人腺病毒感染的藥物治療新進展

周 耀，魏博濤，沈 陽

(天津市兒童醫(yī)院(天津大學兒童醫(yī)院) 感染科，天津 300074)

人腺病毒(human adenoviruses, HAdV)是一種無包膜的雙鏈DNA病毒，各年齡段人群普遍易感，主要是通過飛沫、糞口途徑及接觸污染物傳播，特別是在人群密集或封閉區(qū)域傳播迅速，如幼托機構(gòu)、學校、醫(yī)院及軍事訓練基地。腺病毒自20世紀50年代從人腺樣體發(fā)現(xiàn)至今，已鑒定出100多種血清型，分為7個亞群(A-G)，其中60余種與人類疾病密切相關(guān)[1]。不同基因型腺病毒侵犯不同的部位組織，導致不同的臨床癥狀，急性感染可引起流行性角膜結(jié)膜炎、肺炎、胃腸炎及出血性膀胱炎等，在動物實驗中，某些腺病毒甚至可誘發(fā)腫瘤形成[2]。HAdV在兒童、老年人和免疫系統(tǒng)受損的人群中具有較高的發(fā)病率及并發(fā)癥發(fā)生率，尤其是造血干細胞和實體器官移植接受者、先天性免疫缺陷者或人類免疫缺陷病毒感染者，他們因感染HAdV而引起死亡的風險大大增加[3]。為了減少重癥腺病毒感染及嚴重并發(fā)癥的發(fā)生，適當?shù)乃幬镏委熡绕渲匾?/p>

1 當前常用治療藥物

目前尚無針對腺病毒感染的特效藥物，重癥腺病毒感染主要使用廣譜抗病毒藥物，如西多福韋、更昔洛韋、利巴韋林。西多福韋是一種抑制病毒脫氧核糖核酸合成的胞嘧啶類似物，最初是針對巨細胞病毒感染的抗病毒藥物，但是大量的體外試驗和動物模型表明西多福韋同樣具有抗HAdV作用[4]。西多福韋通過病毒編碼的E2B聚合酶，結(jié)合到腺病毒DNA鏈中，形成了一種不可逆的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，阻止病毒DNA合成，Ganapathi等[5]也證明了西多福韋抗HAdV的臨床應用價值。但西多福韋由于生物利用度低及存在腎毒性而受到一些限制，尤其是兒童及免疫功能低下的人群。更昔洛韋作為脫氧鳥苷的合成類似物，最初用于治療皰疹病毒感染，竇唱等[6]認為更昔洛韋對多種血清型腺病毒的復制具有明顯抑制作用，對腺病毒肺炎治療的臨床療效顯著，但存在骨髓抑制等不良反應，而且更昔洛韋需要通過病毒胸苷激酶激活才能最有效，而HAdV并不編碼這種激酶[7]，故仍需大量隨機對照研究探索其臨床應用價值。利巴韋林為核苷、次黃嘌呤核苷類似物，主要適應癥為呼吸道合胞病毒及皮膚皰疹病毒感染，有研究表明其可作為腺病毒治療的一種方式[8]，但因存在胎兒致畸及溶血性貧血的風險，需更進一步的研究證實其有效性。

2 抗腺病毒藥物的新療法

2.1核苷/核苷酸類似物 由于西多福韋在臨床上常被用作抗HAdV感染，因此許多研究者對該藥物的各種衍生物和其他核苷/核苷酸類似物的抗HAdV活性進行了評估。在體內(nèi)和體外實驗中，比起親代藥物，這些衍生化合物在抑制HAdV方面療效相當或更有效[9]。在Naesens等[10]的研究中，西多福韋的無環(huán)核苷膦酸酯類似物在減少被感染細胞內(nèi)的HAdV-2 DNA復制和感染性顆粒的產(chǎn)生方面非常有效。在抗HAdV試驗的其他核苷/核苷酸類似物中，2’, 3’-雙脫氧胞苷，也稱為扎西他濱，是美國食品和藥物管理局批準的治療艾滋病毒感染的藥物，幾項體外研究表明，在臨床可達到的濃度范圍內(nèi)其表現(xiàn)出相當大的抗HAdV活性。另一種抗艾滋病病毒藥物，司他夫定(一種胸腺嘧啶核苷類似物)也被發(fā)現(xiàn)對HAdV病毒有效。此外，吉西他濱，作為一種胞苷類似物和化療藥，可抑制HAdV-4，HAdV-5和HAdV-7基因的表達和復制。阿糖胞苷為嘧啶類抗代謝藥物，主要用于兒童及成人急性白血病的治療，Saha等[11]研究發(fā)現(xiàn)，阿糖胞苷以劑量依賴的方式特異性識別及降低HAdV晚期基因的表達。這些核苷/核苷酸類似物通過各種方式被證明是有抗HAdV作用的，但是在進行臨床試驗之前，需要在動物模型中徹底評估它們的有效性和安全性。

