抗病毒药物的研究进展
2011-12-09李秋王珊
李秋,王珊
(1.湖北省黄石市中心医院药剂科,435000;2.黄石理工学院高职学院,湖北 435000)
乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)、甲型H1N1和H5NI型高致病性禽流感病毒、人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)和严重急性呼吸综合征病毒(severe acute respiratory syndrome-Co virus,SARS-CoV)等引起的病毒性传染病,对人类的健康产生巨大的影响。抗病毒药物的研究已成为全世界新药研发的一个重要课题。现将抗病毒药物的研究进展进行概述,为临床应用提供参考。
1 抗肝炎病毒药物
抗HBV治疗的重要目标是HBV-DNA不可测、氨基转移酶水平恢复正常和肝脏的组织学改善。国内外公认有效的抗HBV药物主要包括干扰素类(interferon,IFN)和核苷(酸)类似物。
1.1 IFN 根据氨基酸序列和特异性识别受体的不同,IFN分为Ⅰ型、Ⅱ型和新发现的Ⅲ型。Ⅲ型即IFN-λs,是2003年由美国科学家KOTONKO和SHEPPARD等共同发现的一类新型 IFN,包括 IFN-λ1、CIFN-λ2、和IFN-λ3(亦称 IL-29、IL-28A 和 IL-28B)。IFN-λs 在某些细胞系(HeLaHuH7或 HT29等细胞系)中,双链RNA或病毒或病毒的感染均能诱导IFN-λs的表达。研究证实,能诱导IFN-λs表达的病毒包括心肌炎病毒、水泡性口腔炎病毒、巨细胞病毒、丙型肝炎病毒、甲型流感病毒和登革热病毒等,在这些病毒感染的细胞中,IFN-λs是与IFN-α/β共表达的。当受到病毒侵染后,IFN-λs能诱导宿主大量表达抗病毒因子,从而发挥其抗病毒作用。值得注意的是,在含有丙型肝炎病毒的Huh7肝癌细胞的实验中,IFN-λs能够抑制丙型肝炎病毒的复制(经IFN-λ1/λ2处理后能明显减少丙型肝炎病毒正链RNA数目)。IFN-λs是治疗由丙型肝炎病毒引起的慢性肝炎的另一选择[1]。
聚乙二醇化干扰素(PEG-IFN)是目前治疗乙型肝炎、丙型肝炎标准方案中的基础药物,因其主要通过免疫调节作用发挥抗病毒疗效,不良反应难以避免。IFN的研究主要在于提供使用方便的剂型,以提高依从性。口服干扰素(Belerofon)正处于Ⅰ期临床试验中,更长半衰期的剂型如PEG-IFN-λ、Belerofon干扰素(长效)、BLX-883、Medusa和干扰素(Multiferon)大部分尚处于Ⅰ期或Ⅱ期临床研究。IFN-W可用于植入式注射泵,可释放剂量稳定的IFN。融合于人血蛋白的IFN-α-2b(ALB-IFN)和 IFN-β-la(REBIF)正在进行Ⅲ期临床试验。每2周应用1次ALB-IFN与PEG-IFN2-2a产生的疗效和不良反应均相当[2]。丙型肝炎可根据肝脏疾病严重程度、可能的严重不良反应、获得治疗应答的可能性、并发其他疾病的可能性和患者治疗意愿等因素,进行个体化治疗,最佳方案是PEG-IFN-α联合利巴韦林。在开始治疗时和治疗第12周,应采用敏感的定量方法检测丙型肝炎病毒RNA[3]。
目前临床应用的INF主要是从大肠埃希菌中获得的基因重组蛋白,仅表现单一亚型,没有糖基化修饰。国外研究发现,糖基化有助于提高INF的稳定性,并且糖基化干扰素活性为没有糖基化干扰素的10倍。
黏病毒抗性蛋白A是由Ⅰ型干扰素(IFNα/β)诱导人细胞所产生的抗病毒蛋白,分布于细胞质中,具有抗多种病毒活性,是新发现的新型抗病毒蛋白。国外研究资料表明,黏病毒抗性蛋白A主要对RNA病毒敏感。活化的黏病毒抗性蛋白A发挥对病毒核衣壳的水解作用,以阻止病毒对细胞的吸附和穿入,能抑制多种RNA病毒的复制,包括流感病毒、水泡性口腔炎病毒、麻疹病毒、索戈托病毒、布尼亚病毒、塞姆利基森林病毒、乙型肝炎病毒等。黏病毒抗性蛋白A对乙型肝炎病毒有显著的抗病毒活性,将黏病毒抗性蛋白A基因作为目的基因转染肝细胞并在其中表达,则可能发挥抑制乙型肝炎病毒复制的作用。黏病毒抗性蛋白A可能成为治疗慢性乙型肝炎的新突破[4]。
