張如,宋珊珊,宋興超,劉琳玲,叢波,彭英華
(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所吉林省省部共建特種經(jīng)濟(jì)動物分子生物學(xué)國家重點實驗室,長春 130112)
病毒利用宿主細(xì)胞內(nèi)的相關(guān)因子促進(jìn)自身的繁殖,通過吸附、侵入、復(fù)制、成熟以及釋放5 個過程感染宿主細(xì)胞[1]。75%以上的機(jī)體傳染病由病毒感染引起[2],嚴(yán)重影響人體健康以及養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。目前,防治病毒病主要依賴于疫苗和藥物。由于實際應(yīng)用中疫苗有其局限性且可能出現(xiàn)散毒現(xiàn)象,因此,抗病毒藥物研究仍然是抗病毒研究領(lǐng)域的熱門話題。
常用抗病毒藥物主要包括化學(xué)藥物和中草藥兩大類。不同抗病毒藥物作用機(jī)制不同。病毒在感染初期,抗病毒藥物通過抑制病毒吸附、侵入,阻斷病毒外殼與機(jī)體細(xì)胞表面受體結(jié)合對抗病毒;當(dāng)病毒進(jìn)入細(xì)胞后,抗病毒藥物可通過抑制病毒核酸的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及蛋白合成,從而達(dá)到抗病毒效果;病毒顆粒裝配完成后,抗病毒藥物的又一作用方式是抑制病毒釋放。此外,在機(jī)體抵抗力下降的條件下,病毒容易侵入宿主,此時抗病毒藥物也可通過增強(qiáng)機(jī)體抵抗力來抗病毒。本文通過查閱近年來相關(guān)文獻(xiàn),從化學(xué)藥物、中草藥兩方面對抗病毒藥物進(jìn)行綜述,以期為抗病毒藥物的研發(fā)及臨床用藥提供理論依據(jù)。
化學(xué)藥物以其見效快、抗病毒效果好、藥理機(jī)制明確等優(yōu)點在防治病毒方面起到很大的作用,主要有核苷類、非核苷類、生物類及多糖類。近年來,由于化學(xué)藥物抗藥性的出現(xiàn)致使用藥量逐漸增大,產(chǎn)生耐藥性及藥物殘留等負(fù)面作用。目前,研究人員主要致力于研究新的抗病毒化學(xué)藥物或者對現(xiàn)有的抗病毒化學(xué)藥本身開展研究,以期研發(fā)出抗病毒效果好、無毒副作用的抗病毒化學(xué)藥物。
核苷類的抗病毒藥物有利巴韋林、拉米夫定、阿糖腺苷、碘苷、齊多夫定等,在防治病毒病方面應(yīng)用廣泛。
利巴韋林抗病毒譜廣,對多種DNA 病毒及RNA病毒具有顯著的抑制作用,其中對流感病毒效果較好[3];拉米夫定、阿糖腺苷及碘苷通過抑制病毒DNA 的合成達(dá)到防治疾病的效果。拉米夫定主要用于治療乙型肝炎導(dǎo)致的疾?。ㄈ绺斡不⑶夷軠p少對腎臟的損傷[4];阿糖腺苷有抗單純皰疹病毒的作用,如對于單純皰疹病毒引起的上皮角膜炎效果顯著[5];碘苷主要應(yīng)用于皰疹性角膜炎的治療;齊多夫定應(yīng)用于臨床已久,能顯著抑制艾滋病病毒復(fù)制,是首個被美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)生產(chǎn)的抗艾滋病病毒的藥物,同時在防治呼腸孤病毒方面有特效,與白細(xì)胞介素協(xié)同使用還可防治雞腺胃炎的發(fā)生。
