抗HIV药物的现状与进展

艾滋病(acquired immunodeficiency syndrome,AIDS)是由人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)感染导致的人体防御机能缺陷(尤其是细胞介导的免疫机能缺陷),而易于发生机会性感染和肿瘤的临床综合征。
  自从1981 年发现首例艾滋病以来,全球已有数以千万计的HIV感染者,由于缺乏针对HIV的特效方法,绝大多数感染者在发病后难逃死亡的厄运。预计至2020 年,将有2亿人感染HIV。因此艾滋病被称为“世纪癌症”。为了战胜艾滋病,世界各国的科学家研制出了许多药物,这些药物可以大致分为以下三类:抗 HIV病毒药物,免疫调节剂和机会性感染药物。本文将介绍其中最为重要的HIV病毒药物的现状和研究进展。

一、人类免疫缺陷病毒的病原学
为了了解HIV病毒药物,有必要对人类免疫缺陷病毒的病原学加以介绍。ftd vs ks

1. 人类免疫缺陷病毒(HIV)的分子结构
   HIV颗粒呈球形,直径90 nm~130nm。病毒的核心呈中空锥形,由两条相同的单链RNA链、逆转录酶和蛋白质组成。核心之外为病毒衣壳,呈20面体立体对称,含有核衣壳蛋白质。
最外层为包膜,包膜上的糖蛋白(GP120,GP41和P17)有刺突状结构,是HIV与宿主细胞受体结合位点和主要的中和位点。 HIV属逆转录病毒科慢病毒属,其RNA中含有gag、env 和pol基因以及6种调控基因 (tat,vif,vpr,vpx (vpu),nef,rev)。gag基因编码病毒的核心蛋白;pol基因编码病毒复制所需要的酶类(逆转录酶、整合酶和蛋白酶);env基因所编码病毒包膜蛋白,是HIV免疫学诊断的主要检测抗原。调控基因编码辅助蛋白,调节病毒蛋白合成和复制。现有两型HIV:HIV-1和HIV-2,它们主要区别在于包膜糖蛋白上。HIV是一种变异性很强的病毒,不同的病毒株之间差异很大,甚至同一毒株在同一感染者体内仅数月就可以改变,使原中和抗体失去中和效能,这给HIV疫苗的研制造成很大困难。目前在全球流行的HIV-1毒株已出现三个组,即M、O和N 组,其中M组又可分为A到J10个亚型,而且亚型间的重组体已有发现。HIV-2现有A~F 6个亚型。目前也有学者根据病毒的生物学特性对HIV-1进行分,如根据病毒与宿主细胞结合所利用的辅助受体的不同(CCR5、CXCR4),分为R5 和X4毒株;或根据宿主范围及复制特性不同,分为非合胞体诱导株(NSI)和合胞体诱导株(SI);有毒力株和无毒力株;快/高型和低/慢型等。

2. HIV致病过程
      HIV主要感染CD4阳性T淋巴细胞,在T 淋巴细胞分类中,CD4代表T辅助细胞。CD4+T淋巴细胞是HIV感染的主要靶细胞,而其本身又是免疫反应的中心细胞。CD4+T淋巴细胞记数作为直接测定免疫功能的方法,是提供HIV感染病人免疫系统损害状况最明确的指标。CD4+T淋巴细胞记数测定的主要意义:①用于HIV感染者的疾病分期:凡 CD4+T淋巴细胞<200/mm3或CD4+T淋巴细胞的百分比<14%的HIV感染者可归入艾滋病。②判断HIV感染者的临床合并症(各种机会性感染与CD4+T淋巴细胞的相关性),如CD4+T淋巴细胞<200/mm3时,容易发生卡氏肺囊虫肺炎;而巨细胞病毒感染和鸟分支杆菌感染常发生于CD4+ T淋巴细胞<50/mm3的病人,极少见于CD4+T淋巴细胞>100/mm3的病人。③帮助确定抗HIV药物及机会性感染预防性的适应症,例如,当CD4+T淋巴细胞<200/ mm3时,应给予抗卡氏肺囊虫肺炎的预防性。④抗HIV药物疗效的重要判断指标。

