新型抗流感藥物baloxavir marboxil的研發(fā)

陶佳佳， 呂遷洲， 李曉宇， 戴佩芳， 葉巖榮， 沈 赟

復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院藥劑科，上海 200032

流行性感冒(簡稱流感)是由流感病毒引起的急性呼吸系統(tǒng)傳染病。據(jù)美國疾控中心和世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，全球每年死于季節(jié)性流感的患者達(dá)65萬人[1]。1918年，由甲型H1N1導(dǎo)致的西班牙流感大流行導(dǎo)致全球范圍內(nèi)約5千萬人死亡[2]。根據(jù)核蛋白抗原性的不同，流感病毒可分為甲、乙、丙三型。其中，甲型流感病毒常引起大流行，乙型和丙型流感病毒則引起散發(fā)。

目前，臨床上用于預(yù)防和治療流感的化學(xué)藥物主要有2類：一類是神經(jīng)氨酸酶抑制劑(NAI)，如扎那米韋(zanamivir)和奧司他韋(oseltamivir)等；另一類是M2離子通道抑制劑，如金剛烷胺(amantadine)和金剛乙胺(rimantadine)等。后者由于出現(xiàn)了廣泛的病毒耐藥性，已經(jīng)不被推薦在臨床使用。而NAI除了病毒耐藥性的問題外，對于出現(xiàn)癥狀48 h以上的流感患者以及高危患者，其有效性也有限[3-5]。由于合成技術(shù)的問題，目前世界上大多數(shù)國家的抗病毒藥物如奧司他韋等供應(yīng)有限，如果出現(xiàn)對奧司他韋廣泛耐藥的病毒株，可能沒有替代治療方案。因此，研發(fā)全新的抗流感藥物，對解決目前一線抗病毒藥的耐藥性及有效性等問題具有重要意義[6]。流感病毒的生命周期較長，病毒蛋白和相關(guān)宿主細(xì)胞蛋白較多，為流感干預(yù)提供了多個靶點。目前已被發(fā)現(xiàn)或正在研究的病毒蛋白靶點包括血凝素(HA)、神經(jīng)氨酸酶(NA)、核蛋白、非結(jié)構(gòu)蛋白1(NS1)、M2質(zhì)子通道和RNA依賴性RNA聚合酶[7]。

Baloxavir marboxil(商品名：Xofluza；研發(fā)代號：S-033188)是一種cap依賴型內(nèi)切酶抑制劑，用于治療甲型和乙型流感病毒引起的流行性感冒[8-9]。與NAI阻止病毒從宿主細(xì)胞釋放不同的是，baloxavir marboxil能直接抑制病毒mRNA的合成，從而阻斷病毒增殖，目前全世界為數(shù)不多的能抑制流感病毒增殖的藥物[10-12]。2018年2月23日，baloxavir marboxil在日本獲批上市。相比于其他抗流感藥物，該藥最大的優(yōu)勢在于只需要口服給藥1次，避免了因療程未完成而導(dǎo)致的病毒耐藥性問題。對于12歲及以上的患者，40 mg或80 mg口服給藥1次；對于12歲以下的患者，10 mg、20 mg或40 mg口服給藥1次，具體給藥量視體質(zhì)量而定[8]。目前，該藥在美國進(jìn)行的2項三期臨床試驗(普通流感、高危情形流感)已經(jīng)完成[13]。

1 Baloxavir marboxil抗流感病毒作用機(jī)制

流感病毒RNA聚合酶是由PA、PB1和PB2亞基組成的異源三聚體，負(fù)責(zé)病毒在宿主細(xì)胞核內(nèi)的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄[14]。由于流感病毒蛋白質(zhì)的合成依賴宿主細(xì)胞的翻譯系統(tǒng)，流感病毒mRNA需要具備可供宿主細(xì)胞識別的5’帽狀結(jié)構(gòu)作為引物起始轉(zhuǎn)錄。流感病毒RNA聚合酶進(jìn)入宿主細(xì)胞核后，其PB2亞基會找到宿主細(xì)胞的pre-mRNA，并與其5’末端結(jié)合；然后，RNA聚合酶中具有內(nèi)切酶活性PA亞基會切割5’末端附近的10～13個核苷酸序列(cap-snatching)并與流感病毒vRNA結(jié)合，形成具有5’帽狀結(jié)構(gòu)的流感病毒mRNA；流感病毒mRNA被轉(zhuǎn)運至宿主細(xì)胞質(zhì)中，參與流感病毒蛋白質(zhì)的合成[15-16]。cap-snatching是流感病毒復(fù)制過程中必不可少的環(huán)節(jié)，而目前在人類細(xì)胞中沒有發(fā)現(xiàn)與cap-snatching相似的過程。因此，理論上cap依賴的內(nèi)切酶抑制劑可以特異性地阻斷流感病毒的增殖過程，同時不影響宿主細(xì)胞的生存。Baloxavir marboxil作為一種新型的cap依賴型內(nèi)切酶抑制劑，通過抑制流感病毒RNA聚合酶的PA亞基內(nèi)切酶活性，阻斷流感病毒的cap-snatching過程，從而發(fā)揮治療流感的作用[8, 17]。

