沈銀忠 潘孝彰 盧洪洲,**

（1.上海市（復(fù)旦大學(xué)附屬）公共衛(wèi)生臨床中心 上海 201508；2.復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院 上海 200040）

長(zhǎng)期以來(lái)，病毒性疾病一直困擾著人們，但人們?cè)谂c之長(zhǎng)時(shí)間的斗爭(zhēng)中已取得了不少重要成就，主要反映在兩個(gè)方面：一是研發(fā)了不少預(yù)防病毒感染的疫苗，二是開發(fā)了許多治療病毒感染的藥物。

在過(guò)去半個(gè)多世紀(jì)中，疫苗研發(fā)成績(jī)斐然。例如，1980年世界衛(wèi)生組織宣布，通過(guò)2個(gè)多世紀(jì)的牛痘接種，全世界已消滅了天花。其它預(yù)防病毒性疾病的疫苗的效果也很好：1）脊髓灰質(zhì)炎病毒疫苗普遍應(yīng)用后，美洲、西太平洋和歐洲地區(qū)分別于1994、2000和2004年宣布消滅了脊髓灰質(zhì)炎；2）麻疹病毒疫苗自20世紀(jì)60年代應(yīng)用后，美國(guó)1982年的麻疹發(fā)生率降至0.7/10萬(wàn)，中國(guó)1988年的麻疹發(fā)生率也降至8.9/10萬(wàn)；3）腮腺炎病毒疫苗的保護(hù)率可達(dá)93%～97%；4）風(fēng)疹病毒疫苗應(yīng)用后，美國(guó)風(fēng)疹患者數(shù)減少了99%；5）乙型腦炎病毒疫苗的保護(hù)率為84%～100%；6）乙型肝炎病毒（HBV）疫苗的接種使感染者數(shù)大為減少，中國(guó)的HBV感染率已降至10%以下；7）甲型肝炎病毒疫苗應(yīng)用后，抗體轉(zhuǎn)陽(yáng)率達(dá)84%～100%。

相比之下，治療病毒感染的藥物開發(fā)的成就尚遠(yuǎn)不盡人意。例如，1981年正式報(bào)告的人獲得性免疫缺陷綜合征（AIDS）雖于1983年發(fā)現(xiàn)其病原體為人免疫缺陷病毒（HIV）后即著手研究預(yù)防性疫苗，但20多年過(guò)去后仍未見“曙光”，目前全世界有3 000多萬(wàn)感染者和患者需要藥物治療。乙型肝炎病毒性肝炎（乙肝）的患者數(shù)雖在減少，但慢性乙肝患者只能接受藥物治療；其它一些非流行性的病毒性疾病如各種皰疹病毒感染也需要有更為有效的治療藥物。

病毒是利用宿主細(xì)胞增殖的，其在細(xì)胞內(nèi)的生活周期和復(fù)制過(guò)程十分復(fù)雜。盡管常年努力，但與抗菌藥物相比，抗病毒治療藥物的品種和效果均相對(duì)有限，原因就在于細(xì)菌的繁殖、代謝等過(guò)程及結(jié)構(gòu)均較病毒簡(jiǎn)單。自1983年發(fā)現(xiàn)HIV以后，人們對(duì)HIV在宿主細(xì)胞中的生活周期和繁殖過(guò)程有了深入的了解，并針對(duì)HIV復(fù)制周期中的不同靶位開發(fā)了25種抗HIV治療藥物[1]，使艾滋病治療不斷得到優(yōu)化。抗HIV治療藥物的巨大發(fā)展說(shuō)明了病毒學(xué)研究的重要性，對(duì)其它病毒性疾病治療藥物的開發(fā)具有借鑒作用。

1 HIV生活周期中的重要環(huán)節(jié)及相對(duì)應(yīng)的對(duì)抗藥物

人們已經(jīng)逐漸闡明了HIV在宿主細(xì)胞中的生活周期的關(guān)鍵過(guò)程，而對(duì)HIV復(fù)制周期的闡明可指導(dǎo)抗HIV治療藥物的開發(fā)，即利用HIV復(fù)制周期中的靶位開發(fā)針對(duì)這些靶位的對(duì)抗藥物。

