摘 要高效抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法（HAART）的推廣應(yīng)用使HIV/AIDS的治療和控制獲得了巨大的成功，但至今在艾滋病毒（HIV）感染的預(yù)防上卻駐足不前，HIV疫苗研究遇到種種困難。在HIV感染者中，女性約占50%，其中絕大多數(shù)是通過性途徑傳播而患病的。本文綜述近幾年在針對HIV的局部殺微生物劑方面的研究進(jìn)展：Ⅱ期臨床多中心試驗(yàn)結(jié)果顯示，0.5% PRO2000能使HIV的感染率下降約30%；感染動(dòng)物試驗(yàn)顯示，含1%替諾福韋酯的陰道凝膠劑在預(yù)防猴免疫缺陷病毒（SIV）感染方面效果顯著。雙盲、隨機(jī)、對照臨床試驗(yàn)也證實(shí)，含1%替諾福韋酯陰道凝膠劑可使婦女減少39%的HIV感染風(fēng)險(xiǎn)，對高依從性婦女則可將HIV感染風(fēng)險(xiǎn)降低54%，且不良反應(yīng)發(fā)生率未見增加，未出現(xiàn)對替諾福韋酯的耐藥。可以預(yù)計(jì)，針對HIV的局部殺微生物劑有望成為人類阻遏HIV肆虐的又一道有效防線。

關(guān)鍵詞艾滋病毒 殺微生物劑

中圖分類號(hào)：R978.7 文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A 文章編號(hào)：1006-1533(2011)11-0535-04

Progress in the research of topical microbicides against HIV

SHAO Jia-sheng1*，LU Hong-zhou1，2，3，SHEN Yin-zhong1，ZHANG Yong-xin2

（1. Shanghai Public Health Clinical Center，F(xiàn)udan University，Shanghai，201508；

2. Huashan Hospital，F(xiàn)udan University，Shanghai，200040；

3. Department of Internal Medicine of Shanghai Medicial College，F(xiàn)udan University，Shanghai，200032）

AbstractThe stunning accomplishment has been achieved for the control of HIV/AIDS since highly active antiretroviral therapy (HAART) was used in clinic，but little progress was made in the field of the prevention of HIV infection. As we all known，there are lots of setbacks in the development of HIV vaccine which made some scientists frustrated. Women comprise almost 50% of the population of people living with HIV and the majority of them contracted the virus through sexual transmission in monogamous relationships，especially in the undeveloped settings. A multi-center clinical trial indicated 30% effectiveness with the 0.5% PRO2000 gel，while a study in macaque monkeys showed that a vaginal gel containing 1% tenofovir-alone or in combination with 5% emtricitabine (FTC) was highly effective in preventing infection from SHIV. Tenofovir gel reduced HIV acquisition by an estimated 39% overall，and by 54% in women with high gel adherence，which was showed in a double-blind，randomized controlled trial and no adverse effects and drug resistance were observed. It is promising that topical microbicides againstt HIV can be another defense line for stemming the epidemic.

Key wordsHIV；topical microbicides

全球艾滋病毒（HIV）感染率趨向穩(wěn)定，但因有新發(fā)感染者和感染者生存期延長，HIV感染者的總數(shù)仍在不斷增加。近20年來，抗HIV感染治療取得了很大進(jìn)展，但醫(yī)藥費(fèi)用和毒副作用很難為患者接受[1]，而HIV疫苗的研究難以在短期內(nèi)獲得突破性的進(jìn)展。在美國默克公司宣布?xì)v時(shí)10年的HIV疫苗研究項(xiàng)目失敗后，國際社會(huì)對HIV疫苗開發(fā)持悲觀態(tài)度，有學(xué)者認(rèn)為成功開發(fā)HIV疫苗可能還需要幾十年的時(shí)間[2]。安全套的廣泛使用使HIV經(jīng)性途徑傳播得到控制，但是在某些特定的文化背景下，安全套的推廣和使用存在可接受性差、使用率低以及在性活動(dòng)過程中女性難以自主支配其使用等問題。因此，人們又將目光投向了另一有效的預(yù)防技術(shù)——針對HIV的局部殺微生物劑（topical microbicides），以期阻斷性途徑導(dǎo)致的HIV傳播，而這正是全球HIV傳播的主要模式。有數(shù)據(jù)表明，全球女性HIV感染者和艾滋病患者數(shù)正持續(xù)攀升。WHO稱，2007年成人HIV感染者中50%為女性。因此，安全、有效且女性可以自主支配使用的殺微生物劑很可能會(huì)改變?nèi)騂IV流行趨勢。Watts等[3]認(rèn)為，殺微生物劑單藥有效率如果能夠達(dá)到60%，全球每年就有幾百萬人可免于HIV感染。