2 Baloxavir marboxil藥代動力學(xué)研究

baloxavir marboxil(S-033188)被人體吸收后，會迅速代謝成為具有活性的S-033477。在一項隨機(jī)、雙盲試驗[18]中，健康的日本男性分別單次口服 6、20、40、60和80 mg baloxavir marboxil，每組6名受試者接受baloxavir marboxil、2名受試者服用安慰劑，結(jié)果說明，幾乎所有樣品中baloxavir marboxil的血漿峰值濃度低于檢測限，而試驗組中檢測到S-033447的暴露量與劑量呈線性關(guān)系。S-033447的半衰期為48.9～90.9 h。給藥量為6 mg/kg時，給藥后24 h，S-033447的平均血漿濃度為6.92 ng/mL，從尿液排出的平均時間為72 h[17]。

S-033447與流感病毒蛋白高度結(jié)合(結(jié)合率92.9%～93.9%)，并且具有相當(dāng)大的表觀分布容積(494～655 L)[18]。S-033447主要由葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶1A3(UGT1A3)代謝為葡糖醛酸結(jié)合物，再由細(xì)胞色素P450 3A(CYP3A)代謝成亞砜。Omoto等[19]發(fā)現(xiàn)，處于禁食狀態(tài)的男性服用baloxavir marboxil(40 mg，帶有放射性標(biāo)記)后，80%的藥物經(jīng)糞便排泄，14.7%經(jīng)尿液排泄，另外3.28%以其活性形式經(jīng)尿液排出；進(jìn)一步體外研究發(fā)現(xiàn)，baloxavir marboxil是CYP2B6、CYP2C8和CYP3A的底物，其代謝產(chǎn)物S-033447能以濃度依賴的方式抑制CYP2B6和CYP3A。另外，baloxavir marboxil在體外對P-糖蛋白(P-gp)有較弱的抑制作用[8]，但該作用在臨床上未被證實。

3 Baloxavir marboxil藥效學(xué)研究

有研究[17]選取了2006年至2014年從日本醫(yī)院收集到的甲型流感病毒株和乙型流感病毒株進(jìn)行體外活性測試實驗。在空斑減數(shù)實驗中，S-033447對甲型流感病毒株的50%最大效應(yīng)濃度EC50為0.20～0.99 nmol/L，對乙型流感病毒株的EC50為4.01～11.26 nmol/L，活性比法匹拉韋(favipiravir)至少高了3個數(shù)量級，且對NA H274Y突變株(奧司他韋耐藥株)也有明顯抑制作用。此外，S-033447與NAI具有協(xié)同抗病毒活性[13, 20-21]。

研究[20]還顯示，連續(xù)給予感染了甲型流感病毒(H7N9)的小鼠模型baloxavir marboxil(5、50 mg/kg, 每日2次)5 d后，小鼠全部存活，而空白組在7 d后全部死亡；同時，與奧司他韋(5、50 mg/kg, 每日2次, 5 d)相比，baloxavir marboxil能以劑量依賴性在24 h內(nèi)降低病毒滴度，提高感染小鼠的生存時間以及生存質(zhì)量；對于感染致死劑量的甲型流感病毒24～96 h的小鼠，baloxavir marboxil(0.5、1.5 mg/kg, 每日2次)與奧司他韋(10、50 mg/kg, 每日2次)聯(lián)合應(yīng)用 5 d較單用奧司他韋能更明顯降低其死亡率。

