擔。在發達國家，慢性HCV感染是肝移植失敗的主要原因。迄今為止，尚未發現行之有效的HCV疫苗用於預防HCV感染。慢性丙型肝炎患者通常使用干擾素和利巴韋林聯用進行抗病毒治療，但這種治療療程長、價格昂貴、副作用多，且有效率僅只有50％。干擾素治療的副作用包括：中性粒細胞減少或缺乏、流感樣症狀、神經精神症狀如抑鬱、自身免疫性綜合徵如自身免疫性甲狀腺炎。在HCV病毒基因型2型或3型患者中，血清持續病毒免疫應答率可達80-90％，但在基因1型患者中應答率只有50％。因此，發展有效的HCV預防性和治療性疫苗對控制慢性HCV感染具有重要意義。
1、HCV病毒遺傳多樣性：
HCV為單股正鏈RNA病毒，屬於黃病毒屬，HCV基因組全長約9.6 kb。含有下列基因結構：(1)一個大的開放閱讀框(ORF)，編碼約3 010氨基酸長的多聚蛋白前體，這個蛋白前體通過宿主和病毒蛋白酶的裂解作用產生至少10個蛋白，排列如下: 氨基端(NH2)-核心蛋白(core)-包膜蛋白1(envelope，E1)-E2-p7-非結構蛋白2(Nonstructural protein 2，NS2)-NS3-NS4A-NS4B-NS5A-NS5B-羧基端(COOH)，這些病毒蛋白並不僅在病毒複製中起作用，也影響宿主細胞內多種功能。(2)基因組5’端為5’非翻譯區(NTR)，全長341個核苷酸(nt)，位於ORF的上游，在5’-NTR中存在一個內部核糖體進入位點(IRES)，它是一種最複雜的順式激活元件，指導核糖體40S亞基與ORF的起始密碼子AUG相結合，從而指導ORF的翻譯，最近一些研究表明其還具有調節HCV RNA複製的作用。 (3)ORF下游是3’-NTR: 其長度是可變的，包括三個結構: 一個短的約40個nt的可變序列，其後有終止密碼子，他對於HCV基因組的複製並不是必需的；大約30-150 nt的多聚poly(U/UC)序列；大約98 nt的高度保守的“X尾”異源多聚序列，其3’-末端有一個46 nt的序列可形成穩定的莖-環(stem-loop) 結構，他對於體內及細胞培養系統的RNA複製來說是必需的。NS5B蛋白為RNA依賴的RNA多聚酶(RNA-dependent RNA polymerase，RdRp)，由於其缺少校讀功能，使得HCV RNA複製過程中錯誤的核苷酸隨機進入病毒基因組，有些核苷酸錯誤對病毒是致命性的；有些則是“非致命性的”。病毒雖出現核苷酸變異，但病毒蛋白的氨基酸不發生變異，即無義突變；第三類即發生正義突變，導致氨基酸變異，使得病毒蛋白的功能改變。這些非致命性的變異可能賦予病毒更有效的複製優勢，逃避宿主免疫，發展對藥物的耐受性。這些HCV RNA基因組和多肽序列的變異可在單個HCV感染的個體內產生彼此密切相關、但又完全不同的病毒株，從而導致一個相當大的準種池(pool of quasispecies)。根據HCV的核心區/E1區核苷酸序列31-33％的同源性，將HCV分為6種不同的基因型；遺傳變異性（genetic variablity）最高的區域是E1、E2糖蛋白和NS5A區，而序列最保守的區域是NS3、NS5B、核心區和5’非翻譯區(NTR)，每種基因型根據20-25％的核苷酸序列差異又分為不同的基因亞型，HCV基因型的重要性決定了HCV對干擾素和利巴韋林治療的免疫應答率。在E2糖蛋白N末端第1-27位氨基酸發現高度變異的區域，稱為高變區（High Variability Region, HVR1）。在不同的基因型、亞型、準種之間HVR1序列各不相同；三級結構分析顯示HVR1三維結構存在巨大的差異；研究顯示HVR1包含有中和抗體表位。在HCV慢性感染過程中，這些表位誘發的中和抗體亦發生巨大變化，提示HVR1變異是HCV在機體免疫壓力作用下發生免疫逃避的機制之一。
由於NS5B蛋白的RNA依賴的RNA多聚酶缺乏校正功能，HCV RNA序列持續改變，其中突變率高達每年5×10-3/位點，每天有1012個病毒顆粒產生和清除。由於HCV RNA複製過程中的高變異率，使得HCV某些T細胞和B細胞表位的序列亦發生改變，在HCV自然感染過程中出現免疫逃逸。HCV表位抗原的變異及HCV遺傳多樣性為疫苗的發展提出了問題。基因型、亞型的多樣性和病毒株的變異要求疫苗誘發的免疫必須涵蓋HCV病毒6種不同的基因型。對HCV感染自發清除的患者血清研究發現體內存在針對不同HCV基因型的交叉反應中和抗體（cross-neutralizing antibody），這提示必須設計針對不同包膜蛋白的交叉反應疫苗。
