CCR5及其拮抗剂的研究进展
3.4 肽类化合物
CCR5肽类拮抗剂与单克隆抗体一样可与辅助受体CCR5的胞外环结构域识别,但又不同于小分子拮抗剂产生的毒性作用,肽类拮抗剂能够特异性地与CCR5的特定胞外结构结合而产生抑制作用,不会产生毒性作用,安全性好,但它也具有不稳定易被消化降解的缺点。目前,噬菌体肽库的筛选技术是肽类化合物筛选的重要方法,同时这种肽类化合物也是拮抗剂研究的一个理想方向。通过噬菌体肽库的筛选技术发现的与蛋白靶点具有高亲和力和特异性结合的肽,具有制造费用较低、活性较高(15~60倍)、稳定性较高、与免疫系统发生不相关相互作用的机会较少、器官和肿瘤穿透性较好等优点,甚至可以和抗体相媲美,成为生物制药中一种可靠替代品。
2003年上市的T20是一种衍生于HIV病毒的跨膜蛋白gp140的643~678号氨基酸的含有36个氨基酸的小肽,是一种融合抑制剂,它具有抑制gp41糖蛋白的构象变化从而阻断膜融合的作用[41]。而早于辅助受体的发现,T?肽(DAPTA)已被证明具有无毒性的抗HIV?1的活性。T?肽是gp120V2(185~192位氨基酸)的衍生物,它对R5嗜性HIV?1病毒株的抑制机制是通过与HIV包膜蛋白竞争性结合CCR5来阻断了gp120/CD4与CCR5的相互作用[42]。此外还有一些衍生于CCR5本身结构的多肽也具有抑制gp120与CCR5的作用[43]。S?肽是含有CCR5的N?末端22个氨基酸的多肽化合物,其中第10位和第14位的酪氨酸经硫酸化修饰,另外第20位的Cys也被换成了Ser。研究提示,S?肽的结合位点可能位于gp120表面的CCR5结合区域,它通过干扰gp120与CCR5的结合而阻断HIV?1的侵入[44]。环十二肽cDDR?MAP是衍生于CCR5第二胞外环的Arg168~Thr177的小分子环肽,它在N?末端及C?末端分别加入Asp,Gly,并使之连接成环,模拟了CCR5的EL2的关键区域的十二肽的构象,从而诱导构象特异性抗体的产生,通过抗体和细胞表面表达的CCR5相互作用以及cDDR?MAP本身与HIV?1的gp120直接相互作用联合抑制R5嗜性病毒株的感染[45]。王芳宇等[46]采用噬菌体展示技术,从噬菌体随机12肽库筛选到与CCR5 特异结合的亲和短肽(AFDWTFVPSLIL)。并初步证明该序列与CCR5的第二外环(ECL2)具有特异性结合作用,同时该短肽对RANTES以及抗CCR5单克隆抗体同时具有竞争结合和封闭gp120的结合作用。
4 存在的问题与展望
辅助受体CCR5是目前抗HIV?1感染的首选靶点,因此对HIV?1利用辅助受体(CCR5和CXCR4)侵入靶细胞机制的逐步阐明将有利于更有效地研制出抗HI药物。不同的辅助受体在不同类型的细胞中存在不同的构像,因此作为一个抑制趋化因子受体发生作用的试剂,它应该能够识别与结合该受体的不同结合位点或不同的构象,并且不会影响辅助受体天然的趋化因子配体的正常生理功能。研究已经证实不同类型的CCR5拮抗剂具有不同的阻断机制。小分子拮抗剂通过改变CCR5EL?2构象使之不能识别HIV?1的V3区达到抑制的效果;而CCR5的单克隆抗体拮抗剂识别CCR5的Nt表位并有效阻断gp120结合于辅助受体,但不阻断病毒的入侵;相反,具有识别不同表位的两种单克隆抗体能高效阻断病毒入侵却并不能阻断gp120的结合。研究者们认为,判断拮抗剂抗病毒活性的标准不是单一地看拮抗剂与CCR5的结合亲和力,其它的一些指标如拮抗剂从CCR5上分离的速率及其它一些生理特性也十分重要[47]。
尽管辅助受体拮抗剂可有效预防HIV?1感染,遏制AIDS的流行,但是该类抑制剂的发展也面临着挑战。长期使用一种抑制剂,最终会使HIV?1产生耐药性,不幸的是,几乎所有的小分子拮抗剂都会产生耐药性,也有实验显示,耐药株的产生与HIV?1gp120的200个氨基酸组成有关。通过点突变实验证明gp120C2?V5结构域(271~386位氨基酸)的关键作用,Westby等人发现V3的315~317位氨基酸残基的缺失与小分子拮抗剂UK?427,857相关。所以,开发有效且防止耐药性病毒株产生是当前各类拮抗剂需要面对的关键问题。由于趋化因子(RANTES,MIP?1α及MIP?1β)受体CCR5与gp120的接触涉及多个位点(N?末端,EL,TM),因此与其单一位点相互作用的CCR5拮抗剂的发展空间有限;而针对CCR5上多个位点的疫苗及其诱生的抗体将对CCR5起到屏蔽作用,使其失去充当HIV?1辅助受体的能力,并且不会对人体的正常生理功能产生影响,因此针对辅助受体多位点的拮抗剂研究将是大势所趋。此外,为了研制更具耐药性的抗HIV药物,或许将辅助受体抑制剂(尤其是CCR5拮抗剂)与病毒生命周期其它环节的抑制剂如逆转录酶抑制剂、蛋白酶抑制剂和融合抑制剂联合应用,可以最大程度抑制病毒复制,并且联合用药是将来治疗AIDS的主要方向。
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