抗疱疹病毒感染药物的研究进展

赵雪，唐海

1.天津中医药大学，天津 301617

2.天士力控股集团有限公司 天士力研究院，天津 300410

疱疹病毒感染类疾病高发，可形成终生感染，给人类健康和财产安全带来了极大的损失。疱疹病毒是一种双链DNA 包膜病毒，感染率高，可在被感染的宿主中建立终生潜伏期，并且可以由多种因素导致重新激活[1]，再激活后还可以引发多种并发症，包括脑炎、神经系统疾病、胃肠道疾病等[2]。疱疹病毒包括单纯疱疹病毒1 型（HSV-1）、单纯疱疹病毒2 型（HSV-2）、水痘带状疱疹病毒（VZV）、人巨细胞病毒（HCMV）、人疱疹病毒6 型、人疱疹病毒7 型、EB 病毒（EBV）和卡波西肉瘤疱疹病毒（KSHV）[3]。目前尽管已经研发出了针对疱疹病毒感染较为有效的疫苗，但是药物治疗仍是唯一较为可靠的治疗方法[4]。然而，临床上批准常用的治疗疱疹病毒感染的药物仅包括阿昔洛韦、伐昔洛韦、泛昔洛韦等几种核苷类似物[5]，这些药物的应用往往还会引发耐药性和不良反应[6]，因而，克服抗疱疹病毒药物存在的问题，探索新型的抗疱疹病毒药物迫在眉睫。本文总结了临床常用抗疱疹病毒感染药物、靶向病原体的抗疱疹病毒抑制剂和靶向宿主的抗疱疹病毒抑制剂，介绍了联合用药抗病毒新型策略，以期为科研人员在抗疱疹病毒药物方面的研究提供参考。

1 临床常用抗疱疹病毒感染药物

1.1 核苷类似物

目前，核苷类似物是临床批准的用于疱疹病毒感染的主要药物，通过抑制DNA 聚合酶来干扰病毒复制，从而发挥抗疱疹病毒作用[7]。阿昔洛韦是治疗疱疹病毒感染的主要药物，伐昔洛韦是阿昔洛韦的前药，与阿昔洛韦相比，其生物利用度有了明显提高[8]；更昔洛韦及其前药缬更昔洛韦主要用于治疗巨细胞病毒感染[9]；泛昔洛韦是第二代嘌呤核苷类似物，在体内转化成三磷酸喷昔洛韦来发挥抗病毒作用[10]。核苷类抗病毒药物具有良好的治疗效果，但长期使用会出现耐药性，这也是临床应用面临的巨大问题。

1.2 核苷酸类似物

核苷酸类似物对DNA 病毒具有较好的抑制作用。核苷酸类似物西多福韦是一种广谱DNA 病毒抑制剂，被美国食品药品管理局批准用于抗巨细胞病毒感染。此外西多福韦还可抑制EBV 感染相关肿瘤的生长[11]。核苷酸类似物具有较好的临床疗效，但耐药性、不良反应同样限制了它的应用。

1.3 焦磷酸类似物

磷甲酸钠是一种无机焦磷酸盐，对HSV、VZV感染表现出较好的疗效。更重要的是，它也是唯一批准用于治疗对服用阿昔洛韦或更昔洛韦之后产生耐药性的患者。由于其显著的肾毒性、电解质紊乱、生殖器溃疡等不良反应，患者耐受性较差[12]。

