隨著(zhù)開(kāi)學(xué)季的到來(lái),除了常態(tài)化的疫情防控,手足口病(HFMD)的防治也是幼兒園的重點(diǎn)工作。手足口病臨床表現通常為發(fā)熱,伴有手、足、口腔等部位的皰疹,個(gè)別患者可引起心肌炎、肺水腫、無(wú)菌性腦膜腦炎等并發(fā)癥。人類(lèi)腸道病毒71(EV71)是引起嬰幼兒手足口病(HFMD)的主要病原體之一。世界各地均有 EV71感染病例的報道,但大規模爆發(fā)主要發(fā)生在我國以及東南亞國家。目前,臨床上防治 EV71 感染缺乏特異、高效的藥物,常以對癥治療為主。最常見(jiàn)的抗病毒 藥物是病毒靶向性藥物和宿主靶向性藥物,對于抗 EV71 藥物而言,研究更多的是針對病毒感染的過(guò)程;針對宿主的抗病毒 藥物,發(fā)揮效用多是靶向宿主后借助免疫應答實(shí)現。
靶向病毒 藥物
理論上,病毒生命周期的任何一個(gè)步驟都可作為藥物抗病毒治療的潛在靶點(diǎn)。因此,根據病毒的生命周期,靶向EV71 感染的具體過(guò)程是抗 EV71 藥物治療的思路之一。
1、阻止病毒的吸附、穿入與脫殼
病毒吸附于宿主表面后,EV71 通過(guò)表面衣殼蛋白(Capsid Protein,VP)受體修飾糖基(SCARB2和PSGL-1等)的相互作用來(lái)完成吸附過(guò)程。因此,合適的糖分子將成為阻斷 EV71 表面糖基結合位點(diǎn)的潛在競爭性抑制劑。阿卡波糖作為一種葡萄糖通道抑制劑,可通過(guò)阻斷病毒表面的受體結合位點(diǎn)或抑制細胞表面的各種糖類(lèi)受體來(lái)降低 EV71 的感染。體外試驗發(fā)現,同時(shí)加入金銀花-連翹和病毒組比感染后加入金銀花-連翹的作用更強,表明金銀花-連翹可能阻止了病毒的吸附和傳入。槐果堿是苦參中含量最豐富的生物堿之一,其可通過(guò)阻斷病毒與細胞的粘附而靶向 EV71 病毒,切斷EV71 與宿主細胞的進(jìn)一步相互作用。
以腸道病毒衣殼結合劑設計并改造的哌嗪新衍生物 VP1-4(用哌嗪取代咪唑啉酮環(huán)設計)靶向 EV71 表面衣殼蛋白 VP1,抑制 EV71 的復制。在BPROZ 系列化合物的吡啶環(huán)上引入氨基/酰胺基團合成的TJAB1099作為一種高效的抗EV71抑制劑,具有良好的化學(xué)穩定性,有學(xué)者開(kāi)發(fā)了含 TJAB1099 的體外凝膠劑,能有效抑制 EV71 在體外的傳播。隨著(zhù)研究的深入,有研究發(fā)現 BTA39 可以顯著(zhù)抑制 EV71 復制的活性,而且這種化合物在動(dòng)物實(shí)驗中可口服利用,不過(guò)對于該化合物的后續臨床試驗未見(jiàn)跟進(jìn)。此外,研究發(fā)現,經(jīng)批準的小兒抗寄生蟲(chóng)藥蘇拉明的萘三烯酸基團可以與病毒衣殼結合來(lái)抑制病毒的附著(zhù)與進(jìn)入,阻斷 EV71 感染。
2、阻止病毒 RNA 的翻譯與復制
由于EV71基因組 RNA的5?端無(wú)帽子結構,其翻譯起始主要由EV-71基因組5′UTR處核糖體內部進(jìn)入位點(diǎn)(Internal Ribosome Entry Site,IRES)元件通過(guò) cap 獨立機制介導。IRES 是一種順式作用元件,在翻譯和基因組的復制期間,需要翻譯起始因子和 IRES 特異性反式作用因子的協(xié)助促進(jìn)翻譯的進(jìn)程,該高度結構化的 5?UTR IRES 位點(diǎn)可作為 EV71的潛在藥物靶點(diǎn)。