1殺微生物劑的研發(fā)概況

殺微生物劑的作用機(jī)制是攻擊細(xì)胞或病毒的標(biāo)靶、阻止靶細(xì)胞的感染以降低病毒感染的概率，目前大約有50種候選制劑處于不同的研發(fā)階段（www.microbicide.org），其中大部分為非特異性殺微生物劑，如表面活性劑和多陰離子化合物已經(jīng)完成Ⅲ期臨床試驗(yàn)，但還沒有一種制劑顯示有非常明確的保護(hù)作用[4~6]。

第一代殺微生物劑系應(yīng)用高硫酸鹽分子和去污劑等阻止病毒的黏附或直接滅活病毒的；第二代殺微生物劑主要依靠維持陰道正常的低pH狀態(tài)來阻止病毒感染；第三代殺微生物劑是作用更具特異性的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物、包括黏附抑制劑和逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑，且對抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物的臨床評價(jià)已逐漸擴(kuò)展到抗病毒作用更強(qiáng)、選擇性更好的復(fù)合制劑。最近，殺微生物劑的研發(fā)策略正集中在如何開發(fā)針對靶細(xì)胞蛋白的小分子或刺激黏膜固有免疫或適應(yīng)性免疫，包括NK細(xì)胞、防御素類小分子和中和抗體，其中一些制劑在體外和動(dòng)物感染模型中顯示有很好的保護(hù)作用，有望成為下一代殺微生物劑[7]。

多種殺微生物劑進(jìn)入了臨床試驗(yàn)以評價(jià)安全性和有效性。SAAVY（C31G）和壬苯聚醇-9因殺病毒效果差且會(huì)增加受試者的感染率，已經(jīng)停止開發(fā)。此類殺微生物劑的作用機(jī)制是通過破壞病毒外膜而直接滅活病毒，但同時(shí)對陰道上皮細(xì)胞也具有毒性作用，可造成局部黏膜破損、增加感染機(jī)會(huì)。

2殺微生物劑PRO2000

第一個(gè)在臨床試驗(yàn)中被證實(shí)有效的殺微生物劑是PRO2000，研究顯示PRO2000的濃度維持在0.3至4.3 μg/ml之間就可以使病毒復(fù)制率下降50%（EC50）[8]。對2型單純皰疹病毒，PRO2000的EC50為11.4 μg/ml，并且表現(xiàn)出良好的安全性[9]。

2005年2月至2008年9月美國國立衛(wèi)生研究院資助了一項(xiàng)編號(hào)為HPTN035的Ⅱ期臨床多中心試驗(yàn)，研究者從美國、非洲的7個(gè)中心共招募了3 099名HIV陰性、但性行為活躍的女性，隨機(jī)分為4組，即BufferGel組、PRO2000（濃度為0.5%）組、安慰劑組以及不使用凝膠組。BufferGel可以在精液存在的情況下維持陰道的酸性，防御HIV感染。PRO2000是一種多陰離子聚合物，能結(jié)合CD4分子的一個(gè)表位而阻止病毒顆粒進(jìn)入宿主細(xì)胞。對所有參試者都發(fā)放安全套，在試驗(yàn)期間檢測并治療其它性傳播疾?。ㄈ缑范?、尖銳濕疣等），隨訪20.4個(gè)月。結(jié)果顯示，194名受試者發(fā)生了HIV感染，其中PRO2000組36名、BufferGel組54名、安慰劑組51名、不使用凝膠組53名。與安慰劑組和不使用凝膠組相比，BufferGel不能顯著降低HIV感染率，而PRO2000能使HIV感染率下降約30%。雖然本次試驗(yàn)的樣本量少、差異在統(tǒng)計(jì)學(xué)上無顯著性，但毫無疑問，PRO2000是一個(gè)很有希望的“藥物”，目前還需要其它證據(jù)進(jìn)一步證實(shí)其有效性。在另一項(xiàng)隨機(jī)、對照試驗(yàn)中，試驗(yàn)組81%的受試者堅(jiān)持使用PRO2000凝膠。與安慰劑組相比，使用頻次低的女性的HIV感染率下降9%，經(jīng)常使用PRO2000凝膠的女性的HIV感染率下降44%，對于不使用安全套、但PRO2000使用頻次高的女性，HIV感染率下降78%。

