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抗病毒治疗的相关研究综述
2009-06-15 17:26   发布范围:公开

口腔医学系7队   周 群

【摘  要】病毒感染性疾病严重威胁人类健康和生命,翻开人类瘟疫的历史我们更能看到一些令人触目惊心的数字,公元1555年,墨西哥天花大流行;1918年世界范围内发生流感。仅二十世纪后半页,1969年西部非洲出现拉沙病毒,1976年非洲大陆出现了埃博拉病毒,1981年被称为世纪灾难的AIDS出现,还有汉坦病毒、尼巴病毒、马尔堡病毒等等,特别是自1981年以来艾滋病全球感染者人数已达134000万,已成为一种严重的灾难性和全球性流行的疾病,世界上没有一个国家和人群能够幸免,自艾滋病在全球流行以来,已有1170万人死于这种疾病[1]。非典的到来,更使人们措手不及。因此,研究和开发新的抗病毒药物和新的治疗方案是摆在我们面前艰巨的任务。下面就在抗病毒治疗方面的进展作一综述。

【关键词】病毒感染性疾病;抗病毒药物;RNA干扰;基因治疗;中医药治疗;核酶;反义RNA;疫苗;微生态制剂


抗病毒药物的应用


抗病毒药物是病毒性感染疾病治疗的主要药物,特别是自艾滋病流行以来,抗病毒药物的研究与开发进入了鼎盛时期,新的药物不断面市。归纳起来主要有以下几种:

1.1核苷类药物   系化学合成的抗病毒药物,其主要品种有无环鸟苷(阿昔洛韦,acyclovir),羟甲基无环鸟苷(更昔洛韦,ganciclovir)等。

1.2非核苷类药物  主要有膦甲酸钠(foscar-net sodium),三氮唑核苷(利巴韦林,vibarvirin)和金刚烷胺(amantadine)。

1.3几种新上市的药物  扎那米韦(zanamivir,商品名:Relwnza)和磷酸奥司它韦(oseltamivir phos-phate,商品名达菲),是一种神经氨酸酶抑制剂,可选择性的抑制流感病毒表面的神经氨酸酶,抑制流感病毒的复制[2]

1.4 抗病毒药物存在的缺陷  迄今临床应用的抗病毒药物种类极少,且其作用机制相似,它们大都是对活跃复制的病毒有效,而不能清除潜伏状态或非复制期病毒。长期使用不仅可产生药物的毒性作用,而且易诱导产生耐药的病毒株。且停药后易复发,这大大限制了它的使用。已有报道表明,在有的HIV感染病人经过长达100周以上的高效抗逆转录(HAART)治疗后,仍可发生病毒毒力的回复[3]

干扰素(interferon, IFN)

干扰素是一类能提高机体免疫力,具有抗病毒抗肿瘤作用的细胞因子,干扰素有两个主要亚型,即Ⅰ型和Ⅱ型,它们可被不同的受体识别,IFN-ta是Ⅰ型干扰素的新成员,它有其它Ⅰ型干扰素所具有的治疗作用,但它在高浓度时对细胞的毒性作用比其它Ⅰ型干扰素小,并且它没有种属特异性,它可在口服给药后仍有活性[4]

2.1 干扰素的抗病毒作用机制

    各种细胞表面都存在IFN受体,IFN与同种细胞受体结合后,经细胞内途径激活干扰素刺激基因(ISG),诱导合成几种抗病毒蛋白,最终使病毒RNA降解或最终抑制病毒蛋白翻译,从而使细胞在数分钟内形成抗病毒状态。

2.2 常用的几种干扰素

2.2.1 单一亚型干扰素IFN-α-2a、IFN-α-2b、IFN-α-2c等

最近,Lau GK等通过将814名HBeAg阳性的慢性乙型肝炎患者分成三组,分别给予IFN-α-2a、IFN-α-2a联合拉米夫定(lamivudine)、拉米夫定(lamivudine)。经过72周的治疗观察后发现,单独给予IFN-α-2a或IFN-α-2a和拉米夫定(lamivudine)联合应用的患者HBeAg和HBsAg的血清转阴率和对乙型肝炎病毒(HBV)DNA的抑制效率明显比单独给予拉米夫定(lamivudine)的患者高。这表明对于HBeAg阳性的慢性乙型肝炎患者,IFN-α-2a的疗效明显优于拉米夫定(lamivudine)[5]