2 靶向病原体的抗疱疹病毒抑制剂

病毒通过利用多种自身物质实现自我复制，因而开发针对病原体本身的抗疱疹病毒抑制剂来阻断疱疹病毒感染将会是一种有效策略。

2.1 病毒miRNA 抑制剂

病毒MicroRNA（miRNA）在其生命周期中具有重要意义，在疱疹病毒感染的潜伏期、疱疹病毒的再激活过程中，miRNA 都发挥着重要作用[13]，因此，可以通过调节miRNA 的功能来抑制疱疹病毒复制[14]。KSHV 感染具有致癌性，KSHV 编码的miRNA 能够促进癌细胞的生存和繁殖，病毒miRNA 将是抗病毒感染的重要靶点。有研究报道了反义寡核苷酸对KSHV 病毒miRNA 的特异性抑制作用，研究人员以病毒miRNA 为靶点，利用纳米颗粒Cdots 传递miRNA 抑制因子LNA 寡核苷酸抑制病毒细胞增殖，从而发挥抗病毒作用。将Cdots装载anti-miR-K1 LNA、anti-miR-K4 LNA、anti-miRK11 LNA 3 种抑制因子递送至KSHV 感染的细胞中，从而发挥特异性抑制作用[15]；目前，有多种miRNA 在单纯疱疹病毒感染期间表达，有实验人员重点研究了miR-H6-5p 对HSV-1 感染早期阶段的作用，实验通过构建miR-H6-5p 海绵、抑制剂来阻断miR-H6-5p 的功能，进而实现了对病毒复制的抑制作用[16]。以上研究证明了靶向病毒miRNA 开发有效的miRNA 靶向抑制剂是一种很有前途的抗病毒治疗方法。

2.2 病毒EBNA1 潜伏蛋白抑制剂

EBV 是一种能够引发人类癌症的γ 疱疹病毒[17]。EBV 编码的潜伏蛋白EBNA1 在EBV 进入和感染宿主细胞中发挥关键作用，靶向EBV 潜伏蛋白EBNA1 的抑制剂可用来阻断EBV 感染。实验检测了小分子化合物LB7 对EBNA1 的抑制活性，其化学结构见图1，通过选择性地阻断EBNA1与DNA的结合来发挥抗病毒靶向活性[18]；有研究鉴定了P83、P84 和P85 3 种多肽抑制剂能够干扰EBNA1的DNA 结合和转录[19]。因此，对EBNA1 的靶向研究为临床抗EBV 感染提供了重要方向，同时为其他EBV 潜在蛋白特定抑制剂的探索引发重要思考。EBNA1 的mRNA 包含1 个富g 序列的稳定G4结构，G4 结构与HSV-1 复制相关，目前G4 相关配体可作为研究病毒感染生命周期的重要工具，将G4配体开发成抗病毒药物具有重要意义。1 种研究较为广泛的G4 配体BRACO-19（图1）可以抑制HSV-1 复制[20]；另1 项研究显示，小分子卟啉TMPyP4与G4 相互作用可以抑制HSV-1 DNA 的复制，具有特异性抗病毒活性[21]。以上证据证明了EBNA1 在抗病毒治疗中的临床意义。

图1 抑制剂LB7、BRACO-19 的化学结构Fig.1 Chemical structure of inhibitors LB7 and BRACO-19

2.3 病毒ICP0 蛋白抑制剂

HSV-1 主要引发口面部感染，其原发性感染通常是无症状的，再激活最常见的表现就是在初始感染部位产生水泡性病变，并且HSV-1 感染还是引起发达国家单纯疱疹病毒脑炎的主要病因。HSV-1 编码1 种具有泛素连接酶活性的ICP0 蛋白，它在病毒基因表达和阻断抗病毒反应过程中发挥重要作用，有研究人员在KU-CMLD 文库中筛选出了几种小分子ICP0 蛋白抑制剂，确定了一种3,4,5-芳基取代的异唑小分子化合物A 以ICP0 依赖的方式抑制HSV-1 感染，进而实现抗病毒作用[22]，这项研究对于开发具有抗病毒活性的HSV-1 ICP0 小分子抑制剂具有重要意义。

2.4 病毒G 蛋白偶联受体抑制剂

G 蛋白偶联受体（GPCRs）是参与病毒感染的一类关键病毒蛋白质，也是最重要的药物作用靶点之一。疱疹病毒编码ORF74、US27、US28、UL33和UL78 等多种vGPCRs[23]。US28 通过与相应配体结合来调节病毒活性，研究开发了新型配体与CCL2 和CCL4 竞争US28 结合[24]。该配体可作为靶向US28 受体的新型抗HCMV 感染抑制剂，这为新型抗HCMV 治疗提供了重要手段。随着对纳米技术的深入研究，与传统药物相比，纳米制剂具有更好的靶向性，可以作为研究vGPCRs 的重要工具。1 项研究开发了一种与US28 细胞内部靶向结合的纳米体VUN103，结果显示，纳米体VUN103 与US28 相互作用，抑制了US28 介导的信号通路，同时VUN103 在细胞内表达时还表现出治疗潜力[25]。总而言之，vGPCRs 可以被认为是有吸引力的药物靶点，设计靶向vGPCRs 的抑制剂将是抗疱疹病毒研究中的关键。

