Abstract Background Whereas the mode of action of lamivudine (LAM) against hepatitis B virus (HBV) is well established, the inhibition mechanism(s) of interferon-α are less completely defined. To advance our understanding, we mathematically modelled HBV kinetics during pegylated interferon-α-2a (pegIFN), LAM and pegIFN+LAM treatment of chronically HBV-infected humanized uPA/SCID chimeric mice. Methods Thirty-nine uPA/SCID mice with humanized livers whose pre-treatment steady-state serum HBV reached 9.2±0.4 logIU/mL were treated with pegIFN, LAM or pegIFN+LAM for 14 days. Serum HBV DNA and intracellular HBV DNA were measured frequently. We developed a nonlinear mixed effect viral kinetic model and simultaneously fit it to the serum and intracellular HBV DNA data. Results Unexpectedly, even in the absence of an adaptive-immune response, a biphasic decline in serum HBV DNA and intracellular HBV DNA was observed in response to all treatments. Modeling predicts that the first phase represents pegIFN inhibiting intracellular HBV DNA synthesis with efficacy of 86%, which was similar under LAM and pegIFN+LAM. In contrast, there were distinct differences in HBV decline during the 2nd phase which was accounted for in the model by a time-dependent inhibition of intracellular HBV DNA synthesis with the steepest decline observed during pegIFN+LAM (0.46/d) and the slowest (0.052/d) during pegIFN mono-treatment. Conclusions Reminiscent of observations in patients treated with pegIFN and/or LAM, a biphasic HBV decline was observed in treated humanized mice in the absence of adaptive immune response. Interestingly, combination treatment does not increase the initial inhibition of HBV production; however, enhancement of second phase decline is observed providing insight into the dynamics of HBV treatment response and the mode of action of interferon-α against HBV. Author Summary Chronic hepatitis B virus (HBV) infection remains a global health care problem as we lack sufficient curative treatment options. Elucidating the dynamic of HBV infection and treatment at the molecular level would potentially facilitate the development of novel, more effective HBV antivirals. Currently, the only well-established small animal HBV infection model available is the chimeric uPA/SCID mice with humanized livers; however, the HBV infection kinetics under interferon-α (IFN) in this model system have not been determined in sufficient detail to support the in-depth studies of HBV treatment response needed to identify/confirm more effective drug targets. In this study 39 chronic HBV-infected uPA/SCID humanized mice treated with IFN and/or lamivudine were analysed using a mathematical modelling approach. We found that IFN main mode of action is blocking HBV DNA synthesis and that 73% of synthesized HBV DNA per are secreted from infected cells. Our data-driven mathematical modeling study provides novel insights into IFN anti-HBV mechanism(s) and viral-host interplay at the molecular level.

Abstract Hepatitis B Virus (HBV) is a stealth virus that exhibits only minimal induction of the interferon system that is required for both innate and adaptive immune responses. However, 90% of acutely infected adults can clear the virus, suggesting the presence of additional mechanisms that facilitate viral clearance. Herein, we report that Maf bZIP transcription factor F (MafF) promotes host defense against infection with HBV. Using siRNA library and an HBV/NL reporter virus, we screened to identify anti-HBV host factors. Our data showed that silencing of MafF led to a 6-fold increase in luciferase activity after HBV/NL infection. Overexpression of MafF reduced HBV core promoter transcriptional activity, which was relieved upon mutating the putative MafF binding region. Loss of MafF expression by CRISPR/CAS9 (in HepG2-hNTCP-C4 cells) or siRNA silencing (in primary hepatocytes [PXB]), induced HBV core and HBV pregenomic RNA (pgRNA) levels, respectively, after HBV infection. MafF physically binds to HBV core promoter and competitively inhibits HNF-4α binding to an overlapping sequence in HBV enhancer II sequence (EnhII) as seen by ChIP analysis. MafF expression was induced by IL-1β/TNF-α treatment in both HepG2 and PXB cells, in an NF-κB-dependent manner. Consistently, MafF expression levels were significantly enhanced and positively correlated with the levels of these cytokines in patients with chronic HBV infection, especially in the immune clearance phase. Importance HBV is a leading cause of chronic liver diseases, infecting about 250 million people worldwide. HBV has developed strategies to escape interferon-dependent innate immune responses. Hence, the identification of other anti-HBV mechanisms is important for understanding HBV pathogenesis, and developing anti-HBV strategies. MafF was shown to suppress transcription from HBV core promoter, leading to a significant suppression of HBV life cycle. Furthermore, MafF expression was induced in chronic HBV patients and in primary human hepatocytes (PXB). This induction correlated with the levels of inflammatory cytokines (IL-1β and TNF-α). These data suggest that the induction of MafF contributes to the host’s antiviral defense by suppressing transcription from selected viral promoters. Our data shed light on a novel role for MafF as anti-HBV host restriction factor.

