《运输医学杂志》。2011; 9(补充1):S9。
CCR5抑制剂在HIV及其他疾病中的临床应用
,#1 ,#1和1 布鲁斯·L·吉利亚姆
1美国马里兰州大学医学院人类病毒学研究所,美国马里兰州巴尔的摩西伦巴第街725号,邮编21201
大卫·J·里德尔
1美国马里兰州大学医学院人类病毒学研究所,美国马里兰州巴尔的摩西伦巴第街725号,邮编21201
罗伯特·雷德菲尔德
1美国马里兰州大学医学院人类病毒学研究所,美国马里兰州巴尔的摩西伦巴第街725号,邮编21201
1美国马里兰州大学医学院人类病毒学研究所,美国马里兰州巴尔的摩西伦巴第街725号,邮编21201
通讯作者。 #贡献均等。
补充
HIV-1对CCR5和CXCR4的不同使用。致病性、转化性和临床开放性问题
Guido Poli和Luigi Buonaguro
版权©2011 Gilliam等人;持牌人BioMed Central Ltd。 这是一篇根据知识共享署名许可条款分发的开放获取文章(http://creativecommons.org/licenses/by/2.0)它允许在任何介质中不受限制地使用、分发和复制原始作品,前提是正确引用了原始作品。
摘要
自从发现CCR5是HIV进入的共受体以来,人们一直对阻断该受体以治疗和预防HIV感染感兴趣。尽管一些CCR5拮抗剂已经在临床试验中进行了评估,但只有马拉维被批准用于临床治疗HIV感染患者。本文综述了CCR5拮抗剂的疗效、安全性和耐药性,重点介绍了马拉维酸及其在特殊和新兴临床情况下的应用。尽管自2007年以来批准使用马拉维酸,但马拉维酸在艾滋病毒和其他潜在疾病中的最佳使用尚未明确。马拉维酸和其他CCR5拮抗剂有潜力用于各种其他临床情况,如预防艾滋病毒传播、加强艾滋病毒治疗和防止器官移植排斥反应。CCR5拮抗剂的使用可能会被其他药物(如雷帕霉素)加强,雷帕霉素下调CCR5受体,从而降低CCR5密度。它们甚至可能与其他进入抑制剂结合使用。然而,临床使用CCR5拮抗剂可能会对西尼罗河和森林脑炎病毒感染等疾病产生负面影响。总之,CCR5拮抗剂在治疗和预防HIV以及未来在器官移植等新情况下的应用方面具有巨大的治疗潜力。其单独或与其他药剂组合的最佳使用将通过进一步调查确定。
介绍
在发现HIV通过结合CD4受体进入细胞后[1],最初的研究重点是开发可以阻断这一结合步骤的抑制剂。然而,这一系列的调查使人们认识到,CD4受体结合对于HIV进入宿主细胞是必要的,但并不足够;还需要第二步&共受体。共受体CCR5(CC趋化因子受体5)[2-5]和CXCR4(CXC趋化因子受体4)[6-9]几年后被发现。CCR5三种天然配体的鉴定(R(右)规定A类激活,N个正常T型-单元格电子表达,以及秒分泌的[RATES]、巨噬细胞炎症蛋白-1α[MIP-1α]和巨噬细胞炎症蛋白-1β[MIP-1β])——作为HIV的有效抑制剂[10]很快,研究人员发现合成化合物可以阻断受体,从而阻止病毒进入。
CCR5在许多细胞上表达,包括活化的T淋巴细胞、巨噬细胞和树突状细胞[11]和CCR5型HIV-1毒株主要参与病毒的传播[12]. CCR5基因突变导致CCR5蛋白中的32碱基对缺失(∆32),并且细胞表面没有CCR5,导致∆32的纯合子几乎完全抵抗HIV-1感染[13-15]. 此外,∆32的杂合子延迟了HIV疾病的进展,减缓了CD4细胞计数的下降,降低了平均循环病毒载量[16]. 总之,这些信息为药物干预HIV-1感染提供了一个诱人的目标。
针对CCR5开发了几种产品(表)尽管美国食品和药物管理局(FDA)目前只批准了一种治疗HIV-1感染的药物。抗CCR5活性药物代表了一类全新的抗逆转录病毒药物,这些药物不是严格意义上的抗逆序病毒药物,它们不是针对HIV的各种酶,而是阻断宿主细胞受体以减少HIV对宿主细胞的接触。已开发出五种不同的CCR5拮抗剂——马拉维酸、维奇维洛克、阿普拉维洛克、INCB009471和TBR 652,并将其用于人体试验(表). 在两项II期b试验的结果显示特异性肝毒性的发生率高于预期后,Aplaviroc的进展停止了[17]. Vicriviroc目前处于高级临床开发阶段(第三阶段),但尚未获得FDA批准。马拉维洛克最初于2007年8月获得美国食品和药物管理局的批准,用于治疗因对其他类别抗逆转录病毒药物产生耐药性而导致病毒学失败的艾滋病毒感染患者,随后用于治疗抗逆转录酶病毒初发患者。INCB009471是一种口服CCR5拮抗剂,半衰期延长,可以每天服用一次;2007年公布了第一阶段和第二阶段试验的结果[18-20],但该公司已决定不再继续进行进一步试验。TBR 652是第五种新的CCR5拮抗剂,第一阶段试验结果在2010年初的一次会议上公布[21,22]. 这类治疗药物的新颖之处在于,这是第一类专门针对宿主细胞途径而非直接抑制病毒酶机制的抗HIV药物。
表1
产品 | 作用机制 | 单位 | 状态 |
---|
马拉维洛克 | 非竞争性抑制剂 | 辉瑞公司 | FDA批准 |
维奇里沃克 | 非竞争性抑制剂 | Schering-Plough公司 | 第三阶段完成 |
阿普拉维洛克 | 非竞争性抑制剂 | 葛兰素史克 | 已停止开发 |
INCB009471公司 | 非竞争性抑制剂 | Incyte公司 | 完成第一阶段/第二阶段a |
