針對人類免疫缺陷病毒結(jié)構(gòu)蛋白Gag-Pol 的抑制劑及其作用機制研究進展

［摘要］ Gag-Pol 蛋白是人類免疫缺陷病毒（HIV） 重要結(jié)構(gòu)蛋白之一，其組成成分包含了HIV 的基本骨架蛋白和生命周期中所需要的功能酶，目前以Gag-Pol 上不同的功能區(qū)為靶點開發(fā)的抑制劑包括衣殼（CA） 抑制劑、蛋白酶抑制劑、逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑和整合酶抑制劑等。CA 抑制劑通過抑制CA的成熟或者破壞CA 的組裝進而影響HIV 復(fù)制。蛋白酶抑制劑主要的作用機制是抑制蛋白酶對切割位點CA-間隔多肽1 （SP1） 的切割，逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑通過模仿逆轉(zhuǎn)錄底物，阻斷HIV 的逆轉(zhuǎn)錄過程，整合酶抑制劑通過靶向整合酶活性中心—鋅指結(jié)構(gòu)影響整合酶活性。本文總結(jié)了針對HIV Gag-Pol 蛋白的抑制劑及其作用機制，并對已批準(zhǔn)上市成藥的用法用量進行綜述，為今后臨床聯(lián)合用藥和針對HIV Gag-pol 蛋白的新型抑制劑開發(fā)提供參考。

［關(guān)鍵詞］ 人類免疫缺陷型病毒； Gag-Pol 蛋白； 蛋白酶抑制劑； 逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑； 整合酶抑制劑；成熟抑制劑

［中圖分類號］ R512. 91 ［文獻標(biāo)志碼］ A

人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiencyvirus，HIV） 是一種能造成人類免疫缺陷的具有逆轉(zhuǎn)錄酶的單股正鏈RNA 病毒，可導(dǎo)致獲得性免疫缺陷綜合征（acquired immunodeficiency syndrome，AIDS）。截至2022 年底，全球大約有3 900 萬HIV感染者， 其中 2/3 分布于非洲區(qū)域， 共造成約4 010 萬人死亡， 2022 年約63 萬人死于AIDS， 新增130 萬AIDS 病例。世界衛(wèi)生組織（World HealthOrganization，WHO） 預(yù)測未來10 年將有770 萬人死于AIDS，對公眾健康產(chǎn)生重大威脅。

HIV 病毒基因組由5'-長末端重復(fù)序列（longterminal repeated， LTR）、Gag、Pol、Vif、Vpu、Vpr、Tat、Rev、Env 和Nef 蛋白編碼區(qū)及3'-LTR構(gòu)成。Gag、Pol 和Env 是HIV 的3 個主要結(jié)構(gòu)蛋白，其中編碼Gag 蛋白和Pol 蛋白的開放閱讀框有重疊。Gag 蛋白擁有自己的起始密碼子和終止密碼子，Pol 蛋白可以翻譯Gag 蛋白的mRNA，在此基礎(chǔ)上通過程序性-1 位核糖體移碼（programmed-1ribosomal frameshifting，-1PRF） 的方式進行翻譯，合成Gag-Pol 前體蛋白。

Gag 蛋白是HIV 蛋白組成中比較重要的一個結(jié)構(gòu)蛋白，可以介導(dǎo)病毒的出芽，通過與細(xì)胞運輸?shù)鞍紫嗷プ饔茫?劫持內(nèi)吞體分選轉(zhuǎn)運復(fù)合體（endosomal sorting complex required for transport，ESCRT） 所需的內(nèi)吞體分選復(fù)合物， 并將其破壞為從細(xì)胞內(nèi)向外出芽的機器， 從而完成出芽的過程。HIV-1 的Gag 蛋白從結(jié)構(gòu)上主要分為4 個結(jié)構(gòu)域：在N 端的基質(zhì)（matrix，MA）、衣殼（caspid，CA）、核衣殼（nucleocaspid，NC） 和C 端的P6 蛋白［1］。 其中， CA 和 NC 之間有間隔多肽（spacerpepitide 1，Sp1），C 端的NC 與P6 蛋白之間有間隔多肽2 （spacer peptide 2，SP2）。