CD4+T细胞和巨噬细胞,整个过程分为三步:①HIV的包膜蛋白GP120与细胞表面的CD4结合,使GP41暴露。由于GP41的疏水性较强,它的一端就进入到靶细胞中去,于是病毒包膜与靶细胞融合,病毒核心随之进入靶细胞。在GP120与CD4结合时,GP120会采用“糖
衣”和“隐藏结构”等方法而逃避免疫系统的攻击。②HIV的核心进入靶细胞后脱壳,以基因组中的RNA链为模板,由逆转录酶催化生成一条单链的DNA(DNA负链),然后由核糖核酸酶将RNA模板降解,空出的位置让第二条互补的单链DNA合成(DNA正链),所形成的双链就是前病毒。③前病毒在胞浆中形成后进入细胞核,在整合酶的催化下,整合到细胞的基因中去。HIV一旦进入靶细胞,病毒就开始了它自己特有的生命周期,最终杀死T4细胞,摧毁人体免疫力。
HIV致病过程及抗HIV作用的靶点

二、HIV病毒药水中氨氮的测定方法物的作用靶点
  HIV病毒的生活周期包括吸附、脱壳、逆转录、整合、转录、翻译和包装等过程,其中任何一个过程均可作为药物的靶点。下表所列是一些已证明对HIV病毒具有抑制作用的,针对这些靶点的药物。

三、针对HIV病毒的酶抑制剂
1. 核苷类逆转录酶抑制剂(NRTI)发光墙
  NRTI为最早使用的抗HIV药物,可以与脱氧核苷竞争性地与逆转录酶结合,从而抑制HIV的复制。该类药物现在至少有6个品种:①齐多夫定 zidovudine(AZT或ZDV);②地丹诺辛didanosine(ddl、Videx);③扎西他滨Zalcitabine(ddc);④司他夫定Stavudine(d4T);⑤拉米夫定Lamivudine(3TC);⑥阿巴卡韦abacavir(1592U89Ziagen)。
  其中,AZT是1987年在临床上最先使用的抗HIV药物,单一或二联HIV 感染。由于这种通常在6个月内即出现明显的耐药性,而且对机体的免疫重建不佳,因而很少取得疗效。
  齐多夫定是第一个被批准上市的抗艾滋病药,抗病毒活性高,生物利用度好,抗艾滋病的短期效果最好,是艾滋病的首选药。但其具有抑制骨髓生长的严重不良反应,并且连续用药6个月后容易产生耐药性,所以宜和去羟肌苷、扎西他滨、司他夫定等交替使用。去羟肌苷能减少致病菌感染的发病率及延长病人的生存时间,为抗HIV感染的另一首选药,可与齐多夫定合并用药。适用于成人或6个月以上感染HIV严重的儿童、或对齐多夫定不能耐受者及期间有明显恶化的艾滋病患者。
  阿巴卡韦口服生物利用度可达76%~100%,并可进入中枢神经系统,耐药性发展较慢,且患者的耐受性较好,但有3%的患者有过敏反应,使用时须提高警惕。
  本类药主要AIDS 及其相关综合征,减少机会性感染,但仍无法根治AIDS,且大多数有严重不良反应,需长期或终身用药。

2. 非核苷类逆转录酶抑制剂(NNRTI)
  非核苷类逆转录酶抑制剂通过与逆转录酶的非底物结合部位结合而抑制HIV逆转录酶的活性。该类药物主要有:①奈韦拉平nevirapine;②地拉韦啶delavird;③依非韦伦efavirene等。
  其中地拉韦啶与其他抗HIV 药合用HIV 感染,包括新近感染而无症状的患者。另外,奈韦拉平对对核苷类敏感或耐药的HIV 病毒均有活性。近期研究发现在产妇分娩时和婴儿降生后一次性给予奈韦拉平,即可获得与AZT一样的阻断效果,而费用却低廉得多。
  依非韦伦为1998年美国食品与药品管理局批准上市的非核苷类逆转录酶抑制剂,是HIV-1感染的特效药,其抑制HIV-1复制的活性强(IC95 为1.5~3.0nmol/L),t1/2为52~76h,每日只需服药1次,耐药发展慢,患者耐受性好。在一项临床实验中,依非韦伦/齐多夫定/拉米夫定联合,用药24周,疗效优于标准三联方案(茚地那韦/齐多夫定/拉米夫定)。依非韦伦/茚地那韦二联疗法亦可长期将血浆内病毒数降低到检测水平以下,未见
严重不良反应。
  此类药物的毒副反应主要是皮疹。

