《Antimicrob Agents Chemother:一种基于植物的特殊化合物或有望抑制HIV病毒库的再度激活 从而有望潜在治疗HIV感染》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2023-04-10
  • 截至2022年,美国大约有120万名HIV患者,抗逆转录病毒疗法能使得很多患者过上富有成效且并没有任何疾病症状的生活,但从感染者机体中永久性地消除HIV的治愈性策略仍然是一个非常漫长的过程。近日,一篇发表在国际杂志Antimicrobial Agents and Chemotherapy上题为“The Natural Stilbenoid (–)-Hopeaphenol Inhibits HIV Transcription by Targeting Both PKC and NF-κB Signaling and Cyclin-Dependent Kinase 9”的研究报告中,来自西蒙弗雷泽大学等机构的科学家们通过研究锁定了一种非常有希望的化合物,其或能靶向作用HIV感染者机体中持久存在的HIV病毒库,尽管患者接受了抗HIV的疗法。

    这篇研究报告中,研究人员识别出了一种天然的基于植物的化合物—厚朴酚hopeaphenol,其拥有一定的抗病毒特性,能有效抵御HIV。具体而言,这种化合物不仅能阻断病毒的复制,还能抑制抗HIV疗法后持续存在于人类免疫细胞中的病毒库(viral reservoir),HIV病毒库能在任何时间制造新的病毒,即使患者正在接受抗逆转录病毒疗法且并未表现出任何病毒症状。

    研究者Ian Tietjen说道,这一点非常重要,因为抗HIV疗法能停止疾病症状,但其却并不能消除潜在的HIV病毒库死灰复燃的潜力;病毒仍然会存在,且会有点活跃,这就会让宿主机体的免疫系统感受到一定的压力。研究者解释道,即使在抗HIV疗法存在的情况下,持续性的HIV表达也会给免疫细胞带来一定的压力,这或许就与患者患多种疾病的风险增加有关,比如癌症、代谢性疾病、心脏病和其它与机体衰老相关的疾病等。因此,研究者认为,诸如已经识别出的hopeaphenol或许就能预防HIV病毒库的再度激活,从而就能减少机体免疫系统的压力并潜在降低这些年龄相关疾病的发生。

    研究人员通过测试512种化合物的集合发现了hopeaphenol抑制HIV病毒表达的潜力,hopeaphenol被证明是最活跃的一种化合物,于是研究人员还进行了一些额外的测试,并验证了他们所得到的的研究结果以及分析了这种化合物的工作机制,研究人员还进行了两项实验来阐明hopeaphenol在抵御HIV上的治疗潜力。在第一项实验中,研究者Tietjen及其同事在实验室中从人类血液中分离出淋巴细胞(白细胞)并利用HIV来感染这些免疫细胞,随后他们让病毒复制并利用hopeaphenol来治疗被感染的细胞,当治疗后病毒停止了复制。

    在第二项实验中,研究人员从接受抗HIV疗法的多名HIV患者机体中分离得到CD4+ T细胞(比如辅助T细胞),并将细胞分为两组;一组辅助T细胞利用hopeaphenol预处理,而另一组(对照)则不作任何处理。随后研究人员激活携带病毒存储库的细胞让其开始产生病毒,结果发现,利用hopeaphenol预处理的细胞能减少病毒的产生,这就表明,hopeaphenol或能抑制病毒的再度激活。研究者Tietjen说道,这些观察性的研究结果表明,hopeaphenol除了能阻断病毒的活跃复制和扩散外,还能通过抑制目前抗HIV疗法无法完成的病毒再度激活来帮助沉默HIV的病毒库。

    此前的研究结果表明,hopeaphenol在动物模型机体中耐受性良好,因为其源于多种植物,而且其分离后很容易扩大规模产生;由于这些因素和本文的研究结果,研究人员非常乐观地认为,hopeaphenol最终或许能让HIV患者得到一个更好的生活质量,尽管其在人类机体中进行临床试验前还需要进一步测试研究。研究者认为,未来其或许能成为当前抗逆转录病毒疗法的一种有效的添加剂,从而成为一种更具潜力的抗HIV疗法。

    综上,本文研究中,研究人员识别出了hopeaphenol或许能作为一种新型的抑制剂来靶向作用一类PKC介导的T细胞激活通路(除了CDK9外)从而阻断HIV的表达,基于hopeaphenol的疗法或许能补充目前的抗逆转录病毒疗法,否则就无法实现靶向作用细胞相关的HIV RNA和HIV患者机体中残留的抗原产生。

    原始出处:

    Ian Tietjen,Cole Schonhofer,Amanda Sciorillo, et al. The Natural Stilbenoid (–)-Hopeaphenol Inhibits HIV Transcription by Targeting Both PKC and NF-κB Signaling and Cyclin-Dependent Kinase 9, Antimicrobial Agents and Chemotherapy (2023). DOI:10.1128/aac.01600-22

  • 原文来源:https://news.bioon.com/article/1966e65957df.html
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  • 《利用Jak抑制剂有望清除HIV病毒库》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:huangcui
    • 发布时间:2017-12-26
    • 根据一项新的研究,一类已被美国食品药品管理局(FDA)批准用于治疗类风湿性关节炎的抗炎药物可能能够“清除”HIV感染者中被这种病毒感染的免疫细胞库(即HIV病毒库)。 当培养来自HIV感染者的免疫细胞时,研究人员发现抗炎药物托法替尼(tofacitinib)和鲁索替尼(ruxolitinib)可阻断被感染的细胞产生HIV,从而将这种病毒传播给邻近的细胞,并清除这种病毒库。相关研究结果于2017年12月21日发表在PLoS Pathogens期刊上,论文标题为“Novel mechanisms to inhibit HIV reservoir seeding using Jak inhibitors”。 论文共同通信作者、美国凯斯西储大学医学院病理学教授Rafick-Pierre Sékaly博士说,“治愈HIV感染的主要障碍之一就是HIV病毒库。有非常少量的免疫细胞让这种病毒整合到它们的基因组中。这些免疫细胞完全不被免疫系统检测到,这是因为HIV处于潜伏状态。但是一旦你停止治疗,那么这种病毒就会重新激活。我们的研究结果表明如果利用Jak抑制剂处理这些免疫细胞,那么你就能够清除这些HIV病毒库。” 这项新的研究涉及37名HIV感染者,不过这些感染者都通过服用抗逆转录病毒药物对体内的这种病毒进行控制。这些感染者体内的残留HIV病毒库大小---HIV整合到基因组中的免疫细胞数量---与这些免疫细胞中的Jak酶活性相关联。这项研究提示着阻断Jak酶实际上可能会导致HIV病毒库枯竭。实验室实验证实Jak抑制剂阻止HIV传播到附近的健康细胞中。 Jak抑制剂阻断在某些疾病(包括类风湿性关节炎等自身免疫疾病)中受到异常调节的至关重要的促炎性细胞因子。在阻断这些促炎性细胞因子中,Jack抑制剂将炎性状态恢复到未患上炎性疾病的人体中观察到的“正常”水平。 在这项新的研究中,Jak抑制剂的一种关键的安全特征是它们不是一种全身性免疫抑制剂,而是一种免疫调节剂。Sékaly说,“我们的结果展示了Jak抑制剂如何不会阻止HIV病毒库中的免疫细胞对新的感染作出反应。” 这些研究人员证实Jak抑制剂并不阻断对HIV产生的功能性免疫反应,或者说正常的免疫细胞功能。这种作用机制是独特的,这是因为这些Jak抑制剂对被HIV感染的免疫细胞具有明显的特异性,不同于用于移植的全身性免疫抑制试剂,后者会抑制全身的免疫反应,从而导致功能性免疫力下降。 鉴于Jak在被HIV感染的免疫细胞中是过度活跃的,Jak抑制剂能够特异性地靶向这些免疫细胞中的炎性细胞因子,从而阻止这些炎性细胞因子活化这些被感染的免疫细胞和传播HIV到附近的细胞中。HIV需要免疫细胞活化才能够高效地复制。利用Jak抑制剂阻断被HIV感染的免疫细胞中至关重要的炎性细胞因子,从而创造了一种让这种病毒不能够复制的环境,这是因为它不能够正确地激活免疫细胞。这种独特的作用机制允许Jak抑制剂阻断被感染的免疫细胞中的病毒复制,降低作为HIV病毒库的免疫细胞(Bcl-2等关键的标志物下调表达)的寿命,而且阻断这种病毒库扩大。 Gavegnano说,“我们正在严格地评估Jak抑制剂对阻止细胞培养物、动物模型和人体中的HIV根除的关键事件的影响。我们也在仔细地监控它们的安全性,从各个角度评估它们是比较重要的,以确保我们提供一种安全有效的疗法。迄今为止,我们的数据为仔细地探究Jak抑制剂治疗HIV适应症提供了理由。我们期待理解阻断被HIV感染的免疫细胞中的残余炎症如何能够影响治愈HIV感染的最终目标。”