目前，PRO2000的Ⅲ期臨床試驗(yàn)（編號(hào)MDP-301）正在進(jìn)行，研究對象包括來自南非、烏干達(dá)、坦桑尼亞和贊比亞6個(gè)研究中心的9 395名HIV陰性女性，目的是評價(jià)0.5%和2% PRO2000兩組的安全性和有效性。2008年2月，2% PRO2000因被發(fā)現(xiàn)無效而停止試驗(yàn)，0.5% PRO2000組繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。

3殺微生物劑替諾福韋酯

替諾福韋酯是核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑，被廣泛用于抗HIV治療，同時(shí)也是第一個(gè)被證實(shí)在動(dòng)物試驗(yàn)和女性HIV初級預(yù)防中安全、有效的陰道殺微生物劑。

美國疾病預(yù)防與控制中心的Dobard等[10]報(bào)告，在恒河猴動(dòng)物試驗(yàn)中，使用含1%替諾福韋酯的陰道凝膠或含1%替諾福韋酯和5%恩曲他濱的陰道凝膠預(yù)防猴免疫缺陷病毒（SIV）感染效果顯著。對照組11只（9只使用安慰劑，另外2只不使用陰道凝膠）；試驗(yàn)組12只，其中6只單用替諾福韋酯凝膠，另外6只使用含替諾福韋酯和恩曲他濱的陰道凝膠。在SIV陰道黏膜被攻擊前30 min使用凝膠，每周2次、連續(xù)使用10周。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)4次病毒攻擊后，對照組11只猴子中有10只感染了SIV，而在試驗(yàn)組中，即便病毒攻擊20次，也無1只猴子發(fā)生感染。監(jiān)測血液中的抗逆轉(zhuǎn)錄藥物后發(fā)現(xiàn)，絕大部分藥物停留在陰道中，血藥濃度很低（＜0.03%），因此可降低發(fā)生耐藥的可能性。SIV與HIV的結(jié)構(gòu)最為接近，故該感染動(dòng)物試驗(yàn)的價(jià)值很大。

García-Lerma等[11]使用口服替諾福韋酯和恩曲他濱作為暴露前預(yù)防用藥（PrEP），旨在阻斷經(jīng)直腸的嵌合猿猴/人免疫缺陷病毒（SHIV）感染。該試驗(yàn)分成5組，每組6只恒河猴——組1：暴露前2 h服藥，暴露后22 h再服藥；組2：暴露前22 h服藥，暴露后2 h再服藥；組3：暴露前72 h服藥，暴露后2 h再服藥；組4：暴露前2 h服藥，暴露后22 h再服藥（用法與組1相同，但每周給藥1次）；組5：僅在暴露后2 h和26 h服藥。結(jié)果顯示，對照組32只恒河猴中有31只被感染。與之相比，病毒暴露前72或22 h服藥組的SHIV感染率是對照組的1/15～1/16；病毒暴露前2 h服藥、暴露后22 h再次服藥或僅在暴露后服藥組的SHIV感染率是對照組的1/4。這項(xiàng)研究還表明：此方案可以提供至少3 d的保護(hù)，藥物在細(xì)胞內(nèi)的半衰期較長，故為了達(dá)到最大的保護(hù)效果，提前給藥至關(guān)重要，是一個(gè)很有應(yīng)用前景的化療藥物預(yù)防策略。

目前，PrEP相關(guān)臨床試驗(yàn)正在不同的感染風(fēng)險(xiǎn)人群和地區(qū)，包括在非洲東部博茨瓦那的異性戀者、泰國靜脈用毒者、肯尼亞和烏干達(dá)的性混亂者及男-男同性戀者中開展[12]。

南非艾滋病項(xiàng)目研究中心進(jìn)行了一項(xiàng)雙盲、隨機(jī)、對照臨床試驗(yàn)（CAPRISA004）[13]，目的是評估含1%替諾福韋酯陰道凝膠在預(yù)防婦女HIV感染方面的安全性和有效性。納入對象是夸祖魯-納塔爾城區(qū)和農(nóng)村處于性活躍狀態(tài)、抗HIV抗體陰性的18～40歲婦女，其中替諾福韋酯凝膠組445人、安慰劑凝膠組444人，每月檢測HIV陽性率、評價(jià)藥物的安全性、婦女的性行為方式及凝膠和安全套的使用情況，隨訪30個(gè)月。結(jié)果顯示，替諾福韋酯凝膠組的年HIV感染率為5.6/100人（即研究觀察人次38/680.6人），而安慰劑凝膠組為9.1/100人（60/660.7人），發(fā)病率比為0.61（P＝0.017）。替諾福韋酯凝膠組中的高依從性婦女（依從性＞80%）的HIV感染率下降54%（P＝0.025），中等依從性婦女（依從性50%～80%）和低依性從婦女（依從性＜50%）的HIV感染率分別降低38%和28%。在該試驗(yàn)中，受試者需在性交前12 h使用凝膠并在性交后12 h內(nèi)使用第2劑凝膠，但24 h內(nèi)使用不能多于2劑。總的來看，替諾福韋酯凝膠減少了39%的感染風(fēng)險(xiǎn)，而高依從性婦女的HIV感染風(fēng)險(xiǎn)降低54%。此外，不良事件發(fā)生率未增加，也未出現(xiàn)對替諾福韋耐藥。替諾福韋酯凝膠很可能被實(shí)際用于HIV預(yù)防、尤其是用于不能嚴(yán)格遵循一夫一妻制或不使用安全套的女性。