3. HIV蛋白酶抑制剂(HIV-PI)
   1995年蛋白酶抑制药经临床试用后取得成功,其应用标志着AIDS 患者生命和生活质量出现了转折。其作用机制为阻止HIV感染的细胞分裂为新的HIV 感染细胞,并抑制病毒复制,在急性感染的淋巴干细胞中显示出较强的抗HIV-1、HIV-2 活性,对齐多夫定耐药的HIV-1亦有效。代表药有:①沙奎那韦saguinavir;②茚地那韦indinavir;③利托那韦ritonavir;④ 奈非那韦nelfinavirr;⑤安普那韦amprenavir;⑦lopinavir等。
  其中沙奎那韦对HIV-1(包括齐多夫定耐药株)、HIV-2均有较强的活性,对慢性感染细胞也具有抗病毒活性。利托那韦在血清和淋巴结中的浓度较高,主要用于晚期HIV感染患者,和其他抗病毒药物联用,对早期HIV感染患者可减少不良反应发生率,增加有效率。茚地那韦对HIV-1(包括齐多夫定和奈韦拉平耐药株)、HIV-2均有较强的活性,口服生物利用度好,安全性高并有较好的中枢神经系统渗透性,在淋巴结内浓度较高且抗病毒作用时间较长。但其单独使用时易产生耐药性,宜和核苷类逆转录酶抑制剂或非核苷类逆转录酶抑制
剂联用。lopinavir的代谢速度非常快,而利托那韦可以抑制其代谢,从而提高其血药浓度,延长其半衰期,所以临床上一般应用的是lopinavir/利托那韦(400+100mg)的复合制剂。
  该类药物与核苷类联用可有效地抑制HIV复制,并减少不良反应。

4. HIV-1侵入细胞的抑制剂
   侵入抑制剂是一种新的实验性抗逆转录病毒药物。本类药物以干扰HIV 与宿主细胞的粘附融合而达到抗病毒的作用。阻断HIV-1进入细胞有两个靶点:一是以细胞膜蛋白为靶点,如CD4阳性T细胞或辅助受体;二是以病毒膜蛋白为靶点。多数抑制药(多硫酸盐、多磺酸盐和zintevir等)干预GP120 与辅助受体的过程。化学受体CCR5和CXCR4是HIV-1进入CD4阳性T 细胞和其他细胞的必要受体,附着剂可干扰其过程,发挥抗HIV-1作用。目前处于研究阶段的药物有T-20和BMS-806,前者是融合酶抑制药,通过与 GP41的部分结构结合阻止HIV与宿主细胞的结合,而达到抗病毒的作用。据报道能够在2周内杀灭患者血液中HIV最高达99%。该药已经进行了近1a的临床试验。后者可直接抑制巨噬细胞嗜性、T细胞嗜性和双嗜性的HIV-1实验株,对HIV-1临床分离株有明显抗病毒活性。


5. 整合酶抑制剂
  整合酶是继转录酶、蛋白酶、融合酶之后又一个新靶点。由于没有现成的先导化合物和相应的科学方法,整合酶抑制剂的研究仍处于起始阶段。核苷酸类是第一类与整合酶作用的药物,其代表药物是齐多夫定单核苷酸,另外还有二酮类、硫氮硫扎平类、咖啡酰基衍生物类、Lame Ilarina-20硫酸盐类、苯乙烯喹啉类等部分处于研究阶段的药物,至今还未有经批准通过的抑制整合酶的药物。

6. 其它靶点抑制剂
  戊聚糖多硫酸酯可以抑制HIV-1的Tat蛋白,抑制HIV的转录和翻译[14]。azadicarbonamide等通过特异地结合NCp7的锌指结构可以阻断HIV的组装过程。这些化合物仍均处于研究阶段,至今尚未批准上市。

