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抗流感病毒药物

生物制药小编  · 公众号  · 药品  · 2018-03-16 06:56

正文

今年年初全球流感爆发,日本 Shionogi的新型抗流感病毒药物Xofluza(Baloxavir marboxil)仅四个月就获批上市,小编借此梳理一下抗流感病毒的药物及其进展。


背景介绍

流感病毒由脂双分子层和蛋白质外壳(envelop)和反义RNA组成。外壳蛋白主要包括凝血素HA和神经氨酸酶NA,这两种蛋白又各自有不同的亚型,可用来区分流感病毒种类,如H1N7,H1N5等。反义RNA携带11种基因:血凝素(hemagglutinnin, HA)、 (neuraminidase,NA)、(matrix 1,M1)、(matrix2,M2)、(nucleoprotein,NP)、非结构蛋白1 (non-structural protein 1, NSP1)、 非结构蛋白2(non-structural protein 2, NSP2 或者出核蛋白NEP) 、聚合酶蛋白(PA)、基础聚1(polymerase basic protein1, PB1)、基础聚合酶2(polymerase basic protein 2,PB2)。


病毒复制过程:

病毒与宿主细胞膜表面受体结合,被吞入endosome进入宿主细胞,由于endosome的PH值较低(5-6)导致病毒HA0蛋白结构发生改变,导致HA2 fusion肽段暴露嵌入endosome膜,并打开M2离子通道,讲病毒的vRNP释放进入细胞质。vRNP包含NP,PA,PB1,PB2蛋白和反义RNA,这些蛋白中都有细胞核定位信号(NLS)。vRNP进入细胞核之后首先需要将反义RNA转换成正义RNA,形成cRNP,再以此作为模板进行复制形成vRNP。同时vRNP的另一个重要任务是转录生成mRNA,病毒自带的RNA-依赖型RNA聚合酶(RdRp)用自带的RNA作为引物,RdRp由PA,PB1和PB2结构组成。但用于翻译的病毒mRNA没有5’帽子,这时RdRp中PB1与宿主细胞mRNA的5‘端的甲基化帽子结合,由具有核酸内切酶功能的PA进行剪切。病毒进一步抢占宿主细胞的剪切机器对自己的基因进行剪切拼接,从而产生M2,NEP。携带反义RNA的vRNP通过CRM1依赖的通路出细胞核。病毒颗粒的囊泡来自由极性细胞的表层(如上皮细胞分为apical side和basal layer side),主要蛋白有HA,NA和M2。病毒的HA与宿主细胞膜表面的唾液酸相连接,神经氨酸酶以唾液酸为作用底物催化唾液酸水解,释放病毒。又开始下一轮侵染。


已成药的经典靶点

早期的抗流感药物主要集中在三个靶点,分别对应病毒侵染到离开宿主细胞过程中的三个重要步骤。

  • M2离子通道抑制剂,阻止病毒从endosome进入细胞质:金刚烷胺amatadine,甲基金刚烷胺Rimantadine。

  • 聚合酶抑制剂,阻止病毒复制:法匹拉韦 favipira。

  • 神经氨酸酶NA抑制剂,阻止病毒离开细胞:奥司他韦oseltamivir,扎那米韦zanamivir, laninamivir,帕那米韦paramivir。


中国市场主要是被金刚烷胺、甲基金刚烷胺及奥司他韦占据。由于M2蛋白转膜区的突变(涉及26、27、30、31和34位),使阻断剂金刚烷胺和甲基金刚烷胺在体内外均可迅速产生耐药。奥司他韦相对高效低毒,正在慢慢取代金刚烷胺市场。预计2017年东阳光药(港股HK1558)的奥司他韦(可威)销售额有13-14亿人民币,2018年初爆发的流感使其今年Q1销售额可能已经达到2017年下半年的水平。但病毒也会对奥司他韦产生耐药性,由Biota Pharmaceuticals和Daiichi Sankyo公司研发的Laninamivir就是用于治疗对奥司他韦具有抗药性的流感病毒感染,目前还没有在中国上市。


新的热门研发位点:RdRp(PA-PB1-PB2)


PdRp目前是抗流感病毒药物研发中相对较新的一个点,分为两个策略。一是就这三个蛋白结构(PA,PB1,PB2)的不同功能来划分,如阻断PB2与宿主细胞的mRNA结合位点,阻断vRNA的结合位点,抑制PA的核酸内切酶活性位点等。二是基于PdRp需要三个蛋白结构相互连接配合才能完成复制、转录及复制-转录两个过程的切换,抑制PA、PB1、PB2之间的interface也是一个很好的策略。


除了 Xofluza之外, 由Vertex研发的VX787在2013年就进入二期临床试验,机制是通过吲哚基团与第323位的苯丙氨酸形成 π-stacks(两个苯环平行堆叠),占据PB2帽子结合位点从而阻止病毒mRNA的转录。2014年转手给Janssen,小编暂时没有查到音讯。



参考文献

  • Aartjan J.W.te Velthuis and Ervin Fodor.  Influenza virus RNA polymerase: insights into the mechanisms of viral RNA systhesis. 2016. Nature review.

  • Zhongxia Zhou, Tao Liu, Jian Zhang, Peng Zhan and Xinyong Liu.   Influenza A rirus polymerase: and attractive target for next-generation anti-influenza therapeutics. 2018. Drug discov Tody.

  • Michael P. Clark., etc. Discovery of a Novel, First in Class, Orally Bioavailable Azaindole inhibitor (VX-787)of influenza PB2. 2014. JACS.


附:分别以PA,PB1,PB2为靶点的抑制剂

PA抑制剂

PB1抑制剂

PB2抑制剂


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