抗EV71感染药物的研究进展!
肠道病毒71型(enterovirus71,EV71)是引起手足口病的主要病原体,5岁以下的儿童感染后易发生严重的并发症,如无菌性脑炎、脑膜脑炎、脑干脑炎、脊髓灰质炎样麻痹、心肌炎和肺水肿等,这些并发症可导致死亡或永久性麻痹。至今,在全球许多国家发生了EV71感染的暴发,造成病例大量死亡。目前对于EV71感染既无有效的疫苗,也无明确有效的抗病毒药物。该病毒的复制周期包括吸附、穿入、脱壳、生物合成、装配与释放,这些过程都可能成为抗病毒药物设计的靶点,按照作用的靶点不同将目前研究的抗EV71药物分为以下几个方面进行综述。
一、阻断EV71吸附、穿入和脱壳
1.EV71感染的受体抑制剂
受体结合是病毒感染宿主细胞的第一个关键步骤,识别和结合特异性受体的能力决定了病毒的宿主范围和组织嗜性。目前报道EV71至少有3种细胞受体,即清道夫受体B2(humanscavengerreceptorclassBmember2,CARB2)、人类P选择素糖蛋白配体-1(humanP-selectinglycoproteinligand-1,PS-GL-1/CDl62)以及唾液酸化的葡聚糖(sialylateglycans)。据文献报道,抗SCARB2抗体和可溶性SCARB2-Fc结合物可以抑制EV71感染并呈剂量依赖性。另有实验证明,靶向作用于PS-GL-1N末端的单克隆抗体以及人乳中纯化的唾液酸化的葡聚糖的单克隆抗体也以剂量依赖的方式抑制EV71侵入。然而,在高浓度实验中,这些抗体均不能完全抑制EV71感染。
2.病毒包膜结合抑制剂
病毒蛋白的疏水口袋VPl是抗病毒设计的靶点,适合的复合体占据该处可以稳定病毒衣壳并阻止病毒脱壳释放RNA。研究证明,普来可那立(pleconaril)作为衣壳结合分子发挥作用,体内外测定它可以中和大部分肠病毒引起的细胞病变效应(cytopathiceffect,CPE),但是对EV71感染的细胞却没有保护作用。以普来可那立为模板进行药物设计,设计出一系列具有抑制EV71活性的咪唑啉酮衍生物——吡啶咪唑啉酮。
另外,研究发现牛乳铁蛋白和人乳铁蛋白可以在感染早期抑制横纹肌肉瘤(rhabdomyosarcoma,RD)细胞中的EV71感染。动物实验表明牛乳铁蛋白延缓EV71诱导的麻痹和死亡,并确定乳铁蛋白和VPl以及细胞表面有直接的结合,表明乳铁蛋白可以通过封闭EV71的细胞受体和/或受体结合位点阻止病毒吸附的作用。
二、阻断EV71生物合成
1.干扰RNA
病毒RNA的翻译是病毒复制的下一个关键步骤。因为病毒利用细胞的结构来进行蛋白质翻译,因此研制抑制病毒复制合成而不影响宿主细胞翻译的抗病毒药物是很重要的。非传统的靶向作用于病毒翻译的抗病毒方法是RNA干扰(RNAinterference,RNAi)。目前许多RNAi为基础的抗病毒治疗方法处于临床试验的不同阶段,如HIV-1、RSV以及HCV。EV71基因组中许多高保守序列已经被确定是RNAi的靶点。研究表明靶向作用可以有效地抑制EV71的复制。在这些研究中靶向作用于病毒RNA聚合酶3D具有最好的抑制作用。靶向作用3D的小干扰RNA(siRNA)和质粒编码的短发夹RNA(shRNA)可以阻止经口或腹腔感染EV71的哺乳期小鼠出现麻痹、体重减轻以及死亡等症状。
2.3C蛋白酶抑制剂
EV71编码的蛋白酶2A和3C除了参与病毒多聚蛋白的成熟切割外,也靶向作用于许多宿主的蛋白,来停止宿主蛋白合成并诱导凋亡,这些蛋白酶在病毒复制中的重要作用使他们成为抗病毒治疗中的靶点。
