新型抗流感药物baloxavir marboxil的研发

陶佳佳， 吕迁洲， 李晓宇， 戴佩芳， 叶岩荣， 沈 赟

复旦大学附属中山医院药剂科，上海 200032

流行性感冒(简称流感)是由流感病毒引起的急性呼吸系统传染病。据美国疾控中心和世界卫生组织统计，全球每年死于季节性流感的患者达65万人[1]。1918年，由甲型H1N1导致的西班牙流感大流行导致全球范围内约5千万人死亡[2]。根据核蛋白抗原性的不同，流感病毒可分为甲、乙、丙三型。其中，甲型流感病毒常引起大流行，乙型和丙型流感病毒则引起散发。

目前，临床上用于预防和治疗流感的化学药物主要有2类：一类是神经氨酸酶抑制剂(NAI)，如扎那米韦(zanamivir)和奥司他韦(oseltamivir)等；另一类是M2离子通道抑制剂，如金刚烷胺(amantadine)和金刚乙胺(rimantadine)等。后者由于出现了广泛的病毒耐药性，已经不被推荐在临床使用。而NAI除了病毒耐药性的问题外，对于出现症状48 h以上的流感患者以及高危患者，其有效性也有限[3-5]。由于合成技术的问题，目前世界上大多数国家的抗病毒药物如奥司他韦等供应有限，如果出现对奥司他韦广泛耐药的病毒株，可能没有替代治疗方案。因此，研发全新的抗流感药物，对解决目前一线抗病毒药的耐药性及有效性等问题具有重要意义[6]。流感病毒的生命周期较长，病毒蛋白和相关宿主细胞蛋白较多，为流感干预提供了多个靶点。目前已被发现或正在研究的病毒蛋白靶点包括血凝素(HA)、神经氨酸酶(NA)、核蛋白、非结构蛋白1(NS1)、M2质子通道和RNA依赖性RNA聚合酶[7]。

Baloxavir marboxil(商品名：Xofluza；研发代号：S-033188)是一种cap依赖型内切酶抑制剂，用于治疗甲型和乙型流感病毒引起的流行性感冒[8-9]。与NAI阻止病毒从宿主细胞释放不同的是，baloxavir marboxil能直接抑制病毒mRNA的合成，从而阻断病毒增殖，目前全世界为数不多的能抑制流感病毒增殖的药物[10-12]。2018年2月23日，baloxavir marboxil在日本获批上市。相比于其他抗流感药物，该药最大的优势在于只需要口服给药1次，避免了因疗程未完成而导致的病毒耐药性问题。对于12岁及以上的患者，40 mg或80 mg口服给药1次；对于12岁以下的患者，10 mg、20 mg或40 mg口服给药1次，具体给药量视体质量而定[8]。目前，该药在美国进行的2项三期临床试验(普通流感、高危情形流感)已经完成[13]。

1 Baloxavir marboxil抗流感病毒作用机制

流感病毒RNA聚合酶是由PA、PB1和PB2亚基组成的异源三聚体，负责病毒在宿主细胞核内的复制和转录[14]。由于流感病毒蛋白质的合成依赖宿主细胞的翻译系统，流感病毒mRNA需要具备可供宿主细胞识别的5’帽状结构作为引物起始转录。流感病毒RNA聚合酶进入宿主细胞核后，其PB2亚基会找到宿主细胞的pre-mRNA，并与其5’末端结合；然后，RNA聚合酶中具有内切酶活性PA亚基会切割5’末端附近的10～13个核苷酸序列(cap-snatching)并与流感病毒vRNA结合，形成具有5’帽状结构的流感病毒mRNA；流感病毒mRNA被转运至宿主细胞质中，参与流感病毒蛋白质的合成[15-16]。cap-snatching是流感病毒复制过程中必不可少的环节，而目前在人类细胞中没有发现与cap-snatching相似的过程。因此，理论上cap依赖的内切酶抑制剂可以特异性地阻断流感病毒的增殖过程，同时不影响宿主细胞的生存。Baloxavir marboxil作为一种新型的cap依赖型内切酶抑制剂，通过抑制流感病毒RNA聚合酶的PA亚基内切酶活性，阻断流感病毒的cap-snatching过程，从而发挥治疗流感的作用[8, 17]。

2 Baloxavir marboxil药代动力学研究

baloxavir marboxil(S-033188)被人体吸收后，会迅速代谢成为具有活性的S-033477。在一项随机、双盲试验[18]中，健康的日本男性分别单次口服 6、20、40、60和80 mg baloxavir marboxil，每组6名受试者接受baloxavir marboxil、2名受试者服用安慰剂，结果说明，几乎所有样品中baloxavir marboxil的血浆峰值浓度低于检测限，而试验组中检测到S-033447的暴露量与剂量呈线性关系。S-033447的半衰期为48.9～90.9 h。给药量为6 mg/kg时，给药后24 h，S-033447的平均血浆浓度为6.92 ng/mL，从尿液排出的平均时间为72 h[17]。

S-033447与流感病毒蛋白高度结合(结合率92.9%～93.9%)，并且具有相当大的表观分布容积(494～655 L)[18]。S-033447主要由葡萄糖醛酸转移酶1A3(UGT1A3)代谢为葡糖醛酸结合物，再由细胞色素P450 3A(CYP3A)代谢成亚砜。Omoto等[19]发现，处于禁食状态的男性服用baloxavir marboxil(40 mg，带有放射性标记)后，80%的药物经粪便排泄，14.7%经尿液排泄，另外3.28%以其活性形式经尿液排出；进一步体外研究发现，baloxavir marboxil是CYP2B6、CYP2C8和CYP3A的底物，其代谢产物S-033447能以浓度依赖的方式抑制CYP2B6和CYP3A。另外，baloxavir marboxil在体外对P-糖蛋白(P-gp)有较弱的抑制作用[8]，但该作用在临床上未被证实。