Pol 蛋白產(chǎn)生3 種功能酶， 分別是蛋白酶、逆轉(zhuǎn)錄酶和整合酶，在宿主體內(nèi)各自發(fā)揮著不同的功能。蛋白酶切割產(chǎn)生成熟病毒，逆轉(zhuǎn)錄酶協(xié)助病毒逆轉(zhuǎn)錄過程，整合酶整合病毒基因至宿主基因組中。與編碼Env、Rev 和Tat 等基因比較，編碼Gag-Pol蛋白的基因高度保守，因此靶向HIV Gag-Pol 蛋白的抑制劑一直是人類攻克AIDS 的主要方法之一［2］?，F(xiàn)總結(jié)針對HIV 結(jié)構(gòu)蛋白Gag-Pol 的抑制劑，并對整體結(jié)構(gòu)蛋白Gag-Pol 移碼抑制劑和目前已開發(fā)的HIV Gag-Pol 抑制劑及其作用機制進行綜述。

1 Gag 蛋白抑制劑

1. 1 CA 抑制劑

CA 蛋白由 230 個氨基酸構(gòu)成，其主要包括了C 末端結(jié)構(gòu)域（C-terminal domain，CTD） 和N 末端結(jié)構(gòu)域（N-terminal domain，NTD）。Gag 釋放CA 蛋白后，CA 蛋白會重新組裝成成熟的錐形CA，包裹病毒基因組和相關(guān)酶。CA的亞基空間結(jié)構(gòu)由六聚體和12 個五聚體組成， 共同形成CA。CA 與很多宿主因子進行結(jié)合， 如三重基序結(jié)構(gòu)蛋白5α （tripartite motif protein 5α，TRIM5α）、剪切及多聚腺苷酸化特異性因子6（cleavage and polyadenylation specific factor 6，CPSF6）、 核孔蛋白 153 （nuclear pore complexprotein 153， NUP153）、 核 孔 蛋 白 358 （nuclearpore complex protein 358， NUP358）、抗黏液病毒蛋白B （myxovirus resistance protein B， MxB） 和親環(huán)素A （cyclophilin A，CypA） 等，進而進行逆轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運、脫殼、入核和先天免疫逃避等復(fù)制相關(guān)事件［1］。任何可以干擾CA-CA 相互作用的抑制劑均會對病毒成熟產(chǎn)生較強抑制作用［2］。針對CA 的抑制劑通常以抑制CA 的成熟來影響HIV復(fù)制， 貝韋立馬可結(jié)合在CA 形成的六螺旋束內(nèi)，位于 CA-SP1 上，干擾 HIV-1 蛋白酶對 CA 和SP1之間靶序列的切割， 抑制HIV 的成熟［3］。與此類似的抑制劑還有EP-39 和PF-46396 等。除了阻斷CA-SP1 加工之外，也可以通過破壞單個 CA 單體的CA 組裝影響HIV 的成熟。腺苷酸環(huán)化酶關(guān)聯(lián)蛋白1 （adenylyl cyclase associated protein-1，CAP-1）是一種CA 的突變體，可以消除成熟CA 組裝所需的CA-CA 相互作用， 通過影響抑制成熟CA 的組裝來降低病毒的感染性［4］，與此類似的抑制劑還有PF74、GS-CA1、勒那卡韋（GS-6207）、苯并咪唑類藥物（benzimidazoles， BMs） 和苯二氮?類藥物（benzodiazepines， BDZs） 等。其他抑制CA蛋白的方式則通過影響其與宿主限制因子的結(jié)合，抑制病毒逆轉(zhuǎn)錄和免疫逃避等過程。在感染HIV的細(xì)胞中， CA 與細(xì)胞中CypA 相互作用， 提高HIV-1 在人類細(xì)胞中的感染性， 而環(huán)孢素A（cyclosporin A，CsA） 則會競爭性地與 CA 結(jié)合，進而降低HIV-1 在人類細(xì)胞中的感染性［5］。很多細(xì)胞抗病毒因子也依靠CA 蛋白來抵抗HIV-1， 如MX 動力蛋白樣GTPase2 （MX dynamin-likeGTPase 2， MX2）， 病毒 Gag 蛋白 CA 區(qū)域決定了 對 MX2 的 易 感 性， 新 生 病 毒 互 補 DNA（complementary DNA，cDNA） 的核積累和染色體整合均受到抑制［6］。