待定652 | 非竞争性抑制剂 | 托比拉 | 第二阶段完成 |
专业版140 | 抗体 | 后代 | 第二阶段 |
HGS004型 | 抗体 | 人类基因组科学 | 第一阶段完成 |
开发中的另外两种产品是针对CCR5受体的抗体:PRO 140和HGS004。PRO 140是一种人源化单克隆抗体,与CCR5结合并抑制CCR5型HIV-1在体外最近,在一项Ib期单药、剂量递增试验中,单次给药后显示其具有强大的抗病毒活性[23]. HGS004是一种抗CCR5的人免疫球蛋白G4单克隆抗体,最近在Ib期试验中也进行了测试[24]确保其安全和体内针对HIV-1的活动。
作用机制
HIV感染宿主细胞的过程很复杂,需要多个步骤。首先,病毒表面的env蛋白(gp120)与细胞CD4受体结合。gp120的结合导致构象变化,从而暴露出V3环;gp120暴露的V3环随后与宿主细胞上的共受体(CCR5或CXCR4)相互作用并结合[25]. 在辅受体结合后,病毒包膜中的另一个构象变化揭开了gp41的面纱,然后gp41可以插入细胞膜[26]. 这一步使病毒接近细胞,导致病毒与细胞融合[26]. CCR5拮抗剂与CCR5受体结合并诱导其构象改变,从而使病毒gp120的V3环无法识别和结合[27-30]. CCR5拮抗剂作为受体的变构非竞争性抑制剂[25]. CCR5抗体通过与CCR5受体的胞外结构域结合而起作用,从而抑制gp120和辅受体之间的相互作用[31,32]. 拮抗剂或抗体结合的结果是阻断了阻止HIV进入宿主细胞的结合作用。
热带
如上所述,CD4结合后发生的结构变化导致gp120的V3环暴露,而这个V3环是与核心受体相互作用的包膜区域。V3可变结构域的氨基酸序列似乎是利用辅受体的主要决定因素,即病毒的向性[33]. 趋同性是指病毒被设计用来利用哪个核心受体进入宿主细胞。有4类HIV-1向性:1)R5病毒,仅与CCR5共受体结合;2) X4–仅与CXCR4核心受体结合的病毒;3) 双向性-可与任一共受体结合的病毒;和4)混合嗜性——包括R5和X4嗜性病毒的混合种群[34,35].
嗜性/共受体的使用与病毒的不同表型特征之间的重要关系已经明确确立。原来,在体外研究表明,在T细胞系上诱导合胞体并优先在T淋巴细胞上复制的病毒致病性更强[36]; 这些特征还与艾滋病进展更快以及与艾滋病相关的死亡率相关[37,38]最终被鉴定为X4-tropic病毒。非同步体诱导病毒在单核巨噬细胞中复制最好,临床病程毒性较小,与R5型病毒相对应[36-40]. HIV趋向性的动态性质对病毒传播和致病性具有重要影响。
R5型病毒在传播事件和新患者感染中占主导地位,因为它们似乎比X4型病毒更有效地传播[41]; 此外,R5型病毒是大多数早期HIV感染患者的主要循环毒株[42]. 嗜R5病毒在传播事件中占主导地位的进一步证据(尽管是间接的)来自于CCR5基因内∆32纯合子对感染的相对抵抗力[13-15]. 在R5型菌株的优先传播中可能起作用的一个因素是CCR5在生殖粘膜细胞上的高水平表达[43]从而使R5型菌株更容易进入宿主。
在艾滋病毒感染的早期阶段,发现X4型病毒的频率要低得多,并且被认为与传播事件有着罕见的关联。然而,疾病进展为艾滋病与共受体从CCR5转换为CXCR4之间存在着强烈的相关性[40]. 目前尚不完全清楚这种联系是否是因果关系,即CXCR4受体的使用是否会导致艾滋病的临床进展,还是仅仅是疾病进展的结果[44]. 几项研究表明,X4型或双/混合型病毒患者的疾病进展风险显著增加[42,45,46]. 关于CCR5拮抗剂临床应用的一个主要(但仍然是理论上的)担忧是,它们可能会促进X4型病毒的出现,进而加速疾病向艾滋病的发展[44]. 然而,目前为止,积累的临床试验数据并没有证实这种担忧。
大多数关于向性的报告来自感染HIV-1 B亚型病毒的患者(来自美国和西欧),但新的研究表明,向性也受到HIV-1亚型或分支的影响[47]. X4和混合热带病毒在C亚型感染患者中似乎不太常见,而且无论CD4细胞计数或疾病分期如何,这种关系似乎都成立[48-50]. 在C亚型感染患者中,经长期抗逆转录病毒治疗后,发现了X4-tropic株。B亚型和C亚型之间的向性差异可能与V3环构象的内在差异有关,这可能会影响HIV从R5-向X4-trophic的进化[51]. 在A亚型中,嗜X4病毒的流行率似乎也较低[52]但另一项研究发现,进展为艾滋病的患者中出现了X4型病毒[53]. 两项针对D亚型病毒的小型研究发现,X4和混合型病毒的比例较高[54,55]然而,对E亚型病毒(在东南亚更为流行)的两项小型研究发现,R5-、X4-和混合热带病毒的比例与B亚型病毒的比例相似[56,57]. 总的来说,不同亚型在共受体的使用方面似乎有很大的差异,这些差异可能对不同国家使用CCR5拮抗剂的能力产生重大影响。
从临床角度来看,在开CCR5拮抗剂之前必须评估病毒的嗜性,因为这些药物只对R5嗜性病毒有效。可通过基因型或表型分析来评估趋化性。基因型分析评估gp120的V3区域的氨基酸序列,该区域是嗜性的主要决定因素[58]. 基于V3基因序列预测病毒向性的基因型算法正在开发中[59]尽管结果并不总是与表型分析有很好的相关性[58]. 目前,基因型分析尚未进入临床实践。