Abstract Intracellular transport via microtubule-based dynein and kinesin family motors plays a key role in viral reproduction and transmission. We show here that Kinesin Family Member 4 (KIF4) plays an important role in HBV/HDV infection. We intended to explore host factors impacting the HBV life cycle that can be therapeutically addressed using siRNA library transfection and HBV/NLuc (HBV/NL) reporter virus infection in HepG2-hNTCP C4 cells. KIF4 silencing resulted in a 3-fold reduction in luciferase activity following HBV/NL infection and suppressed both wild-type HBV and HDV infection. Transient KIF4 depletion reduced surface and raised intracellular NTCP (HBV/HDV entry receptor) levels, according to both cellular fractionation and immunofluorescence analysis (IF). Overexpression of wild-type KIF4 but not ATPase-null KIF4 regains the surface localization of NTCP in these cells. Furthermore, immunofluorescence (IF) revealed KIF4 and NTCP colocalization across microtubule filaments, and a co-immunoprecipitation study showed that KIF4 physically binds to NTCP. KIF4 expression is regulated by FOXM1. Interestingly, we discovered that RXR agonists (Bexarotene, and Alitretinoin) down-regulated KIF4 expression via FOXM1-mediated suppression, resulting in a substantial decrease in HBV-Pre-S1 protein attachment to HepG2-hNTCP cell surface and subsequent suppression of HBV infection in HepG2-hNTCP and primary human hepatocytes (PXB) (Bexarotene, IC 50 1.89 ± 0.98 μM). Overall, our findings show that human KIF4 is a critical regulator of NTCP surface transport and localization, which is required for NTCP to function as a receptor for HBV/HDV entry. Furthermore, small molecules that suppress or alleviate KIF4 expression would be potential antiviral candidates that target HBV and HDV entry phases. Author Summary Understanding HBV/HDV entry machinery and the mechanism by which NTCP (HBV/HDV entry receptor) surface expression is regulated is crucial to develop antiviral entry inhibitors. We found that NTCP surface transport is mainly controlled by the motor kinesin KIF4. Surprisingly, KIF4 was negatively regulated by RXR receptors through FOXM1-mediated suppression This study not only mechanistically correlated the role of RXR receptors in regulating HBV/HDV entry but also suggested a novel approach to develop therapeutic rexinoids for preventing HBV and/or HDV infections in important clinical situations, such as in patients undergoing liver transplantation or those who are at a high risk of HBV infection and unresponsive to HBV vaccination.

Recent studies indicate that treatment of chronic hepatitis D virus (HDV) with either pegylated interferon (IFN)λ or pegylated IFNα monotherapy leads to a dramatic decline in HDV RNA. Herein, we investigated the innate antiviral efficacy of IFNλ and IFNα in humanized mice that lack an adaptive immune response. Humanized mice were either co-infected with hepatitis B virus (HBV) and HDV simultaneously, or HDV infection was performed subsequent to HBV infection (i.e., superinfected). After steady viral replication was achieved, mice received either IFNλ (n=6) or IFNα (n=7) for 12 (or 13) weeks. Pretreatment median levels of serum HBV DNA (8.8 [IQR:0.2] log IU/ml), HDV RNA (9.8 [0.5] log IU/ml), HBsAg (4.0 [0.4] log IU/ml) and human albumin, hAlb (6.9 [0.1] log ng/mL) were similar between mice treated with IFNα or IFNλ and between those coinfected versus superinfected. Compared to mice treated with IFNλ, mice treated with IFNα had a significantly greater decline in HBV, HDV, and HBsAg levels. In conclusion, IFNα induces stronger inhibition of HBV and HDV than IFNλ in humanized mice that lack an adaptive immune response. Further studies are needed to assess the respective role of the combined innate-and adaptive-immune systems in the treatment of HBV and HDV with IFNα and IFNλ.