四、抗HIV病毒的“鸡尾酒”疗法
  谈到抗HIV病毒的药物治 疗,就不能不介绍“鸡尾酒”疗法。1996 年,由华裔美籍科学家
何大一提出的高效抗逆转录病毒疗法(HAART),是人类AIDS研究进程中一个里程碑。这一被人们通俗地称为“鸡尾酒”疗法的抗HIV联合疗法,显现了强大的抗病毒作用。采用该疗法,AIDS患者血液中的病毒载量迅速下降,CD4细胞迅速增加。此后,美国和欧洲发达国家开始以此疗法作为AIDS常规方法,予以广泛应用。鸡尾酒疗法的标准方案为:一个HIV-PI药加上两个核苷类HIV RT抑制药。在选择NRTI作联合时,须将在活化细胞内抑制HIV作用强的AZT、d4T与在静止细胞内抑制HIV作用强的ddI、ddC及3TC互相配伍。

  近年来,其联合用药组方也进一步调整,使疗效更加明显,对病毒抑制的时间也大大延长。针对该疗法不能从感染者体内彻底清除HIV,治愈AIDS;而且价格昂贵,用药有不良反应,停药后
病毒载量试验是对感染者体内游离的核酸RNA含量的定量测定,通常检测标本是血浆,目前常用的方法主要有3种:逆转录聚合酶链反应系统(RT-PCR)、分支DNA信号扩大系统(bDNA)和核酸序列扩增系统(NASBA)。病毒载量是药物疗效评估和疾病发展的重要指标,已广泛应用于HIV实验室研究、感染早期检测、感染者预后判断和抗病毒疗效观察等。当VL测定应用于感染者临床管理时,应该注意坚持使用同一种检测方法、避免在并发感染治
疗后或免疫接种后4周内检测,只有当VL比基线水平高出3倍以上或VL的对数值增加0.5 以上,才能判定VL发生了显著变化。病毒载量会反弹的缺点,科学家又在方法上进行新的探索,研制出AIDS新方法包括替代疗法和间断疗法。替代疗法即抗肿瘤药羟基脲与核苷类的逆转录酶抑制药地丹诺辛(DDI)合并运用替代“鸡尾酒”疗法。替代疗法的效能虽不及“鸡尾酒”疗法,但仍可在4~6个月内使患者血液中的高病毒含量逐渐降低到很低水平, CD4细胞较慢地持续回升。过程中,患者的临床症状和预后均得到明显改善。同时,由于此两种药物的作用原理不同,病毒不会产生耐药。而且,其花费较常规抗HIV大为减少。间断疗法即在“鸡尾酒”疗法过程中间断停药。因为长期的“鸡尾酒”,虽可使病毒降低到检测不到的水平,但由于机体接触不到病毒抗原的刺激,免疫系统对病毒的免疫力也在随之下降,停药后则会出现病毒反弹。据称,间断疗法可在用药期将病毒控制在低水平,停药期反弹的病毒可对免疫系统进行刺激,但又不致于造成严重的或长期的损伤。同时,医疗费用也可大大减少。 

五、抗HIV药物研究的一些新进展
  尽管高效抗病毒疗法曾对HIV感染有很好的疗效,但因HIV的变异性和对抗HIV药物易产生
耐药性,现在HAART的疗效已大大降低,而且新病毒株的产生更需人们去寻新的抗HIV药物,进一步完善HAART疗法。以下介绍的就是抗HIV药物研究的一些新进展。

(一) 抗HIV病毒的疫苗
  HIV疫苗包括灭活疫苗、活的感染性疫苗、病毒活疫苗、重组亚单位疫苗、肽疫苗、病毒样颗粒、DNA疫苗。目前,灭活疫苗仅用于性实验,活的感染性载体疫苗部分正进行Ⅰ期临床实验,重组亚单位疫苗如rgp120、rgp160等正进行Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ临床实验,少数肽和脂多肽疫苗以及一些病毒颗粒假病毒体疫苗也处于临床前实验阶段。DNA疫苗是广受关注的热点,部分已进入Ⅰ期临床实验阶段。然而,疫苗开发是一个漫长过程。各期临床研究都要历时数年。例如,目前正在研究的候选疫苗将要经过数年的I和Ⅱ期临床试验,之后才能进入大规模Ⅲ期效力试验。然后,效力试验在最后1例病人注册之后可能再需时数年以评估保护效果。因此,尽管抗HIV病毒疫苗的前景乐观,但临床观察的现实使其逊不少。当前还没有正式进入临床的疫苗。以下是对各种疫苗的具体介绍:

尚无HIV疫苗进入临床。
  1. ALVAC疫苗:将HIV基因引入对人体无害的金丝雀痘活病毒中,附加应用HIV外壳糖蛋白GP120所制作的辅助剂。这种疫苗不仅能引发人体产生对HIV的细胞免疫,还能产生HIV抗体。该类疫苗主要针对HIV-1B型病毒。真空马桶
  2. GP120疫苗:应用HIV外壳的糖蛋白GP120制成GP120疫苗,这种疫苗的耐受性很好,临床与实验室的安全性均佳,疫苗接种后无艾滋病样疾病或免疫抑制的证据。由于疫苗不含HIV-1或其完整基因,因此不可能因接种疫苗而感染HIV-1。
   3. HIVDNA疫苗:将能引起机体免疫反应的HIVDNA直接注入人体内,进入人体细胞,使机体产生类似HIV活疫苗的效果,但并不使用完整的病毒。动物实验效果很好。该疫苗研制的初衷是用于HIV携带者,防止病情发展成为艾滋病,由于发现不良反应小,现已获得美国食品与药品管理局批准,在健康人中开始临床实验。
  4. HIV活疫苗:应用去掉了致病基因的HIV活病毒制成HIV活疫苗,具有较高的滴度,该疫苗不用注射直接感染伤口即可接种。考虑到其安全性,目前仅限于动物实验,还未进行人体实验。
   5. 其他疫苗:HIV病毒复制所必需的蛋白质Gag、Tat、Rev、Nef等已得到深入的研究,可作为抗原决定簇来设计HIV疫苗。根据Tat蛋白设计的疫苗在体外和体内实验中均得
到理想的结果,目前已用来免疫猴,并用猴免疫缺陷病毒(SIV)攻击,可望在近期有所突破。

(二) 抗HIV病毒的基因药物
  抗HIV-病毒的基因药物就是将能抑制HIV复制的外源基因导入到感染HIV的或正常宿主细胞以产生抗病毒效果。主要有:反义RNA(包括核酶)、RNA诱饵及以蛋白为基础的基因药物。

1. 反义RNA的抗HIV-l的作用
  反义RNA是指能与特异的mRNA分子互补结合的一段RNA分子,它从翻译水平封闭基因表达,并干扰mRNA的剪切、加工而实现抗病毒作用。
单向排水阀  核酶(Rz)是具有特异切割靶RNA的一种特殊的反义RNA分子,由具有切割作用的活性中心及与靶序列特异互补的侧翼序列组成。根据其二级结构不同分为锤头结构核酶及发夹结构核酶。核酶不仅具有高度特异性的裂解靶RNA的作用,而且在裂解后能自行脱落,再和其他的靶分子结合、定点切割,故为高效特异的反义RNA。它对新侵入的病毒RNA、从前
病毒刚转录出的RNA、mRNA、成熟的病毒基因组RNA均起作用。Michienzi等构建了针对Rev前体 mRNA的核酶(Rz)及活性中心突变体(Rz m),转导Jurkat细胞得到稳定表达,用HIV-1 ⅢB株感染此细胞,转导Rz的细胞产生p24抗原较转导Rz m的细胞产生的明显降低,显示这种对HIV-l的抑制是由核酶的催化活性完成的,而非其反义的作用。Wang等构建的靶向于tat的核酶转导CEM T4细胞及PBL细胞,均能抑制HIV-l感染,且未见靶序列发生突变。1997年核酶抗HIV-l的I期临床试验,取得了令人鼓舞的结果。