HCV病毒可感染人和猩猩的肝細胞，目前發現的肝細胞表面HCV受體包括：CD81分子、I型清道夫受體B（scavenger receptor class B type I）、Claudin-1、低密度脂蛋白受體。最近研究顯示小鼠肝細胞表面occludin受體[11]是HCV感染小鼠的重要受體。
目前對於HCV逃避宿主免疫的研究和HCV感染者宿主免疫自發恢復的研究使我們越來越清楚的認識到與保護性免疫有關的一些免疫特徵。HCV感染自發免疫恢復的特徵與多功能CD4+T細胞、基因型交叉的CD8+CTL和中和抗體相聯繫。這些研究有利於我們理解針對HCV感染的保護性免疫，也為發展HCV疫苗奠定了基礎。我們將從HCV感染的病毒動力學和免疫逃避入手，對當前HCV預防性和治療性疫苗的新進展作一綜述。
2、HCV原發感染和繼發感染中的病毒動力學：
在HCV原發感染過程中，8-14周內發展成為急性丙型肝炎，此時血清轉氨酶水平增高，肝臟中可檢測到HCV特異性的T細胞。病毒複製在最初的1-2周成對數級增加，平均每半天增加1倍；此後病毒水平增加緩慢，平均7.5天增加1倍。伴隨著ALT水平升高，病毒水平在8-14周內快速下降，此時可檢測到HCV特異性的CD8+T細胞反應和肝內γ-IFN的表達，這和T細胞免疫反應有關。當HCV原發感染已發生免疫清除的大猩猩和患者再次感染HCV病毒後，儘管部分病例可轉化為慢性感染，但但多數病例病毒複製的控制和清除的動力學與原發感染不同，原發感染誘導的適應性免疫（adaptive immunity）在繼發感染後被進一步修飾，更快的清除HCV病毒感染。病毒動力學研究顯示繼發感染持續時間更短，明顯減少了肝臟和外周血病毒水平，減少了肝臟的炎症。
3、HCV的免疫逃避：
HCV能夠和免疫系統的效應蛋白髮生相互作用，從而逃避免疫監視，最終導致感染慢性化。HCV能抑制α-IFN的產生、抑制NK細胞活性、產生逃避變異物免遭抗體和CD8+CTL的識別，所有這些都有助於HCV感染的慢性化。
許多RNA病毒在複製過程中產生的雙鏈RNA能被宿主模式病原識別受體（pathogen-recognition receptors）如TLR3、RIG-I和MDA-5識別，從而產生抗病毒反應。雙鏈RNA作為配體和TLR3結合，激活了TLR3信號傳導路。TLR3信號以MyD88依賴和MyD88獨立（MyD88-dependent/independent pathway）的傳導路傳導信號。其中MyD88獨立的傳導路通過接頭蛋白TRIF激活幹擾素調節因子3（IFN Regulatory Factor-3, IRF-3），導致IRF-3磷酸化，同時發生細胞核定位。激活的IRF-3進入細胞核後作為轉錄因子，反式激活I型干擾素和其他參與宿主防禦反應的蛋白的表達，從而達到免疫清除HCV的作用。因此，TLR3信號傳導路中的TRIF蛋白具有重要作用。另外，RIG-I傳導路通過Cardif接頭蛋白激活I型干擾素的產生。但HCV病毒在進化過程中為了自身的生存，發展了一種機制參與了HCV的免疫逃避：HCV基因組中的NS3-4A作為一種蛋白酶在細胞內可水解TRIF和Cardif蛋白，這樣就阻止了TLR3和RIG-I信號傳導路，抑制了干擾素和其他參與宿主防禦反應的蛋白的表達，導致HCV免疫清除的抑制，產生HCV感染的慢性化。
慢性HCV感染者體內I型干擾素缺乏導致NK細胞活性減少。通過炎性細胞因子如γ-IFN或抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用（Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC），活化的NK細胞是病毒感染天然免疫的重要效應細胞。I型干擾素活化DC細胞，隨後引導NK細胞產生IL-15。在慢性HCV感染者體內I型干擾素的缺乏導致血清中IL-15減少，這主要是由NK細胞總數減少，尤其是細胞毒作用的CD16+CD56DIMNK細胞減少，從而影響體內HCV病毒的清除。
