天然產(chǎn)物人類免疫缺陷病毒-1（HIV-1）潛伏激活劑的研究進(jìn)展

王修藝 ，焦瑩瑩 ，張立偉，李石飛

1.山西大學(xué) 分子科學(xué)研究所，化學(xué)生物學(xué)與分子工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原 030006

2.山西大學(xué) 中醫(yī)藥現(xiàn)代研究中心，山西 太原 030006

艾滋病是由人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）引起的感染性疾病，迄今全球仍有近3700萬HIV感染者，占全球人口的0.52%，是現(xiàn)代歷史上最嚴(yán)重的傳染性疾病之一。目前針對艾滋病的治療手段主要是高效抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法（highly active antiretroviral therapy，HAART），即采用2種或3種逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑和至少1種蛋白酶抑制劑進(jìn)行聯(lián)合作用。該療法可以最大限度地抑制HIV復(fù)制，有效降低血漿病毒載量，延長感染者的無癥狀期，從而延長感染者壽命。然而，HAART療法不能徹底根除機(jī)體內(nèi)的HIV-1病毒，更不能使感染者的免疫功能恢復(fù)正常，臨床中也逐漸出現(xiàn)了許多藥物毒副作用和耐藥毒株[1]。重要的是，停止HAART治療后，病毒載量將會迅速反彈。這主要是由于有一部分HIV-1感染人體后會穩(wěn)定持續(xù)地存在于一些靜息型的CD4+T細(xì)胞內(nèi)，形成潛伏病毒儲存庫[2-4]。在這些靜息型CD4+T細(xì)胞中，病毒基因組處于低水平轉(zhuǎn)錄狀態(tài)，幾乎沒有病毒的產(chǎn)生或僅有極少量病毒產(chǎn)生。而這樣的潛伏細(xì)胞由于缺乏病毒蛋白，與正常細(xì)胞并無區(qū)別，所以不會被宿主免疫系統(tǒng)覺察，從而避免了免疫系統(tǒng)以及藥物對它的攻擊[5]。一旦HAART停止后，這些靜息細(xì)胞就會被一些抗原或細(xì)胞因子活化，重新參與到病毒的復(fù)制周期中[6-8]。因此，HIV潛伏感染是艾滋病無法治愈的根本原因。

隨著人們對HIV-1潛伏感染的建立及維持機(jī)制的深入研究，研究人員提出了“shock and kill”的治療策略，即通過潛伏感染激活劑（latency reactivation agent，LRA）激活潛伏的HIV使之發(fā)生轉(zhuǎn)錄，然后與HAART聯(lián)合使用，并結(jié)合細(xì)胞的自身免疫監(jiān)視系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)清除HIV-1病毒潛伏庫的目的（圖1）[9-11]。目前已發(fā)現(xiàn)報(bào)道的LRA主要有組蛋白去乙?；敢种苿╤istone deacetylase inhibitor，HDACi）、BRD（bromodomain）蛋白抑制劑、蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）激活劑、正性轉(zhuǎn)錄延伸因子b（positive transcription elongation factor b，p-TEFb）激活劑、DNA甲基化酶抑制劑（DNA methyltransferase inhibitor，DNMTi）、細(xì)胞因子等[11]。盡管已有少數(shù)幾個明星分子進(jìn)入臨床試驗(yàn)[12]，但臨床結(jié)果并不理想，其原因可能是宿主的免疫響應(yīng)不足和LRA的體內(nèi)激活活性不足等。除此之外，LRA普遍能夠引起一些毒副作用，如過度激活CD4+T細(xì)胞而引起免疫紊亂等，這也是亟待解決的問題[13]。因此，基于“shock and kill”這種治療策略，篩選安全高效的LRA、發(fā)現(xiàn)新的激活機(jī)制和作用靶點(diǎn)，是目前艾滋病新藥研發(fā)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵問題。

圖1 “Shock and kill”治療策略Fig.1 Treatment strategy of “shock and kill”

天然產(chǎn)物來源廣泛，而且結(jié)構(gòu)多樣，是LRA的重要來源。此外，天然產(chǎn)物可以克服單靶點(diǎn)藥物的局限性從而達(dá)到高效的目的。自“shock and kill”策略提出后，目前已從天然產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)眾多的LRA，其中不乏作用機(jī)制多樣的天然結(jié)構(gòu)，還有已進(jìn)入臨床的候選分子。因此，本文綜述了目前已報(bào)道的38個具有激活潛伏HIV作用的天然產(chǎn)物，根據(jù)天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分類，并對來源、作用機(jī)制進(jìn)行了歸納總結(jié)。