1）融合抑制劑[2]。

HIV借助其表面的糖蛋白gp120與宿主靶細(xì)胞表面的CD4分子緊密結(jié)合并隨之發(fā)生構(gòu)象變化，然后在糖蛋白gp41的參與下，HIV外膜與靶細(xì)胞發(fā)生融合，HIV“脫去”外殼，而其含有編碼反轉(zhuǎn)錄酶、整合酶的基因和RNA的核心部分則被“注入”到宿主細(xì)胞內(nèi)。人們針對(duì)HIV融合過(guò)程的阻斷劑研究歷時(shí)多年，2003年第一個(gè)融合抑制劑enfuvirtide才正式進(jìn)入臨床。

2）輔助受體拮抗劑[3]。

近年發(fā)現(xiàn)，在上述融合過(guò)程中，當(dāng)HIV的gp120與靶細(xì)胞結(jié)合后需有輔助受體的參與才會(huì)出現(xiàn)構(gòu)象變化、然后gp41才能順利工作，這類輔助受體主要有CCR5和CXCR4兩種。人們隨之開始開發(fā)HIV輔助受體拮抗劑，其中針對(duì)CCR5的拮抗劑maraviroc已于2007年用于臨床[1]。

3）反轉(zhuǎn)錄酶抑制劑[4]。

與宿主細(xì)胞融合后，HIV的核心部分進(jìn)入宿主細(xì)胞的胞質(zhì)，其中HIV的RNA會(huì)在反轉(zhuǎn)錄酶的作用下反轉(zhuǎn)錄為一條單鏈DNA，后者可以自身為模板再?gòu)?fù)制出第二條單鏈DNA，進(jìn)而形成一雙鏈DNA。反轉(zhuǎn)錄過(guò)程是用于抗HIV治療藥物開發(fā)的第一種靶位，1987年用于臨床的第一個(gè)抗HIV治療藥物齊多夫定（AZT）就屬于此類藥物。AZT為胸苷類似物，會(huì)在宿主細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為有活性的脫氧胸苷-5’-三磷酸酯，由此與HIV DNA形成過(guò)程中的天然底物三磷酸脫氧胸嘧啶競(jìng)爭(zhēng)反轉(zhuǎn)錄酶并被摻入病毒DNA、導(dǎo)致病毒DNA鏈合成中止。此后，模擬核苷作用的藥物陸續(xù)用于臨床，依上市順序分別為去羥肌苷（ddI）、扎西他濱（ddC）、司他夫定（d4T）、拉米夫定（3TC）、阿巴卡韋（ABC）、替諾福韋（TDF）和恩曲他濱（FTC）等，它們的作用機(jī)制均與AZT相似，即先形成活性三磷酸代謝物、再與內(nèi)源性三磷酸核苷競(jìng)爭(zhēng)反轉(zhuǎn)錄酶并摻入病毒DNA中、導(dǎo)致病毒DNA鏈合成中止。這類藥物在抗HIV治療中占有重要地位，是抗HIV治療的主要基礎(chǔ)用藥之一[1]。

上述藥物常稱為核苷類反轉(zhuǎn)錄酶抑制劑。1996年又出現(xiàn)了非核苷類反轉(zhuǎn)錄酶抑制劑，與核苷類反轉(zhuǎn)錄酶抑制劑的不同之處在于：（1）與反轉(zhuǎn)錄酶的結(jié)合點(diǎn)不同；（2）與反轉(zhuǎn)錄酶結(jié)合后可破壞該酶的催化點(diǎn)，從而抑制其活性。非核苷類反轉(zhuǎn)錄酶抑制劑現(xiàn)有依非韋侖（EFV）、奈韋拉平（NVP）、地拉韋定（DLV）和恩曲韋林（entravirin），以前兩藥常用，其中EFV是目前抗HIV治療一線方案中的常用藥物[1]。