在HCV感染過程中，體液免疫所致的抗體反應不足以保護個體免遭HCV感染。中和抗體在急性HCV感染者體內很少發現，但在慢性感染者體內抗HCV抗體的滴度甚高，中和抗體難以控制HCV感染可能與下列機制有關。HCV能夠連接到極低密度脂蛋白，有利於肝細胞攝入HCV病毒，通過和載脂蛋白B和I型清道夫受體B相互作用，有助於避免HCV病毒被中和抗體識別。HCV的包膜蛋白E2能夠被糖基化（glycosylation），其糖基化位點在所有HCV基因型和亞型中具有保守性，E2區CD81連接位點的三個氨基酸糖基化後降低了病毒的免疫原性，保護病毒免遭抗體的中和。
HCV病毒也可通過CD81和Claudin-1介導的細胞-細胞直接相互作用直接感染周圍細胞，免遭中和抗體的清除。HCV也可在體內產生不同的準種（quasispecies），所謂準種，即是一組自身複製的分子，它們彼此不同，但又密切相關。準種的演變是從一個原始的特定病毒序列開始的，該病毒的每一輪複製均導致變異株的出現。因此，在任何時間點，某病毒群（viral population）總是由常見的代表性序列即主序列（master sequence）和同一組不同的但又密切相關的序列（變異株）所組成。所有這些相關的序列（變異株），不管其所佔比例如何，均被認為是一群複製體（replicon）,表現為動態的遺傳相互作用（dynamic genetic interaction）。當環境發生改變時，在原病毒群中已存在的各種變異株，以及在複製過程中新生代的變異株，將被選擇出最適應於新環境的變異株。爾後，被選擇出的變異株又面臨新環境的變化。為了其子代能繼續複製，將再次被選擇出適應新環境的變異株。如此週而復始，不斷形成新的病毒群（即準種）。在單個慢性HCV感染者體內證實存在多種不同的HCV準種，在不同HCV基因型或亞型的刺激下，機體免疫系統產生多種相應的中和抗體，但這些中和抗體不能中和體內主要的HCV病毒株。因此，抗體反應不能解決HCV感染。而且，干擾抗體的存在能夠減少真正中和抗體的功能。在HCV病毒E2區存在2個重要的表位，表位I定位於E2區412-426位氨基酸殘基，是重要的中和抗體作用位點，在不同的HCV基因型中具有保守性；表位II定位於E2區434-446位氨基酸殘基，該表位在HCV基因型中變異率高，產生的抗體干擾表位I誘導產生的抗體。對這兩個表位誘導產生的特異性抗體分析顯示慢性HCV感染者優先產生無保護作用的表位II抗體；表位I誘導產生的抗體出現得很晚，且有相同丰度的表位II抗體同時產生。當表位II抗體從血漿中清除後，血漿中僅含有表位I抗體，能夠對不同的HCV基因型產生良好的中和能力。在HCV的免疫逃避機制中，除HCV基因組本身的變異外，干擾抗體的產生也是其機制之一。因此，能夠有效誘導表位I特異性抗體產生的HCV疫苗也是將來HCV疫苗研究的方向。
CD8+T細胞識別表位的逃逸性變異要求在病毒感染性和宿主免疫反應之間尋求平衡。NS5B是HCV複製過程中RNA依賴的RNA多聚酶，在HCV複製過程中具有低保真性，是HCV慢性感染者體內病毒準種出現的原因。HCV基因組序列變異的積累從機體對HCV病毒產生免疫壓力即已開始。對CD8+T細胞識別表位的變異分析顯示：該表位氨基酸變異的速度較其他區域更快；在慢性感染期CD4+T細胞的缺乏阻止CD8+CTL清除HCV病毒。HCV特異的CD8+CTL不能完全控制HCV病毒血症與CD8+T細胞識別表位的逃逸性變異具有相關性，這些無效的CD8+CTL對HCV病毒的變異提供了選擇性免疫壓力。
4、HCV的保護性免疫：