1. 2 NC抑制劑

NC蛋白由56個氨基酸構(gòu)成，雖然在Gag 蛋白中只占據(jù)了很小的一部分， 但其在HIV 生命周期的許多階段均起著至關(guān)重要的作用，包括基因組RNA 的特異性識別、未成熟病毒的結(jié)構(gòu)組裝和逆轉(zhuǎn)錄過程。HIV-1 病毒粒子中的核蛋白復(fù)合物由病毒NC 蛋白、逆轉(zhuǎn)錄酶和整合酶結(jié)合的2 條正鏈基因組RNA 組成。NC 含有保守的CCHC基序，又稱鋅指結(jié)構(gòu)，其兩側(cè)含有基本殘基，是病毒組裝過程中RNA 二聚化和病毒逆轉(zhuǎn)錄酶復(fù)制基因組RNA 所必需的［7］。因此NC 蛋白的抑制劑對HIV 復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄具有抑制作用。NC 蛋白抑制劑的作用機制主要有2 種：①通過靶向NC 的鋅指結(jié)構(gòu)域，鋅指結(jié)構(gòu)域是急性感染和病毒粒子組裝所必需的。抑制劑偶氮二甲酰胺（azodicarbonamide，ADA） 可以通過與鋅指結(jié)構(gòu)域中親核半胱氨酸殘基的巰基共價反應(yīng)， 導(dǎo)致配位鋅離子的釋放，破壞 NC 與核酸的相互作用［8］， 與此類似的NC 抑制劑還有巰基苯甲酰胺（MDH-1-38） 及其前藥（NS1040）、 SAMT-247、 3-亞硝基苯胺氨（3-nitrosobenzamide， NOBA）、 苯 甲 酰 胺（dithiobenzamides， DIBA）、 ADA 和 PD-161374等。該類抑制劑與其他抗HIV 藥物有很好的協(xié)同性，但其大多具有強細(xì)胞毒性，且穩(wěn)定性較差［9］。②與鋅指結(jié)構(gòu)域結(jié)合，但并不會破壞鋅指結(jié)構(gòu)，進而抑制NC 蛋白發(fā)揮作用，如galgalin 衍生物。

1. 3 P6 蛋白抑制劑

P6 蛋 白 位 于 Gag 蛋 白 的C 端，由56 個氨基酸構(gòu)成，含有2 個晚期基序—晚期基序Ⅰ （PTAP） 和晚期基序Ⅱ （lyypx）， 可招募宿主蛋白腫瘤易感性101 蛋白（tumor susceptibilitygene 101 protein， TSG-101） 和ALG2 相互作用蛋白X （ALG-2-interacting protein X， ALIX）， 其中TSG101 是細(xì)胞ESCRT-Ⅰ 復(fù)合體的亞基， ALIX是ESCRT-Ⅲ 的副蛋白。上述2 種蛋白質(zhì)分別將PTAP 和lyypx 與ESCRT-Ⅰ 和ESCRT-Ⅲ 復(fù)合物物理連接起來， 是病毒萌芽等膜裂變步驟所必需的。HIV 病毒粒子在質(zhì)膜上組裝，通過與運輸所需ESCRTs 相 互 作 用，從 被 感 染 的 細(xì) 胞 中 出 芽。P6 蛋白可以通過阻止蛋白酶的早期成熟來確保病毒的產(chǎn)生，而P6 蛋白的缺失明顯降低了病毒的傳染性［10］。P6 蛋白的正確剪切對于推動蛋白酶的暫時性和階段性激活至關(guān)重要。綜上所述， P6 蛋白在HIV 成熟釋放的過程起著至關(guān)重要的作用， 因此靶向P6 蛋白的抑制劑是一個攻克HIV 病毒的方向。由于TSG101 對P6 蛋白發(fā)揮重要的作用， 因此破壞二者之間的相互作用會導(dǎo)致P6 蛋白無法發(fā)揮功能， 進而影響 HIV 的復(fù)制過程。 過表達TSG101 的N 端區(qū)域TSG-5'能夠影響TSG101 與依賴P6 蛋白的Gag 蛋白結(jié)合，抑制病毒出芽［11］。

1. 4 基 質(zhì) 結(jié) 構(gòu) 域（matrix domain，MA）抑 制 劑

MA 蛋白由128 個氨基酸構(gòu)成，Gag 通過該蛋白被募集到質(zhì)膜上進行病毒組裝。在感染后期，MA 會將病毒gp120/gp41 包膜蛋白復(fù)合物招募到病毒粒子中，通過招募病毒和宿主因子將gag 蛋白運送至質(zhì)膜完成出芽。MA 在成熟過程中會呈現(xiàn)六聚體晶格結(jié)構(gòu)，在晶格的六倍對稱位置上有孔，為HIV-1Env 的C 端尾部提供結(jié)合位點，并促進Env 融入病毒粒子［12］?？傊?，MA 蛋白對產(chǎn)生成熟的病毒體至關(guān)重要。由于MA 蛋白主要通過輔助Env 蛋白發(fā)生作用，因此很少有針對于MA 蛋白的抑制劑［12］。

