摘要:肠道病毒 71 型(EV71)是引发手足口病的主要病原体,尤其对婴幼儿威胁巨大,可导致严重神经系统并发症甚至死亡。目前尚无获批特效药,疫苗保护范围也有限。本文从 EV71 的基本特征、病毒结构与生命周期入手,详细解读了近年来针对病毒自身成分和宿主细胞的抗病毒候选药研究进展,包括靶向病毒结构蛋白、蛋白酶、聚合酶等关键靶点的药物,以及干扰病毒入侵、复制的宿主导向疗法,为大家科普这一 “儿童健康杀手” 的应对新方向。
![]()
一、EV71 病毒:手足口病背后的 “隐形威胁”
提起手足口病,家长们都不陌生,但很少有人知道,其中最危险的病原体正是肠道病毒 71 型(EV71)。这种病毒属于小 RNA 病毒科肠道病毒属,是一种无包膜的二十面体病毒,直径仅 20-30 纳米,却有着极强的传染性和致病性。
EV71 最早于 1974 年被正式描述,但其实际传播历史可追溯到 1963 年的荷兰。它主要通过粪 - 口途径传播,也可通过唾液飞沫感染,感染后症状差异极大 —— 多数人仅出现类似流感的轻微症状,或典型的手足口病皮疹,但少数婴幼儿会发展为无菌性脑膜炎、急性弛缓性麻痹甚至脑炎,死亡率最高可达 19%。
在全球范围内,EV71 已引发多次爆发流行,近 25 年来亚太地区成为重灾区。仅中国在 2008-2015 年间就报告了 1370 万例相关手足口病病例,导致 3322 人死亡,其中基因型 B 和 C 是主要致病株。更棘手的是,目前虽有三种灭活疫苗在中国获批,但无法覆盖所有 EV71 毒株,且尚无专门用于预防或治疗的特效药,开发有效抗病毒药物迫在眉睫。
二、EV71的 “生命密码”:结构与生命周期解析
要打败敌人,必先了解敌人。EV71 的破坏力与其独特的结构和生命周期密切相关。
1. 病毒结构:微小但精密的 “感染机器”
EV71 的基因组是一条单股正链 RNA,长度约 7500 个碱基,包含一个开放阅读框和两端的非编码区(UTR)。5’端结合着病毒基因组连接蛋白(VPg),3’端带有多聚腺苷酸尾,这些结构对病毒复制至关重要(图 1B)。
病毒颗粒的外壳由四种结构蛋白(VP1-VP4)组成,60 个相同的蛋白亚基排列成 12 个五聚体(图 1A)。其中 VP1、VP2 和 VP3 暴露在病毒表面,是主要的抗原位点,而 VP4 嵌入外壳内部,维持病毒稳定性。VP1 表面还形成一个 “峡谷” 结构,是病毒与宿主细胞受体结合的关键部位(图 1D)。
![]()
除了结构蛋白,EV71 的基因组还编码 7 种非结构蛋白(2A-2C、3A-3D),它们在病毒复制、蛋白加工和逃避宿主免疫中扮演核心角色。比如 3D 蛋白是 RNA 依赖的 RNA 聚合酶(RdRp),负责病毒基因组复制;3C 蛋白是多功能蛋白酶,调控病毒多聚蛋白的切割加工(表 1)。
表 1 EV71 结构蛋白与非结构蛋白的主要特征和功能
![]()
2. 生命周期:从入侵到扩散的 “五步走”
EV71 的生命周期精密高效,每一步都可能成为抗病毒药物的靶点(图 2):
![]()
附着与入侵:病毒通过 VP1 与宿主细胞表面受体(如 SCARB2、PSGL1 等)结合,随后被细胞内吞形成内体;
脱壳释放:内体酸化触发病毒外壳构象变化,释放基因组 RNA 进入细胞质;
翻译与加工:病毒 RNA 利用宿主核糖体合成多聚蛋白,经 2A、3C 蛋白酶切割为成熟的结构蛋白和非结构蛋白;
复制与组装:在宿主细胞膜上形成复制复合体,3D 聚合酶以病毒 RNA 为模板合成新基因组,结构蛋白组装成空衣壳,包裹新 RNA 形成成熟病毒颗粒;
释放扩散:通过细胞裂解或自噬途径释放,感染更多细胞。
三、抗病毒候选药:瞄准病毒的 “七寸” 精准打击
针对 EV71 的抗病毒策略主要分为两类:直接靶向病毒自身成分(病毒导向疗法)和干扰病毒依赖的宿主细胞功能(宿主导向疗法),目前已有多款候选药进入不同研究阶段。
1. 病毒导向疗法:直接攻击病毒 “要害”
这类药物精准瞄准病毒复制必需的关键蛋白,抑制其功能从而阻断感染。
(1)靶向结构蛋白(VP1-VP3)
病毒外壳是入侵的 “第一道武器”,也是药物研发的热门靶点。比如乳铁蛋白能同时结合 VP1 和宿主细胞受体,阻止病毒吸附;抗菌肽 LL-37 的衍生物(LL-18、FF-18)可结合 VP1 的峡谷区域,阻断病毒与受体结合并抑制脱壳,且不易产生耐药性。
