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抗HBV藥物靶位的研究進展

2013-12-31 09:46 閱讀:3467 來源:愛愛醫(yī) 作者:孫福慶 責任編輯:云霄飄逸
[導讀] 目前臨床上應用的抗HBV治療藥物主要有兩類:干擾素和核苷(酸)類似物,前者不良反應較大,后者存在病毒耐藥問題??笻BV藥物最大的問題是大多數(shù)患者在長期治療后仍不能徹底清除病毒。

    目前臨床上應用的抗HBV治療藥物主要有兩類:干擾素和核苷(酸)類似物,前者不良反應較大,后者存在病毒耐藥問題。抗HBV藥物最大的問題是大多數(shù)患者在長期治療后仍不能徹底清除病毒。因此,研發(fā)針對HBV不同靶位的新藥對慢性HBV感染性疾病的治療意義重大。本文就抗HBV藥物靶位的研究進展進行綜述。

    全世界約有3.5億例慢性HBV感染者,其中我國有9300萬例,包括2000萬例慢性乙型肝炎患者。慢性乙型肝炎可進展為肝硬化、肝衰竭和肝細胞癌,每年全世界有近100萬人死于慢性乙型肝炎相關疾病。盡管預防性疫苗已問世多年,降低了HBV感染率,但現(xiàn)階段仍有大量的慢性HBV感染者須要進行抗病毒治療。目前臨床應用的抗HBV藥物主要分為干擾素和核苷(酸)類似物兩大類,前者兼具誘導抗病毒蛋白產(chǎn)生和免疫調(diào)節(jié)的作用,但治療成本較高,不良反應較大;后者則通過抑制病毒多聚酶/反轉(zhuǎn)錄酶功能,能有效降低血清病毒載量,但長期用藥可導致耐藥突變株的出現(xiàn),且對病毒**的原始模板共價閉合環(huán)狀DNA無直接抑制作用。兩類藥物的共同問題是HBsAg清除率低,分別大約為10%和5%,大多數(shù)患者即使經(jīng)過長期抗病毒治療也難以清除病毒,停藥后復發(fā)率較高。借鑒抗HIV和抗HCV藥物治療經(jīng)驗,要顯著提高抗HBV療效乃至根治HBV感染,需要多靶位藥物聯(lián)合治療,藥物作用靶位將針對HBV生命周期中的各個關鍵環(huán)節(jié)(包括病毒分子及其與宿主結(jié)合作用的關鍵分子)以及提高機體抗HBV免疫應答能力。

    1. HBV感染的生命周期

    HBV經(jīng)與受體結(jié)合進入肝細胞后脫去衣殼,病毒DNA進入肝細胞核,在DNA聚合酶等的作用下形成共價閉合環(huán)狀DNA,轉(zhuǎn)錄成3個短的信使RNA,編碼3種表面蛋白和1個長的前基因組RNA (pgRNA),除編碼核心抗原、e抗原和反轉(zhuǎn)錄酶外,pgRNA還作為病毒反轉(zhuǎn)錄模板,反轉(zhuǎn)錄為負鏈DNA,進而合成正鏈DNA,形成含有rcDNA的成熟核心顆粒。成熟核心顆粒在細胞質(zhì)中裹上包膜蛋白成為成熟病毒體釋放至肝細胞外,部分可再次入胞核補充共價閉合環(huán)狀DNA.