1 萜類化合物

1.1 二萜類化合物

1.1.1 惕各烷型二萜 1992年美國癌癥研究中心研究人員從南太平洋島國薩摩亞群島的馬馬拉Homalanthus nutans(G.Forst.) Guill.樹皮分離得到惕各烷型二萜成分prostratin，并對其進(jìn)行了抗HIV活性研究，發(fā)現(xiàn)其具有顯著的活性[14]。其活性主要表現(xiàn)在2個方面：一方面，prostratin通過下調(diào)寄主細(xì)胞CD4和協(xié)同受體協(xié)同受體趨化因子(C-X-C基元)受體4 [chemokine (C-X-C motif) receptor 4，CXCR4]、CCR5的表達(dá)來抑制HIV病毒侵染，同時促進(jìn)T細(xì)胞分泌HIV病毒抗體，降低感染率；另一方面，prostratin可通過PKC介導(dǎo)的途徑活化轉(zhuǎn)錄活性核因子κB（nuclear factor κB，NF-κB），使其進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)激活HIV前病毒DNA的表達(dá)，從而可以與HAART療法聯(lián)用，從根源上消除HIV潛伏病毒庫[15-17]。自prostratin在抗HIV方面顯示出雙重作用后，惕各烷型二萜以及佛波醇類結(jié)構(gòu)抗HIV活性研究受到了廣泛關(guān)注[18-20]。更為重要的是，在功能性免疫缺陷的鼠模型研究中顯示，與其他佛波醇類化合物不同的是，prostratin不僅能激活胸腺和外周淋巴組織中潛伏病毒的表達(dá)，同時還不誘導(dǎo)細(xì)胞增殖，不會促進(jìn)腫瘤形成[14,19]。2008年，Wender等[21]采用半合成方法成功實(shí)現(xiàn)從佛波醇5步合成了prostratin，從而在2010年由美國艾滋病研究聯(lián)盟批準(zhǔn)進(jìn)入I期臨床研究。

12-deoxyphorbol-13-phenylacetate（DPP）是一種分離自貝信麒麟Euphorbia poissoniiPax[22]和白角麒麟E.resiniferaO.Berg[23]的佛波酯。DPP在潛伏感染的T細(xì)胞中誘導(dǎo)HIV-1的表達(dá)，并使它們對病毒包膜糖蛋白的免疫毒素的殺傷敏感。DPP的激活作用比prostratin高出20～40倍，這可能與其親脂的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)相關(guān)[19]。

phorbol 12-myristate 13-acetate（PMA）是來源于青霉菌屬Penicillium的佛波酯衍生物，phorbol-12,13-dibutyrate（PDBu）是來源于巴豆油的佛波酯衍生物。研究表明，在HIV潛伏的急性T淋巴細(xì)胞白血病Molt-4和Jurkat細(xì)胞模型中，PMA和PDBu都能顯著誘導(dǎo)HIV-1激活。在Molt-4細(xì)胞模型中，PDBu激活HIV-1的作用是PMA的2倍左右。研究發(fā)現(xiàn)PMA可以通過誘導(dǎo)與HIV-1長末端重復(fù)序列（HIV-1 LTR）增強(qiáng)子區(qū)域結(jié)合的NF-κB的激活來實(shí)現(xiàn)T細(xì)胞中HIV-1的表達(dá)。而PDBu作用更強(qiáng)的原因可能是其親水性和低相對分子質(zhì)量。此外，PDBu在細(xì)胞質(zhì)中可直接作為鈣離子的調(diào)節(jié)劑，參與了多種細(xì)胞信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)，包括PKC系統(tǒng)的激活[24-25]。