表型分析是迄今为止临床实践中使用最广泛的方法;最初的测试是Monogram Biosciences的Trofile™测试[60]. 该试验确定了敏感性为10%的X4型毒株,但无法区分双重病毒和X4型和R5型毒株的混合种群[58,61]. Trofile™测试的缺点是成本高昂,而且耗时耗力。此外,并不是所有的少数变异都能用这种方法检测到,这是次优的,因为如果检测不到,这些菌株可能会导致治疗失败。
Trofile™分析未能检测到少数变异导致开发了一种增强的敏感性取向分析。当至少0.3%的病毒群是X4嗜性病毒时,该检测能够以100%的灵敏度检测X4病毒[25]. 对之前从主要CCR5拮抗剂试验中收集的样本进行此增强分析后发现,大量病毒学失败是由先前存在的X4型病毒引起的,而原始Trofile™分析未检测到该病毒[62,63]. 这些结果加强了这些检测的重要性,尽管在它们成为常规临床实践的标准之前还需要进一步的改进。
药理学
马拉维罗克通常每天两次口服300毫克,可以不考虑禁食或进食状态。它被迅速吸收,在给药后30分钟到4小时内药物浓度达到峰值[64]. 通常剂量为300mg时,生物利用度为33%[65],7天内达到稳定状态[64]. 这种药物在体内广泛分布[65]; 对大鼠的临床前研究发现其对中枢神经系统的渗透性较差[66],但几项针对人类的小型研究表明,马拉韦罗在治疗水平上进入脑脊液[67-69]. Tiraboschi等人[67]还发现精液中的抗马拉维病毒水平是IC50的数倍。另一项研究检测了宫颈阴道液中马拉维酸的浓度,发现药物浓度在同一时间甚至在口服给药72小时后显著高于血浆中的浓度[70]. 这一结果可能对预防传播具有重要意义[见下文潜在用途]。
马拉维酸是肝细胞色素P450酶CYP3A4(尽管它本身不抑制或诱导酶)以及P-糖蛋白的底物[65]因此,当与这些酶的其他诱导剂和抑制剂联合使用时,需要调整剂量。对于CYP3A4类蛋白酶抑制剂、伊曲康唑或克拉霉素的抑制剂,马拉维酸的剂量减少到150毫克,每天两次[65,71]. 使用CYP3A4诱导剂(如依法韦伦或利福平),抗病毒药物的剂量应增加到600毫克,每天两次[65,72]. 当与其他抗逆转录病毒药物如替诺福韦、奈韦拉平、安氟威或雷洛替加韦联合使用时,不需要调整剂量。HIV阴性轻度和中度肝损伤患者的马拉维浓度轻度增加,但不建议改变剂量[65,73]. 大多数药物无变化地通过粪便排泄(约75%),而约20%通过尿液排泄[64]. 肾功能不全患者无需调整剂量。最后,在男性与女性或不同种族/人种的患者中,未发现抗病毒药代动力学发生改变[65].
CCR5拮抗剂的临床经验
迄今为止,只有一种CCR5拮抗剂,即马拉维罗克,被美国FDA批准用于治疗HIV。因此,本综述将侧重于抗病毒药物,除非在考虑CCR5拮抗剂类别时,其他正在开发的药物具有重要的独特特征或发现。
功效
在HIV感染患者中使用抗病毒药物(MVC)的临床经验基本上始于两项IIa期小剂量递增研究,该研究评估了MVC单药在10天内的抗病毒疗效[74]. 这些研究评估了82名患者在进食和禁食状态下与安慰剂相比的多剂量MVC。研究参与者必须携带CCR5热带病毒,平均基线CD4细胞计数和病毒载量为544细胞/mm三和4.62日志10HIV-1 RNA拷贝数/ml。在完成10天治疗的63名患者中,所有每天至少服用100 mg MVC一次或两次的患者在第11天的病毒载量平均减少1.13-1.60 log10HIV-1 RNA拷贝数/ml。低剂量组减少0.43和0.66 log10HIV-1 RNA拷贝数/ml。有趣的是,停药后,几名患者的病毒载量下降幅度最大。在不同剂量组中,病毒载量降到最低点的中位时间为10-15天,病毒没有立即反弹。
有治疗经验的患者
在第二阶段研究中发现病毒载量减少后,对R5型、有治疗经验的HIV感染患者进行了抗病毒药物评估[75]. 患者被随机分为每天接受一次或两次MVC,并结合优化背景方案(OBR)和仅在MOTIVATE中接受OBR(安慰剂组)(M(M)抗病毒药物与O(运行)优化的T型治疗我n个V(V)爱尔兰人的A类抗逆转录病毒T型处理-电子经验丰富的患者)试验。这些试验在加拿大和美国(MOTIVATE 1)以及澳大利亚、欧洲和美国(POTIVATE 2)进行。将试验结果与1049名患者(414名MVC每日一次;426名MVC每天两次;201名安慰剂(OBR))进行汇总分析。值得注意的是,由于双重、混合或CXCR4嗜性,这两项研究筛选的955名其他患者被排除在外。主要研究终点,日志中基线的平均变化1048周时,MVC的HIV RNA水平为-1.68,MVC为-1.84,安慰剂组为-0.79。更重要的是,48周时病毒载量<50拷贝/ml的患者比例为:MVC每日一次43%,MVC每日两次46%,安慰剂组17%,这在每个MVC组和安慰剂组之间具有统计学意义(p<0.001)。MVC组的平均CD4细胞计数与基线相比也有显著的统计学意义(116个细胞/mm三在MVC中,每天一次,124个细胞/mm三MVC每天两次,61个细胞/mm三安慰剂)[76]. MOTIVATE汇总结果的子分析显示,与安慰剂联合OBR相比,MVC联合OBR在筛查病毒载量≥100000拷贝/ml、所有阶层的基线CD4细胞计数(<50、50-100、101-200、201-350和>350细胞/mm)时,具有治疗益处三)、基线R5嗜性、病毒亚型(B与非B)、安氟威肽的使用、∆32基因型、种族、性别、基因型易感性得分(GSS)、表型易感性得分、总体易感性得分,以及首次使用安氟威、洛匹那韦-利托那韦或替普拉那韦-利托那韦[77]. 重要的是,这些分析揭示了与抗逆转录病毒药物联合使用额外活性新抗逆转录酶病毒药物的显著益处。这些研究的结果促使FDA批准马拉维酸用于治疗经验丰富的患者。