2. RNA诱饵的抗HIV-l作用
  RNA诱饵是利用病毒复制过程中的调节网络,引入外源核苷酸序列,高度表达能与病毒复制过程中重要的调节蛋白结合的RNA分子,这种RNA分子能和病毒相应的基因竞争性地结合这些调节蛋白而抑制病毒的复制。在抗HIV-1的RNA诱饵中,常用TAR或RRE相应序列为诱饵,大量的体外实验已显示出RNA 诱饵有良好的抗HIV-l复制的作用,如导入293细胞的HIV-2 TAR序列诱饵(TAR-2)对HIV-l及HIV-2的感染均有抑制作用;另有研究示多聚TAR-1诱饵对HIV-l及SIV有同样的抑制效应,表明病毒基因的变异并不影响诱饵与病毒蛋白的结合,避免了由于病毒变异而产生对抗HIV-l的抵抗。RNA诱饵与其他反义RNA、核
酶或单链抗体(Fv)联合应用具更强的抗病毒作用。Kohn等将RRE诱饵用逆转录病毒载体导人4例HIV-1感染者的骨髓干细胞再输回患者体内,进行1年的临床观察,未见任何毒副反应,显示其临床应用的潜力。
卷钉
3. 以蛋白为基础的抗HIV-l的基因药物
  在细胞内导入外源基因使合成病毒蛋白的突变体或针对病毒成分的单链抗体,干扰病毒基因的逆转录、病毒蛋白的合成及释放。已构建的有代表性的病毒蛋白突变体为Rev M10,该突变体是采用定点突变技术构建的使野生型Rev蛋白于第78、79位的亮氨酸、谷氨酸分别被门冬氨酸、亮氨酸取代,这种突变的蛋白与RRE结合能力无改变,但丧失了其反式激活活性,因而可与野生型蛋白竞争结合位点,对HIV-l的复制产生剂量依赖性的抑制作用。1998年Ranga等在一系列研究的基础上将用逆转录病毒构建的Rev M10导入3例HIV-l阳性者的CD4+T细胞,体外有明显的抑制HIV-l的作用,将此转导细胞再回输患者体内显示能较长时间(6个月)的表达Re M10,未见由外源蛋白引起相关免疫反应。   (三) 其它
  最新研究报道巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)可用于AIDS晚期。这种药物是一种将人血管细胞移植给仓鼠而增殖的糖蛋白,能激活小吞噬细胞,吞噬杀灭分支杆菌,达到针
对AIDS晚期条件致病菌的的目的。
  蓝藻抗病毒蛋白N(cyanovirin-N)是一种从椭孢念珠藻中分离出的抗病毒活性蛋白,能够有效地抑制多个亚型的人类免疫缺陷病毒Ⅰ(HIV- Ⅰ)、Ⅱ(HIV-Ⅱ)以及猴免疫缺陷病毒(SIV)。CV-N的上述特性使它可能成为艾滋病的潜在高效药物。大量研究证明, CV-N与GP120具有高度亲和性并能够阻断由包膜蛋白介导的
细 胞融合(cell fusion)又称细胞杂交(cell hybridization),是指两个或两个以上的细胞融合成一个细胞的现象。体外动物细胞的融合,一般多用灭活的仙台病毒(Sendaivirus) 或聚乙二醇(polythyleneglycol,PEG)诱导两种细胞融合,制成一种新品系的杂交细胞(hybrid cell),此杂交细胞具有很强的生命力,增殖旺盛。细胞融合术是细胞遗传学、细胞免疫学、病毒学、肿瘤学等研究的一重要手段,也是制备单克隆细胞株的重要技术。细胞融合过程,从而阻止病毒的扩散。CV-N的出现标志着天然多肽抗艾滋病药物时代的到来。
 
    综上所述,尽管针对HIV病毒的仍是当今医学的一大难题,但经过二十多年的不懈努力,人类在HIV面前并不是束手无策的,相信在不远的将来,随着医药科学的不断发展,人类必将战胜艾滋病这一“世纪癌症”。

本文发布于:2024-09-21 20:43:12,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/2/280999.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:病毒   细胞   感染   治疗   药物   疫苗   抑制   研究
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议