核苷類藥物用藥方便,但副作用明顯,其用藥時間長,易引起耐藥性,不能徹底治愈機(jī)體疾病,有些核苷類藥物甚至對機(jī)體有損傷[6]。研究表明,長期應(yīng)用利巴韋林易產(chǎn)生耐藥性,對宿主細(xì)胞有毒性作用,有較強(qiáng)的致畸效應(yīng),大量使用對心臟有損害[7];齊多夫定影響宿主骨髓細(xì)胞生長,可導(dǎo)致休克,搶救不及時導(dǎo)致死亡,因此服用此藥需要時刻觀察機(jī)體各項指標(biāo)變化以確保藥效安全[8-10]。針對藥物存在的副作用問題,研究人員通過將具有相同或相似效果的單一藥物配合使用,以降低藥物對人體的傷害。Cattaneo 等[11]研究表明,拉米夫定與度魯特韋配伍用藥對艾滋病患者治療效果優(yōu)于單獨使用拉米夫定。藥物的聯(lián)合使用為抗病毒藥物的研究拓寬了思路。
在臨床上廣泛應(yīng)用的非核苷類藥物主要包括金剛烷胺、肽類、非肽類、膦甲酸鈉等。金剛烷胺是一種離子通道抑制劑,早期應(yīng)用于抗流感病毒,主要影響流感病毒的M2 蛋白抑制病毒復(fù)制,通過抑制P7 蛋白的離子通道活性,從而抑制豬瘟病毒以及同屬的丙型肝炎病毒復(fù)制[12],同時研究發(fā)現(xiàn),該藥對牛病毒性腹瀉有抑制作用[13];肽類物質(zhì)是由氨基酸通過肽鍵形成的,如肽類抗生素,廣泛存在于生物體內(nèi),直接與病毒粒子結(jié)合,抑制病毒的繁殖,具有廣譜抗病毒作用,研究發(fā)現(xiàn),芽孢桿菌可產(chǎn)生脂肽類抗生素,具有抗腫瘤、抗病毒等多種生物活性[14];地瑞那韋是一種非肽類蛋白酶抑制劑,在體外抑制病毒活性較強(qiáng),如地瑞那韋與抗逆轉(zhuǎn)錄酶聯(lián)合使用可抗HIV 感染,且已被FDA 批準(zhǔn);膦甲酸鈉是焦磷酸的化合物且抗病毒譜廣,對多種DNA病毒的復(fù)制有抑制作用,可抑制皰疹病毒、逆轉(zhuǎn)錄病毒等。
非核苷類藥物也存在其局限性,半衰期短、治療成本高、反復(fù)用藥產(chǎn)生耐藥性的缺點,甚至有些藥物藥效難以發(fā)揮,限制了它的應(yīng)用。為改進(jìn)這些缺點,有研究人員用膽固醇及膽固醇-PEG3 修飾肽,半衰期顯著提高,增強(qiáng)了肽類在體內(nèi)的抗病毒效力,保護(hù)雞胚免受新城疫病毒及傳染性支氣管炎病毒的感染[15]。Fan 等[16]將蜂膠黃酮經(jīng)納米技術(shù)處理后,提高了生物膜的通透性,顯著抑制了宿主細(xì)胞內(nèi)雞新城疫病毒的繁殖,抗病毒力增強(qiáng)。燕子紅等[17]明確了小分子化合物Nucleozin的構(gòu)效關(guān)系,將分子中氯原子換成甲基,使抗病毒藥物的抗流感病毒活性明顯提高。干擾素單獨使用抗單純皰疹病毒和帶狀皰疹病毒能力較低,Qu 等[18]研究表明,將膦甲酸鈉與干擾素協(xié)同作用,提高了其抗病毒能力。研究人員通過明確藥物構(gòu)效關(guān)系、應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)處理藥物、對藥物作用部位進(jìn)行修飾以及藥物配伍等提高藥物的抗病毒能力。
生物反應(yīng)調(diào)節(jié)類抗病毒藥物主要包括轉(zhuǎn)移因子、干擾素以及白介素-2 等。該類藥物主要通過抑制病毒的增殖、生長、復(fù)制以及增強(qiáng)免疫力等達(dá)到抗病毒作用。