由于双重或混合热带病毒导致MOTIVATE试验筛查失败的患者,有机会参加一项试验,评估具有双重、混合或CXCR4向性治疗经验的患者中的抗病毒药物。在这项研究中,186名患者被随机分为每日1次或2次MVC或安慰剂联合OBR治疗[78]共有167例可评估患者。主要终点,即24周时与基线相比病毒载量的平均变化为0.91、1.20和0.97 log10分别在每日一次MVC、每日两次MVC和安慰剂组中复制/ml HIV RNA。同样,HIV RNA<50拷贝/ml的患者比例为21%、27%和16%(每日一次MVC、每日两次MVC和安慰剂)。与安慰剂组相比,MVC组既没有非劣效性也没有优势性。平均CD4细胞计数较基线增加60个细胞/mm三在每日一次的MVC臂中,62个细胞/mm三在每天两次的MVC臂中,36个细胞/mm三24周时服用安慰剂组。这些差异在24周时具有统计学意义,但在48周时不再具有统计学意义。总体而言,马拉韦罗治疗双重或混合嗜热性病毒在病毒学或免疫学上几乎没有益处。
在对28名通过扩大准入计划开始使用该联合治疗的有经验的R5热带病毒患者进行的回顾中,还对马拉维与雷洛替加韦和特瑞韦联合治疗进行了评估。在48周时,所有患者的HIV RNA<400拷贝/ml,26/28(93%)的HIV RNA<50拷贝/ml[79]. 有一个病例报告称,一名有治疗经验的耐药HIV-2感染患者成功地接受了以瑞利替韦和马拉维为基础的治疗[80].
治疗幼稚患者
抗逆转录病毒药物在治疗试验中的成功,以及CCR5拮抗剂在以CCR5热带病毒为主的人群中具有最大的潜在疗效,导致对初诊HIV感染患者进行了MVC评估。MERIT公司(M(M)抗病毒药物与电子favi公司重新nz英寸T型治疗无效患者)试验是一项IIb/III期、双盲、安慰剂对照试验,评估了MVC与依法韦伦对来自澳大利亚、欧洲、北美、南美和南非的R5热带病毒患者的安全性和疗效[63]. 与MOTIVATE试验类似,患者最初随机接受MVC 300mg每日一次或两次或依法韦伦600mg每日一次联合联合齐多夫定和拉米夫定。与MOTIVATE试验相反,在MERIT研究筛选的患者中,只有17%因携带X4热带病毒而被排除在外。总共有895名患者被随机分组,但一项中期分析发现,与埃法维伦茨相比,每天接受一次MVC的患者超出了预先规定的非劣效性阈值。数据和安全监测委员会(DSMB)停止了每天一次的MVC臂。在48周的分析中,剩下721名可评估患者。在病毒载量反应<400拷贝/ml的初步分析中,每日两次的MVC并不劣于依法韦伦。然而,在病毒载量<50拷贝/ml(65.3%MVC,69.3%EFV)的患者百分比的共同主要终点中,不符合非劣效性标准。在高基线病毒载量患者、南半球患者、黑人患者和非B亚型病毒患者中,MVC的病毒学应答率也较低。
在用增强Trofile™试验对筛查样本进行盲法重新测试后,15%的患者感染了CXCR4热带病毒。排除这些CXCR4热带患者的研究事后分析显示,马拉维酸每天两次符合非劣效性标准(HIV RNA<50拷贝/ml:68.5%MVC vs.68.3%EFV)。此外,重新分析后,亚组分析中马拉维酸的应答率有所提高,特别是在基线病毒载量较高的患者中。有趣的是,北半球对马拉维罗克的应答率较高,而南半球对艾法韦伦的应答率更高。作者将这些差异归因于北半球依法韦伦的不良事件停药率较高,而南半球接受抗病毒药物治疗的患者的违约率较高。DSMB发现每日一次的抗病毒药物治疗组与依法韦伦组相比,导致停药的差异不再超出事后再分析的非劣效性阈值。在初次和事后再分析中,CD4细胞计数增加26-30个/mm三maraviroc臂的位置更高。在重新分析MERIT数据后,美国FDA批准马拉维酸用于治疗幼稚患者。
电阻
尽管CCR5拮抗剂以宿主细胞受体为靶点,但仍可能发生病毒学失败和耐药性。对CCR5拮抗剂的逃避或抵抗可以通过两种不同的机制发生。第一种是通过选择CXCR4或双/混合热带病毒的少数变异。第二种是通过gp120 V3环、gp120其他地方或gp41中的突变发展而来[81-83].体外,V3环的多重突变可能导致耐药性[82,84,85]. 然而,在相同或不同的分离物中没有发现标志性突变或一致的模式,并且突变似乎与上下文相关[82,84,85]. 此外,对其他CCR5拮抗剂的交叉耐药性可能发生也可能不发生[81,84-86]. 值得注意的是在体外即使CXCR4受体丰富,接触CCR5拮抗剂的PBMC中的初级R5病毒通常仍保持R5向性[81,82,84,87]. 有人建议,由于过渡型变异体的适应度降低和/或对CCR5拮抗剂的敏感性降低,不会发生CXCR4的转换[85,88,89].