4其它殺微生物劑

一些含有非核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑的殺微生物劑正處于臨床試驗(yàn)階段，如dapivirine和UC781。其它種類的殺微生物劑主要有HIV特異性侵入抑制劑，包括gp120阻斷劑、gp41阻斷劑、CCR5拮抗劑、整合酶抑制劑和蛋白酶抑制劑[14]。這些均為小分子化合物，與逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑聯(lián)合應(yīng)用可能是下一代殺微生物劑的發(fā)展方向。

其它殺微生物劑，如cyanovirin-N、griffithsin和actinohivin是一類具有較強(qiáng)抗HIV活性的蛋白質(zhì)，缺點(diǎn)是成本太高，目前還沒有正式進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段[15， 16]。

美國明尼蘇達(dá)大學(xué)的Li等[17]發(fā)現(xiàn)一種常用于食品和化妝品中的廉價(jià)化合物甘油一月桂酸酯（glycerol monolaurate， GML）能阻斷SIV傳播，其作用機(jī)制是抑制機(jī)體黏膜下信號(hào)系統(tǒng)，包括巨噬細(xì)胞炎性蛋白-3a、漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞和CCR5+細(xì)胞等的活性，從而干擾宿主的固有免疫應(yīng)答而非直接殺死病毒本身。體外實(shí)驗(yàn)表明，GML能下調(diào)HIV-1和SHIV引起的固有免疫應(yīng)答和炎癥反應(yīng)；體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，即使在陰道內(nèi)反復(fù)進(jìn)行高劑量的病毒攻擊，其也可以保護(hù)恒河猴免受SIV急性感染。GML的最大優(yōu)勢在于價(jià)廉，人均單次使用的費(fèi)用不到1美分。除了預(yù)防HIV傳播外，GML可能還有阻斷其它性傳播疾病的作用。不過，GML還需進(jìn)行臨床試驗(yàn)來驗(yàn)證安全性和有效性。一旦證實(shí)確能有效阻斷HIV傳播，就會(huì)出現(xiàn)一種價(jià)廉的能阻斷女性感染HIV的藥物。

5殺微生物劑研發(fā)需要解決的問題

評價(jià)一種殺微生物劑是否有希望進(jìn)入臨床試驗(yàn)應(yīng)考慮藥物的黏膜分布、局部濃度和滯留時(shí)間這3個(gè)參數(shù)[18]。有效的殺微生物劑必須能應(yīng)對黏膜微環(huán)境的干擾以及HIV易突變的生物學(xué)特性。HIV如何在局部黏膜建立初始感染、殺微生物劑與病毒如何發(fā)生作用以及在何處發(fā)生作用，弄清這些問題可大大促進(jìn)殺微生物劑的研發(fā)進(jìn)程。

目前，殺微生物劑研發(fā)所面對的挑戰(zhàn)主要有：第一，HIV能很快在黏膜內(nèi)彌散，而殺微生物劑往往不能到達(dá)這些部位；第二，HIV可以“躲藏”在黏膜隔室（mucosal compartment）內(nèi)以逃避殺微生物劑的攻擊，直到殺微生物劑的濃度下降至有效濃度以下；第三，首次暴露不會(huì)導(dǎo)致病毒持續(xù)感染，但再次暴露后，首次感染可以成為黏膜感染的刺激因素而促進(jìn)持續(xù)感染的發(fā)生；第四，HIV極易對抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物發(fā)生耐藥[19]。因此，一個(gè)成功的殺微生物劑必須具備以下3個(gè)特征：強(qiáng)大的黏膜穿透力；能達(dá)到HIV躲避殺微生物劑攻擊的黏膜凹槽（niche）且不易造成黏膜局部破損；不易導(dǎo)致耐藥。

參考文獻(xiàn)

[1]Scholand SJ，DeSimone JA，Pomerantz RJ. Anti-HIV-1 microbicides——‘Chemical Condoms’designed to limit the scourge of the HIV-1 pandemic［J］．Curr pharmaceutical design，2005，11(29)：3747-3756.

