針對艾滋病毒的局部殺微生物劑研究進展

摘 要高效抗逆轉錄病毒療法（HAART）的推廣應用使HIV/AIDS的治療和控制獲得了巨大的成功，但至今在艾滋病毒（HIV）感染的預防上卻駐足不前，HIV疫苗研究遇到種種困難。在HIV感染者中，女性約占50%，其中絕大多數是通過性途徑傳播而患病的。本文綜述近幾年在針對HIV的局部殺微生物劑方面的研究進展：Ⅱ期臨床多中心試驗結果顯示，0.5% PRO2000能使HIV的感染率下降約30%；感染動物試驗顯示，含1%替諾福韋酯的陰道凝膠劑在預防猴免疫缺陷病毒（SIV）感染方面效果顯著。雙盲、隨機、對照臨床試驗也證實，含1%替諾福韋酯陰道凝膠劑可使婦女減少39%的HIV感染風險，對高依從性婦女則可將HIV感染風險降低54%，且不良反應發生率未見增加，未出現對替諾福韋酯的耐藥。可以預計，針對HIV的局部殺微生物劑有望成為人類阻遏HIV肆虐的又一道有效防線。

關鍵詞艾滋病毒 殺微生物劑

中圖分類號：R978.7 文獻標示碼：A 文章編號：1006-1533(2011)11-0535-04

Progress in the research of topical microbicides against HIV

SHAO Jia-sheng1*，LU Hong-zhou1，2，3，SHEN Yin-zhong1，ZHANG Yong-xin2

（1. Shanghai Public Health Clinical Center，Fudan University，Shanghai，201508；

2. Huashan Hospital，Fudan University，Shanghai，200040；

3. Department of Internal Medicine of Shanghai Medicial College，Fudan University，Shanghai，200032）

AbstractThe stunning accomplishment has been achieved for the control of HIV/AIDS since highly active antiretroviral therapy (HAART) was used in clinic，but little progress was made in the field of the prevention of HIV infection. As we all known，there are lots of setbacks in the development of HIV vaccine which made some scientists frustrated. Women comprise almost 50% of the population of people living with HIV and the majority of them contracted the virus through sexual transmission in monogamous relationships，especially in the undeveloped settings. A multi-center clinical trial indicated 30% effectiveness with the 0.5% PRO2000 gel，while a study in macaque monkeys showed that a vaginal gel containing 1% tenofovir-alone or in combination with 5% emtricitabine (FTC) was highly effective in preventing infection from SHIV. Tenofovir gel reduced HIV acquisition by an estimated 39% overall，and by 54% in women with high gel adherence，which was showed in a double-blind，randomized controlled trial and no adverse effects and drug resistance were observed. It is promising that topical microbicides againstt HIV can be another defense line for stemming the epidemic.

Key wordsHIV；topical microbicides

全球艾滋病毒（HIV）感染率趨向穩定，但因有新發感染者和感染者生存期延長，HIV感染者的總數仍在不斷增加。近20年來，抗HIV感染治療取得了很大進展，但醫藥費用和毒副作用很難為患者接受[1]，而HIV疫苗的研究難以在短期內獲得突破性的進展。在美國默克公司宣布歷時10年的HIV疫苗研究項目失敗后，國際社會對HIV疫苗開發持悲觀態度，有學者認為成功開發HIV疫苗可能還需要幾十年的時間[2]。安全套的廣泛使用使HIV經性途徑傳播得到控制，但是在某些特定的文化背景下，安全套的推廣和使用存在可接受性差、使用率低以及在性活動過程中女性難以自主支配其使用等問題。因此，人們又將目光投向了另一有效的預防技術——針對HIV的局部殺微生物劑（topical microbicides），以期阻斷性途徑導致的HIV傳播，而這正是全球HIV傳播的主要模式。有數據表明，全球女性HIV感染者和艾滋病患者數正持續攀升。WHO稱，2007年成人HIV感染者中50%為女性。因此，安全、有效且女性可以自主支配使用的殺微生物劑很可能會改變全球HIV流行趨勢。Watts等[3]認為，殺微生物劑單藥有效率如果能夠達到60%，全球每年就有幾百萬人可免于HIV感染。