在临床研究中,在接受抗病毒药物治疗失败的患者中,有很大一部分患者检测到了双重、混合或CXCR4热带病毒。事实上,在动机研究中,57%(76/133)接受MVC治疗的R5型HIV患者在治疗失败时检测到D/M或X4病毒。这与接受OBR加安慰剂治疗的人群中的6/95(6%)形成对比[77]. 同样,在MERIT研究中,在治疗幼稚的患者中,9/29(31%)接受MVC治疗的患者出现X4病毒,而接受依非韦伦治疗的患者为0/13[63]. 相比之下,在有治疗经验的患者(VICTOR E3和4)中进行的维奇罗克3期研究在13%(9/71)的病毒学失败患者中检测到D/M或X4病毒[90]. 然而,值得注意的是,在VICTOR研究中,64%的受试者在其方案中至少使用了三种活性药物,这与在治疗经验丰富的患者中进行的抗病毒3期研究形成了对比,其中只有37%的患者在他们的方案中至少有三种活性药。这一数据与早期对有治疗经验的患者进行的第二阶段vicriviroc研究的结果一致[91,92]. 在治疗初期的患者中,使用vicriviroc的结果也类似,其中5/26(19%)的vicrivir oc手臂病毒学失败患者发展为D/M或X4病毒[93]. 这些研究也没有使用较新的敏感度更高的Trofile™分析,患者群体也经历了治疗。在一份评估四名未通过vicriviroc治疗的患者的报告中,发现他们的V3环突变与基线样本中少数民族(0.8-2.8%)的失败相关[94]. 另一份报告记录了两名患者在使用马拉维酸治疗失败时出现了X4变异,而他们在基线时实际上有这些变异[95]. 因此,这些研究中出现的X4热带病毒最有可能是由于基线时出现的少数CXCR4变异体的扩张,而Trofile™分析没有检测到这些变异体[85,96]. 停止CCR5拮抗剂治疗后,那些在治疗期间转为双向或混合向性的患者表现为恢复到R5向性[95,97,98]. 这表明双重或混合取向的健身成本体内在中未观察到在体外文化[84,86,99]. 此外,对MOTIVATE研究的事后分析表明,在从未实现病毒抑制或病毒反弹的失败患者中,对抗马拉维药物产生耐药性的发生率较低[100]. 根据一份报告,这些数据[101]证明对马拉维酸的依从性差与耐药性的发展无关,表明马拉维酸具有较高的耐药性屏障。
V3环、gp 120和gp 41的突变是第二种机制,可能表现为对CCR5拮抗剂的临床耐药性。这些突变使耐药病毒能够与细胞的CCR5受体结合,该受体已经与抗病毒药物结合[84]. 这导致了剂量-反应曲线的平台效应,因为药物浓度的增加对利用马拉维结合受体的能力没有影响。体外,残基316和323的突变由马拉维病毒选择[84].体内,涉及残基11、18、10、20、21、22、25和26的突变组合与抗病毒治疗失败有关[102,103]. 在这项研究中,注意到一些双热带克隆对马拉维病毒有反应体内有一名患者在使用维奇维洛克治疗失败后,出现了足以产生耐药性的V3环突变[97]. 有趣的是,一旦停用维奇罗克治疗,基线V3环序列返回。然而,其他人质疑V3环中这些突变在抗马拉维病毒药物耐药性发展中的作用[104]. 同样,对323名CCR5拮抗剂初治患者的病毒进行评估后发现,7.3%的病毒具有先前描述的抗马拉维病毒突变组合[105]. 基线时这些突变的存在可能有助于未实现快速病毒抑制的患者产生更快的耐药性。
对CCR5拮抗剂的耐药性与其他抗逆转录病毒药物的相关性尚不清楚;然而,一份报告评估了其影响在体外并证明对CCR5抑制剂的耐药性可能会增加耐药病毒对某些中和抗体的敏感性[106]. 这一发现需要进一步评估体内在考虑开发新的进入抑制剂治疗测序策略之前。
不利影响
抗逆转录病毒药物的效用取决于其安全性和耐受性,例如,一名患者在接受试验性CCR5拮抗剂阿普拉维罗克治疗时出现严重肝细胞溶解[17]. 回顾阿普拉维罗克试验发现阿普拉维罗克组ALT和总胆红素的升高高于预期[17]. 血浆药物浓度与肝酶升高之间没有相关性。分析的结论是,这是一种特殊的肝毒性,是分子固有的,而不是药物类别。由于这份报告,进一步的应用程序开发被叫停。
vicriviroc的第二阶段试验提出了对恶性肿瘤的担忧,当Vicrivir组的6/90名受试者发展为恶性肿瘤,而安慰剂组只有2/28名受试人发展为恶性疾病[91]. 在vicriviroc组中,有4例淋巴瘤(2例霍奇金淋巴瘤和2例非霍奇金淋巴瘤)、1例胃腺癌和1例HPV相关鳞状细胞癌。安慰剂组没有淋巴瘤。对CCR5拮抗导致EBV重新激活的担忧导致了对四名淋巴瘤患者的评估,但EBV重新活化无法得到证实[107]. 在其他研究中,无论是治疗经验丰富的患者还是治疗初期的患者,包括568名接受维奇维罗治疗的患者的两项III期研究,均未发现维奇维罗克组的恶性肿瘤发病率增加[90,92,93].
