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药物化学
1.10.2.1.3 三、抗病毒药物作用机制
三、抗病毒药物作用机制

(一)抑制病毒吸附、穿入和脱壳的药物

1.干扰病毒吸附

该抑制作用的代表药物有硫酸多糖类、肝素和聚阴离子化合物(肝素样化合物)等。目前硫酸多糖类在抗人类免疫缺陷病毒(HIV)感染方面使用较为广泛。其作用机制是硫酸聚阴离子覆盖到病毒或细胞表面干扰病毒与宿主细胞的结合而起作用。

2.干扰病毒穿入、脱壳

代表药物有三环胺类的金刚烷胺、金刚乙胺及其衍生物。盐酸金刚烷胺是常用的处理病毒感染的药物,在治疗A型流感病毒方面发挥了比较好的作用。金刚烷胺类药物的作用靶点为流感病毒的M2蛋白。该蛋白为流感病毒膜上的跨膜蛋白,具有离子通道活性。它一方面参与病毒脱去衣壳,使病毒核酸通过核孔复合体进入细胞核,从而开始一系列复制、转录和翻译过程;另一方面参与诱导病毒构型的成熟,在病毒的复制周期中起重要作用。金刚烷胺是M2蛋白抑制剂,它通过干扰病毒M2离子通道的活性来阻止病毒穿入细胞、脱去衣壳及成熟等过程。

(二)抑制病毒酶和基因组转录的药物

有些RNA病毒颗粒本身具有酶活性,使病毒不需依赖宿主细胞酶体系即可进行病毒基因的复制,抗病毒物质抑制病毒酶的活性,从而抑制病毒基因组复制。这类药物为逆转录酶(RT)抑制剂,目前临床应用的主要有齐多夫定、地丹诺辛、扎西他滨、拉米夫定和司坦夫定(它们均属于双脱氧核苷类,主要用于治疗获得性免疫缺陷综合征)等核苷类似物,还有非核苷逆转录酶抑制剂地拉韦定、奈韦拉平等。核苷类药物抗病毒作用机制归纳如下:①抑制病毒基因合成酶,从而抑制核苷三磷酸的形成与利用,或中断RNA及DNA链的延长,从而抑制病毒复制。②抑制病毒基因的转录。③抑制病毒编码酶的活性,从而干扰病毒蛋白质的合成。多数非核苷类逆转录酶抑制剂是通过与酶相互作用改变其构象来发挥药效的。

(三)抑制病毒RNA及其翻译的药物

1.抑制病毒RNA

此类代表性药物是干扰素(IFN)。以干扰素α为例,IFN与受体结合后将信号转导至细胞内,激活酪氨酸蛋白激酶,使细胞质内3个游离的IFNα激活基因因子磷酸化并相互结合形成三联复合体进入细胞核内,ISGF-3β与效应基因的IFNα刺激反应元(ISRE)结合,而ISGF-3α亚基则激活ISRE,使效应细胞抗病毒蛋白(AVP)基因转录出AVPmRNA,并翻译产生AVP。效应细胞抗病毒蛋白是一种酶,无种属特异性,它能激活细胞内潜在的核酸酶F,降解病毒的mRNA,并且是选择性降解病毒mRNA,同时效应细胞抗病毒蛋白将启动因子(eIF-2)磷酸化,使病毒蛋白肽链合成起始受阻。

2.抑制病毒蛋白质的形成

该类的代表药物为蛋白酶抑制剂,如沙奎那韦、利托那韦、茚地那韦、奈非那韦等。RNA病毒通过与靶细胞受体结合后侵入细胞并脱壳。通过逆转录酶的作用,病毒RNA转录为DNA继而整合到宿主细胞的基因组内,形成前病毒。前病毒通过宿主细胞的转录和翻译系统形成新的病毒RNA与蛋白质,二者装配以后以出泡的方式离开被感染细胞。蛋白酶抑制剂则作用于病毒蛋白酶,使病毒不能正常装配。

(四)干扰病毒RNA基因组合成的药物

病毒mRNA逆转录后,病毒基因组的复制开始。干扰病毒RNA聚合酶功能的抗病毒药物可抑制病毒的复制周期。其代表药物为利巴韦林,它是人工合成的核苷类似物广谱抗病毒药。药物进入被病毒感染的细胞后迅速磷酸化,其活性形式(5'-单磷酸盐形式)能抑制单磷酸次黄嘌呤核苷酸脱氢酶(IMP dehydrogenase)的活性,该酶在鸟苷三磷酸(GTP)和脱氧鸟苷三磷酸(dGTP)的合成中起重要作用,其活性被抑制会引起细胞内GTP的减少,从而干扰病毒RNA合成,使病毒的复制受到抑制。

(五)抑制病毒DNA复制的药物

这类药物主要有阿昔洛韦(ACV)、伐昔洛韦(VCV)、喷昔洛韦(PCV)、法昔洛韦(FCV)、碘苷、阿糖腺苷、阿糖胞苷、曲氟尿苷和西多福韦等核苷类似物和磷甲酸(PFA)。磷甲酸能抗多种病毒,在抗单纯疱疹病毒中作用显著,该药与病毒聚合酶的焦磷酸结合部位结合,中断病毒DNA的合成。

根据药物作用机制的不同,可将药物分为:干扰病毒复制初期的药物,抑制病毒核酸复制的药物,阻断病毒mRNA翻译的药物。由于艾滋病肆虐全球,已成为人类第四大死亡原因,本章也将抗艾滋病药物划分为单独一节进行讨论。