1.2 核苷(酸)类
1.2.1 恩曲他滨(emtricitabine) 恩曲他滨是化学合成的胞嘧啶核甘类似物,通过细胞内酶的作用多步磷酸化,形成5'-三磷酸恩曲他滨,通过竞争自然底物抑制HIV-1逆转录酶,同时参与到病毒DNA的合成过程,最终导致其DNA链合成中断。恩曲他滨由美国Gilead Sciences公司开发,其抗HBV活性是拉米夫定的4~10倍,在细胞系统内表现出了良好的药动学特性及低毒性,被视为治疗病毒性肝炎的潜在良药[5]。
1.2.2 阿德福韦酯 阿德福韦酯是近年来研制开发的核苷类似物,具有较强的抗HBV作用,许多国家将其列为治疗慢性乙型肝炎的一线药物。阿德福韦酯的主要作用靶点是位于细胞质的HBV逆转录酶。和大多数核苷类药物一样,阿德福韦酯易导致耐药,开发新剂型和新给药方法可提高药物靶向疗效,具有重要的研究和应用价值。固体脂质纳米粒可增强阿德福韦酯在其作用靶区被细胞摄取。同时固体脂质纳米粒作为药物储库,在作用靶区缓释药物,可增强药物疗效[6]。
1.2.3 恩替卡韦(entecavir,ETV)ETV是一种环氧羟碳脱氧鸟嘌呤核苷类似物,经口服吸收进入肝细胞,通过磷酸化作用形成三磷酸恩替卡韦,发挥抗病毒活性,在细胞内的半衰期为14~15 h,作用时间较持久。三磷酸恩替卡韦的作用靶点在HBV-DNA聚合酶和逆转录酶,主要抑制HBV多聚酶的启动,前基因组mRNA逆转录负链的形成及HBV-DNA正链的合成,使核苷酸链合成终止,具有较强的抗HBV能力,且能抑制肝细胞内的cccDNA,可以有效治疗HBeAg(+)/(-)慢性乙肝患者,空腹口服,但疗程及停药指征尚未确定[7]。和其他核苷类药物一样,恩替卡韦一旦发生耐药,也会发生病毒复制反弹,导致患者病情恶化甚至死亡[8]。
2 抗流感病毒药物
载至2009年5月20日,世界各国批准上市的抗流感病毒药物有4大类。
2.1 肌苷单磷酸脱氧酶抑制药 如利巴韦林。
2.2 干扰素诱导药 如盐酸阿比朵尔。
2.3 M2蛋白离子通道抑制药 如金刚烷胺和金刚乙胺,通过阻断M2蛋白阻止病毒脱壳及其RNA的释放干扰病毒进入细胞,使病毒早期复制中断,也可以抑制病毒装配发挥抗流感病毒作用[9]。
2.4 神经氨酸酶抑制药 如已经上市的扎那米韦和奥司他韦,是一类新的抗病毒药物,也是目前治疗甲、乙型流感最有效的药物。扎那米韦通过抑制流感病毒的神经氨酸酶,从而改变流感病毒在感染细胞内的聚集和释放。它能以慢结合方式,将甲型流感病毒涎酸活性部位结合状态的水分子逐出而产生紧密结合,具有特异性抑制作用,对乙型流感病毒作用较弱。不良反应有变态反应、轻中度支气管哮喘,诱发支气管痉挛等。
奥司他韦商品名达菲,是奥他米韦羧酸盐的口服前后体,是甲型和乙型流感病毒的神经氨酸酶的选择性抑制药,对神经氨酸酶活性的抑制作用比扎那米韦高3~6倍。其不良反应主要有恶心、呕吐、支气管炎、失眠、眩晕、头痛、腹痛、腹泻、疲乏、鼻塞、咽痛和咳嗽等[10]。
帕拉米韦(peramivir,RWJ-270201)是新型神经氨酸酶抑制药,可以抑制所有的9个神经氨酸酶亚型,其体外抗甲型H5N1病毒的活性强度不低于扎那米韦的活性。帕拉米韦可与神经氨酸酶活性位点结合,具有半衰期长的优势,因此可以减少用药次数[11],是一种有潜力的选择性流感病毒神经氨酸酶抑制药。
目前尚存在的问题,如:扎那米韦局部应用对某些患者不适合,全身应用的有效性仍在研究之中;神经氨酸酶抑制药对新型的甲型H1N1流感病毒敏感,有效[12],但对儿童患者的应用尚待进一步观察。
3 抗HIV药物
3.1 HIV逆转录酶抑制药
