2019年末爆發(fā)的新型冠狀病毒肺炎，引發(fā)了全民對病毒，抗病毒藥物以及病毒防控知識的關(guān)注。本文從藥物研發(fā)的角度，簡要介紹了病毒知識，抗病毒藥物的研發(fā)與國內(nèi)批準(zhǔn)情況，希望能夠幫助各位同仁了解病毒與抗病毒藥物，更好的保護(hù)自己和家人。

只爭朝夕，共渡時艱

1. 病毒

病毒是由核酸分子(DNA或RNA)與蛋白質(zhì)構(gòu)成的微小有機(jī)體，不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，自身酶系不健全，需要寄生在宿主細(xì)胞內(nèi)利用宿主的代謝系統(tǒng)進(jìn)行增殖^[1]。

1.1 病毒的結(jié)構(gòu)與組成

完整的病毒由核酸和蛋白質(zhì)組成的衣殼組成。部分病毒在衣殼外面，還有一層由蛋白質(zhì)、多糖和脂類構(gòu)成的“包膜”(圖1)^[2]。

圖1. 病毒的基本結(jié)構(gòu)

病毒利用脫氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA)作為遺傳物質(zhì)，病毒遺傳信息的傳遞遵循基本的中心法則，但核酸復(fù)制方式更多樣化^[3](圖2)。病毒的核酸鏈可以是正義鏈或反義鏈，以RNA病毒為例，正義鏈RNA可以直接利用宿主的翻譯工具進(jìn)行翻譯。反義鏈RNA則需要利用RNA聚合酶合成正義鏈RNA后，才能夠進(jìn)行翻譯。

圖2. 遺傳物質(zhì)傳遞的中心法則

逆轉(zhuǎn)錄病毒，如艾滋病病毒(HIV)，RNA不進(jìn)行自我復(fù)制，進(jìn)入宿主細(xì)胞后，RNA經(jīng)逆病毒自帶的逆轉(zhuǎn)錄酶合成DNA，DNA可以被病毒自帶的整合酶整合至宿主細(xì)胞的DNA內(nèi)，使宿主終生感染以傳遞病毒的遺傳物質(zhì)^[4]。

病毒衣殼的形狀可以作為區(qū)分病毒形態(tài)的基礎(chǔ)，病毒的形態(tài)一般為球狀、桿狀、冠狀、絲狀等。不同類型病毒的形狀和大小各異，大多數(shù)病毒的直徑在10 nm～300nm。病毒可以通過細(xì)菌濾器，無法在光學(xué)顯微鏡下觀察，需要通過電子顯微鏡觀察(圖3)^[2]。

圖3. 細(xì)胞、細(xì)菌與病毒的體積比較^[5]

1.2 病毒的分類與命名

病毒的分類方法包括國際病毒分類委員會(ICTV)法與巴爾的摩法，ICTV法的分類依據(jù)為病毒的抗原與生物特性，巴爾的摩法則基于病毒mRNA的生成機(jī)制進(jìn)行分類^[6,7]。人們通常按照病毒形態(tài)、感染對象、發(fā)現(xiàn)地點、疾病名稱、病毒抗原的類型等對病毒進(jìn)行命名。

1.3 病毒的增殖

病毒利用宿主細(xì)胞內(nèi)的代謝工具來合成自身的拷貝并完成病毒組裝。病毒的宿主細(xì)胞可以是細(xì)菌(噬菌體)，植物細(xì)胞(煙草花葉病毒)與動物細(xì)胞。不同的病毒之間的復(fù)制和入侵機(jī)制不同，一般復(fù)制過程包括特異細(xì)胞受體吸附、入核、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、組裝、釋放七個階段(圖4)^[2]。

圖4. 病毒的自我復(fù)制過程^[8]

1.4 病毒的危害與防控

表1. 人類常見致病性病毒的核酸類型

病毒感染是世界上最主要的傳染性疾病，目全球每年死于HBV、HCV、HIV的人數(shù)分別約為60、50和200萬人^[9]。通常情況下，機(jī)體被病毒感染能夠引發(fā)免疫應(yīng)答，從而消滅入侵的病毒(除艾滋病外)。疫苗的研制就是利用了滅活病原刺激機(jī)體后，可發(fā)生免疫應(yīng)答產(chǎn)生特定抗體的特性。