轉(zhuǎn)移因子是一種新型免疫增強(qiáng)劑,通過增強(qiáng)機(jī)體免疫力提高抗病毒能力,使用劑量小、作用效果快、藥效作用時間長,無毒、無過敏以及無抗原性[19]。臨床上主要用于原發(fā)性或繼發(fā)性細(xì)胞免疫缺陷的補(bǔ)充治療,如帶狀皰疹病毒、病毒感染的呼吸道疾病以及病毒性肝炎等。干擾素主要通過與細(xì)胞表面受體作用產(chǎn)生抗病毒蛋白,抑制病毒的增殖、生長、復(fù)制,臨床常用干擾素治療乙肝病毒。最新研究表明干擾素上調(diào)I 型干擾素的表達(dá),抑制豬傳染性胃腸炎病毒的復(fù)制,增強(qiáng)抗病毒活性[20]。干擾素也通過提高機(jī)體免疫調(diào)節(jié)作用增強(qiáng)機(jī)體抵抗力。白介素-2 是一種細(xì)胞因子,在T 細(xì)胞分化中起重要作用,可以促進(jìn)淋巴細(xì)胞分泌抗體和干擾素,提高機(jī)體免疫力,產(chǎn)生抗病毒蛋白,阻斷病毒復(fù)制。重組人白介素-2 治療復(fù)發(fā)性生殖器皰疹病毒效果好、消退快、復(fù)發(fā)率低[21]。Maki 等[22]首次報道神經(jīng)磷酸酶抑制劑、白介素-2 受體拮抗劑誘導(dǎo)和甲基潑尼松龍聯(lián)合使用可免疫抑制HIV。
此類藥物長期使用會產(chǎn)生不良反應(yīng)。在干擾素治療皰疹病毒的過程中,會產(chǎn)生耐藥性和藥源性免疫缺陷疾病[23]。由于該類藥物制備復(fù)雜,難以達(dá)到質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn),測定方法的準(zhǔn)確性不高,藥物成本增加。若要促進(jìn)此類藥物推廣需在改進(jìn)制備該藥技術(shù)手段、檢測方法和建立標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)控機(jī)制等方面深入研究。
甘露聚糖、硫酸葡聚糖及香菇多糖屬于多糖類抗病毒藥。該類藥物主要是宿主的免疫增強(qiáng)劑,也可直接抑制病毒使其失去活性或者抑制病毒的復(fù)制。研究表明,甘露聚糖經(jīng)化學(xué)修飾后可抑制病毒活性,如藻類甘露聚糖經(jīng)修飾后可對單純皰疹病毒有抑制作用[24]。研究表明,高劑量的硫酸葡聚糖對貓白血病病毒有抑制作用,但具體作用機(jī)制尚不明確[25]。研究表明,香菇多糖對傳染性造血器官壞死性病毒有抑制作用,可能是通過調(diào)節(jié)先天性免疫反應(yīng)和特異性免疫達(dá)到抗病毒效果[26],需要深入探究多糖類藥物對病毒的抑制作用及其作用機(jī)制,為抗病毒藥物在臨床應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。
中草藥具有毒性小、不易產(chǎn)生耐藥性及藥物殘留少等優(yōu)勢,在防治病毒性疾病方面越來越得到人們的重視。中草藥有單味中草藥和復(fù)方中草藥2 種,其作用機(jī)制主要為阻斷病毒繁殖的某個環(huán)節(jié)的直接抑制、誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生干擾素的間接抑制以及提高機(jī)體免疫力。