    2. 抗HBV藥物作用靶位

    2.1  針對病毒入胞 阻止病毒入胞是預防病毒感染和防止病毒感染后肝內(nèi)擴散的一種重要手段,也是抗病毒治療的一個重要靶點。病毒進入肝細胞內(nèi)之前,有一個黏附過程,有報道稱HBV最初的黏附過程與肝細胞相關的硫酸乙酰肝素蛋白聚糖的糖側(cè)鏈存在相關性,進一步研究顯示病毒通過包膜蛋白抗原環(huán)硫酸乙酰肝素結(jié)合位點與肝細胞表面硫酸乙酰肝素蛋白聚糖靜電結(jié)合,隨著聚集病毒顆粒的增加而二者的親和力增強,進而介導病毒入胞。Krepstakies等研究發(fā)現(xiàn)能結(jié)合硫酸乙酰肝素的人工合成抗脂多糖肽端可以抑制HIV、HSV、HBV和HCV等包膜病毒進入相應的宿主,耐受性好,不良反應少。Florian等研究發(fā)現(xiàn)人乳鐵蛋白衍生肽段1-23包含GRRRR陽離子簇,可中和病毒包膜表面帶負電的氨基酸殘基而阻止HBV的黏附和侵入。有研究發(fā)現(xiàn)肝細胞膜上的鈉離子-?;悄懰峁厕D(zhuǎn)運多肽(sodium taurocholate cotransporting polypeptide,NTCP)是HBV和HDV的功能性受體,介導HBV入胞,后續(xù)進一步研究將鼠NTCP84-87位氨基酸替換成相應人NTCP氨基酸序列或?qū)⒈磉_人NCTP的載體轉(zhuǎn)染入細胞系,發(fā)現(xiàn)這些原來不感染HBV的動物或細胞系均能感染HBV,證實了NCTP受體在介導HBV入胞過程中的重要性。然而其潛在的靶向抗病毒治療藥物開發(fā)意義還有待更深入的闡明。Volz等則利用人源化小鼠證實了來自于HBV大表面蛋白,有47個氨基酸其中N端十四?;?,且具有肝細胞特異性可選擇性結(jié)合于肝細胞上HBV-preSl特異性受體的肽段Myrcludex-B不僅能有效阻止HBV在感染肝臟內(nèi)肝細胞間的擴散,而且能抑制最初感染的肝細胞內(nèi)病毒共價閉合環(huán)狀DNA儲存庫的擴增。因此研發(fā)病毒侵入抑制劑,使之與現(xiàn)有的抗病毒藥物聯(lián)用,有可能顯著提高療效。

    2.2  針對共價閉合環(huán)狀DNA的形成 HBV 共價閉合環(huán)狀DNA能以游離基因形式***穩(wěn)定儲存于肝細胞核內(nèi),在HBV感染慢性化和肝炎復發(fā)中具有重要作用,因而阻止共價閉合環(huán)狀DNA形成和十分關鍵。Belloni等在細胞及動物水平上證明了干擾素 α通過表觀抑制共價閉合環(huán)狀DNA的轉(zhuǎn)錄活性而發(fā)揮其抗HBV作用。宿主抗病毒機制中活化誘導的胞嘧啶脫氨酶(activation-induced cytidine deaminase,AID)能將外源病毒DNA上胞嘧啶脫氨基生成尿嘧啶,從而使病毒**力降低,達到抑制**甚至清除病毒的目的,然而宿主體內(nèi)自生堿基切除修復系統(tǒng)中尿嘧啶DNA糖基化酶(uracil-DNA glycosylase,UNG)能切除突變DNA中的尿嘧啶恢復或部分恢復病毒受損的**力。Kitamura等應用UNG抑制劑于能表達AID的體外肝癌細胞系,使病毒共價閉合環(huán)狀DNA上大量胞嘧啶脫氨基生成尿嘧啶,導致病毒P區(qū)開放閱讀框產(chǎn)生大量終止密碼子,從而增強AID介導的抗病毒活性,降低胞內(nèi)RC-DNA、pre-C mRNA及胞外病毒顆粒分泌水平。Bloom等在體外HepG2.2.15細胞系和高壓水動力注射HBV表達載體小鼠模型上,證實了靶向針對HBV開放閱讀框定點區(qū)域而設計的轉(zhuǎn)錄激活劑樣效應劑核酸酶(transc**tion activator-like effector nucleases,TALENs),可有效破壞HBV 共價閉合環(huán)狀DNA上相應序列,降低病毒**力。Chen等進一步研究證實TALENs與干擾素 α聯(lián)用于高壓水動力注射HBV表達載體小鼠模型上時有明顯的協(xié)同作用。Park等研究發(fā)現(xiàn)短發(fā)夾RNA (short hairpin RNA,shRNA)可通過誘導HBV 共價閉合環(huán)狀DNA甲基化而降低其轉(zhuǎn)錄活性,起到抗病毒作用。Cai等研究發(fā)現(xiàn)磺胺類替代物CCC-0975和CCC-0346可抑制病毒RC-DNA轉(zhuǎn)化成共價閉合環(huán)狀DNA,從而抑制共價閉合環(huán)狀DNA的形成,發(fā)揮抗病毒活性。以上研究在一定程度上證明了以共價閉合環(huán)狀DNA為靶點開發(fā)根治性藥物的可行性。