4β-deoxyphorbol 12-tiglate-13-isobutyrate（4βdPEA）是從E.amygdaloidesssp.semiperfoliata(Viv.)Radcl.-Sm.的葉子中分離得到的一種4-脫氧佛波酯衍生物。研究顯示，4β-dPEA與其他二萜類的PKC激活劑作用類似，它在HIV復(fù)制周期中具有雙重作用。在人淋巴瘤MT-2細(xì)胞中，10 nmol/L 4β-dPEA可以激活HIV的轉(zhuǎn)錄，在白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-2激活的外周血單核細(xì)胞PBMCs中，半數(shù)最大效應(yīng)濃度（median effect concentration，EC50）為2.9 nmol/L，而且半數(shù)細(xì)胞毒性濃度（median cytotoxic concentration，CC50）均大于10 μmol/L，該轉(zhuǎn)錄活性需要依靠絲裂原活化蛋白激酶/細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases/extracellular signalregulated kinase，PKCθ/MEK）激活。同時，4β-dPEA還顯示出了下調(diào)CD4、CXCR4和CCR5受體的作用，但該作用卻與PKC/MEK無關(guān)。此外研究還發(fā)現(xiàn)，4β-dPEA與prostratin聯(lián)用時，表現(xiàn)為拮抗效果；而與伏立諾他（一種HDACi）聯(lián)合時，表現(xiàn)為協(xié)同作用，4β-dPEA激活潛伏HIV的EC50明顯降低[26]。

1.1.2 巨大戟烷型二萜 ingenol-3-angelate（IngB），是從南歐大戟E.peplusL.和綠玉樹E.tirucalliL.中分離得到的一種具有抗癌作用的巨大戟二萜衍生物[27]。在急性T淋巴細(xì)胞白血病J-Lat A1細(xì)胞株中，IngB顯示出了對HIV的高效激活作用，并且表現(xiàn)出低細(xì)胞毒性。同時，在經(jīng)過HAART治療的HIV陽性個體中分離純化的CD4+T細(xì)胞中，IngB也能夠顯示出激活潛伏HIV的效果。進(jìn)一步研究表明，IngB的這種激活作用可能是通過激活B細(xì)胞的PKCδ-NF-κB途徑和直接誘導(dǎo)NF-κB蛋白表達(dá)實(shí)現(xiàn)的。此外，IngB與溴域及其外域抑制劑JQ1在潛伏的HIV激活作用中表現(xiàn)出了協(xié)同激活作用，并且使用IngB后CD4受體和CXCR4共受體均下調(diào)，起到了實(shí)現(xiàn)在激活潛伏HIV-1的同時還能抑制新一輪的HIV感染[28-29]。

EK-16A是從甘遂E.kansuiS.L.Liou ex S.B.Ho的干燥根中分離出來的一種巨大戟二萜醇衍生物。在激活潛伏HIV-1方面顯示出巨大的潛力，且活性比prostratin強(qiáng)200倍。研究表明，EK-16A在能穩(wěn)定表達(dá)HIV-1的人腎上皮C11細(xì)胞系模型上激活HIV的EC50值為3.53 nmol/L，CC50值為68.51 μmol/L，選擇指數(shù)為19 408；在急性T淋巴細(xì)胞白血病J-Lat 10.6細(xì)胞上激活HIV的EC50為4.06 nmol/L，CC50值94.17 μmol/L，選擇指數(shù)為23 195；EK-16A均表現(xiàn)出較好的選擇性。EK-16A激活作用機(jī)制的研究表明EK-16A是一種PKCγ激活劑，PKCγ的激活既能促進(jìn)NF-κB的轉(zhuǎn)錄啟動，又能促進(jìn)p-TEFb信號通路的延長實(shí)現(xiàn)潛伏HIV的激活[30]。

1.1.3 瑞香烷型二萜 gnidimacrin最初是從近心格尼迪木Gnidia subcordataMeisn.中分離得到的一種PKC激活劑。它在HIV感染的人T細(xì)胞ACH-2和HIV感染的人組織細(xì)胞淋巴瘤U1細(xì)胞2種模型中激活潛伏HIV的作用至少是prostratin的2000倍，同時還能在濃度低至10 pmol/L上抑制PBMCs細(xì)胞中HIV R5病毒的感染，這與其作用于PKCβ從而下調(diào)HIV-1協(xié)同受體CCR5的作用相關(guān)。在患者PBMCs細(xì)胞離體模型中，gnidimacrin抗R5活性會被一種PKCβ的抑制劑消除，這是因?yàn)間nidimacrin能夠通過選擇性激活PKCβI和PKCβⅡ進(jìn)而激活潛伏HIV-1，并特異性地殺傷HIV-1持續(xù)感染的細(xì)胞[31-33]。