1殺微生物劑的研發概況

殺微生物劑的作用機制是攻擊細胞或病毒的標靶、阻止靶細胞的感染以降低病毒感染的概率，目前大約有50種候選制劑處于不同的研發階段（www.microbicide.org），其中大部分為非特異性殺微生物劑，如表面活性劑和多陰離子化合物已經完成Ⅲ期臨床試驗，但還沒有一種制劑顯示有非常明確的保護作用[4~6]。

第一代殺微生物劑系應用高硫酸鹽分子和去污劑等阻止病毒的黏附或直接滅活病毒的；第二代殺微生物劑主要依靠維持陰道正常的低pH狀態來阻止病毒感染；第三代殺微生物劑是作用更具特異性的抗逆轉錄病毒藥物、包括黏附抑制劑和逆轉錄酶抑制劑，且對抗逆轉錄病毒藥物的臨床評價已逐漸擴展到抗病毒作用更強、選擇性更好的復合制劑。最近，殺微生物劑的研發策略正集中在如何開發針對靶細胞蛋白的小分子或刺激黏膜固有免疫或適應性免疫，包括NK細胞、防御素類小分子和中和抗體，其中一些制劑在體外和動物感染模型中顯示有很好的保護作用，有望成為下一代殺微生物劑[7]。

多種殺微生物劑進入了臨床試驗以評價安全性和有效性。SAAVY（C31G）和壬苯聚醇-9因殺病毒效果差且會增加受試者的感染率，已經停止開發。此類殺微生物劑的作用機制是通過破壞病毒外膜而直接滅活病毒，但同時對陰道上皮細胞也具有毒性作用，可造成局部黏膜破損、增加感染機會。

2殺微生物劑PRO2000

第一個在臨床試驗中被證實有效的殺微生物劑是PRO2000，研究顯示PRO2000的濃度維持在0.3至4.3 μg/ml之間就可以使病毒復制率下降50%（EC50）[8]。對2型單純皰疹病毒，PRO2000的EC50為11.4 μg/ml，并且表現出良好的安全性[9]。

2005年2月至2008年9月美國國立衛生研究院資助了一項編號為HPTN035的Ⅱ期臨床多中心試驗，研究者從美國、非洲的7個中心共招募了3 099名HIV陰性、但性行為活躍的女性，隨機分為4組，即BufferGel組、PRO2000（濃度為0.5%）組、安慰劑組以及不使用凝膠組。BufferGel可以在精液存在的情況下維持陰道的酸性，防御HIV感染。PRO2000是一種多陰離子聚合物，能結合CD4分子的一個表位而阻止病毒顆粒進入宿主細胞。對所有參試者都發放安全套，在試驗期間檢測并治療其它性傳播疾病（如梅毒、尖銳濕疣等），隨訪20.4個月。結果顯示，194名受試者發生了HIV感染，其中PRO2000組36名、BufferGel組54名、安慰劑組51名、不使用凝膠組53名。與安慰劑組和不使用凝膠組相比，BufferGel不能顯著降低HIV感染率，而PRO2000能使HIV感染率下降約30%。雖然本次試驗的樣本量少、差異在統計學上無顯著性，但毫無疑問，PRO2000是一個很有希望的“藥物”，目前還需要其它證據進一步證實其有效性。在另一項隨機、對照試驗中，試驗組81%的受試者堅持使用PRO2000凝膠。與安慰劑組相比，使用頻次低的女性的HIV感染率下降9%，經常使用PRO2000凝膠的女性的HIV感染率下降44%，對于不使用安全套、但PRO2000使用頻次高的女性，HIV感染率下降78%。