    2.3  針對前基因組包裹和核衣殼裝配 研究發(fā)現(xiàn)非核苷HBV抑制劑芳基丙烯酰胺衍生物AT-130能夠阻止前基因組RNA裝配成病毒顆粒及核衣殼的成熟,具有高度選擇性,從而有效抑制HBV在人肝癌細胞株中的**。進一步研究發(fā)現(xiàn)耐拉米夫定病毒株和耐阿德福韋病毒株對這個化合物也同樣敏感。另一類非核苷HBV抑制劑雜芳基二氫化合物Bay 41-4109在人肝癌細胞株的體外實驗研究中被發(fā)現(xiàn)能夠干擾病毒衣殼蛋白的組裝,促進核衣殼蛋白的解聚而發(fā)揮強效的抗HBV作用,且細胞毒性低。在人源化Alb-uPA/SCID小鼠模型上B rezillon等證實Bay 41-4109能有效降低模型組小鼠血清中HBV DNA載量,發(fā)揮抗病毒作用。進而有研究表明,針對該靶位的化合物GLS4具有更強的抑制HBV DNA**活性。

    2.4  針對DNA合成 目前批準用于治療慢性乙型肝炎患者的核苷(酸)類似物主要有5種,即拉米夫定、阿德福韋酯、恩替卡韋、替比夫定和替諾福韋酯,此外,恩曲他濱在有的國家也被批準上市應用。核苷(酸)類似物主要通過抑制病毒反轉(zhuǎn)錄酶而降低病毒**水平,其抗病毒效能各有差異,其中替諾福韋酯和恩替卡韋均屬強效、高基因屏障藥物,病毒學應答率高,為臨床一線抗HBV用藥。但核苷(酸)類藥物不能直接作用于HBV**的原始模板共價閉合環(huán)狀DNA,難以徹底清除病毒。

    2.5  針對病毒形態(tài)發(fā)生與釋放 HBV的形態(tài)發(fā)生和釋放同樣可以作為抗病毒的新靶點。3種HBV胞膜蛋白(S,M和L蛋白)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成,且有著復雜的拓撲結(jié)構(gòu),它們不僅參與病毒成熟核心顆粒的包膜化過程,還與成熟病毒的釋放有關。有研究發(fā)現(xiàn),N-丁基脫氧野艽霉素可抑制包膜蛋白糖基化修飾過程中的葡萄糖苷酶,從而導致HBV包膜蛋白的錯誤折疊,進而抑制病毒顆粒的組裝和釋放。Abdul等研究證明陽離子細胞穿透肽可以造成包膜蛋白成簇聚集,影響核心顆粒的包被,從而阻止病毒的釋放。

    2.6 針對HBx蛋白 HBx蛋白有反式激活作用,可促進病毒自身基因表達,對HBV的**和轉(zhuǎn)錄以及HBV感染慢性化維持有重要的調(diào)控作用。因此,HBx蛋白也可作為抗病毒藥物開發(fā)的新靶點。Xie等和Li等將能表達靶向針對HBx基因的小干擾RNA (smallinterfering RNAs,siRNAs)分別轉(zhuǎn)染入HepG2.2.15細胞和注射入HBV動物模型,研究發(fā)現(xiàn)siRNA可明顯抑制HBV DNA**和表達。通過2',4'-BNA/L.NA化學修飾的siRNA,具有水溶性強、易入胞且對胞內(nèi)核酸酶抵抗的特點,顯著提高了抗HBV活性,延長了作用半壽期。