3 Baloxavir marboxil药效学研究

有研究[17]选取了2006年至2014年从日本医院收集到的甲型流感病毒株和乙型流感病毒株进行体外活性测试实验。在空斑减数实验中，S-033447对甲型流感病毒株的50%最大效应浓度EC50为0.20～0.99 nmol/L，对乙型流感病毒株的EC50为4.01～11.26 nmol/L，活性比法匹拉韦(favipiravir)至少高了3个数量级，且对NA H274Y突变株(奥司他韦耐药株)也有明显抑制作用。此外，S-033447与NAI具有协同抗病毒活性[13, 20-21]。

研究[20]还显示，连续给予感染了甲型流感病毒(H7N9)的小鼠模型baloxavir marboxil(5、50 mg/kg, 每日2次)5 d后，小鼠全部存活，而空白组在7 d后全部死亡；同时，与奥司他韦(5、50 mg/kg, 每日2次, 5 d)相比，baloxavir marboxil能以剂量依赖性在24 h内降低病毒滴度，提高感染小鼠的生存时间以及生存质量；对于感染致死剂量的甲型流感病毒24～96 h的小鼠，baloxavir marboxil(0.5、1.5 mg/kg, 每日2次)与奥司他韦(10、50 mg/kg, 每日2次)联合应用 5 d较单用奥司他韦能更明显降低其死亡率。

日本一项纳入12岁以下儿童的Ⅲ期临床试验对使用baloxavir marboxil之前和之后的病毒进行核苷酸序列分析，发现77例患者中有18例(均为甲型流感病毒感染患者)流感病毒聚合酶酸性蛋白区域中的I38氨基酸发生了突变[9]。另一项国际合作Ⅲ期临床试验比较了370例流感患者(包括成人和12岁及以上儿童)的核酸序列，在其中36例甲型流感病毒感染患者中观察到了I38氨基酸突变，另1例甲型和乙型流感病毒双重感染患者中2种病毒均发生了I38氨基酸突变；而且，在baloxavir marboxil给药期间，病毒I38氨基酸突变的患者出现了短暂的病毒滴度上升[9]。

4 临床试验

Baloxavir marboxil的Ⅲ期临床试验[21]为以日本与美国为中心的全球多中心、随机、双盲、对照研究。受试者(不包括美洲印第安人以及阿拉斯加土著人)为12～64岁，共1 436例，筛选条件为：发热(腋温≥38.0 ℃)，至少出现1项一般症状(肌肉酸痛、疲乏、流鼻涕等)及1项呼吸系统症状(中度至重度)，症状出现时间≤48 h。将20～64岁患者以2∶2∶1随机分组，分别单次口服baloxavir marboxil、安慰剂、75 mg奥司他韦(5 d)；将12～19岁患者以2∶1随机分组，分别单次口服baloxavir marboxil、安慰剂。两部分人群中， baloxavir marboxil组的症状缓解时间(TTAS)均短于安慰剂组(53.7 hvs80.2 h，P<0.000 1)。baloxavir marboxil组患者的病毒释放时间为24 h，奥司他韦治疗组患者为72 h(P<0.000 1)，安慰剂为96 h(P<0.000 1)。治疗3 d(与奥司他韦比较)或5 d(与安慰剂相比)后，baloxavir marboxil组患者所有时间点(每48 h观察1次)的病毒滴度和病毒RNA含量均降低。而且，baloxavir marboxil耐受性良好，总体不良事件的发生率低于奥司他韦。

5 不良反应

成人和12岁以上儿童一般对单剂量的baloxavir marboxil耐受性良好。临床试验表明，Baloxavir marboxil、安慰剂和奥司他韦的不良反应报告率分别为20.7%、24.6%、24.8%[8]；910例流感患者中，49例出现了不良反应，主要为腹泻(12例，1.3%)，丙氨酸氨基转移酶(ALT)升高(8例，0.9%)[9]。

6 总结与展望

Baloxavir marboxil作为一种cap依赖型内切酶抑制剂，能通过抑制病毒RNA聚合酶的核酸内切酶活性来阻止流感病毒复制，抑制流感病毒增殖。该药可以在24 h内杀死流感病毒，但某些相应症状可能持续更长时间。宿主细胞内不具有这种蛋白酶，因此baloxavir marboxil理论上不对宿主细胞产生影响。Baloxavir marboxil除了抗病毒机制与奥司他韦不同外，还有只需口服用药1次的优势(奥司他韦需按每日2次连续服用5 d)。因此，该药治疗方案简便，患者依从性好，降低了因疗效未完成而导致的病毒耐药性的问题。

流感作为全球性感染性疾病，每年约有20%的儿童和5%的成人患病，患者基数大，提示baloxavir marboxil具有非常好的市场潜力。1999至2017年，磷酸奥司他韦给罗氏带来至少150亿美元的收入，其中，在H1N1病毒流行的2009年，奥司他韦销售额超过了30亿美元。Baloxavir marboxil有望替代奥司他韦成为最畅销的抗流感药。此外，baloxavir marboxil的成功上市，以及RNA聚合酶活性中心PA亚基在流感病毒中高度保守、突变率低、耐药性低的特点，提示PA亚基将成为有效的抗流感新靶点。

谨以此文纪念“西班牙流感”大流行100周年