部分針對HIV 的Gag-Pol 蛋白抑制劑也是通過靶向Gag 蛋白來抑制HIV 的復(fù)制， 但其具體的抑制機制尚不明確。 TRAB 結(jié)構(gòu)域包含蛋白 2A（TRAB domain-containing protein 2A，TRABD2A）通過降解質(zhì)膜上的病毒粒子結(jié)構(gòu)前體多聚蛋白Gag影響HIV 的產(chǎn)生，但其具體作用位點尚不清楚［13］。干擾素誘導(dǎo)跨膜蛋白（interferon-inducibletransmembrane， IFITM） 家族蛋白不僅可以抑制病毒進入，還可以降低病毒顆粒的感染性，抑制病毒蛋白的合成。上述功能均與Gag、Pol 和Env 蛋白有密切關(guān)聯(lián)，但其抑制作用會被Nef 病毒輔助蛋白減弱［14］。淋巴細(xì)胞趨化因子也會與Gag 蛋白發(fā)生相互作用， 在HIV 感染的早期階段通過阻斷病毒附著防止其進入宿主細(xì)胞［15］。

2 Pol 抑制劑

2. 1 蛋白酶抑制劑

蛋白酶作為 Gag-Pol蛋白前體多聚蛋白的一部分產(chǎn)生， 是一種含有99 個氨基酸的天冬氨酸蛋白酶。HIV 蛋白酶具有廣泛的底物特異性， 可以切割某些宿主細(xì)胞蛋白［16］。通常大多數(shù)天冬氨酸家族酶成員在單獨存在的情況下就可以產(chǎn)生催化活性，但與此不同的是，HIV 的蛋白酶必須在二聚化后才能具有活性，成熟病毒蛋白酶單體的N 端和C 端交錯區(qū)對二聚體的穩(wěn)定性至關(guān)重要。HIV 蛋白酶將 HIV 的 Gag 蛋白切割為成熟的6 部分，切割方式如下：首先是SP1 和NC 片段之間的剪切，其次是MA 和CA 片段之間的裂解及SP2和P6 片段之間的剪切，最后是CA 和SP1 片段之間的裂解以及NC 和SP2 片段之間的剪切。因此，靶向蛋白酶的抑制劑在抑制HIV 成熟的相關(guān)研究中具有較好的應(yīng)用前景，該類型的抑制劑也是雞尾酒療法的主要組成部分。目前針對蛋白酶的抑制機制主要是使其失去催化活性，模仿蛋白酶底物的類似物和干擾蛋白酶的二聚化，使蛋白酶無法發(fā)揮催化活性。目前，使用蛋白酶抑制劑是治療AIDS 最有效的方法。該類化合物通過模擬HIV 蛋白酶的天然底物Gag 和Gag-Pol， 抑制蛋白酶的水解活性，在體內(nèi)和體外對HIV 復(fù)制均有強大的抑制作用，目前大部分蛋白酶抑制劑是擬肽抑制劑，其含有的羥基乙烯核也可以阻止HIV-1 蛋白酶對蛋白酶抑制劑的裂解。在大多數(shù)接受治療的患者中，包括蛋白酶抑制劑在內(nèi)的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物組合可完全抑制HIV 在其體內(nèi)的復(fù)制，恢復(fù)免疫功能，降低AIDS患者的死亡率。常見的蛋白酶抑制劑包括沙奎那韋、茚地那韋、利托那韋、奈非那韋、安普納韋、洛匹那韋、福沙那韋、阿扎那韋、替拉那韋、達蘆那韋和貝卡那韋等， 與此類似的非成熟藥物還有GS-8374、SC-52151 和KNI-272 等。但擬肽化合物生物利用度和穩(wěn)定性有限，具有高成本、不良反應(yīng)多和導(dǎo)致病毒耐藥性等缺點。沙奎那韋是第一個被使用的HIV 蛋白酶抑制劑，早在1995 年被美國食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA） 批準(zhǔn)使用。但蛋白酶抑制劑與許多逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑一樣， 均難以完全抑制HIV 的復(fù)制。因此長期使用蛋白酶抑制劑后，HIV 可能會出現(xiàn)耐藥性。蛋白酶不斷進化導(dǎo)致HIV 蛋白酶對各種抑制劑的耐藥性也在不斷增加，其原因是蛋白酶耐藥性突變可能會出現(xiàn)在其本身，如催化位點整體增大，會導(dǎo)致對蛋白酶抑制劑的敏感性降低；也有可能發(fā)生在對 Gag 蛋白的剪切位點上［17］。 越來越多的蛋白酶抑制劑被應(yīng)用于臨床，但并非所有的蛋白酶抑制劑均有很好的治療前景。利托那韋對HIV 的蛋白酶有很強的抑制效果，同時也會產(chǎn)生嚴(yán)重的不良反應(yīng)，因此很多國家已不再用其治療HIV 感染［18］。已投入使用的蛋白酶抑制劑還容易出現(xiàn)生物利用率低的問題，需要每日多次給藥才能發(fā)揮作用，給患者帶來很大的負(fù)擔(dān)。因此二代蛋白酶抑制劑采用了多種類蛋白酶抑制劑或與某些非核苷酸抑制劑共同使用的方案。

