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1、医学论文-磺化多糖抑制人免疫缺陷病毒的研究进展摘要综述了近 10 年来磺化多糖抑制人免疫缺陷病毒的研究进展，讨论了其抑制病毒活性的机理。 1引言人免疫缺陷病毒 1 型(HIV-1)是人类获得性免疫缺陷综合征(即艾滋病，AIDS)及其相关并发症的病原体。HIV 是一种罕见的人类逆转录病毒。由于该病毒可感染人体免疫细胞并摧毁免疫系统，使人丧失对疾病的抵抗力，因而成为迄今为止出现的危害最大的疾病。自 1981 年报道首例 AIDS 以来，人们已在发病原因、发病过程及治疗药物方面做了大量探索。基本认清了 HIV 的基本结构和感染细胞并复制自身的主要环节，并在此基础上研制 HIV-1 抑制剂。现已出现的
2、 HIV-1 抑制剂包括：病毒逆转录酶活性抑制剂、蛋白酶抑制剂1和磺化多糖211。前者通过抑制 HIV 的 RNA 转变成 DNA 达到抑制病毒活性的目的。该类药物主要是核苷类衍生物(如二脱氧叠氮胸苷 AZT 等)，对改善 AIDS 患者的生活质量及延长寿命具有较好作用，但毒副作用大，且易出现耐药性。蛋白酶抑制剂则是通过抑制病毒逆转录酶的形成及病毒成熟过程，达到抑制病毒活性的目的，但也会产生较强副作用和耐药性。磺化多糖是指含有磺酸基团的天然及半合成的酸性多糖，为聚阴离子，常具有类肝素特性(如调脂、抗凝、改善血液流变特性等)。自 1987年发现磺化葡聚糖具有抑制 HIV 活性以来2，对此类多糖的
3、研究十分活跃310。经过 10 多年的研究，已开发出多种天然多糖的磺化衍生物，并对其构效关系进行了初步探讨，本文就此方面的研究进展进行综述。2磺化多糖抑制 HIV 的研究进展2.1具有抑制 HIV 活性的磺化多糖研究表明，磺化多糖(如磺化葡聚糖、肝素)可在体外抑制HIV-1 对 CD4 阳性细胞的感染，其完全抑制 HIV 活性的浓度在 10 g/ml的数量级上24。戊聚糖磺酸盐、蘑菇多糖磺酸盐、卡拉胶、甘草甜素、甘露聚糖磺酸盐、呋喃木糖和呋喃核糖的磺化衍生物、氨基多糖磺酸盐等也具有抗 HIV 活性，且无显着细胞毒性59。以 -(13)糖苷键连接的多糖磺酸盐如 curdlan sulfate，在
4、体外完全抑制 HIV 活性的浓度为 3.3 g/ml，亦无显着细胞毒性10，该物质还具有很低的抗凝活性。临床研究表明，每人注射高达 200 mg 时，未发现抗凝效应，同时注射该药物后，人体血液中的 CD4 细胞明显增多。另外，最近的研究还指出，低聚糖磺酸盐也具有很高的抗 HIV 活性11。这些研究为进一步研制新型多糖类 HIV-1 抑制剂奠定了基础。2.2影响磺化多糖抑制 HIV 活性的因素天然多糖种类繁多，其磺化衍生物抑制 HIV 的活性有所差别。影响其抑制HIV 活性的因素主要包括天然多糖的骨架结构、取代度(特别是硫含量)、取代基的种类和取代位置、分子量大小、是否含有支链以及支链的种类等。
5、磺化多糖结构不同，其抑制效果不同。肝素是典型的酸性粘多糖。Christopher 等3研究了经不同化学修饰后肝素抗 HIV 的活性。结果表明，选择性脱除肝素结构中的磺酸基团，将显着降低其抗 HIV 的活性。例如未修饰肝素防止 50%细胞受 HIV 感染的有效剂量(ED50)为 20 g/ml，N-脱硫肝素的ED50 为 100 g/ml，而 N，O-全脱硫肝素则失去全部活性，从而证实磺酸基团具有重要作用。另外，减少肝素结构中的羧酸基团，对降低抗 HIV 的活性影响较小。Yoshida 等10研究了不同硫含量和分子量的 curdlan sulfate 的抑制效果，结果表明，硫含量小于 5.6%的
6、磺化产物无抑制 HIV 活性，而硫含量为12.1%14.7%的产物在浓度为 3.3 g/ml 时即可抑制 HIV 活性。也证明磺酸基团数量对抑制效果影响显着。对具有不同支链呋喃核糖的磺化衍生物的抗 HIV 活性研究表明，以甘露糖为支链的呋喃核糖的磺酸盐(硫含量为 16.1%，分子量为 1.2104)，其 ED50为 3.3 g/ml；而以葡萄糖为支链的呋喃核糖的磺酸盐(硫含量为 16.8%，分子量为 1.1104)，其 ED50 为 0.27 g/ml；说明支链的种类对抑制效果也有不同8。磺化壳聚糖衍生物也具有良好的抑制 HIV 活性，如磺化壳聚糖、N-羧甲基-N，O-磺化壳聚糖等。其抑制活性
7、与磺化基团的取代位置、硫含量及分子量密切相关。若将壳聚糖 C2 位上的氨基和 C3 位上的羟基同时磺化，可得到 2-磺胺基-3-O-磺化壳聚糖(记为 23 S)；若只将壳聚糖 C6 位上的羟基磺化，则得到 6-O-磺化壳聚糖(记为 6 S)；若将甲壳素 C3 位上的羟基磺化，可得到 3-O-磺化甲壳素(记为 3 S)。Nishimura 等7考察了它们的活性，结果表明，对 6 S(硫含量为 10.2%，分子量为 5.8104)，其 ED50 为 57.0 g/ml；对 3 S(硫含量为5.4%，分子量为 2.8104)，其 ED50 为 9.6 g/ml；而对 23 S(硫含量为 16.5%，
8、分子量为 1.6104)，其 ED50 为 0.28 g/ml，从而说明取代基位置、硫含量及分子量对磺化壳聚糖的抑制 HIV 活性影响显着。2.3磺化多糖抑制 HIV 活性的机理研究表明，HIV 感染细胞并复制自身的第一步为：HIV-1 吸附于细胞表面(主要是 CD4 阳性 T 淋巴细胞)并进入细胞。在此阶段，HIV-1 外膜蛋白 gp 120与 CD4 相互作用而吸附于细胞上；HIV 通过与免疫细胞上的受体相结合进入细胞，并释放出单股病毒 RNA。该环节是 HIV 侵害免疫细胞的关键步骤。若能有效阻止 HIV 进入细胞，则 HIV 的感染力将大大下降。一般认为，磺化多糖可通过阻止 HIV 外