儘管宿主免疫系統不能有效的根除HCV病毒，但對自發清除HCV感染的患者的研究使我們發現體內存在某些與HCV免疫清除有關的保護性免疫機制。有些報道顯示HCV的清除與宿主遺傳背景有關，如宿主HLA型別、細胞因子IL-10和IL-28、化學因子如CCR5的表達。HCV的清除和患者的HLA-B27等位基因有關；因為MHC-I類分子如HLA-B27與將抗原提呈給CD8+CTL有關，因此有效的MHC-I類分子對CD8+CTL清除病毒具有重要作用。在HCV感染的免疫控制過程中，CD8+CTL是重要的效應細胞，這種觀點首先是在分析大猩猩急性HCV感染過程中發現的。研究顯示在大猩猩感染HCV病毒後，少數猩猩可自發清除體內的病毒，而大多數轉變為HCV慢性感染，比較這兩組猩猩體內中和抗體和CD8+CTL的發生發展，自發清除組顯示對多種不同的病毒表位、經多種不同的MHC-I類分子抗原提呈後發生強烈的CD8+CTL清除病毒反應。自發清除HCV病毒的大猩猩使用HCV病毒進行第二次免疫刺激，第一次免疫清除需要40天，而第二次免疫清除僅需要14天；特異性CD8+CTL數量和HCV病毒載量成負相關。在使用HCV病毒進行第三次免疫刺激前耗竭特異性CD8+CTL，HCV感染的時間會延長。HCV慢性感染者體內缺乏針對HCV不同抗原表位的CD8+CTL的廣泛的特異性和細胞毒作用。對HCV感染自發清除和慢性感染者體內CD8+CTL的進一步研究，通過檢測HCV表位刺激後產生的γ-IFN水平，自發清除感染者體內具有強烈的CD8+CTL反應和針對HCV不同抗原表位的CD8+CTL。這種特異性CD8+CTL對抗原表位刺激具有強烈的增殖活性，表達記憶性的CCR7hi CD45RAlow CD27+CD28+表型；在HCV感染自發清除患者的CD8+CTL細胞表面發現IL-7受體的表達。另外，對HCV不同基因型發生交叉免疫反應的CD8+CTL細胞限制了HCV的免疫逃逸，促進了病毒的免疫清除。因此，針對HCV不同抗原表位、對HCV不同基因型發生交叉免疫反應的CD8+CTL細胞是HCV感染過程中發生免疫清除的重要條件。
在HCV感染自發清除患者中，具有廣泛特異性和功能的CD4+T細胞在HCV感染的清除過程中具有重要作用。CD4+T輔助細胞參與激活適應性免疫反應（adaptive immunity），儘管CD8+CTL在控制HCV感染中具有重要作用，但在某些HCV慢性感染者體內仍存在具有高度特異性的CD8+CTL，但這些CD8+CTL不能有效清除HCV病毒，研究顯示自發清除和慢性感染者的區別處決於CD4+T細胞的反應。研究發現自發清除者體內CD4+T細胞能特異性識別多種不同的HCV抗原表位，而慢性感染者不具有這種功能。對慢性HCV感染患者的干擾素治療研究發現具備分泌IL-2和γ-IFN的CD4+T細胞和病毒的清除具有相關性；當CD4+T細胞不能分泌IL-2時HCV感染就轉變為慢性化。因此，分泌IL-2和γ-IFN的多功能CD4+T細胞是產生高度特異性的CD8+CTL的關鍵因素。
儘管中和抗體對HCV感染普遍缺乏保護，但對HCV基因型具有交叉反應的中和抗體似乎具有保護作用。HCV感染個體可誘導對HCV的核心區、NS3、NS4和NS5蛋白的中和抗體。目前研究顯示中和抗體的檢測可通過HCV假型顆粒（pseudotype particles, HCVpp）表達的E1和E2蛋白來進行，因為E1和E2蛋白存在於HCV病毒顆粒的表面，在病毒顆粒進入肝細胞過程中發揮關鍵作用，E1和E2蛋白誘發的特異性抗體具有中和能力。來源於HCV感染者體內的單抗證實針對E1和E2蛋白的特異性抗體對HCVpp具有基因型交叉中和能力。當人源化小鼠感染HCV病毒後，E1和E2蛋白的特異性抗體對小鼠提供積極的保護作用，阻止病毒在小鼠體內複製。對吸毒感染HCV後自發清除的癮君子研究顯示，這些感染者體內廣泛的中和抗體對清除體內的HCV病毒具有重要作用；當這些癮君子再次感染HCV病毒後，83％的感染者能自發的清除病毒。對這些人體內中和抗體分析顯示，和HCV慢性感染的吸毒者相比，自發清除者體內中和抗體能和多種不同基因型的HCV發生中和作用。