2. 2 逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑

逆轉(zhuǎn)錄酶是一種多功能異二聚體酶， 由一個有560 個氨基酸殘基的亞基（p66） 和一個有440 個氨基酸殘基的亞基（p51）組成。逆轉(zhuǎn)錄酶會受到內(nèi)部剪切事件的影響，導(dǎo)致病毒粒子中形成2 個亞基： p66 亞基和缺乏RNaseH 結(jié)構(gòu)域的p51 亞基，其中p66 亞基具有聚合酶和核酸酶的活性，p51 亞基則處于不活躍狀態(tài)，僅具有支架作用。核糖核酸酶H （ribonuclease H，RNase H） 的N 端氨基酸決定了蛋白質(zhì)的半衰期，并在逆轉(zhuǎn)錄酶的二聚化中起重要的作用［19］。由于HIV 以RNA 形式存儲基因信息，但宿主是以DNA形式存儲， 因此為了將自己的基因整合至宿主DNA 上，需要以逆轉(zhuǎn)錄方式將單鏈RNA 轉(zhuǎn)變成雙鏈DNA， HIV 的逆轉(zhuǎn)錄過程如下： tRNALys3 的RNA 充當(dāng)了逆轉(zhuǎn)錄引物，tRNALys3 和病毒基因組RNA （viral RNA， vRNA） 堿基互補配對， 從tRNALys3 的3' 端開始向vRNA 的5' 端方向合成一段DNA， 當(dāng)單鏈DNA 合成時， 互補的單鏈RNA（病毒基因組） 會被逆轉(zhuǎn)錄酶的RNase H 功能降解，進而完成病毒基因組的雙鏈DNA 副本的合成和添加長末端重復(fù)序列， 由HIV 整合酶將病毒基因組整合到宿主基因組中。目前針對HIV 逆轉(zhuǎn)錄酶的藥物可分為3 類：①核苷逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑（nucleosidereverse transcriptase inhibitors，NRTIs），在激活為三磷酸形式后，可以與逆轉(zhuǎn)錄酶底物競爭，阻止逆轉(zhuǎn)錄酶的延伸反應(yīng)，導(dǎo)致病毒DNA 無法合成。常見的NRTIs 包括泰諾福韋、去羥肌苷、扎西他濱、拉米夫定、恩曲他濱、阿巴卡韋、齊多夫定和司他夫定。齊多夫定目前仍然是世界上雞尾酒療法的主要構(gòu)成成分， 可以抑制病毒DNA 鏈延長， 阻止HIV 病毒的逆轉(zhuǎn)錄過程。但某些NRTIs 有著比較嚴(yán)重的不良反應(yīng)，如泰諾福韋對腎小球和腎小管具有毒性，并可降低骨密度，還會導(dǎo)致血清肌酐水平升高和腹瀉等。 ②核苷競爭性逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑（nucleotide-competing reverse transcriptase inhibitors，NcRTIs），與NRTIs 的抑制機制類似。INDOPY-1是第一個被發(fā)現(xiàn)的NcRTI， 其表現(xiàn)出對脫氧核糖核苷三磷酸（deoxy-ribonucleoside， dNTP） 結(jié)合的可逆性競爭抑制作用，進而影響了HIV 的逆轉(zhuǎn)錄過程。③非NRTIs （non-NRTIs，NNRTIs），包括已批準(zhǔn)的藥物奈韋拉平、地拉韋啶、依法韋侖、依曲韋林、依斯沙韋林、Depulfavirine （RO-0335）、利匹韋林、多拉維林和達匹維林等。NNRTIs 是一類通過與HIV 逆轉(zhuǎn)錄酶聚合位點附近的疏水口袋結(jié)合而產(chǎn)生作用的小分子藥物。NNRTIs 治療HIV的缺點之一是容易失效， 由于HIV 病毒的持續(xù)進化，導(dǎo)致部分NNRTIs 無法作用于逆轉(zhuǎn)錄酶上，特別是第一代抑制劑，如奈韋拉平，由于長期用藥可導(dǎo)致逆轉(zhuǎn)錄酶氨基酸第180、181 和188 位出現(xiàn)耐藥性突變，進而使藥物的療效減弱。除上述抑制劑的作用機制外， 還有通過抑制逆轉(zhuǎn)錄酶易位來阻止DNA 合成的抑制劑，也被稱為異位缺陷逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑，EFdA 作為一種鏈終止劑，可以減少逆轉(zhuǎn)錄酶的異位。此外，某些宿主內(nèi)抗病毒因子也會通過其他機制影響HIV 的逆轉(zhuǎn)錄過程，APOBEC3G可以被包裝進病毒顆粒，使新生DNA 負(fù)鏈上的腺嘌呤或胞嘧啶脫氨基變?yōu)辄S嘌呤或尿嘧啶，產(chǎn)生對病毒致死的G→A 高突變， 進而抑制HIV-1 復(fù)制，但該種抗病毒作用會被病毒內(nèi)部的輔助因子Vif 蛋白所拮抗［20］。