The efficacy and safety of immune-checkpoint inhibitors (ICI) for the treatment of unresectable hepatocellular carcinoma are known. We explored ICI rechallenges with direct switching from 1 ICI regimen to another. This retrospective study included 16 patients who received atezolizumab–bevacizumab (Atezo+Bev) and durvalumab–tremelimumab (Dur+Tre) as the first-line and second-line combination therapy, respectively, at Hiroshima University Hospital. The radiological response and adverse event were evaluated in all patients. Of the 16 patients, 12 were male, and the median age at Atezo+Bev induction was 71 years. The reasons for medication changes were disease progression in 11 patients and adverse events in 5 patients. With Atezo+Bev and Dur+Tre initiation, the Barcelona-Clinic Liver-Cancer stage (A/B/C) progressed in 9/6/3 and 3/4/9 patients and the Child–Pugh classification (A/B/C) progressed in 12/4/0 and 9/6/3 patients, respectively. The disease control rate and overall response rate of Atezo+Bev were 87.5% and 58.3%, respectively, and of Dur+Tre were 62.5% and 0%, respectively. The most common immune-related adverse event in both the Atezo+Bev and Dur+Tre groups was colitis; 3 of the 5 patients with colitis on Atezo+Bev treatment had colitis with Dur+Tre, and 2 had exacerbations. Regarding liver function, ALBI score significantly decreased during Atezo+Bev, but not Dur+Tre, treatment. In patients with colitis following Atezo+Bev, subsequent Dur+Tre treatment may induce colitis recurrence or exacerbation. For immune-related adverse events other than colitis, Dur+Tre could provide relatively safe disease control while maintaining liver function.

Abstract Serum hepatitis B virus (HBV) kinetics in urokinase-type plasminogen activator/severe combined immunodeficient (uPA-SCID) mice reconstituted with humanized livers from inoculation to steady state is highly dynamic despite the absence of an adaptive immune response. We developed a stochastic agent-based model that includes virion production cycles in individual infected human hepatocytes. The model was calibrated using a genetic algorithm approach with the serum HBV kinetics observed in mice inoculated with 10 8 HBV genome equivalents and fit the data well when the following viral production parameters were assumed: (1) An eclipse phase lasting 5-50 hours and (2) a post-eclipse phase production rate that is based on increasing production cycles initially starting with a long production cycle of 1 virion per 20 hours that gradually reaches 1 virion per hour after approximately 3-4 days before virion production increases dramatically to reach to a steady state production rate of 4 virions per hour per cell. The model was then validated by showing it could accurately simulate the viral kinetics observed with lower HBV inoculation doses (10 4 -10 7 genome equivalents) in which similar, but delayed patterns were observed. Together, modeling suggests that it is the cyclic nature of the virus lifecycle combined with an initial slow but increasing rate of HBV production from each cell that plays a role in generating the observed multiphasic HBV kinetic patterns in humanized mice.