山 奈酚可能改變 FUBP1、FUBP3、HNRPD、HNRH1 和HNRPF 的 IRES 特異性反式作用因子的組成,與高度結構化的 EV71 的 5′UTR結合并抵抗 EV71 感染。從醫學(xué)應用的角度來(lái)看,一種有效的抗 EV71 治療藥物應該特異性地抑制病毒 IRES,而不影響真核啟動(dòng)子區域的活性,咖啡酸衍生物紫草酸鎂(Magnesium Lithospermate B,MLB)和迷迭香酸(RA)能抑制EV71-IRES 介導的翻譯,抑制 EV71 的感染,但對真核 cap 依賴(lài)的翻譯沒(méi)有影響。此外,研究證明芹菜素也可干擾病毒 IRES 活性,發(fā)揮抗 EV71 作用。
3、抑制病毒非結構蛋白活性
EV71 翻譯后的 7個(gè)非結構蛋白2A?2C 和 3A?3D 等是參與多種病毒功能的重要元素,包括蛋白酶、ATPase 活性和 RNA 復制等,已使用基于靶點(diǎn)的策略來(lái)尋找這些特異性酶抑制劑。EV71的2A 蛋白酶與 3C 蛋白酶屬于半胱氨酸蛋白酶,參與 EV71 多聚蛋白的加工。2A 蛋白酶介導 VP1 自身 N 末端和 C 末端的初始裂解,從而區分結構蛋白前體和非結構部分;3C 蛋白酶完成多聚蛋白的后續水解過(guò)程,在 EV71 復制和宿主細胞凋亡中起重要作用。因此,以3C 蛋白酶為靶點(diǎn)的抗逆轉錄病毒 藥物的開(kāi)發(fā)成為一個(gè)熱點(diǎn)。Rupintrivir(AG7088)是最初開(kāi)發(fā)的人鼻病毒(Human Rhinovirus,HRV) 3C 蛋白酶的不可逆抑制劑,是迄今為止唯一進(jìn)入臨床試驗的 3C 抑制劑。研究表明,其能與 EV71 的 3C 蛋白酶的活性位點(diǎn)共價(jià)結合。基于Rupintrivir 與 3C 蛋白酶的共價(jià)結合,有學(xué)者開(kāi)發(fā)了一系列高抑制性藥物,如基于物質(zhì)的肽模擬物、醛類(lèi)及氰醇衍生物。肽醛衍生物 NK-1.9k 能夠抑制 EV71 3C蛋白酶活性和 EV71 增殖。α-酮酰胺細胞**相對較低,可作為 EV71 3C蛋白酶的抑制劑。許多天然化合物對 3C 蛋白酶也有抑制作用。植物中廣泛存在的槲皮素可插入 EV71 的 3C 蛋白酶底物結合囊中,阻斷底物識別,從而抑制 EV71 3C 蛋白酶的活性。此外,木犀草素、菲西汀和蘆丁、白楊素(Chrysin,CR)及其衍生物白楊素-7-磷酸二異丙酯(Diisopropyl Chrysin-7-Yl Phosphate,CPI)等均可抑制 EV71 3C 蛋白酶活性,從而阻斷 EV71 的復制。
研究發(fā)現,楊梅素有體外抗病毒作用,主要作用機制可能與直接作用于病毒顆粒有關(guān);從海帶中提取的 LJ04 可以直接干擾細胞和病毒顆粒之間的結合發(fā)揮抗EV71活性。吡哌 啶族化合物,包括Pimprinethine、WS-30581 A 和 WS-30581 B,對 EV71 有穩定的抵抗效應;它們還有輕微的抗 CVB3、HSV-1 和H1N1(除少數外)活性,可以成為抗病毒感染的適宜治療藥物。此外,7-羥基黃酮和磷酸二異丙基黃酮、甘草酸、老鶴草和魚(yú)腥草等天然植物中活性成分與合成藥物 AN-12-H5、NITD008 等均有抑制 EV71 復制的活性。
靶向宿主藥物
病毒感染宿主的同時(shí),一方面可以誘導抗病原體的天然免疫應答;另一方面還能通過(guò)機體水平的宿主反應而發(fā)生獲得性免疫應答來(lái)抵抗病毒的入侵。研究發(fā)現,喜樹(shù)堿 C可通過(guò)激活宿主固有免疫抑制 EV71的繁殖,表現出明顯的抗病毒活性;穿心蓮內酯磺酸鹽(喜炎平注射液)可直接作用于激活的嗜中性粒細胞和 T 淋巴細胞,調節其免疫活性,提高機體的免疫力,從而保護小鼠免受致死性 EV71 攻擊。此外,采用動(dòng)物與細胞實(shí)驗結合的方法,發(fā)現喹諾利嗪生物堿可通過(guò)補償降低的 T 細胞水平而有效保護 EV71 感染的小鼠,其中氧化槐果堿效果最顯著(zhù)。