2.5 病毒蛋白酶抑制剂

病毒蛋白酶对于其自身的生存是必不可少的，因此，它可以作为一种重要的药物靶点，通过特异性靶向抑制病毒蛋白酶从而中断病毒的复制。目前人类疱疹病毒已经进化到利用病毒编码的外切酶进行重组来实现病毒基因组复制、适应新宿主和逃避宿主免疫调节[26]。病毒外切酶将是开发新型抗病毒药物的重要靶点。甲型疱疹病毒是疱疹病毒科的大的包膜双链DNA 病毒，包括HSV-1、HSV-2、VZV 等几种人类重要疱疹病毒，当前USP 去泛素化酶在调节病毒感染等方面发挥关键作用，已经成为新型的抗甲型疱疹病毒感染的药物靶点。目前已经开发了多种USP 抑制剂，有研究证实了多种抑制剂通过抑制USP 实现干扰甲型疱疹病毒复制的效果[27]，这为抗疱疹病毒感染潜在靶点的开发提供了重要依据。HCMV 终止酶复合物由大终止酶亚基pUL56、小终止酶亚基pUL89 和pUL51 组成，在HCMV 复制过程中，终止酶通过切割DNA 将基因组包裹在包膜内，从而发挥至关重要的作用，因此，终止酶可以成为抗疱疹病毒理想靶点。莱特莫韦（letermovir）是一种喹唑啉类分子，通过与终止酶结合实现特异性靶向HCMV 复制过程，目前，在III期临床试验中已证明了莱特莫韦的抗HCMV 感染活性[28]。

3 靶向宿主的抗疱疹病毒抑制剂

随着宿主细胞功能对病毒感染的重要性日益得到了解，病毒操纵多种宿主细胞因子和细胞通路来促进其复制，它可能为耐药性的发展提供了更高的屏障，是一种有前景的抗病毒策略。

3.1 宿主蛋白抑制剂

膜转运蛋白ABC 参与了HCMV 复制过程，在膜完整性、细胞内信号转导和脂质代谢中发挥多种作用，因而，它可以作为抗HCMV 感染的新型靶点。通过研究发现，第2 代ABC 转运蛋白抑制剂伐司朴达（valspodar）可以抑制HCMV 感染，限制病毒在不同细胞中的复制和传播[29]，伐司朴达可以作为一种安全有效的新型抗病毒感染抑制剂。在病毒生命周期中，溴末端外结构域（BET）蛋白对病毒复制具有关键作用，BET 蛋白组包括BRD2、BRD3、BRD4 和BRDT，有证据表明，靶向宿主BET蛋白BRD4 的小分子抑制剂具有抗疱疹病毒感染的潜力[30]。已有研究显示，热休克蛋白90（Hsp90）是早期病毒感染阶段的重要宿主蛋白因子，研究人员合成了一系列Hsp90 抑制剂，其可以对病毒的复制起到干扰作用[31]。综上所述，针对病毒复制所需要的宿主细胞蛋白质的抗病毒药物的开发是一种有前景的抗病毒疗法。