1.1.4 麻風(fēng)樹烷型二萜 Appendino等[34]從冬大戟E.hybernaL.的地上部分中分離出來的麻風(fēng)樹烷型二萜SJ23B，屬于PKCα和PKCδ激活劑。在急性T淋巴細(xì)胞白血病Jurkat-Lat-GFP細(xì)胞株中，SJ23B激活HIV-1基因表達(dá)比prostratin至少強(qiáng)10倍。另外，SJ23B可以誘導(dǎo)HIV-1受體CD4、CXCR4和CCR5的表達(dá)下降，并在納摩爾范圍內(nèi)阻止R5和X4病毒在人原代T細(xì)胞中的感染[34-35]。

1.1.5 續(xù)隨子烷型二萜 從E.officinarumLinn.中分離得到的續(xù)隨子烷型二萜8-methoxyingol 7,12-diacetate 3-phenylacetate是一種通過影響有絲分裂進(jìn)而激活潛伏HIV-1的天然產(chǎn)物。在向急性T淋巴細(xì)胞白血病Jurkat細(xì)胞株中轉(zhuǎn)染了由HIV-LTR啟動子驅(qū)動的含有綠色熒光蛋白（green fluorescent protein，GFP）基因的重組病毒的細(xì)胞模型Jurkat-LTR-GFP中，用8-methoxyingol 7,12-diacetate 3-phenylacetate處理后可以導(dǎo)致細(xì)胞周期阻滯，表現(xiàn)為G0/G1期的百分比增加。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)該化合物濃度相關(guān)性地激活HIV-1-LTR啟動子，表現(xiàn)出激活潛伏HIV作用[36]。

3,12-di-O-acetyl-8-O-tigloylingol是從帝錦E.lacteaHaw.中分離得到的又一個具有激活HIV潛伏作用的續(xù)隨子烷型二萜。該化合物在5 μg/mL時能夠誘導(dǎo)Jurkat-LTR-GFP的表達(dá)高達(dá)84.3%。但是這一激活作用，在使用了PKC抑制劑后其激活作用就消失了，這表明該化合物也是通過PKC途徑起到的激活作用[37-38]。

二萜類HIV-1潛伏激活劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 二萜類HIV-1潛伏激活劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.2 Chemical structures of diterpenoid HIV-1 latency reactivation agents

1.2 二倍半萜類化合物

alotaketal C、ansellone A、alotaketal D和anvilone A是從一種海綿Phorbassp.中分離得到的二倍半萜類結(jié)構(gòu)。其中alotaketal C在30 μmol/L時會誘導(dǎo)急性T淋巴細(xì)胞白血病J-Lat 9.2細(xì)胞模型中GFP的表達(dá)為（13.8±2.2）%，激活作用最強(qiáng)，是相同濃度下prostratin的2.1倍，但毒性更強(qiáng)[CC50為（11.0±7.8）μmol/L]。此外，加入PKC抑制劑后，alotaketal C的激活作用會被消減85%以上，說明這類二倍半萜的激活潛伏HIV的途徑是經(jīng)過激活PKC所實(shí)現(xiàn)的[39]。二倍半萜HIV-1潛伏激活劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖3。

1.3 三萜類化合物

HHODC是從Ocimum labiatum(N.E.Br.) A.J.Paton的新鮮葉片中分離得到的一種烏蘇烷型三萜類化合物。通過采集HIV-1感染U1潛伏期細(xì)胞模型中的HIV-1 p24抗原發(fā)現(xiàn)，HHODC質(zhì)量濃度分別為2、4、6、8 μg/mL時，誘導(dǎo)患者外周血單核細(xì)胞中HIV-1 p24的招募能增加1.3、2.7、4.8、7.3倍。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)該化合物的激活作用可能是通過上調(diào)IL-2、IL-6、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factorα，TNF-α）、血清γ干擾素（interferon-γ，INF-γ）等細(xì)胞因子的生成進(jìn)而實(shí)現(xiàn)的，但是該化合物不顯著抑制HDAC，也不激活PKC[40]。三萜類HIV-1潛伏激活劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3 二倍半萜和三萜類HIV-1潛伏激活劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.3 Chemical structures of sesterterpenoid and triterpenoid HIV-1 latency reactivation agents