尽管最初对CCR5拮抗剂的安全性存在担忧,但马拉维罗克的安全性和耐受性非常明确。在对有治疗经验的患者进行的试验中,马拉维组因不良事件导致的治疗相关停药率为3%或更低[75,78]. 相比之下,在治疗初期的患者中,与不良事件相关的停药发生率在接受马拉维酸治疗的患者中为4.2%,而在接受依法韦伦治疗的患者当中为13.6%[63]. 依法韦伦组患者的停药时间更早(前8周为59%),而马拉维罗克组的停药率为40%。无论是在经历过的治疗还是在治疗初期试验中,抗病毒药物组和安慰剂组的严重不良事件和死亡发生率均无显著差异。在MOTIVATE试验中,除食管念珠菌病外,各组之间的C类事件没有差异,食管念珠菌病在抗病毒组更常见。MERIT试验中C类事件在埃法维伦茨组的发生率是马拉维罗克组的两倍。在有治疗经验的患者中,两组患马拉维病毒的恶性肿瘤的发病率没有显著差异,但在用依法韦伦与马拉维病毒治疗的初诊患者中,恶性肿瘤的发生率是前者的两倍(表).
表2
| ART经验 | 艺术天真 |
---|
恶性肿瘤 | 动机 | 非R5 MVC | MERIT公司 |
|
| MVC QD公司 | MVC投标 | OBR公司 | MVC QD公司 | MVC投标 | OBR公司 | MVC模式 | EFV公司 |
|
淋巴瘤 | 2 | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 1 | 三 |
卡波西肉瘤 | 1 | 2 | 三 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
其他 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 2 | 三 |
在第二阶段和第三阶段研究中,1300多名接受抗马拉维药物治疗的患者中,仅报告了一例可能危及生命的肝毒性病例,而异烟肼和/或复方新诺明的毒性实际上被认为是病因[63,108]. 无论是接受过治疗的患者还是治疗初期的患者,治疗组之间的3/4级AST和ALT升高均无显著差异(马拉维和安慰剂组约为3%)。在治疗初诊患者时,马拉维罗克对血脂的影响比依法韦伦更有利,依法韦伦茨的总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL)和甘油三酯显著增加[109]. 与马拉维组(2.0%TC,1.3%LDL)相比,在第24周和第48周,埃法维伦茨组(TC为14.4%,LDL为6.0%)超过国家胆固醇教育计划(NCEP)总胆固醇和LDL治疗指南的患者比例更高。当使用Framingham方程计算10年心血管风险时,埃法维伦茨组的风险始终高于马拉维罗克组。作者得出结论,马拉维酸对血脂谱的影响最小。
在注册试验中,马拉维酸最常见的副作用是头痛、头晕、腹泻、疲劳、上呼吸道感染、咳嗽、腹痛、鼻咽炎、皮疹和支气管炎。在MERIT研究中,腹泻、呕吐、头晕、梦魇、咳嗽和皮疹在依法韦伦组更常见,而支气管炎和鼻咽炎在抗病毒组更常见。虽然在发展早期发现高剂量马拉维酸可引起体位性低血压,但在II/III期试验中,与对照组相比,其发生率没有显著差异(5%MVC vs.4%安慰剂)。同样,在IIb/III期试验中未发现具有临床意义的QT延长。如上所述,在所有这些研究中,导致停药的不良事件的总体发生率都很低,这加强了该药物的良好耐受性。
2010年使用趋势
代谢和心血管益处
未经治疗的艾滋病毒感染会导致严重的心血管疾病发病率和死亡率,新的数据已经提出了早期抗逆转录病毒治疗的建议[110]. 由于艾滋病毒感染者寿命更长,服用抗逆转录病毒药物多年,这些药物的代谢影响更令人担忧。尽管阿巴卡韦等代理的数据相互矛盾,但仍牵涉到一些代理[111-113]. 显然需要具有更有利代谢特征的抗逆转录病毒药物。
在基线时心血管疾病发生率较高的接受治疗的患者中,马拉维治疗患者的心血管事件发生率与接受治疗的HIV患者的队列研究中报告的心血管事件的发生率相当,尽管其高于安慰剂组[96]. 所有在试验中发生心脏事件的患者都有一些先前存在的心血管疾病风险因素,包括糖尿病、高血压、既往心肌梗死、已知冠心病、高脂血症和吸烟。与依法韦伦相比,接受马拉维酸治疗的患者的血脂状况良好,心血管风险降低。在老年HIV感染患者的背景下,迄今为止,马拉维酸的相对中性代谢特征可能有助于减少未来的毒性及其相关的发病率和死亡率。
开始抗逆转录病毒治疗且已有代谢异常的患者可能需要使用CCR5拮抗剂,如马拉维酸。然而,对于病毒受到抑制但在当前方案中出现代谢并发症的患者,目前可用的表型检测无法进行向性检测。其他基因型分析或可在储存标本上进行的分析正在研究中,但目前尚不可用。这给这种情况下的临床医生留下了三个选择:1)由于缺乏向性测试而避免改用马拉韦罗,2)在开始抗逆转录病毒治疗之前在基线测试向性,或3)在没有向性测试的情况下使用马拉韦罗。在开始HAART之前使用向性测试是很有吸引力的,可能会有一些预后价值,但目前受到测试成本的限制。如果在未经测试的情况下使用抗病毒药物,则在切换治疗后不久(4-8周)检查病毒载量是合理的,以确保保持病毒抑制。
新型CCR5拮抗剂的开发也可能在心血管疾病中发挥作用。最近的一份报告显示,一种新的CCR5拮抗剂也具有CCR2阻断活性[22]. 由于CCR2与动脉粥样硬化有关,这可能被证明是有益的[114].
肺结核
由于利福平和通过肝细胞色素P450系统代谢相似的抗逆转录病毒药物之间的药物相互作用,因此对感染艾滋病毒的结核病患者的管理具有挑战性。在治疗经验丰富、治疗方案有限的患者中,这种情况更加困难。虽然马拉维酸是CYP3A4的底物,但可以通过将马拉维酸剂量加倍至600 mg,每日两次,用利福平给药[65].