目前，PRO2000的Ⅲ期臨床試驗（編號MDP-301）正在進行，研究對象包括來自南非、烏干達、坦桑尼亞和贊比亞6個研究中心的9 395名HIV陰性女性，目的是評價0.5%和2% PRO2000兩組的安全性和有效性。2008年2月，2% PRO2000因被發現無效而停止試驗，0.5% PRO2000組繼續進行試驗。

3殺微生物劑替諾福韋酯

替諾福韋酯是核苷類逆轉錄酶抑制劑，被廣泛用于抗HIV治療，同時也是第一個被證實在動物試驗和女性HIV初級預防中安全、有效的陰道殺微生物劑。

美國疾病預防與控制中心的Dobard等[10]報告，在恒河猴動物試驗中，使用含1%替諾福韋酯的陰道凝膠或含1%替諾福韋酯和5%恩曲他濱的陰道凝膠預防猴免疫缺陷病毒（SIV）感染效果顯著。對照組11只（9只使用安慰劑，另外2只不使用陰道凝膠）；試驗組12只，其中6只單用替諾福韋酯凝膠，另外6只使用含替諾福韋酯和恩曲他濱的陰道凝膠。在SIV陰道黏膜被攻擊前30 min使用凝膠，每周2次、連續使用10周。結果發現，經4次病毒攻擊后，對照組11只猴子中有10只感染了SIV，而在試驗組中，即便病毒攻擊20次，也無1只猴子發生感染。監測血液中的抗逆轉錄藥物后發現，絕大部分藥物停留在陰道中，血藥濃度很低（＜0.03%），因此可降低發生耐藥的可能性。SIV與HIV的結構最為接近，故該感染動物試驗的價值很大。

García-Lerma等[11]使用口服替諾福韋酯和恩曲他濱作為暴露前預防用藥（PrEP），旨在阻斷經直腸的嵌合猿猴/人免疫缺陷病毒（SHIV）感染。該試驗分成5組，每組6只恒河猴——組1：暴露前2 h服藥，暴露后22 h再服藥；組2：暴露前22 h服藥，暴露后2 h再服藥；組3：暴露前72 h服藥，暴露后2 h再服藥；組4：暴露前2 h服藥，暴露后22 h再服藥（用法與組1相同，但每周給藥1次）；組5：僅在暴露后2 h和26 h服藥。結果顯示，對照組32只恒河猴中有31只被感染。與之相比，病毒暴露前72或22 h服藥組的SHIV感染率是對照組的1/15～1/16；病毒暴露前2 h服藥、暴露后22 h再次服藥或僅在暴露后服藥組的SHIV感染率是對照組的1/4。這項研究還表明：此方案可以提供至少3 d的保護，藥物在細胞內的半衰期較長，故為了達到最大的保護效果，提前給藥至關重要，是一個很有應用前景的化療藥物預防策略。

目前，PrEP相關臨床試驗正在不同的感染風險人群和地區，包括在非洲東部博茨瓦那的異性戀者、泰國靜脈用毒者、肯尼亞和烏干達的性混亂者及男-男同性戀者中開展[12]。