2 生物堿類化合物

morphine是1806年德國化學(xué)家從罌粟Papaver somniferumL.的蒴果中分離得到的生物堿，heroin是以嗎啡堿為原料合成的化合物。二者濃度高于1 mmol/L時，在ACH-2細(xì)胞模型中均顯示出了濃度相關(guān)的HIV潛伏激活活性。但是它們的激活作用卻不是通過阿片受體起作用的，而是由于此類藥物的濃度高于1 mmol/L時造成了細(xì)胞毒性，從而引起細(xì)胞壞死的附帶效應(yīng)，如活性氧的激活和NF-κB信號通路的激活相關(guān)[41]。

de Souza Araújo等[42]從柄果林轅木Unonopsis stipitataDiels的葉中分離得到的氧海罌粟堿是一種芐基異喹啉類生物堿。研究表明，該化合物不僅在HIV感染的急性T淋巴細(xì)胞白血病J89GFP細(xì)胞株、U1和ACH-2這3種細(xì)胞模型中具有激活潛伏HIV-1的作用；同時用它處理的來自4個HIV-1患者的CD8+缺失的外周血單個核細(xì)胞時，有3個個體表現(xiàn)出了病毒的激活。而且，該化合物在激活病毒的同時不會誘導(dǎo)周身T細(xì)胞的激活。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，該化合物是磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidyl inositol 3-kinase，PI3K）的激動劑，能夠特異性地作用于p110α亞型，但是對p110β、δ或γ亞型沒有特異性，所以該化合物可能是通過PI3K/蛋白激酶B（protein kinase B，PKB/Akt）信號通路激活潛伏HIV-1的[43]。

mitomycin C是從頭狀鏈霉菌Streptomyces caespitosus的代謝物中分離得到的一種天然廣譜抗癌藥物。研究表明，在大鼠RFB HIVl-1和人SVTG HIVI-1這2種細(xì)胞系模型中，10 pg/mL mitomycin C可以使它們中的HIV LTR的乙酰轉(zhuǎn)移酶活性表達(dá)分別提高77、3.1倍。其機(jī)制可能是該化合物通過內(nèi)源性NF-κB產(chǎn)生超氧自由基介導(dǎo)產(chǎn)生HIV-1 LTR轉(zhuǎn)錄激活作用的[44]。

psammaplin A是來源于雙海綿體系Poecillastrasp.和Jaspissp.的一種HDACi。研究顯示它與prostratin聯(lián)合治療可協(xié)同增強(qiáng)HIV-1表達(dá)，而與帕比司他（一種HDACi）聯(lián)合治療時相反，說明psammaplin A是作為HDACi類的潛伏激活劑起作用的，但是psammaplin A是一種比panobinostat激活效果弱的潛伏激活劑[45-46]。

chaetocin是從毛殼菌屬Chaetomium的代謝物中分離到的一種組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑。研究顯示，在J-Lat 15.4細(xì)胞系模型中，該化合物以劑量相關(guān)的方式激活HIV-1，而且它能夠誘導(dǎo)從患者體內(nèi)分離得到的CD8+缺失的外周血單個核細(xì)胞中50%HIV-1表達(dá)，對86% HIV-1感染的靜息CD4+T細(xì)胞中的病毒具有激活作用，最適宜的潛伏激活濃度為90 nmol/L[47-48]。

生物堿類HIV-1潛伏激活劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖4。

圖4 生物堿類HIV-1潛伏激活劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.4 Chemical structures of alkaloid HIV-1 latency reactivation agents

3 酚類化合物

3.1 香豆素類化合物

研究表明有些香豆素類化合物可作為有效的非核苷逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑，另一些可作為艾滋病毒整合酶或艾滋病毒蛋白酶抑制劑。scoparone是從傳統(tǒng)中藥濱蒿Artemisia scopariaWaldst.et Kit.中分離得到的香豆素類化合物，它對HIV-1的激活與NF-κB信號通路相關(guān)。hymecromone也是香豆素類化合物。研究顯示，在C11細(xì)胞模型中，scoparone和hymecromone的劑量分別從300 μmol/L增加到600 μmol/L，可以觀察到HIV-1的表達(dá)分別從17.11%上升到30.51%和從5.96%上升到12.94%；在J-Lat A10.6細(xì)胞中分別顯示從13.29%上升到25.32%和從5.44%上升到10.38%。它們是濃度相關(guān)性地激活潛伏病毒的，且這種激活不會引起周身T細(xì)胞活化[49]。