2. 3 整合酶抑制劑

當(dāng) HIV 的 RNA 完成逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA 后，會被整合至宿主基因組中。與逆轉(zhuǎn)錄酶類似，整合酶在宿主體內(nèi)無類似的功能酶，因此整合酶對HIV 復(fù)制十分重要。在HIV 成熟的過程中大約需要120 個整合酶拷貝。整合酶編碼在pol 基因中的3' 部分， 由300 個氨基酸構(gòu)成。整合酶主要含有N 端結(jié)構(gòu)域（包含鋅結(jié)合基序）、催化核心結(jié)構(gòu)域和C 端結(jié)構(gòu)域，以上3 個結(jié)構(gòu)域均已被證明可以直接與病毒和宿主DNA 相互作用、介導(dǎo)整合酶多聚化并形成外部相互作用， 進而制造病毒-宿主復(fù)合物的整合酶組裝［21］。整合酶進行整合作用步驟如下：第一步是3' 端處理，即整合酶識別病毒cDNA 長末端重復(fù)序列中的特定序列，并從每條鏈的3' 端切割2 個核苷酸，以暴露出末端羥基。此時，病毒DNA 會和多聚酶體整合酶一起形成復(fù)合物，并通過多個核定位信號運輸?shù)郊?xì)胞核中。第二步是啟動DNA 鏈轉(zhuǎn)移， 包括將處理過的病毒cDNA 末端插入到宿主染色體DNA 中。當(dāng)病毒基因組被整合到宿主后，HIV 感染終止，并開啟持續(xù)感染狀態(tài)。整合后，大約12 h 可檢測出第一代子代HIV。在宿主中，整合并沒有特定的位點，可以發(fā)生在任何一個宿主DNA 中。整合后的病毒DNA，在感染潛伏期中處于休眠狀態(tài)，直至細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子增強了對病毒基因組的轉(zhuǎn)錄，進而觸發(fā)病毒蛋白的產(chǎn)生。研究［22］ 表明： 缺少了整合酶的Gag-Pol 截短體，可減少病毒的釋放。整合酶的功能并不局限于整合，在病毒復(fù)制的其他階段也需要該整合酶，包括病毒組裝、病毒粒子成熟和逆轉(zhuǎn)錄。目前整合酶抑制劑的作用機制是靶向整合酶的催化中心和抑制HIV-1 鏈轉(zhuǎn)移活性。第一種抑制劑通常是直接作用于整合酶的催化中心， 影響其催化活性。HUWE1 是一種E6-APc 端同源（homologous toE6AP C terminus，HECT） 型E3 泛素連接酶，通過與整合酶的催化核心結(jié)構(gòu)域結(jié)合，影響下一輪感染中前病毒 DNA 的合成步驟［23］。二酮酸類藥物S-1360 和L-731988 等通過螯合酶催化位點上的二價金屬離子發(fā)揮作用［24］。整合酶交互子1 也稱為hSNF5， 是一種競爭性抑制劑， 通過Rpt1 結(jié)構(gòu)域和反式激活應(yīng)答（transactivation response， TAR）RNA 競爭性地與整合酶結(jié)合， 并在HIV-1 復(fù)制中發(fā)揮多方面的作用［25］。與此類似的抑制劑還有GSK1264、喹啉類藥物和KF116， 上述抑制劑也被稱為變構(gòu)抑制劑［26］。第二種抑制劑為雷特格韋，可作用于HIV 的整合酶， 選擇性地抑制HIV-1 的鏈轉(zhuǎn)移活性［27］，此類藥物包括羥吡啶MBG 的化合物（RCD-4 和 RCD-5）、 L-731988、 L-708906、JTK-303 （GS9137） 及二代鏈轉(zhuǎn)移抑制劑埃替拉韋、度魯特韋、必妥維和卡博特韋（GSK-744）。與雷特格韋比較，二代鏈轉(zhuǎn)移抑制劑埃替拉韋具有更好的抑制HIV-1 鏈轉(zhuǎn)移活性的效果［28］。