Abstract Aim Shear wave (SW) elastography is used to evaluate metabolic dysfunction‐associated steatotic liver disease (MASLD) pathophysiology. Increased elasticity due to fibrosis and increased viscosity due to necrosis and inflammation affect SW. Assessing fibrosis, the most prognostically relevant pathology, is critical. Viscosity is evaluated using the dispersion slope (DS); however, cut‐off values that affect SW values are unclear. We compared the ultrasound imaging parameters (SW for viscoelasticity; DS for viscosity) with pathological findings. Methods Patients ( n = 159) who underwent liver biopsy and SW and DS assessments at our hospital were included. Fibrosis stage and inflammation grade cut‐off values were calculated from SW, DS, and liver biopsy results using receiver operating characteristic curves. Cases in which liver biopsy results were inconsistent with SW results were used to determine the effect of viscosity on SW values. DS was examined in the Correct and Incorrect Diagnosis groups, which were categorized based on the concordance between SW and liver biopsy results. Dispersion slope cut‐off values between the two groups were calculated. Results Fibrosis stage cut‐off values by SW (m/s) were: ≥F2, 1.62; ≥F3, 1.74; and F4, 1.97. Inflammation grade cut‐off values by DS (m/s/kHz) were: ≥A1, 11.6; ≥A2, 14.5; and A3, 16.1. The Correct/Incorrect Diagnosis groups had 25/70 patients. The DS cut‐off value for both groups was 13.2 m/s/kHz. Conclusions Shear wave and DS are useful for evaluating liver fibrosis and inflammation in MASLD. For DS > 13.2 m/s/kHz, SW may be affected by the increased viscosity owing to inflammation. In such patients, caution should be used when determining/interpreting values.

Rationale: Various treatments are available for treating hepatocellular carcinoma (HCC). Among HCC, Vp4 portal vein tumor thrombosis (PVTT) has a poor prognosis. There have been reports of treatment with molecularly targeted agents in combination with hepatic arterial infusion chemotherapy (HAIC) and radiotherapy (RT) in HCC patients with Vp4 PVTT, but none with atezolizumab, the immune checkpoint inhibitor. Here, we present cases of unresectable HCC with Vp4 PVTT that were treated with the combination atezolizumab and bevacizumab (Atezo + Bev) after HAIC and RT. The purpose and significance of this study are to research the usefulness to precede HAIC and RT in the treatment of HCC with immune checkpoint inhibitors. Patient concerns: Sixty-six-year-old man, 74-year-old man, 83-year-old man, 69-year-old man, 62-year-old man, and 85-year-old woman were diagnosed with HCC with Vp4 PVTT. Diagnosis: Cirrhosis was classified as Child-Pugh class A or B. HCC was diagnosed as TNM stage IVa or IVb. Interventions: RT for PVTT was performed the same day or the day after HAIC. Atezo + Bev was started at least 1 week after RT was completed. Outcomes: Death was confirmed in 4 of the 6 patients; the median overall survival time was not reached. The survival times of the 4 patients were 18.7, 12.5, 5.1, and 1.7 months. Based on the modified response evaluation criteria in solid tumors criteria, the objective response rate of patients with best tumor response to Atezo + Bev therapy was 66.7%, and that of patients with best response of PVVT to Atezo + Bev was 66.7%. Lessons: These cases showed that in HCC with Vp4 PVTT, HAIC, and RT before Atezo + Bev may be useful to prolong survival.

Abstract Aim When evaluating response to immune checkpoint inhibitor therapy, the tumor sometimes initially swells before shrinking and ultimately responding, also called pseudo‐progression. In this study, we analyzed whether tumor markers were useful for reflecting the treatment response. Methods Thirty‐three patients who were treated with durvalumab plus tremelimumab combination therapy (Dur + Tre) were enrolled. Their functional reserve was Child–Pugh grade A. Their tumor markers α‐fetoprotein (AFP), des‐γ‐carboxy prothrombin (DCP), or AFP‐Lectin 3 fraction (AFP‐L3) were positive. Tumor markers were evaluated before treatment and at 1, 4, and 8 weeks after the start of treatment. The first radiological evaluation was carried out at 4 weeks and the second evaluation at 8–12 weeks. The responders included those with complete response and partial response and the nonresponders included those with stable disease (SD) and progression disease at best response evaluated by Response Evaluation Criteria in Solid Tumors. Results In the responder group, the change ratio of AFP, DCP, and AFP‐L3 specifically decreased at 8 weeks. In the nonresponder group, the change ratio of DCP specifically increased at 4 weeks. The optimal cut‐off value to divide responders and nonresponders at 4 weeks was approximately −40%. The ratio of responders was 72.7% in the patients whose AFP or DCP decreased over 40% at 4 weeks. Conclusions The change in tumor markers is a more useful predicter of tumor response to Dur + Tre than imaging evaluation alone.