板藍(lán)根、金銀花、黃芪是臨床常用單味中草藥,具有清熱解毒、涼血利咽以及疏散風(fēng)熱的效果。3 味中草藥抗病毒的有效成分分別為板藍(lán)根正丁醇部位的吲哚類生物堿、核苷、有機(jī)酸;金銀花的綠原酸;黃芪的多糖、黃酮類、皂苷類等。研究表明,板藍(lán)根對皰疹病毒有直接殺滅作用,對巨細(xì)胞病毒、乙型腦炎病毒、肝炎病毒以及流感病毒等均有抑制作用[27-28];金銀花和黃芪在臨床應(yīng)用廣泛,金銀花提取物誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)的miRNA let-7a可抑制登革熱病毒2 型[29];黃芪與金銀花抗病毒效果相似,兩者均具有抗皰疹病毒、柯薩奇病毒以及流感病毒的功效[30-31]。具有相似抗病毒效果的單味中草藥還有龍葵、蓖麻、老虎姜、淡竹葉等,具體抗病毒機(jī)制尚需進(jìn)一步研究。
近年來,復(fù)方中草藥抗病毒的研究越來越廣泛。復(fù)方中草藥由2 味或2 味以上的中草藥組成,是針對確定的病癥而配伍的方劑,抗病毒譜廣、作用機(jī)制廣泛、抗病毒病效果好,是目前抗病毒藥物的主要研究方向之一。復(fù)方地槐、復(fù)方黃芩片、復(fù)方大青葉等復(fù)方抗病毒藥物及復(fù)方中草藥與其他抗病毒藥物配伍在防治各種病毒感染方面效果顯著。目前,市售的抗病毒復(fù)方中草藥有連花清瘟膠囊、復(fù)方苦芩注射液、雙黃連口服液、抗毒靈凍干粉等。
連花清瘟膠囊由連翹、板藍(lán)根、金銀花等組成,具有直接殺滅病毒的作用。王守軍[32]將連花清瘟膠囊用于治療流感病毒引發(fā)的流行性感冒,抗流感病毒效果顯著。復(fù)方苦芩由黃芩、苦參、白頭翁等組成,對犬細(xì)小病毒病的防治效果較好,其通過提高宿主外周血CD3+T、CD3+CD4+T 細(xì)胞百分?jǐn)?shù),降低 CD3+、CD8+T細(xì)胞百分?jǐn)?shù),達(dá)到抗病毒效果[33-34]。王沁芳等[35]研究表明,復(fù)方甘草酸苷注射液可用于治療輪狀病毒引起的腸炎,同時具有保肝效果。
然而,有些復(fù)方藥若要達(dá)到理想效果,則需與其他藥物協(xié)同治療。李志瑜等[36]研究表明,復(fù)方甘草酸苷與膦甲酸鈉聯(lián)合使用可治療重度帶狀皰疹病毒,效果顯著。丘倬希等[37]將雙黃連注射液與5%葡萄糖注射液或葡萄糖氯化鈉注射液聯(lián)合用藥,采用靜脈注射來治療犬細(xì)小病毒病效果較好;水貂細(xì)小病毒病初期應(yīng)用抗毒靈凍干粉針配合廣譜抗生素、地塞米松、VK等對癥治療,效果良好[38]。
目前,化學(xué)藥物和中草藥在抗病毒方面發(fā)揮著重要的作用。然而,抗病毒藥物在防治疾病的過程中存在局限性,如副作用較大、存在耐藥性以及藥物殘留等??共《舅幬飸?yīng)用于臨床的相對較少,所以,抗病毒藥物的研究空間依然很大?;瘜W(xué)藥物抗病毒效果快,藥理明確,但副作用大。為了更好地應(yīng)用化學(xué)藥物,對身體有損傷的,可以選擇具有相同或相似藥效的藥物配伍使用,從而來降低由此所引起的損傷。半衰期短、治療成本高、反復(fù)用藥產(chǎn)生耐藥性的藥物,可以通過明確藥物的構(gòu)效關(guān)系、作用機(jī)制,利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)處理藥物以及對藥物作用部位進(jìn)行修飾等改進(jìn)這些缺點。至今中草藥的研究主要集中于成分的分離、提取及鑒定方面,對于抗病毒的作用機(jī)制尚不清楚,在未來的研究中可采用現(xiàn)代化研究手段及技術(shù),明確其有效成分和作用機(jī)制,從而提高抗病毒作用,為中草藥在抗病毒臨床應(yīng)用提供理論依據(jù);研發(fā)新的藥物或者深入研究現(xiàn)有的抗病毒藥物,對其臨床應(yīng)用具有重要意義。