3 Gag-Pol 的間接抑制劑

3. 1 Gag蛋白的間接抑制劑

Gag的 P6蛋白可以通過劫持細(xì)胞內(nèi)ESCRT 幫助HIV 出芽，因此對于某些可以抑制ESCRT 系統(tǒng)的抑制劑也可以有效阻止HIV 的出芽。retroCHMP3 可通過修飾抑制ESCRT 活性，使HIV 無法被運輸出芽，發(fā)揮較好的抑制作用［29］。

3. 2 Pol蛋白的間接抑制劑

有些宿主抗病毒因子在HIV 感染過程中， 也會被Pol 中的蛋白酶切割。CARD8 在被HIV 蛋白酶切割后活化，觸發(fā)炎癥小體的激活， 通過焦亡的方式影響HIV 的生命周期［30］。 MOV10 是一種 RNA 解旋酶， 過表達MOV10 會導(dǎo)致HIV 感染的細(xì)胞產(chǎn)生的病毒數(shù)量減少，其能夠特異性的與病毒RNA 結(jié)合，進而影響HIV 的復(fù)制，還會被包裝到病毒粒子中，通過抑制逆轉(zhuǎn)錄來降低病毒的傳染性［31］。

3. 3 HIV Gag-Pol的-1PRF 機制抑制劑

當(dāng) HIV侵入細(xì)胞后，病毒基因組會被整合到宿主DNA 中，并通過轉(zhuǎn)錄和剪切形成許多小的mRNA。HIV 會通過-1PRF 來決定Gag/Gag-Pol 的比值，利用該方式可以增加在特定序列中編碼的遺傳信息的數(shù)量，出現(xiàn)HIV 病毒基因組的緊湊現(xiàn)象［32］。HIV 的-1PRF 信號包括了 2 種基本元素，一個是滑動序列，-1PRF 發(fā)生的地方；另一個是移碼刺激信號，是一種位于滑動序列下游的mRNA 二級結(jié)構(gòu)， 由一個嘌呤凸起分隔的上莖和下莖組成。當(dāng)移碼刺激信號發(fā)生時，核糖體會發(fā)生移碼，HIV 通過該方式嚴(yán)格控制自己的移碼效率，保持自己Gag/Gag-Pol的比例，其中90%～95% 直接翻譯成Gag，剩下的5%～10% 會通過-1PRF 方式翻譯成Gag-Pol，該比例對病毒的組裝和成熟至關(guān)重要，偏離該比率，無論是減少還是增加， 均將阻礙病毒復(fù)制［33］。Gag-Pol 的少量缺乏會降低病毒粒子的組裝，而只表達Gag-Pol 則會導(dǎo)致HIV 的-1PR 在細(xì)胞內(nèi)激活，抑制病毒顆粒的組裝和出芽。改變移碼過程將會使結(jié)構(gòu)蛋白和功能酶失衡，所以靶向Gag-Pol 移碼的抑制劑， 在抑制HIV 的復(fù)制上有著很好的應(yīng)用前景。目前Gag-Pol 移碼抑制劑主要通過靶向mRNA的-1PRF 信號來抑制HIV 的復(fù)制或成熟。C19orf66是一種干擾素刺激基因（interferon-stimulatedgenes，ISGs），也被稱為SFL，是第一個被發(fā)現(xiàn)可以直接限制-1PRF 功能的人源蛋白。-1PRF 信號會觸發(fā)非典型核糖體旋轉(zhuǎn)， 募集SFL 和真核釋放因子1 （eukaryotic releasing factor 1，eRF1） /真核釋放因子3 （eukaryotic releasing factor 3，eRF3），協(xié)同停止轉(zhuǎn)錄過程，后觸發(fā)核糖體過早釋放移碼的病毒 RNA，影響 Gag/Gag-Pol 的比例。SFL 屬于一種廣譜的抗-1PRF 抑制劑，也可抑制其他病毒如乙型腦炎病毒等的-1PRF 移碼， 但僅限于-1PRF［34］。有的抑制劑也可以通過增加Gag/Gag-Pol 的比例來影響其復(fù)制，如RG503 （DB213） 等［35］。

