手足口病克星--抗腸道病毒71型藥物研究進(jìn)展

       隨著開學(xué)季的到來，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工作。手足口病臨床表現(xiàn)通常為發(fā)熱，伴有手、足、口腔等部位的皰疹，個別患者可引起心肌炎、肺水腫、無菌性腦膜腦炎等并發(fā)癥。人類腸道病毒71（EV71）是引起嬰幼兒手足口?。℉FMD）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(guī)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(yīng)答實現(xiàn)。

       靶向病毒 藥物

       理論上，病毒生命周期的任何一個步驟都可作為藥物抗病毒治療的潛在靶點。因此，根據(jù)病毒的生命周期，靶向EV71 感染的具體過程是抗 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)的相互作用來完成吸附過程。因此，合適的糖分子將成為阻斷 EV71 表面糖基結(jié)合位點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，可通過阻斷病毒表面的受體結(jié)合位點或抑制細(xì)胞表面的各種糖類受體來降低 EV71 的感染。體外試驗發(fā)現(xiàn)，同時加入金銀花-連翹和病毒組比感染后加入金銀花-連翹的作用更強(qiáng)，表明金銀花-連翹可能阻止了病毒的吸附和傳入?；惫麎A是苦參中含量最豐富的生物堿之一，其可通過阻斷病毒與細(xì)胞的粘附而靶向 EV71 病毒，切斷EV71 與宿主細(xì)胞的進(jìn)一步相互作用。

       以腸道病毒衣殼結(jié)合劑設(shè)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(shè)計)靶向 EV71 表面衣殼蛋白 VP1，抑制 EV71 的復(fù)制。在BPROZ 系列化合物的吡啶環(huán)上引入氨基/酰胺基團(tuán)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(wěn)定性，有學(xué)者開發(fā)了含 TJAB1099 的體外凝膠劑，能有效抑制 EV71 在體外的傳播。隨著研究的深入，有研究發(fā)現(xiàn) BTA39 可以顯著抑制 EV71 復(fù)制的活性，而且這種化合物在動物實驗中可口服利用，不過對于該化合物的后續(xù)臨床試驗未見跟進(jìn)。此外，研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)批準(zhǔn)的小兒抗寄生蟲藥蘇拉明的萘三烯酸基團(tuán)可以與病毒衣殼結(jié)合來抑制病毒的附著與進(jìn)入，阻斷 EV71 感染。

       2、阻止病毒 RNA 的翻譯與復(fù)制

       由于EV71基因組 RNA的5?端無帽子結(jié)構(gòu)，其翻譯起始主要由EV-71基因組5′UTR處核糖體內(nèi)部進(jìn)入位點(Internal Ribosome Entry Site，IRES)元件通過 cap 獨立機(jī)制介導(dǎo)。IRES 是一種順式作用元件，在翻譯和基因組的復(fù)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(jié)構(gòu)化的 5?UTR IRES 位點可作為 EV71的潛在藥物靶點。

       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(jié)構(gòu)化的 EV71 的 5′UTR結(jié)合并抵抗 EV71 感染。從醫(yī)學(xué)應(yīng)用的角度來看，一種有效的抗 EV71 治療藥物應(yīng)該特異性地抑制病毒 IRES，而不影響真核啟動子區(qū)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(dǎo)的翻譯，抑制 EV71 的感染，但對真核 cap 依賴的翻譯沒有影響。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(jié)構(gòu)蛋白活性

       EV71 翻譯后的 7個非結(jié)構(gòu)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(fù)制等，已使用基于靶點的策略來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(dǎo) VP1 自身 N 末端和 C 末端的初始裂解，從而區(qū)分結(jié)構(gòu)蛋白前體和非結(jié)構(gòu)部分；3C 蛋白酶完成多聚蛋白的后續(xù)水解過程，在 EV71 復(fù)制和宿主細(xì)胞凋亡中起重要作用。因此，以3C 蛋白酶為靶點的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒 藥物的開發(fā)成為一個熱點。Rupintrivir(AG7088)是最初開發(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 蛋白酶的活性位點共價結(jié)合?；赗upintrivir 與 3C 蛋白酶的共價結(jié)合，有學(xué)者開發(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(xì)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(jié)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(fù)制。

       研究發(fā)現(xiàn)，楊梅素有體外抗病毒作用，主要作用機(jī)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(xì)胞和病毒顆粒之間的結(jié)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(wěn)定的抵抗效應(yīng)；它們還有輕微的抗 CVB3、HSV-1 和H1N1(除少數(shù)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(fù)制的活性。