    3. 中草藥

    傳統(tǒng)中藥(TCMs)在治療中國乙型肝炎患者中起到了不可替代的作用,近年來也受到了世界的廣泛關注。多種中草藥及其活性成分均有強效的抗病毒活性。例如有研究表明漢黃芩素可抑制HBV與宿主肝細胞的細胞融合(阻斷病毒侵入與釋放),同時具有抑制HBV反轉(zhuǎn)錄酶的活性及HBsAg、HBcAg和HBeAg盼表達;氧化苦參堿可以通過下調(diào)HBV DNA**所需的熱休克蛋白70而抑制HBV**,對拉米夫定耐藥或不耐藥初治患者療效類似,聯(lián)合拉米夫定治療時有協(xié)同作用,且能降低慢性乙型肝炎患者拉米夫定耐藥突變發(fā)生率。但也有一些研究提出TCMs的抗HBV療效不確切。TCMs在標準化生產(chǎn)、活性成分鑒定以及臨床隨機對照研究方面還須進一步完善。

    4. 其他

    機體的免疫力(包括天然免疫和特異性免疫)在控制HBV感染中具有重要作用,因此,提高機體免疫力也是研發(fā)抗HBV藥物的一個策略。Lanford等在鴨肝模型上研究證實短期口服Toll樣受體-7激動劑GS-9620可通過增加干擾素 α細胞因子及趨化因子表達、促進干擾素活化誘導基因表達和增強自然殺傷細胞對HBV感染細胞的清除能力,顯著降低血清HBV DNA和抗原水平。有研究表明慢性乙型肝炎患者由于肝臟內(nèi)缺陷的抗原遞呈系統(tǒng)使大部分T淋巴細胞處于無功能狀態(tài),促凋亡分子BIM表達增多介導特異CD8+T淋巴細胞凋亡,共**分子如程序性死亡分子(program death,PD)-1和細胞毒性T淋巴細胞(cytotoxic T lymphocytes,CTL)相關抗原4(CTL-associated antigen-4,CTLA-4)表達增加,驅(qū)使T淋巴細胞功能喪失,以上證據(jù)均表明慢性乙型肝炎患者特異性免疫力處于“耗竭”狀態(tài),白細胞介素(interleukin,11) -12可通過提供CD8+T淋巴細胞活化所需的第三信號而修復慢性乙型肝炎患者缺陷的T淋巴細胞,增強其細胞毒性作用及分泌抗病毒相關細胞因子能力。此外,IL-21在小鼠模型上顯示出具有抗HBV活性;重組IL-7 (CYT107)聯(lián)用替諾福韋酯/恩替卡韋治療慢性乙型肝炎已獲準進行1/2a臨床試驗。提高抗HBV特異性免疫應答的新療法主要包括治療性疫苗、樹突狀細胞疫苗、轉(zhuǎn)T細胞受體表達特異性CTL過繼免疫療法、抗PD-L1和抗CTLA-4抗體阻斷活化特異性CTL療法等,此外有研究表明用抗HBs-抗CD3雙特異性抗體,或用HBV包膜蛋白/CD3/CD28嵌合抗原受體轉(zhuǎn)基因表達可介導特異性殺傷,清除HBV感染肝細胞。目前已有幾種治療性疫苗進行了治療慢性乙型肝炎的臨床試驗,但大多數(shù)針對慢性乙型肝炎的免疫制劑或療法還處于臨床前研究階段。

    5. 小結(jié)與展望


    理想的抗HBV藥物應具備以下條件:①具有強效的抑制病毒**能力,耐藥發(fā)生率低;②可激發(fā)宿主自身的抗病毒免疫應答能力;③具有良好的安全性;④作用持久,停藥無反跳;⑤可最終清除病毒。目前臨床應用的抗HBV藥物尚不能完全滿足上述要求,因此須要研發(fā)針對不同靶位的新型強效抗HBV藥物,為實現(xiàn)多靶位藥物聯(lián)合抗HBV治療奠定基礎,為慢性HBV感染性疾病的治療提供更多手段。

    文章來源:2013北京地區(qū)肝病與感染學術年會論文集

    作者  中國人民**第302醫(yī)院   徐東平  姚偉明

 

 


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