干擾素和利巴韋林聯合應用於治療慢丙肝感染者，對其作用機制的研究顯示天然免疫（innate immunity）在HCV病毒清除過程中具有重要作用。基因組學相關性研究證實在IL-28B基因的表達在HCV的干擾素免疫清除中具有重要作用。IL-28B基因編碼IFN-3λ蛋白，後者在干擾素聯合利巴韋林的免疫應答中發揮重要作用；不同人群IL-28B基因上游啟動子基因多態性和干擾素的持續免疫應答有關；這種基因多態性也和HCV病毒的自發免疫清除有關。來至不同地區的人群基因比較發現，C等位基因（rs12979860）的SNP改變通常發生在亞洲和歐洲人群中，在非洲人群中最少；36.4％的亞歐人群和9.3％的非洲人群可自發清除HCV病毒，這進一步證實C等位基因的SNP改變在HCV免疫清除過程中的重要性。IFN-3λ聯合IFN-1λ（IL-29）、IFN-2λ作用於包含IL-28Rα和IL-10Rβ的受體複合物，激活JAK-STAT信號傳導路，類似於I型干擾素抗病毒作用。儘管IFN-3λ在抗HCV的功能未完全弄清楚，但研究顯示IFN-λ在肝癌細胞系Huh7.5中具有抑制HCV複製的作用；另外，IFN-λ能增強a-IFN的抗病毒活性。
5、宿主免疫反應模型系統的研究進展：
長期以來，由於缺乏有效的體外HCV複製和感染模型系統，使得HCV 中和抗體的特徵、HCV變異物（HCV variants）逃避細胞免疫和體液免疫的機制研究長期停滯不前。在2003年，用HCV包膜糖蛋白構建的假型病毒顆粒HCVpp第一次用於研究HCV病毒的細胞進入和抗體介導的中和作用[27]。假型病毒 (Pseudotyped virus)是指病毒顆粒的結構蛋白(多為包膜蛋白)不是由其本身攜帶的基因編碼，而是由另一種病毒編碼。假型病毒的細胞嗜性和感染過程與真病毒相似，可以模擬病毒感染的早期過程。
Codran A等構建帶有HCV包膜蛋白E1、E2的假型病毒VSV/HCV，證明了只有E1、E2共表達時此假型病毒才能進入細胞。利用帶有丙型肝炎病毒(HCV)包膜蛋白的人免疫缺陷病毒的假型病毒，感染人的肝癌細胞系，發現此感染過程可以被可溶性形式的CD81和CD81的特異性單克隆抗體所阻斷，說明CD81是HCV受體的一個組成部分。Lagging L. M.等用HCV DNA疫苗免疫接種Balb/c小鼠後，可以誘導小鼠產生強烈的體液免疫應答。將HCV的E1(174 aa～359 aa)和E2(371 aa～742 aa)區與皰疹病毒G蛋白的跨膜區和胞質尾區構建成嵌合基因，即VSV/HCV假型病毒；然後用同源性HCV分離株的包膜蛋白免疫黑猩猩後獲得血清，在體外進行中和試驗，發現VSV/HCV假型病毒不能感染真核細胞，提示E1和E2在假型病毒感染真核細胞中起著重要作用，用此嵌合基因免疫小鼠後產生的抗體，可作為潛在的中和抗體為探索HCV疫苗提供一種新途徑。
2005年，Wakita及其同事構建了HCV 2a型全長複製子JFH-1,在此基礎上一種新的 HCV體外細胞培養系統HCVcc(cell-culture derived HCV，HCVcc) 構建成功。通過將體外轉錄的 HCV JFH-1複製子基因組全長 RNA轉染細胞，在不需適應性突變就能在體外培養的肝癌細胞系 Huh-7細胞中有效複製，幷包裝出具有感染性的HCV病毒顆粒。該系統使得體外研究HCV的完整病毒複製週期和病毒-宿主相互作用成為可能；這個系統也可用於研究HCV抗體介導的中和作用和病毒免疫逃避的分子生物學機制。
6、發展B細胞疫苗存在的問題，抗體中和作用的病毒學逃：
目前兩個HCV急性感染的隊列研究揭示了體內中和抗體的快速誘導和病毒清除之間具有相關性。在清除HCV病毒的患者體內很快檢測到高低度的交叉中和抗體（cross-neutralizing antibodies）；相反，在發展成為慢性感染者體內中和抗體的誘導推遲，且這些抗體不能用於控制HCV感染。von Hahn等研究顯示宿主誘發的中和抗體種類和數量遠遠落後於HCV病毒準種產生的包膜糖蛋白的序列種類，這個機制解釋了為甚麼慢丙肝患者體內中和抗體不能控制HCV的感染。對肝移植患者的研究證實抗體介導中和反應的逃避是HCV病毒重新感染移植肝臟的重要機制。
如果單克隆或多克隆抗體能中和不斷變化的HCV病毒，至少要能識別HCV胞膜糖蛋白不連續的抗原表位。最近的研究發現在HCV病毒感染者體內中和抗體反應可阻止病毒感染肝細胞，即可能阻止了HCV-CD81、HCV-SR-BI的相互作用，同時阻止了病毒的胞膜融合。交叉抗體中和不同的HCV抗原表位可能干預HCV病毒進入細胞的不同步驟，從而達到清除HCV病毒感染的目的，這為將來發展有效的B細胞疫苗提供了思路。