4 Gag-Pol 蛋白抑制劑對其他病毒的影響

很多病毒也有著與HIV 相同的感染復(fù)制機制，因此許多Gag-Pol 的抑制劑對于其他病毒也有類似的抑制作用。部分RNA 病毒，如非典病毒和新冠病毒等均有著與HIV 相似的蛋白酶， 因此有的HIV 蛋白酶抑制劑也可能對其有類似的抑制效果，如阿茲夫定［36］。但部分抑制劑對HIV 蛋白酶有著較強的特異性，無法對其他RNA 病毒產(chǎn)生抑制效果。其他類型的HIV 抑制劑也有著廣譜的抗病毒效果，逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑替諾福韋也被用來治療單純皰疹病毒（herpes simplex virus， HSV） 感染［36］；拉米夫定、恩曲他濱可被用于治療乙型肝炎等。整合酶抑制劑雷特格韋則對HIV 與丙型肝炎病毒（hepatitis C virus， HCV） 共感染有著很好的抑制效果［37］。

5 展 望

HIV 引發(fā)的AIDS 是一種慢性傳染病，需要終身服藥治療。耐藥HIV 毒株的出現(xiàn)和藥物的不良反應(yīng)阻礙了抗HIV 藥物的長期使用， 因此需要不斷開發(fā)針對現(xiàn)有靶點和新靶點的新藥。高效聯(lián)合抗逆轉(zhuǎn)錄病毒治療（highly active antiretroviraltherapy， HAART） 是目前治療AIDS 最有效的方法， 可使其致病率和死亡率大大降低。標(biāo)準(zhǔn)的HAART 方案包括至少2 種類別的藥物。目前，HAART 方案中4 類抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物包括NRTIs、NNRTIs、蛋白酶抑制劑和整合抑制劑。HAART 雖然可以有效地抑制HIV 的復(fù)制，并降低AIDS 相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)病率和死亡率，但依舊不能根除HIV 感染， 需要持續(xù)治療來防止病毒血癥和疾病進展，且長時間的HAART 治療可能會導(dǎo)致很多并發(fā)癥［38］， 如細(xì)胞因子釋放綜合征（cytokinerelease syndrome， CRS）、血管擴張性休克、免疫效應(yīng)細(xì)胞相關(guān)神經(jīng)毒性綜合征和過敏反應(yīng)等。目前正在研究的AIDS 治療方法還包括增強宿主免疫系統(tǒng)、用遺傳方法使共受體或病毒基因組失效和改造宿主細(xì)胞以抵抗HIV。目前， 據(jù)報道有5 例AIDS患者已被成功治愈，最近的一個成功治愈病例被稱為“杜塞爾多夫病人”，該男子停止服用HIV 藥物4 年后，在其體內(nèi)未檢測到HIV。該患者通過接受C-C 趨化因子受體5 （C-C chemokine receptortype 5，CCR5） Δ32/Δ32 基因突變型捐贈者的干細(xì)胞進行治療， 由于該類捐贈者的T 細(xì)胞缺乏HIV可結(jié)合的CCR5 受體，所以賦予了該患者對HIV 的抗性［39-40］。大約只有1% 的歐洲人有CCR5Δ32/Δ32基因突變，且該方法需要患者體內(nèi)自身的T 細(xì)胞全部死亡，同時回輸?shù)母杉?xì)胞會產(chǎn)生缺陷型CCR5 的CD4+T 淋巴細(xì)胞，使HIV 無法感染，殘存的HIV也會因為沒有生存環(huán)境而死亡。但這樣的治療方法也有缺陷，主要體現(xiàn)在造血干細(xì)胞移植后的排異反應(yīng)和并發(fā)癥， 而且HIV 感染者的CD4+T 淋巴細(xì)胞本身數(shù)量很低，此時人體的免疫功能幾乎完全喪失，由于人腸道等器官存在細(xì)菌，因此一旦發(fā)生嚴(yán)重感染有可能危及患者生命。所以該方法的普及性有待商榷。使用疫苗的治療方法也因為HIV 的各種亞型和突變而存在一定的危險性。不同類型的抑制劑有著不同的缺陷，但使用抑制劑來抑制病毒仍然會是未來治療HIV 的最重要的方法。人類也將不再局限于常用的抗 HIV 靶點，2023 年上市的NC 抑制劑勒那卡韋會提高病毒的耐藥成本，因此在Gag-Pol 蛋白中尋找新的靶點或者舊藥新用均是抑制HIV 相關(guān)研究的熱點。

利益沖突聲明：

所有作者聲明不存在利益沖突。

作者貢獻聲明：

黃國鋒參與文獻收集、整理和論文撰寫，李聰宜、王虹和張文艷參與文獻收集、整理和論文審校。

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[基金項目] 國家自然科學(xué)基金面上項目（82272316）；吉林省科技廳分子病毒學(xué)重點實驗室項目（20102209）