病毒結(jié)構(gòu)簡單，基因突變率高，突變方式多。除一般的突變方式外，兩種不同的病毒株間，可通過基因重排形成新的病毒(圖5)。帶有優(yōu)勢基因的新病毒如果有致病性，將可能導(dǎo)致瘟疫的發(fā)生。病毒易突變性使得病毒性傳染病的防控具有很大難度。

圖5. 病毒間的基因重排過程

病毒的流行病學(xué)是醫(yī)學(xué)研究中的一個分支，主要是研究基于人的病毒的傳播途徑和對病毒感染的控制方法。不同類型的病毒采用不同的傳播方法，如飛沫傳播、氣溶膠傳播、蚊蟲叮咬、體液交換、直接接觸與母嬰傳播等?，F(xiàn)階段，預(yù)防疫苗的接種、抗病毒藥物的使用與阻斷病毒傳播的隔離與消毒是控制病毒傳播的有效手段。

2. 抗病毒藥物的發(fā)展

抗病毒藥物的研發(fā)是藥學(xué)研究領(lǐng)域中的一個分支。從1963年人類研制第一個抗病毒藥物碘苷獲批以來，隨著學(xué)界對病毒研究的深入，抗病毒藥物的研發(fā)也得到了迅速的發(fā)展^[10,11] (圖6)。學(xué)界專注于針對常見病毒的藥物研究，但對于急性病毒感染(SARS，MERS，2019-nCoV)的病例，沒有特異性抗病毒藥物。對于突發(fā)疫情，一般會采用干擾素和廣譜抗病毒藥利巴韋林進(jìn)行治療。

圖6. 抗病毒藥物研發(fā)的里程碑

目前全球已有90余種藥物上市，數(shù)以千計的先導(dǎo)化合物處于研究階段^[10]。中國已有82種抗病毒藥物與60種疫苗被批準(zhǔn)上市(附表1與附表2)。

2.1 抗病毒藥物研發(fā)的難點

抗病毒藥物研發(fā)的難點，一方面在于病毒本身的特殊性，另一方面在于學(xué)界對抗病毒活性分子的作用機(jī)制還不清晰。病毒需要寄生于宿主細(xì)胞進(jìn)行復(fù)制增殖，抗病毒藥物難以不傷害宿主細(xì)胞直接殺滅病毒，藥物大多存在副作用大、易出現(xiàn)耐藥性以及不能徹底清除病毒等缺陷。

病毒結(jié)構(gòu)簡單，突變率高，突變方式多樣，傳代速度快。盡管大部分基因突變是無意義的，但小部分突變導(dǎo)致的編碼蛋白的結(jié)構(gòu)與功能性的改變就可能產(chǎn)生進(jìn)化性的優(yōu)勢。如病毒產(chǎn)生對抗病毒藥物的耐藥性，或使抗體無法識別病毒表面變異后的抗原決定簇，從而導(dǎo)致疫苗失效等^[11]。

圖7. 抗HCV病毒藥物索磷布韋

2.2 抗病毒藥物的類型與研發(fā)策略

Clercq等詳細(xì)回顧了1963年～2016年抗病毒藥物的發(fā)展歷程^[10]。學(xué)界對HIV的研究極大推動了抗病毒藥物的發(fā)展，脫氧尿苷類、核苷類、焦磷酸鹽類、無環(huán)鳥苷類、聚合酶抑制劑、逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑、整合酶抑制劑、蛋白酶抑制劑、血凝素抑制劑、神經(jīng)氨酸酶抑制劑、HCVNS5B抑制劑、干擾素等抗病毒藥物相繼上市^[12,13]。