除了HCV病毒的高度變異性之外，HCV還可通過其他機制逃避中和抗體反應：誘導其他抗體干擾中和抗體反應；HCV病毒顆粒與低密度脂蛋白和及低密度脂蛋白的相互作用，降低中和抗體的識別；HCV包膜糖蛋白與高密度脂蛋白和SR-BI的相互作用；包膜糖蛋白中和表位特定氨基酸糖基化掩蓋了中和抗體的識別；直接的細胞-細胞的病毒感染，中和抗體不能識別胞內病毒。多種不同的逃避機制共同作用導致中和抗體在體內不能有效地清除HCV感染，導致HCV感染慢性化。
上述研究闡明瞭中和抗體免疫逃避的分子機制，這為開發以抗體為基礎的治療方法和建立有效地B細胞疫苗提供了基礎。B細胞疫苗開發的主要挑戰是在不同的HCV基因型、亞型中發現共同的保守序列，後者可誘導產生具有交叉免疫反應的中和抗體，在HCV感染靶細胞前中和HCV病毒，對機體起保護作用。目前有文獻報道：在使用HCV病毒感染人類肝臟合小鼠研究證實中和不同HCV基因型病毒的中和抗體可保護肝臟免受HCV病毒的侵襲，這些研究也許為進一步發展有效的B細胞預防疫苗（prophylactic vaccine）提供了可能。
7、T細胞免疫反應和病毒感染的控制：
在人體和大猩猩的研究證實急性HCV感染的自限性過程與針對HCV不同靶位的CD4+T和CD8+T細胞的持續免疫反應有關。在HCV感染的自發清除後記憶性T細胞可保持數十年，當HCV病毒再次感染後能介導保護性免疫。當HCV病毒再次感染後，病毒複製的快速抑制與早期誘導HCV特異的、記憶性的CD4+T和CD8+T細胞免疫反應有關。也有報道顯示：某些大猩猩既往曾對HCV產生保護性免疫應答，但在HCV多次進行免疫刺激後出現感染慢性化，這些研究提示對HCV病毒的保護性免疫需進一步研究。
與HCV病毒徹底免疫清除的急性感染不同，HCV感染的慢性化僅發現微弱的CD4+T細胞反應。Urbani等研究顯示在HCV病毒急性感染髮生免疫清除過程中，機體免疫系統誘發強烈、廣泛的CD4+Th細胞免疫反應；在HCV感染慢性化過程中，不但CD4+T細胞反應受損，而且CD8+T細胞反應非常微弱；只有那些能夠完全控制HCV感染的患者才能誘導成熟的CD8+T細胞。因此，良好的CD8+T細胞免疫反應可降低HCV感染慢性化的發生率。功能CD4+T細胞免疫反應決定了HCV感染的最終後果，即直接控制病毒或促進保護性的記憶CD8+T細胞的成熟。HCV感染慢性化的另一個重要機制是病毒逃避CD8+T細胞的免疫反應；在人體和大猩猩的研究顯示CD8+T細胞識別的、HLA-I類分子限制的抗原表位的變異發生於HCV感染早期，與HCV感染的慢性化有關。在偶然感染HCV病毒的愛爾蘭婦女研究顯示HLA-I類分子等位基因A3、B27、Cw*01與HCV病毒感染的迅速清除有關；等位基因B8和病毒感染慢性化有關，這提示宿主遺傳背景是影響HCV病毒感染轉歸的重要因素。另外，病毒變異所致的CD8+T細胞免疫逃避和病毒的適應性（viral fitness）有關；免疫逃避變異穩定的整合到病毒基因組的後果尚不明瞭，但人群中常見的MHC-I類分子識別的表位可能逐漸逐漸喪失或退居次要位置，這些結果影響到疫苗的發展。
在HCV感染慢性化階段可檢測到病毒特異性的CD4+T和CD8+T細胞免疫反應，但這些免疫反應不足以徹底清除病毒，對其機制的研究有利於開發有效地治療性疫苗。從HCV慢性感染者體內分離的特異性CD4+T和CD8+T細胞通常發現功能性或成熟缺陷，如減少的細胞毒潛力、Th1型細胞因子分泌減少、在外源性抗原刺激下細胞增殖能力下降。HCV感染慢性化涉及不同的機制，如HCV病毒特異性的T細胞免疫反應被調節性T細胞（regulatory T cells, Treg）或程序性死亡受體1（programmed death receptor 1, PD-1）下調。和HCV病毒徹底免疫清除的急性感染相比，在HCV感染慢性化患者中Treg細胞頻率明顯增加。但在黑猩猩體內研究顯示：在HCV感染慢性化和免疫清除組中Treg細胞頻率和免疫抑制程度無明顯差異。通過T細胞表面PD-1介導的HCV病毒特異性的T細胞免疫反應的下調和病毒特異性的T細胞功能缺陷有關。最近的研究證實在HCV慢性感染者體內病毒特異性CD8+T細胞表面高表達PD-1蛋白；此類CD8+T細胞表達的γ-IFN水平減少，體外抗原刺激後增殖能力明顯降低，在HCV感染過程中呈現出免疫抑制的特徵。
