新型小分子药物可长效作用于HIV蛋白衣壳

来源：BioArt

口服抗逆转录病毒药物是目前普遍应用的HIV治疗方式。然而，许多长期服药的患者由于多重耐药性的产生，面临治疗的重重困境。除此之外，若患者没有长期坚持每日口服治疗，会造成患者耐药性，病毒传播导致新感染等一系列负面效应。基于此，美国吉利德科学公司(Gilead Sciences)尝试研发出一种新型长效抗逆转录病毒制剂，为严重的HIV患者提供急需的治疗选择，并且可以很好地改善用药依从性。

2020年7月1日，吉利德科学公司Stephen R. Yant率领的研发团队在Nature在线发表题为Clinical targeting of HIV capsid protein with a long-acting small molecule的研究论文，公布了具有破坏HIV衣壳蛋白的小分子药物GS-6207的临床前及初步临床试验结果，并且由于其抗病毒效果显著，体内清除率低以及皮下注射部位释放动力学缓慢，可以作为理想的长期治疗选择。

由于HIV衣壳蛋白p24(CA)对病毒的复制起着关键作用而常常被认为是治疗的关键靶点之一。CA首先在Gag和Gag-Pol多聚蛋白体(HIV-1重要的结构蛋白)中表达，为病毒体组装所需的蛋白相互作用提供重要的结构基础。因此，衣壳蛋白的正常合成及其完整度，是病毒能够进行后续侵染等一系列活动的基础。一旦病毒侵染一个新的细胞后，完整的衣壳蛋白开始发挥作用，使病毒与受体的效应分子作用，开启逆转录与前病毒体DNA整合的过程。

通过对一系列小分子化合物对CA的靶向筛选，该研究团队发现GS-6207(结构如图1所示)比之前发现的GS-CA1具有更强的抗病毒效果，更好的代谢稳定性【1】。350nm的光散射反应发现CA组装速度与组装程度与GS-6207浓度呈正相关，而高浓度下快速组装得到的是缺陷型CA衣壳。将GS-6207用于被HIV-1感染的MT-4细胞，原代CD4+T细胞，巨噬细胞等都发现其平均最大有效浓度的一半(EC50)都远低于其他常用的抗艾滋病药物的EC50。由此认为GS-6207具有极高的抗病毒效力，而这一点也在其能有效对抗高度耐药HIV变体上充分体现。

图1

针对GS-6207对蛋白衣壳的靶向作用，研究人员发现，GS-6207会干扰HIV-1病毒复制的早期和晚期过程，而对早期的干扰作用更加显著。在定量PCR分析中，他们测量了逆转录产物累积水平即2-LTR环的形成和前病毒体的整合。当EC50为1.25nM时，GS-6207不会改变cDNA的合成，但会显著减少2-LTR环和前病毒的整合。由此他们推测，GS-6207可能通过与宿主细胞核导入辅助因子(NUP153 & CPSF6)直接竞争与CA的结合来阻止病毒cDNA的核导入。

最后他们进行了一项随机剂量的临床研究，采用双盲法和安慰剂对照法，向40位健康受试者给予30-450mg 剂量的GS-6207 (32人受试，8人安慰剂)(图2a)。GS-6207除了造成注射部位轻微瘙痒外没有明显副作用。GS-6207的药代动力学曲线显示其缓慢、持续的药物释放作用，中位表观终端的半衰期(t1/2)为38天。随后，将20-450mg的单一剂量注射GS-6207于HIV-1感染未治疗过的患者体内(32人受试，8人安慰剂)。药物的浓度时间曲线与图3a趋势基本一致(图2b)。到第九天，单次皮下注射20、50、150或450mgGS-6207可使血浆HIV-1 RNA转化的最大减少量(取log10)分别降低1.35、1.79、1.76、2.20 (图2c)。

 图2

GS-6207对HIV野生型病毒体和高度耐药突变体都具有极强的抗病毒活性。除此之外，高安全性和稳定性，长期有效的药代动力学作用，为GS-6207作为一种长效抗逆转录病毒药物的持续临床开发与应用奠定了坚实的基础。此外，罕见的皮下给药方式，使GS-6207成为简化预防高危人群感染艾滋病的有力候选药物和结束艾滋病全球流行的变革性工具。

参考文献

1. Yant, S. R. et al. A highly potent long-acting small-molecule HIV-1 capsid inhibitor with efficacy in a humanized mouse model. Nat. Med. 25, 1377–1384 (2019).