天然产物也表现亮眼,比如中药冬青提取物中的 3,4 - 二咖啡酰奎宁酸(3,4-DCQA),能靶向 VP1 的关键位点,干扰病毒与宿主肝素 sulfate 受体的结合,对不同基因型 EV71 均有效。合成化合物坦诺司他则通过结合 VP1 的疏水口袋,阻止病毒脱壳和 RNA 复制,具有广谱抗肠道病毒活性。
(2)靶向蛋白酶(2A、3C)
2A 和 3C 蛋白酶是病毒多聚蛋白加工的 “剪刀”,没有它们病毒无法成熟。尽管 2A 蛋白酶靶点研究较少,但依托泊苷已被证实能靶向其活性口袋关键残基,抑制酶活性并阻断病毒复制,且对多种 EV71 基因型有效。
3C 蛋白酶的研究更为深入,鲁平特里韦(AG-7088)是经典的肽类抑制剂,通过共价结合 3C 蛋白酶的活性位点发挥作用。新型衍生物 SG85、丙烯酰胺片段等进一步优化了活性和稳定性,天然产物中的槲皮素、木犀草苷等也能通过占据 3C 蛋白酶的底物结合口袋,抑制其切割功能。
(3)靶向聚合酶(3D)
3D 聚合酶是病毒复制的 “发动机”,且在肠道病毒中高度保守,是广谱抗病毒药物的理想靶点。阿兹夫定(FNC)作为胞苷类似物,能嵌入病毒 RNA 链导致复制终止;GS-646939 则是新型腺苷三磷酸类似物,对 EV71 的 3D 聚合酶具有高度选择性,能有效阻断 RNA 合成。
此外,瑞德西韦、吉西他滨等已获批或在研药物,也被证实对 EV71 有抑制作用,为老药新用提供了可能。
(4)靶向内部核糖体进入位点(IRES)
IRES 是病毒 RNA 启动翻译的关键元件,也是独特的药物靶点。抗疟药依米丁能抑制 EV71 的 IRES 介导翻译,在小鼠模型中表现出治疗效果;小分子 DMA-135 则通过诱导 RNA 构象变化,稳定抑制翻译的三元复合体,阻断病毒蛋白合成。
2. 宿主导向疗法:切断病毒的 “生存依赖”
病毒的复制离不开宿主细胞的 “支持”,干扰这些关键宿主功能,就能间接抑制病毒感染,且不易产生耐药性。
(1)阻断病毒入侵
针对宿主细胞受体的药物能阻止病毒 “附着”。阿卡波糖可结合 SCARB2 受体,减少 EV71 在肠道的感染;HSP90 抑制剂格尔德霉素及其衍生物能破坏病毒与宿主蛋白的相互作用,阻止病毒进入细胞。抗抑郁药舍曲林则通过中和内体酸性环境,干扰病毒脱壳,发挥广谱抗肠道病毒作用。
(2)抑制病毒复制复合体形成
病毒复制需要宿主细胞提供 “场地” 和 “原料”。PI4KIIIβ 抑制剂 N373 能破坏病毒复制所需的脂质微环境,与病毒衣壳抑制剂联合使用可显著提高疗效;DHODH 抑制剂 RYL-634、ML390 等能阻断宿主嘧啶核苷酸合成,减少病毒复制的原料供应,抑制 EV71 基因组复制。
(3)调控宿主免疫与代谢
EV71 会利用宿主自噬、凋亡途径促进自身复制,调控这些过程成为治疗新思路。6 - 硫鸟嘌呤通过抑制宿主 BIRC3 蛋白,阻断病毒诱导的自噬;小檗碱、和厚朴酚等天然产物则通过调节宿主氧化应激通路,减少病毒导致的细胞损伤,抑制病毒复制。
![]()
四、未来展望:攻克 EV71 的挑战与希望
尽管 EV71 抗病毒研究取得了显著进展,但要实现临床应用仍面临诸多挑战。比如肽类药物的膜通透性差、天然产物的作用机制不明确、部分药物存在细胞毒性等问题,都需要通过结构优化、纳米递送系统等技术手段解决。
同时,EV71 易侵犯中枢神经系统,如何让药物穿过血脑屏障,也是治疗严重神经系统并发症的关键。此外,婴幼儿作为主要易感人群,药物的安全性、剂量适配性等也需要专门研究。
不过,随着冷冻电镜、AI 药物设计等技术的发展,科学家们能更精准地解析病毒 - 药物相互作用,加速药物优化进程。联合疗法(如病毒导向 + 宿主导向药物组合)也被证实能提高疗效、减少耐药性,成为未来研发的重要方向。
相信在不久的将来,随着这些候选药的进一步研发和临床试验,我们终将拥有更有效的手段应对 EV71 感染,为婴幼儿的健康保驾护航。
识别微信二维码,添加生物制品圈小编,符合条件者即可加入
生物制品微信群!
请注明:姓名+研究方向!
本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源和作者,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com),我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观不本站。
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.