總而言之，HCV感染的後果受多種不同因素的調節：免疫因子的相互作用、宿主遺傳背景、病毒因素（病毒變異後免疫逃避）。因此，開發預防性和治療性疫苗受到下列方面的挑戰：1、是否可開發一種有效地疫苗同時針對不同的HCV基因型和準種。2、儘管對HCV特異性T細胞免疫的瞭解並不充分，我們是否可設計出誘導廣泛T細胞免疫的的疫苗？3、疫苗誘導的記憶性CD4+T和CD8+T細胞免疫是否可長期維持？治療性疫苗的設計不但要克服慢性HCV感染者體內T細胞免疫反應的損傷或抑制狀態，而且要確保疫苗誘導的免疫功能對機體不構成免疫病理損害。
8、HCV疫苗開發的方法：
HCV多肽疫苗是最早設計的、旨在誘導慢性HCV感染者體內CD4+T和CD8+T細胞免疫反應的疫苗，研究資料顯示多肽疫苗具有良好的耐受性，但療效仍有待進一步優化。
由病毒載體攜帶的HCV能夠誘導有效的CD4+T和CD8+T細胞免疫反應，修飾的Ankara病毒MVA可作為疫苗載體，這種病毒基因組中缺乏編碼免疫調製蛋白的基因，在體內具有免疫原性，可誘發安全的免疫反應，這種修飾病毒已用於HIV、結核等疫苗的設計。MVA載體疫苗誘導的免疫具有強烈的抗載體免疫反應，但這種免疫反應對載體攜帶的靶抗原誘導的免疫反應無影響。HCV的MVA載體疫苗包括攜帶NS3、NS4和NS5B基因，這些重組載體可誘導分泌γ-IFN的CD4+T細胞和特異性的CD8+T細胞，促進HCV病毒的清除。15名慢性感染者接受這種載體疫苗治療3周耐受性良好，6個病人出現分泌γ-IFN的CD4+T細胞增加，病毒水平下降。
HCV的DNA疫苗已經被設計用於治療慢性HCV感染。由於慢性感染者體內HCV病毒亞型的異質性，DNA疫苗的設計包括NS3和NS4A蛋白的所有的保守區。通過對DNA疫苗靶序列廣泛的密碼修飾，DNA能在細胞內有效表達並誘導CD4+Th1和CD8+T細胞免疫反應，這些誘發的CD8+T細胞能顯著減少表達NS3和NS4A蛋白的肝細胞，即通過主動免疫誘導後清除了感染HCV的肝細胞。這種DNA疫苗用於治療12名慢丙肝感染者，結果顯示其具有較高的安全性，其免疫原性至少可維持4個月以上。在完成免疫接種後，其中3名患者接受正規的干擾素和利巴韋林的治療，HCV病毒載量被加速清除。因此，推測DNA疫苗可以和干擾素聯合用於治療慢丙肝的感染。
對急性HCV感染的保護性免疫研究證實識別廣譜病毒表位的CD4+T細胞功能的重要性。在這些多功能CD4+T細胞幫助下，機體免疫系統可產生功能性的CD8+T細胞清除HCV病毒感染的肝細胞，同時產生中和抗體阻止病毒進入正常肝細胞，理想的疫苗要滿足上述免疫學特點。
9、預防性疫苗：
Chiron研究小組進行了誘發中和抗體的預防性疫苗的研究，它們開發了HCV胞膜糖蛋白E1/E2疫苗，主動免疫誘發HCV特異性的中和抗體和T細胞免疫反應。使用這種疫苗接種大猩猩的研究證實體內獲得高滴度的中和抗體，誘導產生強烈的體液免疫反應。這種免疫反應有助於病毒的清除。Forns等使用E1/E2預防性疫苗免疫大猩猩誘導特異性的抗胞膜蛋白E1/E2抗體，且高滴度的中和抗體反應和病毒的清除具有相關性。這些試驗證實E1/E2胞膜蛋白的預防性疫苗誘導的中和抗體聯合T細胞反應可預防HCV感染，促進病毒的清除。儘管E1和E2區發現許多中和表位，這些表位多肽免疫大猩猩也產生許多中和抗體，但這些預防性疫苗誘發的體液免疫是否可長期維持、甚麼水平的中和抗體滴度有助於清除病毒感染仍需進一步研究。
誘導中和抗體的預防性疫苗開發的最大挑戰是使用特定的抗原表位進行免疫是否可產生異源性保護作用，即對其他基因型的HCV是否具有交叉保護作用。有報道顯示E2區保守的中和表位可誘導產生中和抗體，在中和表位臨近的表位可誘導產生干擾抗體，只有這些干擾抗體被封閉後，中和抗體才能發揮真正的抗病毒作用。這種新觀點現用於E1/E2蛋白的預防性疫苗的研製，只有將具有免疫原性、但又不能作為中和表位的多肽序列從重組E1/E2疫苗中刪除，才能誘導交叉中和免疫反應。誘導中和抗體的預防性疫苗的進一步研究包括：分析疫苗誘發的中和抗體譜，明確那種抗體可用於中和反應，那種抗體具有免疫原性但不具有中和能力。