抗病毒藥物的研發(fā)策略主要有：①對已上市藥物進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造和優(yōu)化；②針對已有靶點，借助計算機(jī)輔助設(shè)計，發(fā)現(xiàn)新型結(jié)構(gòu)藥物；③尋找新的靶點與先導(dǎo)化合物；④從臨床用藥中發(fā)現(xiàn)藥物新的適應(yīng)癥，即老藥新用^[12]。

2.3 國內(nèi)常用抗病毒藥物

國內(nèi)生產(chǎn)的抗病毒藥物多為仿制制劑，研發(fā)水平與國際差距較大。近幾年，隨著藥品審評速度加快，藥品可及性的問題得到了極大改善，全球重磅的抗病毒藥物在國內(nèi)均有銷售(表2)。

表2. 國內(nèi)常用抗病毒藥物

3. 國內(nèi)抗病毒藥物的批準(zhǔn)情況

現(xiàn)階段，國內(nèi)已有81種抗病毒藥物與60種疫苗被批準(zhǔn)上市(附表1和附表2)^[13]。在抗病毒藥物中，化學(xué)藥品共計77種(包括苦參總堿、穿琥寧、天琥寧、炎琥寧、莪術(shù)油、黃芩苷、葉綠素銅鈉等)，生物制品4種(溶菌酶、聚乙二醇干擾素α-2a、聚乙二醇干擾素α-2b、出血熱診斷紅細(xì)胞)。

藥物利巴韋林、嗎啉胍、阿昔洛韋、苦參總堿與更昔洛韋及其相關(guān)制劑的生產(chǎn)廠家較多(表3)，利巴韋林作為廣譜抗病毒藥(對HCV，RSV和Flu有效)生產(chǎn)企業(yè)最多，共計455家。從表3中可以看出，國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)品種多為30年前的老品種，以抗HSV產(chǎn)品為主。

表3. 國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)較多的抗病毒藥物

2017年～2019年期間，合計有21個品種在中國獲批上市，2018年國內(nèi)批準(zhǔn)10個抗病毒藥物上市，以抗HIV與抗HCV產(chǎn)品為主(表4)。其中，國際制藥企業(yè)百時美施貴寶、艾伯維和吉利德的獲批產(chǎn)品數(shù)量較多，獲批產(chǎn)品數(shù)分別為2個、3個和7個。國內(nèi)企業(yè)浙江歌禮藥業(yè)生產(chǎn)的1類抗HCV藥物達(dá)諾瑞韋與前沿生物藥業(yè)生產(chǎn)的1類抗HIV藥物艾博韋泰獲批上市。2020年2月，北京凱因格領(lǐng)生產(chǎn)的1類創(chuàng)新藥鹽酸可洛派韋膠囊(商品名：凱力唯)獲批上市。

表4 2017年～2019年期間中國獲批的抗病毒藥物

在2019年全國四省(北京、山東、海南與江蘇)銷售排名前20名的抗病毒藥物中，藥物類型以抗HBV，Flu，HIV，RSV，HSV與HCV藥物為主。我國乙肝病患較多，抗HBV藥物銷量占比較大。其中，銷量最多的抗病毒藥物為抗HBV藥物恩替卡韋(8.1億元)，其次為抗Flu藥物奧司他韋(6.1億元)。替諾福韋二吡呋酯(2.1億元)、帕拉米韋(1.4億元)、炎琥寧(1.3億元)與苦參總堿(1.3億元)的銷額均過億(表5)。

表5. 2019年四省銷量最多的抗病毒藥物*

*四省包括北京、山東、海南與江蘇

老藥利巴韋林、阿昔洛韋、更昔洛韋在國內(nèi)市場仍占有一定的銷量。干擾素是一類直接作用于宿主HAAs(host-acting antivirals)的藥物，通過修飾宿主因子或通路，干預(yù)或影響病毒復(fù)制。作用機(jī)制不同于直接作用于病毒組分的DAAs(directly acting antivirals)藥物。默沙東和羅氏生產(chǎn)的干擾素在國內(nèi)銷售良好。