3.2 多酚類化合物

nordihydroguaiaretic acid、curcumin和1-cinnamoyl-3,11-dihydroxymeliacarpin分別是從三齒拉雷亞灌木Larrea tridentate(Sessé & Moc.ex DC.) Coville葉、姜黃Curcuma longaL.根莖和楝Melia azedarachL.葉片中分離得到的多酚類化合物。研究顯示它們?nèi)叩墓餐攸c(diǎn)是具有免疫調(diào)節(jié)作用，其中nordihydroguaiaretic acid在U1潛伏期細(xì)胞模型中通過上調(diào)細(xì)胞中的p24抗原來增加活性氧的產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)潛伏期HIV-1的激活。curcumin能與HIV蛋白酶和整合酶相結(jié)合，在μmol/L級別就可以抑制HIV整合酶，抑制反式轉(zhuǎn)錄激活因子（trans activator of transcription，TAT）蛋白活化，抑制TAT-1蛋白的乙?；虷IV的復(fù)制，增強(qiáng)HIV-1持續(xù)感染細(xì)胞的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒活性，可以調(diào)節(jié)許多轉(zhuǎn)錄因子、細(xì)胞因子、蛋白激酶、黏附分子、氧化還原狀態(tài)和與炎癥有關(guān)的酶，在治療感染HIV患者時有雙重作用。1-cinnamoyl-3,11-dihydroxymeliacarpin通過調(diào)節(jié)細(xì)胞因子（IL-6、TNF-α）實(shí)現(xiàn)潛伏期HIV-1的激活[50-53]。

3.3 黃酮類化合物

REJ-C1G3是從虎杖Polygonum cuspidatumSieb.et根莖中分離出來的原花青素三聚體化合物。實(shí)驗(yàn)顯示，REJ-C1G3在Jurkat T A2細(xì)胞中對HIVLTR GFP的表達(dá)呈現(xiàn)時間和濃度相關(guān)性，但激活效果遠(yuǎn)不如prostratin。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)REJ-C1G3對病毒的激活是和Tat蛋白的激活相關(guān)的。在Jurkat T細(xì)胞中，REJ-C1G3能誘導(dǎo)細(xì)胞7SK小核核糖核蛋白（small nuclear ribonucleoproteins，snRNP）釋放p-TEFb，進(jìn)而激活Tat來增強(qiáng)潛伏HIV-1的轉(zhuǎn)錄活性[54]。

原花青素C1是從可可Theobroma cacaoL.中分離出的一種原花青素三聚體結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)顯示，該化合物同樣能夠在Jurkat T A2顯示出激活潛伏HIV的作用，具有濃度相關(guān)性，但激活效果遠(yuǎn)不如PMA。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，原花青素C1的激活作用是依賴于NF-κB和絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）的激活實(shí)現(xiàn)的。但是該化合物的激活作用并不會被PKC抑制劑所拮抗，說明該化合物的激活不是依賴于蛋白激酶C[55]。

酚類HIV-1潛伏激活劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖5。

圖5 酚類HIV-1潛伏激活劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.5 Chemical structures of phenolic HIV-1 latency reactivation agents

4 其他

其他類化合物主要包括肽類、大環(huán)內(nèi)酯類、固醇類、多不飽和脂肪酸類和羧酸衍生物類化合物，化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖6。

圖6 其他類HIV-1潛伏激活劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.6 Chemical structures of other HIV-1 latency reactivation agents

4.1 肽類化合物

apicidin是從鐮刀菌Fusarium pallidoroseum(Cooke) Sacc.的代謝物中分離得到的一種新型類環(huán)狀四肽，是一種寄生蟲和抗原生物活性的抗生素類物質(zhì)，屬于HDACi。在J-Lat 10.6細(xì)胞中，apicidin的濃度0.25～1 μmol/L，GFP表達(dá)的細(xì)胞百分比7.5%～24.9%，表現(xiàn)為濃度相關(guān)性，且apicidin在1 μmol/L時表現(xiàn)出最高的病毒再激活活性。此外，該化合物與prostratin聯(lián)用能夠起到協(xié)同激活潛伏HIV-1的效果。研究顯示apicidin可能是通過增加JLat 10.6細(xì)胞中HIV-1 LTR中單一核小體（nuc-1）的H3和H4的乙?；絹碚T導(dǎo)HIV-1再激活的[56-58]。

romidepsin是從紫色色桿菌Chromobacterium violaceumBergonzini代謝物中分離得到的環(huán)肽類結(jié)構(gòu)，屬于HDACi。研究表示，對6名已接受抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法治療的成年人患者iv romidepsin 5 mg/m2，1次/周。持續(xù)3周后，6名患者中HIV-1轉(zhuǎn)錄和血漿的HIV-1 RNA明顯增加（從＜20 copy/mL增加到46～103 copy/mL）。但也有研究表明，該化合物對外周血單個核細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞中HIV的感染具有顯著的抑制作用，會顯著地削弱靜息CD4+T細(xì)胞的增殖和活力，預(yù)示該化合物不太可能激活潛伏的T細(xì)胞庫[59-60]。