因為T細胞免疫在HCV病毒的免疫清除中具有重要作用，因此HCV預防性疫苗的開發主要集中構建T細胞免疫疫苗。目前報道了許多方法用於這種疫苗的構建：如構建HCV病毒樣顆粒（HCV virus-like particles）、缺陷病毒為載體的DNA疫苗等。HCV病毒樣顆粒能成功的誘導HCV特異的細胞免疫反應，但不會誘導產生中和抗體。此類預防性疫苗在黑猩猩體內可誘導HCV特異的細胞免疫反應，可預防HCV感染，控制HCV病毒複製。誘導HCV特異的T細胞可分泌γ-IFN和其他細胞因子。但研究顯示這種T細胞預防性疫苗不能用於治療HCV慢性感染。下一代T細胞疫苗的研究要著重分析保護性的T細胞表型和功能標記物、效應細胞記憶表型、T輔助細胞功能和效應細胞增殖標記物。
10、治療性疫苗：
幾個研究團隊開發了HCV治療性疫苗，治療性疫苗的目標旨在誘導HCV特異性的細胞免疫反應，修正慢丙肝感染者體內業已存在的T細胞功能缺陷。目前，幾種不同的HCV治療性疫苗已用於臨床試驗。在使用重組胞膜蛋白E1的治療性免疫試驗中，35名慢丙肝患者隨機肌注20ug重組E1蛋白進行免疫或安慰劑，然後34名患者接受真正的E1治療性疫苗，進行了6劑、共兩個療程的免疫接種後發現患者的耐受性較好，絕大多數患者誘導了強烈的、特異性的體液和細胞免疫。24名患者在接種免疫17個月後進行了肝穿活檢，9名患者肝組織病理結構改善，10名患者病理結構較治療前未見改變，5人出現肝臟病理結構惡化。在治療過程中，儘管肝臟轉氨酶水平呈下降趨勢，但血清HCV-RNA水平保持不變；這種治療性疫苗對血清HCV-RNA水平和肝臟組織學結構影響的大規模研究仍需進一步研究。
另外一種治療性疫苗IC41包含7個HCV相關T細胞表位的合成多肽疫苗，使用輔助性T細胞特異的多聚L型精氨酸為佐劑，62名慢丙肝患者對干擾素治療無效或復發，它們的主要組織相容性抗原為HLA-A2亞型，將這些患者隨機分為5組，其中3組分別接受不同濃度的IC41免疫，另外1組僅接受HCV相關多肽的免疫，最後1組多聚L型精氨酸佐劑的刺激，研究證實儘管HCV病毒血症持續存在，但IC41疫苗誘導產生HCV特異的Th細胞反應；因為強烈的Th細胞反應是免疫清除HCV病毒的基礎，因此在這些干擾素正規治療無效或復發的患者中使用IC41疫苗聯合干擾素治療HCV感染是慢丙肝患者抗病毒治療的一個研究方向。這兩種治療性疫苗的侷限性在於：疫苗的構建僅基於單一的抗原，即胞膜蛋白E1；有限的T細胞抗原表位誘發的免疫要面對HCV的高度變異性；而且必須和干擾素抗病毒治療聯用。使用MVA構建的治療性疫苗TG4040可表達NS3、NS4和NS5B蛋白，在體內可誘導HCV特異性的T細胞免疫。研究顯示TG4040具有良好的安全性和耐受性，似乎對病毒水平也有一定的抑制作用。
對HCV 1b亞型干擾素治療失敗的慢丙肝患者的個性化多肽疫苗臨床實驗在日本的一個研究小組進行，該小組評估了個性化的HCV 1b病毒來源的多肽疫苗的安全性和有效性，研究證實在第14次免疫接種後，在12名實驗者中，5名實驗者出現ALT下降，3名出現HCV RNA水平下降。這種個性化疫苗主動免疫產生的病毒清除作用在慢丙肝治療中是否具有普適性仍需進一步研究。
11、小結：
當前絕大多數HCV疫苗的開發基於提高HCV細胞免疫水平，但目前對HCV病毒免疫的理解認為：一個有效的HCV疫苗不但要能誘發針對不同HCV基因型、亞型的中和抗體，還要誘發廣譜的細胞免疫反應。病毒的高變異性和免疫逃避機制的發現使得抗原的選擇變得更加困難；要求在HCV氨基酸序列中尋找保守的T細胞和中和抗體表位。疫苗研究的目標是尋找HCV病毒複製週期的最佳作用靶點及如何規避免疫逃避機制。另外，還要發展有效的抗原提呈系統，後者在慢丙肝患者中往往出現免疫缺陷或損傷。一個有效的HCV疫苗不但能阻止HCV病毒感染，還可阻止HCV病毒誘導的終末期肝病如肝硬化和肝癌的發生。
今後HCV疫苗的開發將從下列幾個方面著手：發現高度保守的表位和交叉中和抗體；更好的理解HCV感染慢性化的機制：免疫逃避機制、DC細胞-T細胞的相互作用、免疫耐受狀態研究、異常免疫機制的研究、HCV與脂質的相互作用。