石蒜碱是石蒜科中富含生物碱的一种,具有广泛的生物学作用,包括致肿瘤
的凋亡作用、抗疟疾作用、抗炎作用及眩晕和呕吐作用。实验表明,石蒜碱对HIV、SARS-CoV、脊灰病毒、柯萨奇病毒、麻疹病毒和单纯疱疹病毒-1型均具有抗病毒作用,提示石蒜碱可能成为临床上治疗EV71感染患者的候选药物。
3.2C抑制剂
小RNA病毒的2C蛋白是高度保守的、具有核苷三磷酸酶活性的多功能蛋白。研究表明EV71-2C募集宿主编码的reticulon3形成复制复合体。腺苷受体激动剂卞核糖嘌呤和其衍生物可抑制EV71假病毒。
4.3A抑制剂
小RNA病毒的3A蛋白是调节宿主细胞内膜运输多功能蛋白。恩韦肟是苯并咪唑的衍生物,可靶向作用3A蛋白在体外抑制鼻病毒和脊髓灰质炎病毒。目前文献报道恩韦肟具有较强抑制EV71的作用。
5.3D-RNA聚合酶抑制剂
小RNA病毒3D-RNA聚合酶在合成正链和负链病毒RNA中发挥重要作用。DTriP-22是吡唑啉酮中不靶向作用于VP1蛋白的化合物,研究表明它通过抑制EV71的3D聚合酶延伸活性来降低病毒RNA的聚集,从而抑制病毒的复制。另有研究表明金精三羧酸(aurintricarboxylicacid,ATA)是聚阴离子复合物,具有广谱的抗病毒作用,是EV71强抑制剂,在非洲绿猴肾Vero细胞中有低毒性,ATA通过作用EV71的3D聚合酶来抑制RNA延伸。
三、调控细胞
1.细胞MAPK通路抑制剂
在EV71复制过程中,MEKl-ERK信号通路是必不可少的,使用ERK抑制剂U0126可以抑制EV71病毒的产生及病毒诱导的细胞病变效应(CPE)。GW5074为EV71的抑制剂,感染后加入GW5074对病毒具有100~1000倍的抑制作用。在后续的研究中确定了GW5074的作用靶点,该靶点与恩韦肟靶向作用3A蛋白的区域是一样的。
2.细胞氧化应激抑制剂
研究表明检测从绿茶叶中分离的聚苯酚类化合物具有抗EV71的活性,而在这些化合物中表没食子酸盐(epigallocatechingallate,EGCG)是最有效的。在感染后加入EGCG,病毒RNA水平明显降低。EV71感染可增加氧化应激,而EGCG抑制EV71活性与其高抗氧化性相关。
3.I型干扰素
干扰素(interferons,IFN)是一些干扰病毒的复制而发挥抗病毒作用的糖蛋白白。研究17种I型干扰素的抗EV71活性,其中IFNα4则具有较高的抗EV71活性。
四、其他
一些其他抗病毒药物也具有不同程度的抑制EV71的作用,如鱼腥草等中药、氯喹、病毒唑、芦荟-布洛芬、异藻蓝素、熊果酸、猫眼草黄素等。
以上的抗EV71感染药物的研究还处于临床前期,未筛选出一个广谱的可以抗多种EV71基因型的药物。由于EV71具有高突变率,不断的产生抗药株,目前对EV71感染且有中枢神经症状的患儿无有效药物,这些问题都将阻碍抗EV71药物研究的进程。
面对药物研究的严峻形势,学者们应该将研究该病毒的致病机制和治疗药物给予同等的重视。在研究致病机制中,病毒感染及其复制情况的监测成为限制机制研究的瓶颈,因此采用新的策略在体内外监测病毒的感染情况成为研究病毒致病机制的重要工具。另外缺乏良好的动物模型也成为限制致病机制研究及药物筛选的重要障碍,因此寻找合适的动物模型也成为解决以上问题的突破口之一。
此外疫苗的研究也有望在明确EV71致病机制以及合适的动物模型基础上有新的突破与发现。