2.2.2复合干扰素(consensus interferon,CIFN)是一种以基因工程技术合成的新型干扰素,目前用于丙型肝炎的抗病毒治疗。

2.2.3长效干扰素(peg-IFN) 是第二代干扰素,系IFN-α与惰性分子聚乙烯二酸(PEG)的结合物分子量增大至1.2Kda,使其半衰期较长,可在体内较长期维持有效的血药浓度,每周只注射一次,现有peg-IFNα-2a和peg-IFNα-2b两种试剂,目前也主要用于治疗慢性丙型肝炎。

基因治疗在抗病毒治疗中的应用

基因治疗(gene therapy)是指通过基因转移或基因修饰的方法,将具有表达功能的基因导入到相关细胞和组织中,使转录和翻译的产物发挥治疗作用的一种治疗方法。

3.1 干扰素在基因治疗中的应用

干扰素的抗病毒机制在上面已详述,它作为一种有治疗作用的蛋白分子。由于它在血液中的半衰期比较短且在血液中的浓度不稳定,这些都限制了它的应用。但如果将干扰素应用于基因治疗,即用合适的载体把干扰素的基因导入体内特异的组织,这样就可克服以上缺点,可在病毒感染部位产生恒定的浓度,而且可大大减少其副作用[4]

3.2 反义策略

反义策略即利用寡核苷酸与互补的RNA序列结合以抑制蛋白质的合成或病毒RNA复制的方法。常用的反义核苷酸是一短的RNA或DNA片断,通常是2-12个核苷酸。反义核苷酸在导入机体前一般要经过一定的化学修饰,这样可使其抑制核酸酶对它的水解作用,从而增强其稳定性。核酶是指一类具有双重特性的RNA分子,一是能识别特异的靶RNA序列并与之结合具有反义核酸的特性;二是具有酶活性,能通过特异性位点割降解靶RNA序列。核酶比反义RNA阻断活性至少高100倍,它作为抗病毒基因的新型分子,已受到广泛的重视,成为抗病毒基因治疗研究中重要的组成部分。具有催化活性的RNA分子其主要成员是锤头状核酶和发夹状核酶。根据反义寡核苷酸和核酶的作用机制,我们可以人工合成特异序列的RNA分子,使其选择性的抑制病毒的mRNA,进而抑制病毒的复制,从而起到抗病毒的作用[6、7]。几种锤头状核酶已成功应用于对HBV RNA的灭活,其目标序列有poly(A)和HBV尾部的核心区域等[8]。抗HPV的核酶对HPV的抑制作用也有成功的报道[9]

3.3 RNA干扰

双链RNA(dsRNA)诱导与之同源的mRNA降解,从而导致基因沉默的现象或机制被称作RNA干扰(RNA interferene, RNAi)。RNAi现象最初是在对植物和线虫的研究中发现的,它作为一种生物体内自然现象广泛存在于一些真菌、植物和动物中[8~9]。RNA干扰是一种在进化上保守的抗病毒机制,可引起生物细胞内特异序列基因的缄默现象,RNA干扰是生物进化的结果,是生物体对病毒基因等外源性入侵核酸的一种保护性机制[10]。许多病毒的基因组都是RNA,即使是DNA病毒在它的生活周期中也会产生双链RNA,这就使RNA干扰在细胞内发挥抗病毒作用成为可能。RNAi介导的病毒抑制效应可以在不改变病毒感染细胞基因表达的前提下来实现。RNAi现已通过抑制可以引起AIDS的细胞因子和病毒因子来抑制HIV的复制,有研究表明已成功地通过siRNA来抑制HIV-1的tat蛋白达到了抑制其复制的效果[11]。Novina等设计了针对CD4分子的siRNA,导入细胞后可使细胞表面的CD4分子表达明显减少,可以防止病毒的入侵,从而保护细胞免受HIV的感染[12]。Kapadia等通过针对HCV的siRNA也达到了对HCV较好的抑制效应[13]。Victor等认为尽管RNAi可对许多病毒产生抑制,但其在抗病毒方面的应用,在今后应该是通过siRNA来证实宿主细胞中哪些成分对病毒的复制是必需的,从而采取相应的措施来达到抗病毒的作用[14]。与别的干扰基因表达的策略相比,RNA干扰有明显的优势表现在①高度的特异性,在RNA干扰中仅仅一个碱基的改变就会大大降低RNA干扰的效率。②高效性,RNA干扰可使目的基因的表达降低90%以上。③长效性,RNA干扰产生的效应可被传递给子代[15~19]