4.2 大環(huán)內(nèi)酯類化合物

Oura等[61]從結(jié)節(jié)鏈霉菌Streptomyces nodosusTrejo中發(fā)現(xiàn)了大環(huán)內(nèi)酯結(jié)構(gòu)amphotericin B，它是一種抗真菌藥物。研究顯示在HIV潛伏感染的單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞系THP89GFP模型中，amphotericin B能起到激活潛伏感染HIV-1的效果。amphotericin B不能直接刺激J89GFP等T細(xì)胞表現(xiàn)出激活活性，但是當(dāng)T細(xì)胞與THP89GFP細(xì)胞共培養(yǎng)時，該化合物表現(xiàn)出對這些細(xì)胞中HIV-1的反式激活誘導(dǎo)活性[62-63]。

bryostatin 1最初是從海洋生物草苔蟲Bugula neritinaL.中分離出來的大環(huán)內(nèi)酯結(jié)構(gòu)，后來發(fā)現(xiàn)細(xì)菌共生生物Candidatus Endobugula sertula也能產(chǎn)生。研究顯示，在Jurkat-LAT-GFP細(xì)胞模型中，該化合物通過激活PKC途徑，激活MAPKs和NF-κB通路，并與HDACi協(xié)同作用來激活潛伏HIV-1。同時，bryostatin 1還可以通過下調(diào)HIV-1共受體CD4和CXCR4的表達(dá)來阻止易感細(xì)胞中HIV-1的從頭感染起到雙重作用。更重要的是，該化合物可以下調(diào)外周血T細(xì)胞中CD4表達(dá)但不誘導(dǎo)T細(xì)胞增殖。該化合物的激活效果可以達(dá)到prostratin的25～1000倍，已經(jīng)批準(zhǔn)進(jìn)入治療HIV的藥物臨床研究[63-67]。

debromoaplysiatoxin和aplysiatoxin是從2種海綿Poecillastrasp.和Jaspissp.中分離得到的大環(huán)內(nèi)酯類結(jié)構(gòu)，屬于PKC激活劑。研究顯示，在J-Lat 8.4細(xì)胞模型中，aplysiatoxin在比prostratin濃度低900倍時可以達(dá)到與prostratin相似的激活效果，EC50為（0.011±0.003）μmol/L；debromoaplysiatoxin的活性比prostratin強(qiáng)19.2倍，EC50為（0.52±0.02）μmol/L，這2種化合物在HIV-1激活活性濃度范圍內(nèi)對細(xì)胞沒有實(shí)質(zhì)性的毒性作用。此外，二者與panobinostat聯(lián)用激活潛伏HIV-1時表現(xiàn)出協(xié)同作用，與prostratin聯(lián)用時表現(xiàn)為拮抗作用[45-46]。

4.3 固醇類化合物

1α,25-dihydroxyvitamin D3（vitD3）是所熟知的一類廣泛存在于魚類、動物肝臟類、果蔬、谷物等食品中的維生素。453 HIV-luc綠色熒光報(bào)告基因?qū)m頸癌HeLa細(xì)胞進(jìn)行瞬時轉(zhuǎn)染后，75 nmol/L vitD3處理后能產(chǎn)生50% GFP誘導(dǎo)，并且呈現(xiàn)劑量相關(guān)性，其作用機(jī)制依賴于維生素D受體[68]。

4.4 多不飽和脂肪酸類化合物

花生四烯酸是一種從魚油中提取的多不飽和的必需脂肪酸，廣泛存在于自然界?；ㄉ南┧崽幚砗笕嗽思?xì)胞中氯霉素?；D(zhuǎn)移酶報(bào)告基因在HIV-1 LTR的控制下被強(qiáng)烈誘導(dǎo)表達(dá)，表現(xiàn)出激活潛伏HIV作用。但是，花生四烯酸卻沒有直接激活潛伏HIV-1，原因是通過脂氧合酶和環(huán)氧合酶途徑的抑制劑抑制了花生四烯酸對HIV-1 LTR的激活，表明這一激活效果應(yīng)該是它的代謝物起到了激活作用。此外，魚油中其他n-3脂肪酸如二十碳五烯酸在對氯霉素?；D(zhuǎn)移酶報(bào)告基因激活中卻沒有表現(xiàn)出激活作用。以上數(shù)據(jù)表明，花生四烯酸激活潛伏HIV的機(jī)制可能存在其他方式[69]。