4）整合酶抑制劑[5]。

前面提到的病毒雙鏈DNA的一部分會(huì)在整合酶的作用下整合進(jìn)入宿主細(xì)胞的染色體中，由此形成前病毒并在其內(nèi)長(zhǎng)期潛伏，但也可進(jìn)一步活化和繁殖。整合酶作為抗HIV治療藥物的靶位的研究亦曠日持久，直到2007年第一個(gè)整合酶抑制劑雷特格韋（raltegravir）才用于臨床。目前，美國(guó)已推薦雷特格韋用作抗HIV治療一線方案的組分[1]。

5）蛋白酶抑制劑[6]。

上述前病毒可進(jìn)入轉(zhuǎn)錄過(guò)程，通過(guò)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生病毒RNA和mRNA，后者能翻譯成新的反轉(zhuǎn)錄酶、結(jié)構(gòu)蛋白、調(diào)節(jié)蛋白和包膜蛋白等，但最初翻譯的都是前蛋白如糖蛋白gp160，須在蛋白酶的作用下才能裂解為gp120和gp41，其它成熟蛋白的形成過(guò)程也相似。抑制蛋白酶就能阻斷成熟蛋白的形成，進(jìn)而使HIV病毒顆粒的裝配受阻、HIV復(fù)制過(guò)程中止。蛋白酶抑制劑于1996年問(wèn)世，以與核苷類反轉(zhuǎn)錄酶抑制劑組成聯(lián)合治療方案使用，現(xiàn)有沙奎那韋（SQV）、洛匹那韋（LPV）、利托那韋（RTV）、茚地那韋（IDV）、奈非那韋（NFV）、安福那韋（APV）、阿扎卡韋（ATV）、福沙那韋（FPV）、替拉那韋（TPV）和地瑞那韋（DRV）等，還有含利托那韋的增強(qiáng)型制劑如洛匹那韋/利托那韋等。目前臨床上使用的蛋白酶抑制劑均是含小劑量利托那韋的增強(qiáng)型制劑[1]。

基于HIV病毒學(xué)的研究成果，人們開發(fā)出了作用于HIV復(fù)制過(guò)程中上述5個(gè)靶位的治療藥物，使得艾滋病從一種致死性疾病轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N可以治療、但尚不能治愈的慢性疾病[7]。不過(guò)，由于HIV在整合過(guò)程后其雙鏈DNA已穩(wěn)定地整合在染色體中、由此形成病毒“儲(chǔ)存池”，而“儲(chǔ)存池”中的病毒難以通過(guò)現(xiàn)有的抗HIV治療藥物予以清除，致使目前艾滋病還難治愈。根治艾滋病仍有賴于人們對(duì)HIV病毒學(xué)研究的不斷進(jìn)步。

2 HBV病毒學(xué)研究成果與抗HBV治療藥物的發(fā)展

HBV感染率在我國(guó)一直處于高位，對(duì)其所致慢性乙肝的治療效果也一直不理想。隨著病毒學(xué)研究的深入，人們對(duì)HBV在肝細(xì)胞內(nèi)的生活周期及繁殖過(guò)程有了更多了解。目前已知的HBV在肝細(xì)胞內(nèi)的生活周期及重要的藥物作用靶位如下——

1）吸附。

與所有病毒相同，病毒攻擊靶細(xì)胞時(shí)須首先與靶細(xì)胞表面接觸。HBV經(jīng)與肝細(xì)胞上的受體結(jié)合而進(jìn)入下一環(huán)節(jié)。

2）脫殼。

與HIV不同，HBV的此過(guò)程發(fā)生在肝細(xì)胞內(nèi)。在肝細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，HBV脫去外膜及核衣殼，其基因通過(guò)細(xì)胞核小孔轉(zhuǎn)運(yùn)至肝細(xì)胞核內(nèi)。

3）共價(jià)閉環(huán)DNA形成。

進(jìn)入肝細(xì)胞核的基因組成分中的松弛環(huán)狀DNA（relaxed circular DNA, rcDNA）在DNA聚合酶的作用下延長(zhǎng)正鏈，形成共價(jià)閉環(huán)DNA（covalent closed circular DNA，cccDNA）。