  • 《J Med Chem:新化合物有望治疗VZV病毒感染》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2023-09-04
    • 水痘带状疱疹病毒(varicella zoster virus, VZV)是一种α疱疹病毒,初发感染时会引起水痘,从潜伏期再活化时会引起带状疱疹。目前,可使用减毒活毒株疫苗来预防这两个阶段的 VZV 疾病,并且已批准使用一种佐剂亚单位疫苗(adjuvant subunit vaccine)来预防带状疱疹。虽然小儿疫苗接种降低了带状疱疹的发病率,但是带状疱疹仍然很普遍。 根据美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention, CDC)的数据,美国每年估计有 100 万例带状疱疹病例。高危人群包括 50 岁以上人群、移植受者、HIV感染者以及任何免疫系统受损的人。当 VZV 在皮肤中再活化时,会引起疼痛的含有大量传染性病毒的水泡状皮疹。 在皮疹出现后三天内给予抗病毒治疗最有效,有证据表明,及时抗病毒治疗可以减轻急性疼痛,加快伤口愈合,减少病毒脱落,降低疱疹性神经性疼痛的发生率。带状疱疹的一种主要并发症是带状疱疹后遗神经痛(postherpetic neuralgia),这是一种在皮疹愈合后持续数月至数年的神经性疼痛。治疗 VZV 感染亟需更有效、更安全的改良抗病毒药物。 目前,有几种核苷类似物可用于治疗 VZV 感染,包括阿昔洛韦(ACV)、伐昔洛韦(VACV)和泛昔洛韦(FCV)。这些核苷类似物作用于病毒 DNA 聚合酶,从而破坏病毒 DNA 的合成。它们以三磷酸形式发挥活性,需要 VZV 胸苷激酶和细胞酶来激活。这类药物对 VZV 的疗效不高,需要大剂量使用,而且长期使用会产生耐药性。西多福韦(CDV)是一种广谱核苷酸类似物,对 VZV 有活性。遗憾的是,肾毒性和缺乏口服生物利用度限制了 CDV 作为一线治疗药物的使用。在某些情况下,CDV 可在标签外用于治疗对ACV产生耐药性的 VZV。焦磷酸类似物膦甲酸(foscarnet)是另一种二线治疗方法,但它有许多有害的副作用。 为治疗 VZV 感染而发现的另一类化合物是尿苷的环状衍生物。曲氟尿苷(trifluridine)和碘苷(idoxuridine)主要用于局部治疗眼带状疱疹。溴乙烯类似物溴夫定(BVDU)已在欧洲获准用于治疗 VZV 感染,并具有很强的抗疱疹活性。与核苷类似物类似,BVDU 必须由VZV 胸苷激酶 转化为 5'-单磷酸和二磷酸形式。然后,细胞激酶进行最后一步转化,形成活性的5'-三磷酸形式(BVDU-TP)。BVDU-TP 作为一种竞争性抑制剂,选择性地与病毒 DNA 聚合酶发生作用,并被整合到病毒 DNA 中,导致链终止。与ACV或其药物前体(prodrug)相比,BVDU具有更好的抗病毒活性,因此所需的剂量更小。此外,BVDU 可以每天口服一次,因此比其他用于治疗 VZV 感染的药物更具吸引力。BVDU 的主要缺点是会在肝脏中分解为溴乙酰尿嘧啶(BVU)。BVU能够抑制降解胸苷和尿嘧啶的二氢嘧啶脱氢酶(DPD)。抗癌药物 5-氟尿嘧啶(5-FU)会被 DPD 分解,从而与溴夫定产生有害的药物相互作用。鉴于目前治疗 VZV 感染的处方药会产生不良反应,因此亟需安全有效的新型抗病毒药物来治疗 VZV 及其耐药株。 在一项新的研究中,来自美国佐治亚大学和上州医科大学的研究人员报道了一种尿苷衍生物,β-l-5-((E)-2-溴乙烯基)-1-((2S,4S)-2-(羟甲基)-1,3-(二氧戊环-4-基))尿嘧啶(l-BHDU),它是一种有效而安全的抗 VZV 药物。在人包皮成纤维细胞中,l-BHDU 对 VZV 有效,EC50 值为 0.25 μM。在人包皮成纤维细胞中,它的细胞毒性不超过 200 μM,选择性指数(selectivity index, SI)大于 909。在体内,与 ACV 和 VACV 相比,l-BHDU 能显著减少 VZV 的生长和传播。代谢研究表明,5-FU不会在接受l-BHDU治疗的小鼠体内蓄积。l-BHDU可能不会抑制DPD,其安全性可能优于溴夫定。