芒柄花黃素可通過(guò)調節ERK、p38和JNK等MAPKs途徑抑制 EV71 誘導的 COX-2 表達和 PGE2 的產(chǎn)生,從而抑制病毒復制和炎癥因子的表達。此外,病毒的刺激可觸發(fā) NF-κB 信號通路,從而調節免疫應答和炎癥反應等,鹽酸去氫駱駝蓬堿可通過(guò)抗氧化機制特異性抑制 NF-κB 信號通路的激活,抑制 EV71 復制并減少EV71 誘導的活性氧的產(chǎn)生;類(lèi)似地,白藜蘆醇通過(guò)阻斷 IKKs/NF-κB 信號通路,抑制炎癥反應并減輕 RD 細胞的損傷來(lái)有效減輕 EV71 對宿主細胞的感染。異綠原酸C(Isochlorogenic Acid C,ICAC)通過(guò)調節谷胱甘肽氧化還原平衡,防止 EV71 感染。此外,載奧司他韋的 SeNPs 在人星形細胞瘤細胞模型中通過(guò)線(xiàn)粒體途徑抑制 EV71 感染誘導的宿主細胞凋亡,減少活性氧的產(chǎn)生。甘草堿衍生物 LY-55通過(guò)抑制自噬來(lái)抑制 EV71 和 CVA16 的復制。姜黃素在 Vero 細胞中通過(guò)泛素-蛋白酶體途徑抑制蛋白質(zhì)降解,激活細胞外信號調節激酶,在病毒感染的早期階段顯示出其強大的抗凋亡活性。
多途徑抗病毒 藥物
蜜環(huán)菌(Melissa Officinalis,MO)是一種在歐洲和中東地區有著(zhù)悠久歷史的藥用植物。首先,其提取物中的生物活性成分迷迭香酸(Rosmarinic Acid, RA)可與病毒顆粒結合,干擾其與受體的連接和內化,減少病毒的粘附和進(jìn)入;其次,RA 在吸附后階段的抗 EV71 活性更與宿主多種機制有關(guān):RA 抑制 EV71 誘導的宿主細胞翻譯的破壞和病毒翻譯的啟動(dòng);真核細胞翻譯起始因子4G 的裂解;異質(zhì)核核糖核蛋白 A1 的細胞質(zhì)重定位;活性氧的產(chǎn)生,這些結果提示MO 及其成分 RA 具有抗 EV71 活性,可作為治療和預防 EV71 感染的候選藥物。此外,荊芥水提物(Extract of Schizonepeta Tenuifolia Briq,STE)也通過(guò)作用于多個(gè)靶點(diǎn)對 EV71 產(chǎn)生抗病毒作用。黃芩苷和小檗堿對 EV71 感染具有很強的抗病毒作用。黃芩苷對病毒與宿主存在雙重作用,可通過(guò)抑制 EV71/3D 聚合酶表達和激活 Fas/FasL 信號通路來(lái)實(shí)現,而且靠阻斷/下調 NF-κB 信號通路減少細胞因子的分泌;小檗堿以劑量依賴(lài)性發(fā)揮作用,通過(guò)下調 MRK/ERK 信號通路和 EV71 誘導的自噬表達來(lái)抑制 EV71 的活性。
近些年,以 EV71 感染引起的手足口病在許多亞洲國家的頻繁暴發(fā),迫切需求有效的抗病毒 藥物。2018 年,國家衛生健康委員會(huì )發(fā)布的《手足口病診療指南( 2018 版)》指出,α干擾素、利巴韋林的早期使用有一定的抗病毒療效,但目前臨床仍缺乏治療EV-A71 感染的有效手段,因此,努力開(kāi)發(fā)安全有效的抗病毒 藥物至關(guān)重要。
參考資料
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[2]孫建東,陶臻.腸道病毒71型抗病毒 藥物的最新研究進(jìn)展[J].醫學(xué)綜述,2020,26(05):980-985.
作者簡(jiǎn)介:
小米蟲(chóng),藥品質(zhì)量研究工作者,長(cháng)期致力于藥品質(zhì)量研究及藥品分析方法驗證工作,現就職于國內某大型藥物研發(fā)公司,從事藥品檢驗分析及分析方法驗證
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