3.4 在基因治疗中遇到的难题和病毒基因治

治疗的前景虽然基因治疗的研究已取得了不少进展,但从总体上说仍不够理想,基因治疗遇到的主要困难是在转移基因到足够数量的靶细胞并使基因表达方面,这个问题困扰基因治疗的整个领域。载体作为外来抗原可激活机体的免疫应答,从而可使载体失活,而且载体导入人体后有可能对患者造成严重后果。因此在将载体导入人体之前,其安全性问题是值得考虑的[20,21]。虽然病毒的基因治疗还不是很成熟,但病毒的基因治疗方法是很有前景的治疗方法,病毒的基因治疗在不久的将来一定会表现出它最大的潜能。

疫苗的应用

从近百年来的历史情况来看,一个非常明显的事实就是病毒疫苗在人类控制病毒性疾病过程中的功劳远远大于抗病毒药物的使用,多种抗病毒疫苗的研制成功,在相当的时间内,创造了在历史上消灭天花和控制脊髓灰质炎、麻疹等烈性及重症传染病的奇迹。但疫苗也有一些不尽人意的地方。首先,一些重要的病毒性疾病的病原研究尚不够充分,它们在宿主细胞内尤其在人体内的增殖及由此引起的病理学机理也不十分清楚,因而对其疫苗的设计、选择本身就无法在一种具有可预测性的理论基础上进行。其次,许多病毒,例如HIV、冠状病毒、流感病毒等,均有较强的抗原变异特性,以致于无法掌握什么样的抗原才能诱导相对有效的免疫应答。再者,疫苗是一种“后知后觉”的产物,所以,它的应用也受到了一定的限制。

微生态制剂在抗病毒感染中的运用

目前使用的微生态制剂主要有整肠生(含需氧地衣芽孢杆菌)和丽珠肠乐(含双歧杆菌和乳酸杆菌)。它们已广泛运用于慢性肝炎的治疗中。

中医药在病毒感染性疾病治疗中的应用

病毒感染属于中医学中“疫毒”、“瘟疫”范畴,中医防治病毒感染性疾病主要通过阻断病毒的繁殖过程中的某一环节而直接抑制病毒促进机体的特异性和非特异性免疫而提高机体的免疫功能,在病毒感染性疾病治疗中的应用比较广泛。临床观察和实验室研究也表明中医药的确有优势,研究和开发新的抗病毒感染性疾病的中药有着广泛的前景[23]。目前,国内抗病毒中药的研究主要集中在对乙型肝炎病毒、艾滋病毒、疱疹病毒、柯萨奇病毒、呼吸道病毒和流行性出血热病毒等的治疗和预防方面,目前已从中筛选出一批抗病毒中药[24]

结 论

如能全面了解病毒与宿主细胞及机体之间的关系,确立更多关键环节作为抗病毒靶位点来进行药物开发。在基因治疗方面,现在大多是通过抑制病毒的某些基因来达到抗病毒的作用。在宿主体内一定存在着某种基因是病毒复制所必须的,我们可以通过抑制这些基因的复制来达到抑制病毒复制的目的,并且这些基因的抑制不会对人体产生大的影响。在载体设计方面,如何能设计一种既不引起机体的免疫应答,又安全高效的载体是我们面临的一大挑战。另外,随着抗病毒中医药的研究深入,祖国医学必将为控制病毒性疾病作出贡献。

参 考 文 献

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5. Lau GK, Piratvisuth T, Luo KX, Marcellin P, Thongsawat S,Cooksley G, Gane E, Fried MW, Chow WC, Paik SW, ChangWY, Berg T, Flisiak R, McCloud P, Pluck N. Peginterferon Alfa-2a, lamivudine, and the combination for HBeAg-positive chronichepatitis B, N Engl J Med. 2005,353(15):1630-1631.

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