乙型肝炎和丙型肝炎合并感染
虽然这项评估是基于极少数同时感染乙型或丙型肝炎的患者,但马拉维酸似乎对同时感染乙型和丙型肝炎患者的肝脏不良事件发生率没有显著影响[77]. 虽然到目前为止,在少数接受联合感染治疗的患者中,马拉维病毒已被证明是安全的,但CCR5拮抗剂可能对乙型和丙型肝炎感染的调节有潜在影响,与其对HIV的影响无关。CCR5与慢性病毒性肝炎中T细胞向肝脏的募集有关,导致炎症增加[115]. 一项针对283名丙型肝炎女性的研究表明,CCR5∆32杂合个体的肝脏炎症评分较轻[116]. 然而,对14项研究的分析发现,丙型肝炎易感性与CCR5∆32之间没有关联,但研究之间缺乏一致性,妨碍了对肝纤维化影响的评估[117]. 相反,CCR5的缺失与乙型肝炎的恢复有关[118,119]. 服用抗CCR5单克隆抗体降低了肝衰竭小鼠模型的肝脏炎症[120]. 尽管这些研究表明CCR5拮抗剂可以在乙型肝炎中发挥治疗作用,但对丙型肝炎的研究一直存在冲突,需要进一步研究[116,121,122].
潜在用途
变速箱
趋化因子受体CCR5对HIV感染至关重要。CCR5表面表达的缺乏(CCR5Δ32的纯合性)可以防止HIV感染,而CCR5杂合表达的个体疾病进展率降低[13-15,123]. 在成人和儿童中,R5型病毒几乎总是新感染个体的主要毒株[124,125]这些数据表明,阻断CCR5受体的药物可能在预防传播方面特别有效。
动物模型研究已将CCR5受体作为预防传播的靶点。作为CCR5的天然配体,RANTES的类似物已被评估为一种杀微生物剂,并可防止恒河猴的阴道SHIV传播[126-128]. 阴道给药的融合抑制剂和CCR5拮抗剂也能防止阴道SHIV感染[129,130]. 最后,口服CCR5拮抗剂对猕猴阴道SHIV攻击具有保护作用[131]. 这些研究证明了使用CCR5拮抗剂开发候选杀微生物剂的可行性,但开发实用有效的人类配方/递送系统仍然面临挑战[132]. 最近有报道称,将包括马拉维在内的两种抗逆转录病毒药物纳入弹性阴道环中,进一步的研究正在进行中[133].
基于上述原因,马拉维酸似乎特别适合作为暴露后(职业或非职业)或暴露前预防方案的组成部分,特别是因为马拉维酸在女性和男性生殖分泌物以及男性直肠组织中都能达到良好水平[67,70,134]. 计划进行试验,以评估作为PEP一部分的抗病毒药物[135]. 职业政治公众人物中只有一例报告的马拉维病毒感染病例,一名医科学生被一名接受过严重治疗的艾滋病毒感染者的针头卡住[136]. 虽然是B类妊娠,但在预防母婴传播方面还没有发表过马拉维酸的经验,但其特点值得考虑,以防止垂直传播[65].
强化
MOTIVATE试验中的抗病毒武器[75]非R5向性试验[78]和MERIT试验[63]所有显示的CD4增加明显大于对照组。一项使用CCR5拮抗剂的临床试验的荟萃分析也发现,与没有CCR5对抗剂的方案相比,CCR5抑制剂组的CD4增加明显更大[137]. 这一发现导致在CD4计数重建不足的病毒抑制患者中添加马拉韦罗。一些非常小的研究已经评估了这个问题,但没有发现CD4计数显著增加[138-140]. 有趣的是,其中一项研究[138]以及其他[141,142]有报道称免疫激活下调,这一发现与乙型和丙型肝炎感染以及移植物抗宿主病的数据一致。这种可能性表明,潜在的益处超出了CCR5拮抗剂的抗病毒作用。
器官移植
由于CCR5受体在细胞招募、迁移和激活中的作用,以及在肾移植受者中发现CCR5∆32纯合子的低排斥率,因此在器官移植环境中对CCR5的调节一直有兴趣[143]. 研究评估了小鼠同种异体心脏移植的急性和慢性排斥反应。几项研究评估了接受心脏移植和环孢素治疗的小鼠,并证明CCR5缺陷或CCR5抗体治疗的小鼠延长了移植存活时间[144-146]. 抗CCR5抗体和雷帕霉素治疗的小鼠移植物存活时间延长,移植物中单核细胞浸润减少[147]. 当CCR5拮抗剂TAK-779被用于接受心脏移植的小鼠时,内膜损伤的严重程度和移植物浸润淋巴细胞的数量减少,同种抗原特异性T淋巴细胞增殖和IFN-γ生成减弱[148]. 另一项研究在小鼠心脏和胰岛细胞移植模型中使用TAK-779,发现治疗导致趋化因子、细胞因子和趋化因子受体表达降低,阻止淋巴细胞募集到同种异体移植物中,并减缓慢性血管病的发展[149]. 同样,在食蟹猴同种心脏移植模型中,使用CCR5拮抗剂可以减弱活性降低和携带CCR5的白细胞向移植物中的募集,尽管移植物存活时间仅略微延长[150].