日本一項納入12歲以下兒童的Ⅲ期臨床試驗對使用baloxavir marboxil之前和之后的病毒進(jìn)行核苷酸序列分析，發(fā)現(xiàn)77例患者中有18例(均為甲型流感病毒感染患者)流感病毒聚合酶酸性蛋白區(qū)域中的I38氨基酸發(fā)生了突變[9]。另一項國際合作Ⅲ期臨床試驗比較了370例流感患者(包括成人和12歲及以上兒童)的核酸序列，在其中36例甲型流感病毒感染患者中觀察到了I38氨基酸突變，另1例甲型和乙型流感病毒雙重感染患者中2種病毒均發(fā)生了I38氨基酸突變；而且，在baloxavir marboxil給藥期間，病毒I38氨基酸突變的患者出現(xiàn)了短暫的病毒滴度上升[9]。

4 臨床試驗

Baloxavir marboxil的Ⅲ期臨床試驗[21]為以日本與美國為中心的全球多中心、隨機(jī)、雙盲、對照研究。受試者(不包括美洲印第安人以及阿拉斯加土著人)為12～64歲，共1 436例，篩選條件為：發(fā)熱(腋溫≥38.0 ℃)，至少出現(xiàn)1項一般癥狀(肌肉酸痛、疲乏、流鼻涕等)及1項呼吸系統(tǒng)癥狀(中度至重度)，癥狀出現(xiàn)時間≤48 h。將20～64歲患者以2∶2∶1隨機(jī)分組，分別單次口服baloxavir marboxil、安慰劑、75 mg奧司他韋(5 d)；將12～19歲患者以2∶1隨機(jī)分組，分別單次口服baloxavir marboxil、安慰劑。兩部分人群中， baloxavir marboxil組的癥狀緩解時間(TTAS)均短于安慰劑組(53.7 hvs80.2 h，P<0.000 1)。baloxavir marboxil組患者的病毒釋放時間為24 h，奧司他韋治療組患者為72 h(P<0.000 1)，安慰劑為96 h(P<0.000 1)。治療3 d(與奧司他韋比較)或5 d(與安慰劑相比)后，baloxavir marboxil組患者所有時間點(每48 h觀察1次)的病毒滴度和病毒RNA含量均降低。而且，baloxavir marboxil耐受性良好，總體不良事件的發(fā)生率低于奧司他韋。

5 不良反應(yīng)

成人和12歲以上兒童一般對單劑量的baloxavir marboxil耐受性良好。臨床試驗表明，Baloxavir marboxil、安慰劑和奧司他韋的不良反應(yīng)報告率分別為20.7%、24.6%、24.8%[8]；910例流感患者中，49例出現(xiàn)了不良反應(yīng)，主要為腹瀉(12例，1.3%)，丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)升高(8例，0.9%)[9]。

6 總結(jié)與展望

Baloxavir marboxil作為一種cap依賴型內(nèi)切酶抑制劑，能通過抑制病毒RNA聚合酶的核酸內(nèi)切酶活性來阻止流感病毒復(fù)制，抑制流感病毒增殖。該藥可以在24 h內(nèi)殺死流感病毒，但某些相應(yīng)癥狀可能持續(xù)更長時間。宿主細(xì)胞內(nèi)不具有這種蛋白酶，因此baloxavir marboxil理論上不對宿主細(xì)胞產(chǎn)生影響。Baloxavir marboxil除了抗病毒機(jī)制與奧司他韋不同外，還有只需口服用藥1次的優(yōu)勢(奧司他韋需按每日2次連續(xù)服用5 d)。因此，該藥治療方案簡便，患者依從性好，降低了因療效未完成而導(dǎo)致的病毒耐藥性的問題。

流感作為全球性感染性疾病，每年約有20%的兒童和5%的成人患病，患者基數(shù)大，提示baloxavir marboxil具有非常好的市場潛力。1999至2017年，磷酸奧司他韋給羅氏帶來至少150億美元的收入，其中，在H1N1病毒流行的2009年，奧司他韋銷售額超過了30億美元。Baloxavir marboxil有望替代奧司他韋成為最暢銷的抗流感藥。此外，baloxavir marboxil的成功上市，以及RNA聚合酶活性中心PA亞基在流感病毒中高度保守、突變率低、耐藥性低的特點，提示PA亞基將成為有效的抗流感新靶點。

謹(jǐn)以此文紀(jì)念“西班牙流感”大流行100周年