南非艾滋病項目研究中心進行了一項雙盲、隨機、對照臨床試驗（CAPRISA004）[13]，目的是評估含1%替諾福韋酯陰道凝膠在預防婦女HIV感染方面的安全性和有效性。納入對象是夸祖魯-納塔爾城區和農村處于性活躍狀態、抗HIV抗體陰性的18～40歲婦女，其中替諾福韋酯凝膠組445人、安慰劑凝膠組444人，每月檢測HIV陽性率、評價藥物的安全性、婦女的性行為方式及凝膠和安全套的使用情況，隨訪30個月。結果顯示，替諾福韋酯凝膠組的年HIV感染率為5.6/100人（即研究觀察人次38/680.6人），而安慰劑凝膠組為9.1/100人（60/660.7人），發病率比為0.61（P＝0.017）。替諾福韋酯凝膠組中的高依從性婦女（依從性＞80%）的HIV感染率下降54%（P＝0.025），中等依從性婦女（依從性50%～80%）和低依性從婦女（依從性＜50%）的HIV感染率分別降低38%和28%。在該試驗中，受試者需在性交前12 h使用凝膠并在性交后12 h內使用第2劑凝膠，但24 h內使用不能多于2劑。總的來看，替諾福韋酯凝膠減少了39%的感染風險，而高依從性婦女的HIV感染風險降低54%。此外，不良事件發生率未增加，也未出現對替諾福韋耐藥。替諾福韋酯凝膠很可能被實際用于HIV預防、尤其是用于不能嚴格遵循一夫一妻制或不使用安全套的女性。

4其它殺微生物劑

一些含有非核苷類逆轉錄酶抑制劑的殺微生物劑正處于臨床試驗階段，如dapivirine和UC781。其它種類的殺微生物劑主要有HIV特異性侵入抑制劑，包括gp120阻斷劑、gp41阻斷劑、CCR5拮抗劑、整合酶抑制劑和蛋白酶抑制劑[14]。這些均為小分子化合物，與逆轉錄酶抑制劑聯合應用可能是下一代殺微生物劑的發展方向。

其它殺微生物劑，如cyanovirin-N、griffithsin和actinohivin是一類具有較強抗HIV活性的蛋白質，缺點是成本太高，目前還沒有正式進入臨床試驗階段[15， 16]。

美國明尼蘇達大學的Li等[17]發現一種常用于食品和化妝品中的廉價化合物甘油一月桂酸酯（glycerol monolaurate， GML）能阻斷SIV傳播，其作用機制是抑制機體黏膜下信號系統，包括巨噬細胞炎性蛋白-3a、漿細胞樣樹突狀細胞和CCR5+細胞等的活性，從而干擾宿主的固有免疫應答而非直接殺死病毒本身。體外實驗表明，GML能下調HIV-1和SHIV引起的固有免疫應答和炎癥反應；體內實驗也證實，即使在陰道內反復進行高劑量的病毒攻擊，其也可以保護恒河猴免受SIV急性感染。GML的最大優勢在于價廉，人均單次使用的費用不到1美分。除了預防HIV傳播外，GML可能還有阻斷其它性傳播疾病的作用。不過，GML還需進行臨床試驗來驗證安全性和有效性。一旦證實確能有效阻斷HIV傳播，就會出現一種價廉的能阻斷女性感染HIV的藥物。

5殺微生物劑研發需要解決的問題

評價一種殺微生物劑是否有希望進入臨床試驗應考慮藥物的黏膜分布、局部濃度和滯留時間這3個參數[18]。有效的殺微生物劑必須能應對黏膜微環境的干擾以及HIV易突變的生物學特性。HIV如何在局部黏膜建立初始感染、殺微生物劑與病毒如何發生作用以及在何處發生作用，弄清這些問題可大大促進殺微生物劑的研發進程。

目前，殺微生物劑研發所面對的挑戰主要有：第一，HIV能很快在黏膜內彌散，而殺微生物劑往往不能到達這些部位；第二，HIV可以“躲藏”在黏膜隔室（mucosal compartment）內以逃避殺微生物劑的攻擊，直到殺微生物劑的濃度下降至有效濃度以下；第三，首次暴露不會導致病毒持續感染，但再次暴露后，首次感染可以成為黏膜感染的刺激因素而促進持續感染的發生；第四，HIV極易對抗逆轉錄病毒藥物發生耐藥[19]。因此，一個成功的殺微生物劑必須具備以下3個特征：強大的黏膜穿透力；能達到HIV躲避殺微生物劑攻擊的黏膜凹槽（niche）且不易造成黏膜局部破損；不易導致耐藥。

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（收稿日期：2011-05-03）