在异基因骨髓移植中,CCR5被认为是移植物抗宿主病(GVHD)的标志物,并与GVHD的发病机制有关[151]. CCR5的缺失与GVHD的低风险相关[152]. 在GVHD小鼠模型中,使用抗CCR5抗体可以减少GVHD相关的肝损伤[120]. 这些研究表明,CCR5拮抗剂可能在实体器官和骨髓移植中延长移植物存活率方面发挥作用,值得进一步研究。
其他考虑因素
CCR5辅受体调节表达受体的细胞的迁移和活化,因此可能在除HIV以外的感染中发挥作用。
西尼罗河病毒(WNV)
在小鼠中,WNV感染上调了CCR5及其配体CCL5,这与CD4和CD8细胞浸润中枢神经系统有关;此外,在没有CCR5的情况下,西尼罗河病毒感染同样是致命的[153]. 一项对人类队列的回顾性研究显示CCR5缺乏与症状性西尼罗河病毒病(包括死亡)之间存在关联[154,155]. 然而,杂合CCR5∆32没有发现这种关联。最近一项针对美国献血者的研究得出结论,CCR5缺乏本身并不是WNV获得的风险因素,而是与疾病的临床症状有关[156]. 这些发现对使用CCR5拮抗剂治疗的患者的临床意义尚不清楚。由于CCR5拮抗剂不太可能阻断体内所有的CCR5受体,因此接受治疗的患者对WNV感染的反应可能与CCR5∆32杂合子患者相似。在全面阐明CCR5拮抗剂对西尼罗河病毒感染的影响之前,还需要队列研究和临床试验的进一步数据。
蜱传性脑炎(TBE)
与西尼罗河病毒一样,TBE病毒是一种黄病毒,可与严重的中枢神经系统疾病相关。WNV的研究结果导致在立陶宛患者的小队列中评估CCR5的作用。TBE在CCR5∆32纯合子中更为常见,TBE患者的等位基因患病率高于无菌性脑膜炎患者[157]. 需要在更大的人群和接受CCR5拮抗剂治疗的人群中进行进一步研究,以确认这种关联,并确定CCR5抑制剂治疗对黄病毒和其他感染的潜在影响。
未来的方向
CCR5拮抗剂在预防和治疗HIV感染方面的未来作用可能会扩大。最近的数据表明CCR5受体密度对HIV感染的重要性[158]. CCR5的密度定义了靶PBMC的可感染性以及HIV在感染细胞中复制的动力学。如果CCR5受体密度低于每个细胞2300个分子,则CD8缺失的人PBMC无法维持HIV感染[158]. CCR5的生理水平在每个细胞2000个分子到10000个分子之间,并且可以根据免疫激活的状态而变化。
HIV进入抑制剂的效力直接受CCR5表达水平的影响。这些药物包括CCR5拮抗剂、阻止病毒进入的人类抗体和融合抑制剂。CCR5密度的轻微差异与每种抑制剂的IC50和IC90的显著差异相关[158-160]. 这些观察结果表明,随着HIV诱导的免疫失调的进展,免疫激活程度增加体内进入抑制剂的效力会发生改变。此外,这些数据表明,针对免疫激活的治疗可能会降低CCR5密度,从而增强进入抑制剂的抗病毒效力。
我们小组最近证实,在G1-S间期阻断细胞周期进展的药物与CCR5表达下调有关。CCR5密度的降低与CCR5拮抗剂和HIV融合抑制剂的效力增加有关[160-162]. 这种抗病毒活性增强的程度是,当与G1细胞周期药物联合测试时,CCR5耐药菌株证明了野生型菌株的IC50和IC90,或在CCR5表达水平低的细胞上测试时[159]. 尽管是推测性的,但这些发现的临床意义是,如果与导致CCR5下调的药物联合使用,CCR5拮抗剂的效力可以显著增强。
目前CCR5药物的临床开发被视为是对越来越多有效抗HIV药物的补充抗病毒药物;但实际上,这些药物代表了艾滋病毒治疗的一种全新范式。CCR5药物不是作用于HIV病毒靶点,而是直接作用于不同的宿主细胞途径,因此,“规则”无疑与针对HIV病毒酶和HIV融合蛋白的药物的“规则”不同。例如,当非核苷逆转录酶抑制剂与逆转录酶结合时,它仅抑制该分子,而当CCR5抑制剂与CCR5结合时,则首先改变有效病毒结合的密度。其次,它标志着细胞CCR5分子的下调,产生持续数天的影响。因此,药物水平和药物效果之间存在明显的二分法。另一个例子是阻力阈值的差异。宿主靶点不太可能为了病原体的生存而改变自己,这与病毒靶点为了逃避免疫压力或药物作用而发生突变的趋势不同。这些特征本身应该改变我们定义的CCR5药物临床应用的未来“规则”。
过去25年来,艾滋病毒治疗取得了重大进展。在接下来的25年里,肯定会有更多的进步。即将取得进展的一个领域是广泛应用艾滋病毒抗逆转录病毒治疗,作为21世纪的核心标准世纪艾滋病毒预防工作。所有可传播传染病的基本原理是,感染者的传染性会导致流行病。此外,应用病原体如何完成其传播周期的知识至关重要。只要CCR5密度足够,HIV主要通过传播病毒R5嗜性斑点通过粘膜传播,这些嗜性斑点通过CCR5受体进入新宿主。因此,CCR5拮抗剂显然将在HIV传播和获得的生物预防中发挥重要作用。预计临床开发途径将仔细评估CCR5拮抗剂在不和谐夫妇之间传播HIV的作用,包括作为指示病例抗病毒治疗的组成部分,以及作为高危非HIV感染伴侣的化学预防药物的作用。此外,重要的是CCR5药物在阻止感染者再次感染中可能发挥的作用,但有再次感染的风险。靶向CCR5的药物的未来作用亟待全面确定,需要多年的重点临床研究;然而,这一第一类靶向宿主细胞途径的研究有望预示着艾滋病毒治疗和生物预防的新浪潮。
竞争性利益
BLG、DJR、RRR没有相互竞争的利益。
作者的贡献
所有作者构思了手稿,并参与了其设计和协调。所有作者都做出了智力贡献,参与了文献数据的获取、分析和解释,参与了手稿的起草,并批准了最终手稿。