       靶向宿主藥物

       病毒感染宿主的同時，一方面可以誘導(dǎo)抗病原體的天然免疫應(yīng)答；另一方面還能通過機(jī)體水平的宿主反應(yīng)而發(fā)生獲得性免疫應(yīng)答來抵抗病毒的入侵。研究發(fā)現(xiàn)，喜樹堿 C可通過激活宿主固有免疫抑制 EV71的繁殖，表現(xiàn)出明顯的抗病毒活性；穿心蓮內(nèi)酯磺酸鹽(喜炎平注射液)可直接作用于激活的嗜中性粒細(xì)胞和 T 淋巴細(xì)胞，調(diào)節(jié)其免疫活性，提高機(jī)體的免疫力，從而保護(hù)小鼠免受致死性 EV71 攻擊。此外，采用動物與細(xì)胞實驗結(jié)合的方法，發(fā)現(xiàn)喹諾利嗪生物堿可通過補(bǔ)償降低的 T 細(xì)胞水平而有效保護(hù) EV71 感染的小鼠，其中氧化槐果堿效果最顯著。

       芒柄花黃素可通過調(diào)節(jié)ERK、p38和JNK等MAPKs途徑抑制 EV71 誘導(dǎo)的 COX-2 表達(dá)和 PGE2 的產(chǎn)生，從而抑制病毒復(fù)制和炎癥因子的表達(dá)。此外，病毒的刺激可觸發(fā) NF-κB 信號通路，從而調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答和炎癥反應(yīng)等，鹽酸去氫駱駝蓬堿可通過抗氧化機(jī)制特異性抑制 NF-κB 信號通路的激活，抑制 EV71 復(fù)制并減少EV71 誘導(dǎo)的活性氧的產(chǎn)生；類似地，白藜蘆醇通過阻斷 IKKs/NF-κB 信號通路，抑制炎癥反應(yīng)并減輕 RD 細(xì)胞的損傷來有效減輕 EV71 對宿主細(xì)胞的感染。異綠原酸C(Isochlorogenic Acid C，ICAC)通過調(diào)節(jié)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(xì)胞瘤細(xì)胞模型中通過線粒體途徑抑制 EV71 感染誘導(dǎo)的宿主細(xì)胞凋亡，減少活性氧的產(chǎn)生。甘草堿衍生物 LY-55通過抑制自噬來抑制 EV71 和 CVA16 的復(fù)制。姜黃素在 Vero 細(xì)胞中通過泛素-蛋白酶體途徑抑制蛋白質(zhì)降解，激活細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶，在病毒感染的早期階段顯示出其強(qiáng)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(qū)有著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(jié)合，干擾其與受體的連接和內(nèi)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(jī)制有關(guān)：RA 抑制 EV71 誘導(dǎo)的宿主細(xì)胞翻譯的破壞和病毒翻譯的啟動；真核細(xì)胞翻譯起始因子4G 的裂解；異質(zhì)核核糖核蛋白 A1 的細(xì)胞質(zhì)重定位；活性氧的產(chǎn)生，這些結(jié)果提示MO 及其成分 RA 具有抗 EV71 活性，可作為治療和預(yù)防 EV71 感染的候選藥物。此外，荊芥水提物(Extract of Schizonepeta Tenuifolia Briq，STE)也通過作用于多個靶點對 EV71 產(chǎn)生抗病毒作用。黃芩苷和小檗堿對 EV71 感染具有很強(qiáng)的抗病毒作用。黃芩苷對病毒與宿主存在雙重作用，可通過抑制 EV71/3D 聚合酶表達(dá)和激活 Fas/FasL 信號通路來實現(xiàn)，而且靠阻斷/下調(diào) NF-κB 信號通路減少細(xì)胞因子的分泌；小檗堿以劑量依賴性發(fā)揮作用，通過下調(diào) MRK/ERK 信號通路和 EV71 誘導(dǎo)的自噬表達(dá)來抑制 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(wèi)生健康委員會發(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，努力開發(fā)安全有效的抗病毒 藥物至關(guān)重要。

       參考資料

       [1]喬俊華,孫欣,王盛羽,宋鴻.抗腸道病毒71型的藥物研究進(jìn)展[J/OL].微生物學(xué)通報:1-16[2021-09-06].https://doi-org-443.e1.buaa.edu.cn/10.13344/j.microbiol.china.210299.

       [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(yī)學(xué)綜述,2020,26(05):980-985.

       作者簡介：

       小米蟲，藥品質(zhì)量研究工作者，長期致力于藥品質(zhì)量研究及藥品分析方法驗證工作，現(xiàn)就職于國內(nèi)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