國內(nèi)企業(yè)研究基礎(chǔ)薄弱，國際公司吉利德、葛蘭素史克、羅氏、百時美施貴寶、艾伯維、諾華在抗病毒藥物研發(fā)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。中藥抗病毒藥物尚沒有得到廣泛關(guān)注。

吉利德科學(xué)公司于1987年成立于美國，現(xiàn)有11個產(chǎn)品在中國獲批，主要用于治療艾滋病與肝病。藥物索磷布韋于2013年首次在美國上市，是第一個可以清除HCV的藥物。索磷布韋上市后，公司又繼續(xù)推出3個索磷布韋復(fù)方制劑。相關(guān)產(chǎn)品目前在國內(nèi)均已批準(zhǔn)上市。

表6. 吉利德科學(xué)公司中國獲批產(chǎn)品信息

4. 新型冠狀病毒簡介

2019年末在國內(nèi)爆發(fā)了由新型冠狀病毒(2019-nCOV，novel CoronaVirus)導(dǎo)致的新型冠狀病毒肺炎(Novel Coronavirus Pneumonia，NCP)。2019-nCOV是一類帶包膜的正義鏈RNA的病毒，與SARS和MERS同屬冠狀病毒屬，與SARS基因同源性為85%。病毒通過結(jié)合人類口鼻腔中粘膜細(xì)胞血管緊張素轉(zhuǎn)化酶-2(ACE-2)受體入侵宿主細(xì)胞，導(dǎo)致機(jī)體發(fā)生炎性反應(yīng)(主要在呼吸系統(tǒng))^[14,15]。近日，ICTV公布新型冠狀病毒(2019-nCoV)的正式分類命名為嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒-2(SARS-CoV-2)。而世界衛(wèi)生組織)同日宣布，由這一病毒導(dǎo)致的疾病的名稱為COVID-19。

目前，尚無特異性的抗2019-nCoV藥物。老藥新用和計算機(jī)輔助藥物設(shè)計是現(xiàn)階段抗2019-nCOV藥物研發(fā)的主要策略。

根據(jù)在治療SARS與MERS中得到的經(jīng)驗，《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案(試行第五版)》中推薦了洛匹那韋利托那韋片，干擾素與利巴韋林作為治療藥物。

洛匹那韋利托那韋片是艾伯維公司研發(fā)的用于治療艾滋病的蛋白酶抑制劑類藥物。此次推薦使用洛匹那韋利托那韋片的原因在于，一項針對MERS的體外和動物研究結(jié)果表明，洛匹那韋利托那韋片和干擾素聯(lián)合使用可能對MERS感染有效^[16]。

吉利德公司研制的RNA聚合酶抑制劑瑞德西韋^[17]，2018年開展過抗埃博拉病毒感染的臨床試驗^[18]。該藥物在體外和動物研究中展現(xiàn)出對SARS和MERS的抑制作用，對NCP的臨床試驗現(xiàn)正在中國進(jìn)行中。除此之外，另有法匹拉韋、加利地韋、阿比朵爾等藥物的臨床研究也在進(jìn)行中^[19]。

結(jié)語

對于新型急性病毒感染，目前沒有特異性的藥物能夠治療。使用廣譜抗病毒藥物和阻斷病毒傳播的隔離與消毒手段是目前控制病毒傳播最有效的手段。老藥新用和計算機(jī)輔助藥物設(shè)計是抗急性病毒感染藥物的一般研發(fā)策略。通過對冠狀病毒的共性靶點的持續(xù)研究，未來將有機(jī)會研發(fā)出廣譜的抗冠狀病毒藥物。

人類和病毒之間的戰(zhàn)役會一直持續(xù)下去。在直面病毒的戰(zhàn)斗中，人類也取得了一系列成績：索磷布韋治愈病毒性肝炎，抗病毒藥物與療法的多樣化都給了人類以勝利的希望。學(xué)界會持續(xù)開展抗病毒藥物的相關(guān)研究，為治療病毒性疾病與應(yīng)對突發(fā)的急性病毒感染做好準(zhǔn)備。同時，希望社會各界能對抗病毒藥物的研發(fā)給予關(guān)注。

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