3.1.1 核苷类HIV逆转录酶抑制药 该类药物作用于逆转录酶与其天然底物核苷结合的活性部位,从而阻断病毒DNA链的延长。齐多夫定是第一个被美国食品药品管理局批准上市的治疗艾滋病的核苷类HIV逆转录酶抑制药,可使CD4细胞计数升高并可减少病毒的垂直传播,但不良反应多且严重。新一代的核苷类HIV逆转录酶抑制药恩曲他滨口服吸收后,被磷酸取代为具有细胞活性的5'-三磷酸盐,5'-三磷酸盐进入病毒DNA主链与主链结合异致链终止,从而抑制HIV-1逆转录酶活性。
3.1.2 非核苷类HIV逆转录酶抑制药 代表药有奈韦拉平、地拉韦定、依非韦伦等。依非韦伦具有高选择性,半衰期较长,能进入脑脊液。该药与拉米夫定和齐多夫定治疗3 a后,超过半数患者的病毒载量降低至可检测水平(<50拷贝·mL-1),且患者耐受性较好。在欧洲普遍用于联合治疗,第2代非核苷类HIV逆转录酶抑制药依他韦伦对野生型和产生耐药突变的病毒均有活性,且对病毒耐药的遗传屏障较高,不易产生耐药性,能用于对其他非核苷类HIV逆转录酶抑制药产生耐药的HIV株的治疗。
3.2 HIV蛋白酶抑制药 此类药物包括沙奎那韦、利托那韦、奈非那韦等。达到非常有效的抗逆转录酶病毒治疗中通常包括一种HIV蛋白酶抑制药。然而长期使用蛋白酶抑制药易产生明显的毒副作用和耐药性,如出现高三酰甘油血症和高胆固醇血症、乳酸和血糖升高等。耐药性,尤其是交叉耐药性是导致临床治疗失败的一个主要原因。
非肽蛋白酶抑制药替拉那韦具有全新的结构,可以对所有对肽类蛋白酶抑制药产生耐药性的病毒株发挥有效的抑制作用。Prezista是新一代非肽蛋白酶抑制药,用于现有药物治疗无效的HIV感染者,但不能清除或阻止病毒感染新的靶细胞,加之耐药毒株的产生使得治疗需终生进行。
3.3 HIV整合酶抑制药 HIV整合酶是HIV-DNA进入宿主基因中进行特殊的DNA重组反应的关键酶,对整合过程中的3'末端过程和链转移过程起重要的催化作用,而人体内无其功能类似物,因而被认为是设计高效、低毒的抗HIV理想的药物靶点。Ralkegravir(MK-0518)是第一个用于治疗HIV-1感染的抗逆转录病毒的HIV整合酶抑制药,是目前唯一进入Ⅲ期临床试验的抑制药,尤其适用于对其他药物耐药的患者。另一种整合酶抑制药Elvitegravir尚处于研究之中。体外实验证明,HIV整合酶抑制药与逆转录酶、蛋白酶抑制药同时使用对病毒有协同作用。
3.4 HIV病毒进入抑制药 HIV-1进入抑制药主要分为以下3类:①阻断GP120与CD4连接的HIV-1进入抑制药;②作用于HIV辅助受体的辅助受体;③直接作用于GP41的的膜融合抑制药。恩夫韦地由HIV-1的GP41蛋白的HRZ区域衍生而来,自2003年应用于临床治疗后,其耐药发生趋势较为肯定的是gp41区36~45位氨基酸的改变。因此人们开始注意到小分子的HIV进入抑制药,芳香多胺大环派生物VP-14637和AMD-3100作为新型的HIV进入抑制药靠靶向GP41和CXCR4而发挥作用。西夫韦肽是我国具有自主研发知识产权的第一个抗HIV-1药物,是针对GP41核心结构而设计的多肽类膜融合抑制药。西夫韦肽能够在较低的剂量下使病毒载量明显下降,并且体内半衰期长达39 h,显著减少给药次数,提高用药顺应性[13]。
3.5 cc-趋化因子受体拮抗药 cc-趋化因子受体5(CCR5)是HIV-1感染靶细胞的辅助受体,属于药物开发最重要的靶点蛋白—— G蛋白偶联受体超家族,第一个被发现的CCR5拮抗药是TAK-779,是十分子非肽类。至今有多个药物已进入临床试验阶段。R5进入靶细胞需要病毒包膜糖蛋白GP120、GP41,靶细胞膜CD4、CCR5和胆固醇的共同参与。GP120V3环依次与CD4和CCR5结合,启动R5入侵靶细胞的过程,GP41介导病毒包膜与靶细胞膜的融合标志 R5入侵的完成。CCR5拮抗药对CCR5具有高度亲和力,通过抑制病毒包膜糖蛋白GP120与CCR5的结合而发挥抗病毒作用。Aplowiroc是第一个进入临床试验的CCR5拮抗药,在其Ⅱb期临床试验中有多例患者的血浆丙氨酸氨基转移酶、天冬氨酸氨基转移酶和总胆红素水平出现异常升高而终止了临床试验。目前CCR拮抗药的作用机制、毒性机制和致耐药性病毒株产生的机制还没有完全阐明,长期使用机体有何影响尚不清楚[14]。