相关研究结果近期发表在Journal of Medicinal Chemistry期刊上,论文标题为“Prodrug Strategies for the Development of β-l-5-((E)-2-Bromovinyl)-1-((2S,4S)-2-(hydroxymethyl)-1,3-(dioxolane-4-yl))uracil (l-BHDU) against Varicella Zoster Virus (VZV)”。 为了提高l-BHDU的细胞生物利用度和吸收率,这些作者开发了一种氨基酸酯药物前体l-BHDU-l-缬氨酸(l-BHDU-l-valine),与母体分子l-BHDU-l相比,它具有更强的抗VZV活性。l-BHDU-l-缬氨酸的EC50值为0.03 μM,CC50大于200 μM。 受到这些发现的鼓舞,为了增强 l-BHDU 的药代动力学特征,这些作者探索了多种药物前体方法来提高 l-BHDU 抵抗 VZV 的效力。为此,他们介绍了多种 l-BHDU药物前体的合成和抗病毒评估,包括 13 种 5'-氨基酸酯药物前体、两种磷酰胺药物前体、两种长链磷脂药物前体、一种十八烷氧基乙基醚药物前体、一种十八烷氧基乙基醚药物前体和一种十八烷氧基乙基醚药物前体、 两种长链磷脂药物前体:l-BHDU 单磷酸十八氧乙基药物前体(ODE-l-BHDU-MP)和 l-BHDU 单磷酸十六氧丙基药物前体(HDP-l-BHDU-MP),以及两种磷酸酯药物前体(POM-l-BHDU-MP和 POC-l-BHDU-MP)。 开发基于核苷类似物的5'-氨基酸酯药物前体是广为人所知的,并且已知可以降低细胞毒性。这些作者以前的研究已表明,作为药物前体策略的一部分,添加氨基酸可提高生物利用度和载体介导的细胞转运,同时降低标准核苷的极性。 此外,已知磷酰胺、磷酸酯和长链磷脂药物前体都能提高核苷的抗病毒效力,同时克服限制速率的第一步---单磷酸化。例如,CDV 的 1-O- 十六烷氧基丙基和 1-O- 十八烷氧基乙基药物前体对 DNA 病毒的活性高于母体分子。由于具有亲脂性,磷脂药物前体的细胞摄取能力和口服生物利用度都有所提高,它们比标准 CDV 更有效地抑制病毒复制。然而,VZV 可感染多种人类细胞类型,并在神经细胞中潜伏。不幸的是,l-BHDU 的亲脂性不足以穿透神经细胞;因此,这些作者合成了十八烷氧基乙基-l-BHDU-MP(ODE-l-BHDU-MP)和十六烷氧基丙基-l-BHDU-MP(HDP-l-BHDU-MP)药物前体。 用十八烷氧基乙基(ODE)或十六烷氧基丙基(HDP)对 l-BHDU-MP 进行酯化,以提高其生物利用度和细胞渗透性,因为它们与细胞膜的磷脂相似。预计添加这些长碳链会提高这些化合物的吸收和细胞内转运。 迄今为止,美国食品药品管理局(FDA)已批准阿德福韦酯(POM)和富马酸替诺福韦(POC)分别用于治疗乙型肝炎病毒(HBV)和人类免疫缺陷病毒(HIV)感染。POM 或 POC 基团的亲脂性可提高 l-BHDU 的生物利用度和细胞吸收率。在POM和POC药物前体的代谢过程中,第一个 POM 酯基会发生降解,形成不稳定的羟甲基醇酸酯中间体,该中间体会发生化学重排并释放出甲醛。接着,第二个 POM 酯基被裂解,生成游离的核苷单磷酸(NMP)。同样,POC药物前体也会通过酶降解进行代谢。POC 的碳酸盐会被酯酶分解,产生不稳定的羧酸盐中间体,然后依次释放出二氧化碳和甲醛,生成游离的 NMP。根据这些策略,他们合成了 POM-l-BHDU-MP和 POC-l-BHDU-MP (47)药物前体 ,用于评估它们抵抗 VZV 的效果。 这些作者还计划开展更多研究,在更多与临床相关的系统(包括人体皮肤器官培养系统和 NuSkin 小鼠模型)中对这些化合物进行评估,并对这些药物前体的药代动力学进行详细研究,以便将它们选为潜在的临床候选药物。 参考资料: Uma S. Singh et al. Prodrug Strategies for the Development of β-l-5-((E)-2-Bromovinyl)-1-((2S,4S)-2-(hydroxymethyl)-1,3-(dioxolane-4-yl))uracil (l-BHDU) against Varicella Zoster Virus (VZV). Journal of Medicinal Chemistry, 2023, doi:10.1021/acs.jmedchem.3c00545.