[2]International AIDS Vaccine Initiative. International AIDS Vaccine Initiative IAVI responds to the announcement that Merck’ s AIDS vaccine candidate trial demonstrated a lack of efficacy［EB/OL］．[2008-03-23]. http：//www.iavi.org/viewfile.cfm?fid=46660.

[3]Watts C，Zimmerman C. Violence against women：Global scope and magnitude［J］．Lancet，2002，359(9313)：1232-1237.

[4]Feldblum PJ，Adeiga A，Bakare R，et al. SAVVY vaginal gel (C31G) for prevention of HIV infection：A randomized controlled trial in Nigeria［J］．PLoS One，2008，3(1)：e1474.

[5]Halpern V，Ogunsola F，Obunge O，et al. Effectiveness of cellulose sulfate vaginal gel for the prevention of HIV infection：Results of a Phase III trial in Nigeria［J］．PLoS One，2008，3(11)：e3784.

[6]Karim ASS. Results of effectiveness trials of PRO2000 gel：Lessons for future microbicide trials［J］．Fut Microbiol，2010，5(4)：527-529.

[7]Cranage M，Sharpe S，Herrera C，et al. Prevention of SIV rectal transmission and priming of T cell responses in macaques after local pre-exposure application of tenofovir gel［J］．PLoS Med，2008，5(8)：e157.

[8]Lackman-Smith C，Osterling C，Luckenbaugh K，et al. Development of a comprehensive human immunodeficiency virus type 1 screening algorithm for discovery and preclinical testing of topical microbicides［J］．Antimicrob Agents Chemother，2008，52(5)：1768-1781.

[9]Poynten IM，Millwood Y，F(xiàn)alster MO. The safety of candidate vaginal microbicides since nonoxynol-9：A systematic review of published studies［J］．AIDS，2009，23(10)：1245-1254.

[10]Parikh UM，Dobard C，Sharma S，et al. Complete protection from repeated vaginal simian-human immunodeficiency virus exposures in macaques by a topical gel containing tenofovir alone or with emtricitabine［J］．J Virol，2009，83(20)：10358-10365.

[11]García-Lerma JG，Otten RA，Qari SH，et al. Prevention of rectal SHIV transmission in macaques by daily or intermittent prophylaxis with emtricitabine and tenofovir［J］．PLoS Med，2008，5(2)：e28.

[12]Stephenson J. HIV studies：Progress in microbicides，dead end for an immune-boosting strategy［J］．JAMA，2009，301(14)：1421-1422.

[13]Abdool Karim Q，Abdool Karim SS，F(xiàn)rohlich JA，et al. Effectiveness and safety of tenofovir gel，an antiretroviral microbicide for the prevention of HIV infection in women［J］．Science，2010，329(5996)：1168-1174.

[14]Buckheit RW，Watson KM，Morrow KM，et al. Development of topical microbicides to prevent the sexual transmission of HIV［J］．Antiviral Res，2010，85(1)：142-158.

[15]Alexandre KB，Gray ES，Lambson BE，et al. Mannose-rich glycosylation patterns on HIV-1 subtype C gp120 and sensitivity to the lectins，griffithsin，cyanovirin-N and scytovirin［J］．Virology，2010，402(1)：187-196.

[16]Matoba N，Husk AS，Barnett BW，et al. HIV-1 neutralization profile and plant-based recombinant expression of actinohivin，an Env glycan-specific lectin devoid of T-cell mitogenic activity［J］．PLoS One，2010，5(6)：e11143.

[17]Li Q，Estes JD，Schlievert PM，et al. Glycerol monolaurate prevents mucosal SIV transmission［J］．Nature，2009，458(7241)：1034-1038.

[18]Hendrix CW，Cao YJ，F(xiàn)uchs EJ. Topical microbicides to prevent HIV：Clinical drug development challenges［J］．Annu Rev Pharmacol Toxicol，2009，49：349-375.

[19]Johnson VA，Brun-Vezinet F，Clotet B，et al. Update of the drug resistance mutations in HIV-1: December 2010［J］．Top HIV Med，2010，17(5): 138-145.

（收稿日期：2011-05-03）