3.2 宿主蛋白酶抑制剂

病毒利用细胞蛋白酶获取自身所需物质实现入侵、脱壳、组装、释放扩散过程。因而，研究者既可以研究开发靶向病毒蛋白酶的疱疹病毒抑制剂，也可以研究靶向病毒生命周期所需要的宿主蛋白酶抑制剂。蛋白酶体是HSV 成功感染所必需的宿主细胞成分，硼替佐米是一种蛋白酶抑制剂，临床上用于抗肿瘤治疗，有实验研究结果报道，硼替佐米通过干扰HSV脱壳释放并引发感染的过程，从而表现出抗病毒作用，并且硼替佐米在实现抗HSV感染效果的情况下又表现出较低细胞毒性[32]，此实验研究为硼替佐米抗HSV感染提供了临床依据。HSV感染会引发几种信号通路的改变，有研究证明了HSV-1感染通过Ras-GRF2的多泛素化和蛋白酶体降解抑制宿主细胞中的Ras-Raf-MEK-ERK信号通路。MG132是蛋白酶体的可逆和细胞膜渗透性抑制剂，通过抑制Ras-GRF2的蛋白酶体降解来激活ERK信号表现出抗HSV-1活性[33]，此研究结果表明MG132蛋白酶体抑制剂的作用机制以及对HSV-1的治疗适用性，阐述了蛋白酶抑制剂可能是治疗HSV-1的新型宿主策略。宿主蛋白激酶与病毒生命周期是密切相关的，激酶在调节重要细胞活动中发挥关键作用。DNA病毒通过操纵宿主蛋白激酶来获得自身的复制所需。靶向宿主激酶进行疱疹病毒抑制剂的发现可能会使得有更广泛的抗病毒药物被开发和批准，这些药物可以减轻病毒耐药性的影响。目前，宿主蛋白激酶药物靶点包括蛋白激酶C（PKC）、酪氨酸蛋白激酶2（CK2）、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）、丝裂原活化蛋白激酶激酶（MAP2K、MAPKK、MEK）、细胞外信号调节激酶（ERK）、周期蛋白依赖激酶（CDK）、TEK受体酪氨酸激酶和蛋白激酶B（PKB）等[34]。染料木素是一种酪氨酸蛋白激酶抑制剂，无细胞毒性浓度的染料木素可以完全抑制HSV-1的复制[35]，由此可以为临床设计出蛋白抑制剂类抗疱疹病毒药物提供依据。有研究证明了蛋白依赖性激酶9（CDK9）抑制剂FIT-039（化学结构见图2）的抗病毒活性，在不影响宿主细胞的细胞周期过程和细胞增殖的情况下，抑制了HSV-1、HSV-2等病毒在培养细胞中的复制[36]，实验结果显示FIT-039有潜力作为临床上一种抗病毒药物。因此，为了克服抗病毒药物的耐药性，开发靶向宿主蛋白激酶的抗病毒抑制剂是必要的。

图2 FIT-039的化学结构Fig.2 Chemical structure of FIT-039

3.3 宿主细胞代谢途径抑制剂

宿主细胞代谢途径可以协调病毒复制，病毒通过操纵多种细胞代谢途径来促进其复制扩散，并且还能利用宿主脂质代谢来产生病毒包膜成分。

线粒体在发挥信号转导、代谢、免疫应答、细胞周期和凋亡等功能中是不可或缺的，HCMV在复制过程中利用相关的线粒体通路来满足病毒代谢的需求。有研究评估了鱼藤酮（复合物I）、抗霉素（复合物III）和寡霉素（ATP合成酶）、二甲双胍电子传递链（ETC）抑制剂通过靶向宿主细胞线粒体ETC产生抗病毒效果的发展潜力，结果显示，ETC抑制剂干扰了HCMV的复制[37]，靶向宿主线粒体的ETC抑制剂可能是具有前景的抗病毒感染新疗法。线粒体酶GLS1编码肾（k型）谷氨酰胺酶（KGA）和谷氨酰胺酶C（GAC），KGA和GAC参与EBV相关致癌细胞能量代谢和细胞增殖，有实验研究发现，KGA和GAC参与了谷氨酰胺转化为谷氨酸和α-酮戊二酸的形成过程，EBV及其相关癌症通过利用此细胞代谢过程来支持自身细胞增殖和生存，因此，靶向谷氨酰胺分解过程会是一种抗病毒感染的有效策略，研究通过使用KGA和GAC变构抑制剂BPTES处理EBV感染细胞，结果表明其可以实现抑制感染细胞增殖并诱导细胞死亡的目的[38]，这也为EBV感染引发的相关癌症的治疗提供依据。目前已经证明γ疱疹病毒通过利用宿主胆固醇代谢和脂肪酸合成途径促进复制，他汀类药物可以通过抑制胆固醇代谢途径来抑制DNA病毒复制，低密度脂蛋白（LDL）能够携带胆固醇，LDL受体（LDLR）介导胆固醇代谢发挥抗病毒作用，LDL-R的表达抑制了γ疱疹病毒的复制[39]。肝脏X受体（LXR）是一种转录因子，实验研究发现它限制了促进脂肪酸和胆固醇合成的所需基因的表达[40]，因此，靶向宿主代谢途径未来将会是一种有潜力的抗疱疹病毒感染治疗方法，通过宿主代谢途径的了解可能为抗病毒感染提供更多的靶点。