4）HBV mRNA形成。

以cccDNA為模板轉(zhuǎn)錄為基因組和亞基因組的HBV mRNA，后者共有4種，分別為3.5、2.4、2.1和0.7 kb mRNA。2.4、2.1和0.7 kb mRNA分別編碼HBV結(jié)構(gòu)中的不同蛋白；而部分3.5 kb mRNA屬HBV前基因組，含有HBV DNA的全部遺傳信息，也是反轉(zhuǎn)錄模板。該前基因組與DNA聚合酶一起包裹在核衣殼內(nèi)，為核心顆粒，進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)內(nèi)后其所含HBV RNA會(huì)被反轉(zhuǎn)錄為DNA（負(fù)鏈），負(fù)鏈DNA再在DNA聚合酶的作用下形成正鏈DNA。

該反轉(zhuǎn)錄過(guò)程中的負(fù)鏈DNA形成和正鏈DNA合成均是抗HBV治療藥物開發(fā)的重要靶位，其中首先用于臨床的是已獲準(zhǔn)治療艾滋病的3TC。3TC為腺苷類似物，能在體內(nèi)被磷酸化后與HBV DNA聚合酶的天然底物競(jìng)爭(zhēng)，由此嵌入DNA鏈中而致DNA鏈中止。近年獲準(zhǔn)治療慢性乙肝的TDF也是核苷類抗HIV治療藥物且同為腺苷類似物，作用機(jī)制與3TC類似。其它抗HBV治療藥物如恩替卡韋為鳥苷類似物，在體內(nèi)形成三磷酸鹽后與HBV DNA合成中的天然底物三磷酸脫氧鳥苷競(jìng)爭(zhēng)；替比夫定為胸苷類似物，磷酸化后與HBV DNA合成中的天然底物胸腺嘧啶-5’-三磷酸酯競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)HBV DNA聚合酶有高度選擇性；阿德福韋也為腺苷類似物。

5）雙鏈DNA經(jīng)外膜蛋白包裝后分泌至細(xì)胞外，產(chǎn)生子代病毒。

隨著HBV在肝細(xì)胞中的生活周期得到闡述，抗HBV治療藥物開發(fā)已獲得了突破性的進(jìn)展。除上述抗HBV治療藥物外，其它正在研究中的靶位包括：（1）阻斷反轉(zhuǎn)錄過(guò)程前RNA的聚集，以減少負(fù)鏈DNA形成；（2）阻斷HBV的包裝及分泌。至于根治HBV，目前與HIV一樣未見“曙光”，但其原因?yàn)樯袩o(wú)法清除cccDNA。

3 抗皰疹病毒治療藥物的發(fā)展[8]

皰疹病毒包括單純皰疹病毒（HSV）Ⅰ型和Ⅱ型、水痘-帶狀皰疹病毒（VZV）、EB病毒和巨細(xì)胞病毒（CMV）等。皰疹病毒侵犯宿主細(xì)胞的過(guò)程與其它病毒相似，即包括吸附、穿入、脫殼、病毒核酸和蛋白合成以及病毒顆粒包裝和新病毒自宿主細(xì)胞逸出等過(guò)程。早在1959年，人們就發(fā)現(xiàn)碘苷可抑制胸腺嘧啶合成酶、進(jìn)而干擾皰疹病毒DNA的合成。但碘苷有嚴(yán)重的骨髓抑制副反應(yīng)，遂被禁用。20世紀(jì)70年代，阿昔洛韋獲準(zhǔn)治療皰疹病毒感染。阿昔洛韋為鳥苷類似物，會(huì)在皰疹病毒的胸苷激酶和細(xì)胞激酶的先后作用下被激活，進(jìn)而與皰疹病毒的DNA聚合酶結(jié)合、阻止DNA合成。阿昔洛韋對(duì)HSV、VZV和EB均有作用。更新的更昔洛韋為2’-脫氧鳥苷類似物，在體內(nèi)先被皰疹病毒的蛋白激酶磷酸化為單磷酸更昔洛韋、再轉(zhuǎn)化為三磷酸更昔洛韋，后者與天然底物脫氧三磷酸鳥苷競(jìng)爭(zhēng)DNA聚合酶、由此插入DNA鏈而中止DNA合成，更昔洛韋對(duì)CMV的作用較阿昔洛韋強(qiáng)100倍，對(duì)其它皰疹病毒的作用與阿昔洛韋相當(dāng)。