2.2表觀遺傳調(diào)節(jié)蛋白抑制劑 腺病毒顆粒為正二十面體對稱結(jié)構(gòu)，由外部的衣殼及其包裹的DNA復合物組成。腺病毒DNA復合物由基因組DNA和核心蛋白構(gòu)成。腺病毒感染細胞后，DNA復合物進入細胞核，與組蛋白結(jié)合，形成類似宿主DNA的重復核小體結(jié)構(gòu)，為病毒早期基因表達提供模版。有研究者報道了組蛋白H3乙?；嬖谟诟呋钚缘腍AdV-5啟動子上，以及組蛋白H4乙?；谠S多早期啟動子和晚期啟動子中存在[12]。雖然發(fā)現(xiàn)乙?；礁鶕?jù)基因組區(qū)域和感染時間而有差異，但乙?；ǔＳ糜谏蒚ATA結(jié)合蛋白及RNA聚合酶并激活早期啟動子的轉(zhuǎn)錄?？偟膩碚f，HAdV基因組可能有一個復雜的組蛋白乙?；臅r間或區(qū)域需求，以實現(xiàn)有效的啟動子功能。一些觀察還表明，參與將HAdV基因組轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)錄活性核蛋白結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)病毒基因表達的細胞表觀遺傳修飾因子可能是治療干預的有效靶點，組蛋白去乙?；傅囊种谱柚沽瞬《玖呀庑詮椭坪蜐摲栽偌せ頪13]。作為組蛋白去乙?；敢种苿?，丙戊酸通過抑制組蛋白去乙?；富钚?，阻止了HAdV-5在細胞培養(yǎng)物中的復制和擴散；伏立諾他對腺病毒生命周期的多個階段產(chǎn)生負調(diào)控，包括早期及晚期基因轉(zhuǎn)錄、病毒DNA復制和子代病毒體的產(chǎn)生，尤其是對毒性更強、臨床相關(guān)的HAdV-4和HAdV-7有一定療效[14]。除了組蛋白去乙酰化酶抑制劑，一些甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑也顯示出對HAdV的療效。Arbuckle等[15]報道了甲基轉(zhuǎn)移酶EZH2、EZH1和組蛋白H3K9去甲基化酶LSD1的抑制劑成功地減弱了HAdV基因表達。研究發(fā)現(xiàn)，角毛藻毒素和來他替尼是病毒基因表達和DNA復制的有效抑制劑，可導致細胞培養(yǎng)中病毒數(shù)量減少約100倍[16]。無論組蛋白去乙?；敢种苿┻€是甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑，它們都是以細胞表觀遺傳調(diào)節(jié)蛋白為靶點，抑制腺病毒基因組表達，進而減少病毒復制。

2.3類固醇藥 類固醇藥的抗HAdV活性已由許多研究小組報道，強心甾類固醇通過改變參與細胞RNA剪接的SR蛋白定位，進而影響HAdV-5早期RNA加工，感染早期E1A RNA剪接水平發(fā)生改變，在病毒復制的后期部分阻斷了12S和13S向9S RNA的轉(zhuǎn)變，導致病毒復制和產(chǎn)量在納摩爾濃度下急劇下降[17]。在近年的研究中，用地高辛、洋地黃毒苷和毛花甙C治療腺病毒感染細胞均獲得了非常相似的結(jié)果，這些強心甾類固醇藥降低了HAdV-4和HAdV-7的晚期基因表達，并抑制了HAdV-31、HAdV-35和一種D群臨床分離株的復制，表明其對多種HAdV病毒具有廣譜抗性，其對基因表達、蛋白質(zhì)翻譯和病毒釋放的影響被認為是抑制機制，這可能有助于這些藥物對抗HAdV的功效[18]。除了強心甾類固醇外，皮質(zhì)類固醇，如地塞米松、氟尼縮松、氟米松、二氟米松和氟氫縮松，可通過細胞信號通路的改變，降低HAdV基因早期和晚期的表達，達到治療目的[11]。有學者研究發(fā)現(xiàn)，米非司酮作為一種人工合成類固醇藥物，在細胞和小鼠中以低微摩爾濃度劑量顯示出顯著的體外抗HAdV活性，而且細胞毒性很小，這種藥物通過影響微管運輸，干擾病毒進入細胞核，從而抑制HAdV感染[19]。

2.4其他具有抗HAdV活性的藥物 除了各種HAdV核酸合成抑制劑之外，也有對腺病毒蛋白酶(AVP)抑制劑的相關(guān)研究，AVP是HAdV病毒組裝的重要組成部分，由晚期盒式L3編碼，它將多種病毒蛋白切割成最終的功能形式，包括蛋白Ⅲa、Ⅵ和Ⅷ、核心蛋白Ⅶ、Ⅹ和pTP，對于完成病毒復制周期至關(guān)重要。有研究表明哌嗪衍生物抑制AVP，在低微摩爾濃度下降低病毒轉(zhuǎn)錄水平和DNA復制，細胞毒性小[20]。奈非那韋是一種專門針對逆轉(zhuǎn)錄病毒蛋白酶的抗HIV藥。奈非那韋對HAdV感染影響的體外研究表明，病毒子代減少了幾個數(shù)量級。雖然奈非那韋對基因組復制、早期基因表達或第一輪感染影響不大，但它減少了隨后幾輪感染。奈非那韋可能破壞AVP的翻譯后修飾，阻礙其破膜誘導細胞裂解的能力[21]。