9、膜蛋白 gp 120 与 CD4 阳性细胞相互结合、融合，阻止 HIV 进入细胞，达到抑制病毒活性的目的。但不同多糖磺化衍生物可能有不同的抑制机理3，4。磺化葡聚糖可结合重组 CD4，并阻断病毒重组 gp 120 与细胞受体 CD4 的结合。而肝素基本无此活性。因此，虽然这两种多糖均表现抗 HIV 活性，但其作用方式不同。磺化多糖显示抗 HIV 活性的另一个作用点是 gp 120 上的第三变异环(V3 Loop)。V3 环被认为是细胞感染步骤中的重要一环。在 gp 120 与细胞受体 CD4结合后，V3 环是病毒融入细胞所必须的物质。V3 环在 gp 120 的氨基酸序列中，碱性氨基酸的密度很
10、高。Callahan 等及 Christopher 等指出，肝素可选择抑制V3 环的特异单克隆抗体(Mabs)与 gp 120 的结合，尽管肝素不能阻断重组 gp 120 与重组 CD4 的相互结合环节3，4。磺化多糖为聚阴离子，可与 HIV 病毒外膜蛋白上或 CD4 的某些敏感结构域发生相互作用，掩蔽了活性区域，从而抑制 HIV 对细胞的吸附或融合，使之不能进入细胞进行复制。抑制病毒原理主要基于阻断 HIV-1 结合细胞环节，抑制HIV 感染免疫细胞，从而抑制病毒大量繁殖2，5。另外，磺化多糖显示抗 HIV 活性还可通过以下机理6：1)竞争性抑制HIV 病毒逆转录酶活性，但所需剂量比阻断病毒
11、结合靶细胞要高；2)抑制逆转录病毒核糖核酸酶 H，肝素、磺化葡聚糖和木聚糖磺酸盐均显示出这种活性；3)可抑制 HIV 诱发的细胞融合(即合体细胞的形成)，磺化葡聚糖和戊聚糖磺酸盐显示出这种活性。目前，关于磺化多糖抑制 HIV 活性的机理仍在深入研究中。3结语21 世纪是生命科学的世纪。AIDS 对人类危害性极大，研制高效、低毒、价廉的 HIV 抑制剂，应是今后的发展趋势。国内研究着重在对 HIV 分离、表征、基因分析等方面12，而对抑制 HIV 药物的研究报道甚少13。国内对磺化多糖的研制已取得良好进展，但对其抑制 HIV 活性的研究是亟待加强和赶超的领域。进一步加强对新型磺化多糖的研制及其抑
12、制 HIV 活性的研究，将对控制 AIDS 作出积极贡献。参考文献1，李以欣.用于人免疫缺陷病毒及相关感染的新药.国外医药合成药.生化药制剂分册，1998，19(4)2242252，Ueno R, Kuno S.Dextran sulfate,a potent anti-HIV agent in vitro having synergism with zidovudine.Lancet,1987,113793，Christopher CR,Deirdre RC,Hilary AH,et al.Anti-HIV-1 activity of chemically modified heparins
13、:correlation between binding to the V3 loop of gp120 and inhibition of cellular HIV-1 infection in vitro.Biochemistry 1994,33697469804，Baba M,Pauwels R,Balzarini J,et al.Mechanism of inhibitory effect of dextran sulfate and heparin on replication of human immunodeficiency virus in vitro. Proc Natl A
14、cad Sci USA,1988,85613261365，Hattori K,Yoshida T,Nakashima H,et al. Synthesis of sulfonated amino-polysaccharides having anti-HIV and blood anticoagulant activities. Carbohydr Res, 1998,312186，Gama Sosa MA,Fazely F,Koch JA,at el. N-carboxymethyl chitosan-N,O-sulfate as an anti-HIV-1 agent.Biochem Bi
15、ophy Res Commun,1991,174(2)4894967，Nishimura SI,Kai H,Shinada K,et al. Regioselective syntheses of sulfated polysacharides:speecific anti-HIV-1 activity of novel chitin sulfates.Carbohydr Res,1998,3064274338，Yoshida T,Katayama Y,Inoue S,et al.Synthesis of branched ribofuranans and their sulfates wit
16、h strong anti-AIDS virus activity by selective ring-opening copolymerization of 1,4-anhydro-D-ribopyranose derivatives.Macromolecules,1992,25405140579，Yoshida O,Nakashima HM,Yoshida T,et al. Sulfation of the immunomodulating polysaccharide lentinan:a novel stratecy for antivirals to human immunodeficiency virus (HIV).Biochem Pharmacol,1988,37(15)2887298110，Yoshida T,Hatanaka K,Ur