磷甲酸較為特殊，屬焦磷酸衍生物，是與皰疹病毒DNA聚合酶的焦磷酸鹽解離部位結(jié)合、阻止核苷與DNA鏈結(jié)合、從而抑制DNA合成的。

4 抗流感病毒治療藥物的發(fā)展[9]

病毒學(xué)研究表明，流感病毒表面有兩種重要物質(zhì)，即溶血素和神經(jīng)氨酸酶，其中前者負(fù)責(zé)與宿主細(xì)胞表面的吸附、參與穿入過(guò)程，后者則負(fù)責(zé)釋放宿主細(xì)胞內(nèi)繁殖的子代病毒、從而再感染其它細(xì)胞。奧司他韋是神經(jīng)氨酸酶抑制劑，會(huì)在人的肝內(nèi)轉(zhuǎn)化為活性代謝物后與神經(jīng)氨酸酶結(jié)合、進(jìn)而抑制神經(jīng)氨酸酶的作用，使繁殖病毒的釋放中止。扎那米韋也是神經(jīng)氨酸酶抑制劑，但用藥不便。

5 抗丙型肝炎病毒治療藥物的發(fā)展[10]

丙型肝炎是可被治愈的疾病，現(xiàn)推薦的標(biāo)準(zhǔn)治療方案是聯(lián)合使用干擾素和利巴韋林，但存在許多不良反應(yīng)，且不同基因型的丙型肝炎病毒（HCV）對(duì)此治療方案的應(yīng)答率也有很大差異，故人們正致力開發(fā)更為高效、低毒和使用方便的抗HCV治療藥物。隨著對(duì)HCV病毒學(xué)研究的深入，目前抗HCV治療藥物開發(fā)已取得了重要進(jìn)展，不少新型抗HCV治療藥物正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)，主要包括非結(jié)構(gòu)蛋白-3蛋白酶抑制劑、核苷和非核苷類非結(jié)構(gòu)蛋白-5B聚合酶抑制劑以及非結(jié)構(gòu)蛋白-5A抑制劑等。這些新藥的臨床試驗(yàn)結(jié)果令人鼓舞，抗HCV治療有望得到優(yōu)化。

6 抗病毒治療藥物開發(fā)任重道遠(yuǎn)

抗病毒治療藥物開發(fā)任重道遠(yuǎn)，其原因在于：1）病毒會(huì)發(fā)生變異，故治療藥物也需要不斷更新。例如，核苷類似物治療HBV感染的時(shí)間并不太長(zhǎng)，但HBV已對(duì)許多藥物耐藥；更昔洛韋也面臨CMV耐藥的問(wèn)題；奧司他韋的應(yīng)用尚不普遍，但已有H1N1流感病毒對(duì)其耐藥的報(bào)道。病毒耐藥性的出現(xiàn)對(duì)臨床抗病毒治療提出了挑戰(zhàn)，人們應(yīng)加強(qiáng)病毒學(xué)研究以提高對(duì)病毒特性的認(rèn)識(shí)、從而開發(fā)出更多的新藥。2）病毒學(xué)研究的成果尚未全部被應(yīng)用。除抗HIV治療已有5種靶位的治療藥物之外，其它病毒還有不少藥物靶位可供開發(fā)。3）目前還有許多病毒性疾病缺乏有效治療藥物。盡管干擾素可以抑制病毒的合成、翻譯、裝配和降解病毒mRNA等而似適用于所有病毒感染治療，但作用不夠強(qiáng)大；利巴韋林可通過(guò)多種機(jī)制抑制病毒核酸的合成，也屬“廣譜抗病毒藥物”，但療效也難令人滿意。因此，人們?nèi)孕杓訌?qiáng)病毒學(xué)研究，以促進(jìn)抗病毒治療藥物的研究與開發(fā)。

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