4 联合用药抗疱疹病毒策略

联合用药由于可以同时靶向与病毒复制相关的宿主靶点和病毒自身靶点，联合用药和单一疗法相比有多种优点，使用多种药物通常会减少抑制病毒所需的每种药物的数量，从而减少潜在的不良反应和潜在的成本，另一个优点是减少了病毒同时对每种药物产生耐药性的机会。因此，联合用药具有进一步研究的潜力。

已有研究证明阿昔洛韦与西多福韦或阿门美韦可以联合使用[41]，它们作用于不同靶点，有效防止病毒耐药性。但联合用药的一个潜在并发症是药物-药物相互作用的存在，有研究使用DOE统计软件来分析药物-药物相互作用，DOE软件没有检测到这3种抗疱疹病毒药物在剂量上任何显著的药物-药物相互作用，并且阿昔洛韦、西多福韦和阿门美韦在该系统中联用于治疗HSV-1感染时表现出加性关系，联合使用也不会对细胞产生毒性[42]。越来越多研究表明，靶向宿主激酶（CDK）以及靶向病毒蛋白激酶（vCDK）的激酶抑制剂（PKI）可以克服当前抗病毒药物的耐药性和不良反应，在此基础上，有研究报道了针对几种不同PKI的协同作用，结果显示一种vCDK同源物pUL97抑制剂（MBV）和一种CDK7特异性抑制剂（LDC4297、吡唑三嗪类）表现出强大的协同抗HCMV感染潜能，更重要的是实验验证了所有vCDK/pUL97＋CDK7抑制剂组合都有真实的药物协同作用[43]。与单一用药相比，联合用药可以实现在达到最佳治疗效果的同时来减少用药剂量。近几年，纳米技术在多个领域都有所应用，有课题组研究了聚阴离子碳硅烷树状大分子（PCD）G2-S16和G2-S24P的抗HCMV感染活性，结果证明了PCD纳米颗粒能够抑制HCMV感染。实验还研究了将PCD与更昔洛韦联合使用，结果显示PCD与更昔洛韦联合使用时表现出更强的病毒感染抑制作用[44]。因此联合用药策略在抗疱疹病毒感染方面具有广泛的应用前景，值得深入研究。

抗疱疹病毒感染的研究策略、作用机制、抑制剂及其相关功能见表1。

表1 抗疱疹病毒感染药物的研究策略、作用机制、抑制剂、功能Table 1 Research strategies,mechanisms of action,inhibitors,and functions of anti-herpesvirus drugs

5 结语

目前临床上所用的抗疱疹病毒药物效果较好，但长期使用会出现一定的耐药性，因此，开发新型药物至关重要。本文归纳的病毒靶向和宿主靶向的疱疹病毒感染抑制剂以及联合用药的新型药物策略，为临床抗疱疹病毒药物的开发提供了依据，但目前对病毒-宿主相互作用了解还不够全面，同时这些新型抑制剂的应用也具有一定的局限性，靶向病原体抗病毒抑制剂直接针对病毒本身，安全性较高，但病毒结构复杂，设计相应的靶向抑制剂难度大，不同病毒基因型差异较大，无法实现广谱抗病毒，并且长期使用还会出现耐药性。与靶向病原体抗病毒策略相比，宿主因子不受病毒基因组调控，靶向宿主可以克服病毒耐药性，并有望实现广谱抗病毒作用，但是靶向宿主因子带来了相应的细胞毒性。联合用药可以实现抗病毒协同作用，减少不良反应，降低耐药性的发生，但是也要考虑药物之间的拮抗作用，联合用药可能会影响药物的体内过程，因而开发新型抗疱疹病毒感染药物极具挑战性。不过，这些应用的局限性并不是难以跨越的障碍，相信通过今后的深入研究，可以找到合理的方式来克服当前面临的困难，开发出有效的抗疱疹病毒感染药物。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突