4 抗SARS-CoV药物
新型冠状病毒SARS-CoV是引起SARS的病原体,在美国圣地亚哥召开的第105次美国胸腔学会议上宣布的一项新研究发现,海藻中的一种蛋白质GRFT有助于治疗SARS-CoV病毒感染。因为GRFT蛋白可以改变病毒包膜外糖分子形状,遏制病毒进入人体细胞,并“接管”病毒细胞“自我复制机制”,对病毒遗传进行修改,使病毒失去致病能力。
5 结束语
抗病毒药物面临的挑战是病毒突变,产生抗药性突变株,如:流感病毒变异能力极强,并且目前多种流感病毒亚型共同流行,常使药物难以发挥作用且易产生耐药性。无论是步履蹒跚的抗病毒疫苗研发,还是进展较快抗病毒药物的研发,或可以减轻患者并发症药物的开发,所获得的每一步成功,都值得期待。
[1] 惠希武,陈虹,黄秉仁,等.干扰素(IFN-λs)的最新研究进展[J]. 中国生物工程杂志,2010,30(4):95-97.
[2] 霍霏霏,刘晓清,周宝桐,等.慢性丙型肝炎抗病毒治疗进展[J].中华实验和临床感染病杂志:电子版,2009,3(2):221-225.
[3] GHANG M G,STRADER D B,THOMASD L,et al.Aasld Practice Guidelines:diagnosis,management and treatment of hepatitis C:anupdate[J].Hepatology ,2009,49(10):1335-1374.
[4] 洗盈.MxA抗病毒蛋白的研究进展[J].国际内科学杂志,2009,36(6):357-360.
[5] 蔡丽娜.恩曲他滨分散片的制备与溶出度检查方法验证[J]. 贵州医药,2009,33(3):261-262.
[6] 缪静,张幸国,姜赛平,等.阿德福韦酯固体脂质纳米粒体外抗病毒药效研究[J].中国药学杂志,2009,44(11):853-856.
[7] 宋波,陈焕永,邵风娟,等.恩替卡韦抗乙肝病毒的临床应用[J].临床肝胆病杂志,2009,25(4):315-319.
[8] TENNEY D J ,ROSE R E,BALDICK C J,et al Two-year assessment of entecavir resistance in lamivudine-refractory hepatitis B virus patients reveals different clinical outcomes depending on the resistance substitutions present[J].Ant Agents Chem,2007,51(3):902-911.
[9] 刘春宇.抗流行性感冒病毒药物研究综述[J].中国医药指南,2009,7(11):205-206.
[10] 郁杰,戴德银,王昕阳.两种抗甲型H1N1流感病毒药物的临床应用[J].中国药业,2009,18(16):68-69.
[11] 刘艾林,王海娣,杨凡,等.抗流感神经氨酸酶抑制药的研究进展[J].药学学报,2009,44(9):935-942.
[12] 国外医药抗生素分册编辑部.神经氨酸酶抑制药——抗击H1N1病毒的主要药物[J].国外医药:抗生素分册,2009,30(4):191-192.
[13] 张红霞,黄荣清,杨建云.艾滋病治疗药物的研究进展[J].科学技术与工程,2009,9(23):7081-7087.
[14] 张小林,徐红蓉,李雪宁.新型抗人类免疫缺陷病毒(HIV)药物-CCR5拮抗药[J].中国临床药学杂志,2009,18(4):252-257.