在其他具有抗HAdV病毒活性的小分子類別藥物中，他扎羅汀是視黃酸受體β的選擇性激動劑，有學者將其作為HAdV復制抑制劑進行了研究，對感染的人肺上皮細胞(A549細胞)進行轉(zhuǎn)錄分析，發(fā)現(xiàn)病毒誘導視黃酸受體β的mRNA下調(diào)，達到體外抑制HAdV復制的目的[22]。伊維菌素最初作為一種抗寄生蟲藥，近年研究發(fā)現(xiàn)，其具有抗病毒活性，在HAdV感染期間，能破壞E1A蛋白與導入素-α的結(jié)合，阻止腺病毒E1A蛋白導入宿主細胞核，抑制HAdV-5和HAdV-3基因轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)表達、基因組復制和子代病毒產(chǎn)生[23]。

2.5生物抗病毒藥物 靜注人免疫球蛋白屬于血液生物制品，有廣泛的抗菌、抗病毒及免疫調(diào)節(jié)作用，常被用于重癥腺病毒肺炎的治療。研究證實，人免疫球蛋白的應用能減輕重癥腺病毒肺炎患者的臨床癥狀、縮短住院時間、減少不良反應的發(fā)生率和病死率[24]。病毒特異性CD4、CD8T淋巴細胞的降低是腺病毒感染的一個因素，增加患者腺病毒特異性T細胞可以作為治療腺病毒感染的手段。一項關(guān)于供體臍帶血中多病毒特異性T細胞的安全性和可行性的臨床試驗表明，在造血干細胞移植受者和其他免疫功能低下的人群中，T細胞輸注治療嚴重HAdV感染是安全、有效的，并提供了對抗HAdV和其他病毒的長期保護[25]。

3 抗腺病毒新藥的篩選

過去數(shù)年來，抗HAdV藥物領(lǐng)域研究成果呈指數(shù)增長。然而，在臨床上提供確切、公認有效的治療之前，仍然有可以挖掘補充的空間。用于臨床前測試的藥物篩選平臺和模型生物系統(tǒng)是推進抗HAdV藥物研究的關(guān)鍵工具。

尋找合適的動物模型進行體內(nèi)實驗，是研究HAdV復制和病生理并進行藥物篩選的方法，但動物模型的制作比較困難，因為HAdV復制在很大程度上僅限于人類細胞。Clement等[26]在2011年制作了新西蘭白兔感染HAdV的角膜結(jié)膜炎模型，發(fā)現(xiàn)了地塞米松聚維酮碘滴眼液能減輕兔眼HAdV感染的臨床癥狀，為治療流行性HAdV角膜結(jié)膜炎提供有價值的補充。敘利亞倉鼠模型是研究HAdV發(fā)病機制和抗病毒治療的一個經(jīng)典模型，倉鼠被環(huán)磷酰胺誘導免疫抑制狀態(tài)，用來模擬感染HAdV在免疫功能低下人群中的發(fā)病機制[27]，該模型已用于許多不同的抗HAdV藥物，甚至抗HAdV microRNA的臨床前測試[28]。

除了單獨測試具有可疑活性的候選抗病毒藥物進行動物實驗研究外，小分子的高通量篩選也是一種廣泛使用的、具有成本效益的藥物發(fā)現(xiàn)方法，它促使新療法的發(fā)現(xiàn)或現(xiàn)有批準藥物的再利用，以對抗多種病毒感染。Hartline等[29]開發(fā)了一種基于細胞病變效應和細胞毒性的檢測篩選平臺，這種方法通過分析藥物誘導的細胞毒性和病毒誘導的細胞色素上皮細胞的差異，從而量化給定藥物的抗病毒活性，允許針對包括HAdV在內(nèi)的各種DNA病毒的抗病毒藥物的廣譜篩選，體現(xiàn)了選擇具有低細胞毒性的所需濃度的抗病毒藥物的優(yōu)勢。

4 結(jié)語

目前對于HAdV感染尚無統(tǒng)一的特異性抗病毒治療藥物，輕癥感染大多可逐漸自限，重癥感染尤其在特定的高危人群中，會導致嚴重的臨床并發(fā)癥甚至危及生命，因此我們需要更有效和更安全的抗病毒藥物來治療HAdV感染。近年來，各種新型藥物在早期臨床前研究或臨床試驗中顯示出較好的應用前景，借助先進的藥物篩選方法，能科學的識別新的抗HAdV藥物和新的治療靶點，將對改善HAdV相關(guān)疾病有顯著益處，有助于防止病毒在普通人群和高危人群中傳播。