4.5 羧酸衍生物類化合物

trichostatin A是從吸水鏈霉菌Streptomyces hygroscopicus的代謝物中分離得到的一個羧酸衍生物，具有抗菌作用。1 μmol/L和300 nmol/L trichostatin A分別處理THP89GFP和J89GFP細(xì)胞系模型后，HIV-1的潛伏激活效果分別為82%、34%[70-71]。

5 結(jié)語

迄今為止已報(bào)道具有激活潛伏HIV作用的天然產(chǎn)物主要有38個，結(jié)構(gòu)類型涉及到萜類、黃酮類、生物堿類等，其分類、來源以及機(jī)制見表1。許多化合物均表現(xiàn)出了高效低毒的激活作用，其中化合物prostratin和bryostatin 1均已進(jìn)入臨床研究。這不僅預(yù)示著“shock and kill”策略的可行性，更是彰顯了天然產(chǎn)物能作為HIV潛伏激活劑來源的重要證據(jù)。天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)多樣，來源豐富，不同母核結(jié)構(gòu)的化合物作用機(jī)制不同，母核相同的也會因?yàn)槿〈煌憩F(xiàn)出不同的激活活性。有些天然產(chǎn)物，如prostratin、gnidimacrin等表現(xiàn)出了在激活潛伏病毒的同時還表現(xiàn)出抑制周圍靶細(xì)胞再感染的活性，為實(shí)現(xiàn)艾滋病的功能性治愈提供了有效方法，也為后續(xù)尋找治療艾滋病的藥物提供了科學(xué)依據(jù)?？梢?，天然產(chǎn)物應(yīng)該成為艾滋病潛伏激活劑發(fā)現(xiàn)的重要源泉，為艾滋病藥物的研發(fā)提供重要的思路和途徑。

表1 天然產(chǎn)物HIV-1潛伏激活劑的分類、來源以及機(jī)制Table 1 Classification, origin and mechanism of natural product HIV-1 latency reactivation agents

續(xù)表1

當(dāng)然，不可否認(rèn)的是研究中仍然面臨著巨大的問題與挑戰(zhàn)。時至今日報(bào)道的諸多天然產(chǎn)物來源的HIV-1潛伏激活劑仍無法做到完全激活患者體內(nèi)的病毒儲庫。而且這些激活作用的發(fā)現(xiàn)主要停留在細(xì)胞層面，動物層面的研究難度相對較大，有關(guān)報(bào)道也較少，需要更多的動物模型和臨床科學(xué)數(shù)據(jù)。此外，天然產(chǎn)物激活潛伏HIV的作用機(jī)制研究不夠深入，盡管已報(bào)道了眾多天然產(chǎn)物HIV潛伏激活劑，但是從表1中可以發(fā)現(xiàn)，其作用機(jī)制主要圍繞PKC激活等經(jīng)典途徑。眾所周知，PKCs是一類重要的激酶，有16種亞型，分為經(jīng)典型、新型和非經(jīng)典型。研究表明不同的PKC亞型在細(xì)胞中存在不同功能，甚至同一PKC亞型在不同生物種屬中可以表現(xiàn)出不同甚至相反的作用[72]。這或許就是作為PKC激活劑的prostratin和bryostatin 1，雖然已進(jìn)入臨床研究多年，但目前仍無任何報(bào)道的原因。

即便如此，我們?nèi)匀幌嘈旁诎滩∷幬锏难邪l(fā)上，尤其是在HIV潛伏激活劑的發(fā)現(xiàn)上，天然產(chǎn)物具有獨(dú)特的優(yōu)勢和成功的可能。其一，天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)多樣，來源豐富，這些豐富的結(jié)構(gòu)在治療艾滋病藥物的發(fā)現(xiàn)上具有天然的優(yōu)勢；其二，多樣的天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)帶來多樣的藥效作用，這些藥效作用往往會起到多樣的作用機(jī)制和特殊的作用靶點(diǎn)。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突