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伊维菌素:从抗病毒作用到 COVID-19 补充方案的系统评价

抽象的

伊维菌素提出了许多治疗一系列疾病的潜在作用,其抗菌、抗病毒和抗癌特性是一种神奇的药物。它对包括某些病毒在内的许多微生物非常有效。在这篇全面的系统评价中,伊维菌素的抗病毒作用进行了总结,包括过去 50 年的体外和体内研究。几项研究报告了伊维菌素对 RNA 病毒的抗病毒作用,例如寨卡病毒、登革热、黄热病、西尼罗河病毒、亨德拉病毒、纽卡斯尔病毒、委内瑞拉马脑炎、基孔肯雅热、塞姆利基森林、辛德毕斯、甲型禽流感、猪生殖和呼吸综合征、人类免疫缺陷病毒1 型和严重急性呼吸系统综合症冠状病毒 2。此外,有一些研究表明伊维菌素对 DNA 病毒有抗病毒作用,如马疱疹 1 型、BK 多瘤病毒、伪狂犬病、猪圆环病毒 2 和牛疱疹病毒 1。伊维菌素在多种生物学机制中发挥作用,因此它可以作为潜在的候选药物用于治疗多种病毒,包括 COVID-19 以及其他类型的正链单链 RNA 病毒。动物模型的体内研究揭示了伊维菌素的广泛抗病毒作用,然而,需要临床试验来评估伊维菌素在临床环境中的潜在功效。因此,它可以作为治疗多种病毒的潜在候选药物,包括 COVID-19 以及其他类型的正链单链 RNA 病毒。动物模型的体内研究揭示了伊维菌素的广泛抗病毒作用,然而,需要临床试验来评估伊维菌素在临床环境中的潜在功效。因此,它可以作为治疗多种病毒的潜在候选药物,包括 COVID-19 以及其他类型的正链单链 RNA 病毒。动物模型的体内研究揭示了伊维菌素的广泛抗病毒作用,然而,需要临床试验来评估伊维菌素在临床环境中的潜在功效。

介绍

伊维菌素:一种多功能药物

多年来,伊维菌素已被用于治疗哺乳动物的许多传染病。口服时,它具有良好的安全性和低副作用。伊维菌素在 1970 年代后期被发现,并于 1981 年首次被批准用于动物。几年后,它在人类中的潜在用途得到证实。随后,发现并开发这种药物的威廉·C·坎贝尔 (William C. Campbell) 和大村聪 (Satoshi Ōmura) 获得了 2015 年诺贝尔生理学或医学奖 [ 1 , 2 , 3 ]。

研究表明,伊维菌素作为一种具有高脂溶性的广谱药物,通过多种机制对寄生虫、[ 1 , 3 ] 线虫、节肢动物、黄病毒、分枝杆菌和哺乳动物具有多种影响。除了具有抗寄生虫和抗病毒作用外,这种药物还会引起宿主的免疫调节。研究表明其具有抑制癌细胞增殖以及调节动物体内葡萄糖和胆固醇的作用。尽管这种药物具有多种作用,但其许多潜在机制尚不清楚 [ 4 ]。值得注意的是,这些效应中的一些可能继发于对细胞的毒性效应(图1)。

图。1

图1

阿维菌素的分子结构,然后经过化学改变制成伊维菌素 [ 45 ]

COVID-19:全球健康问题

严重急性呼吸系统综合症冠状病毒 2 (SARS-CoV-2) 是一种单链 RNA 病毒,可引起严重急性呼吸系统综合症。该病毒最初被称为 SARS-CoV-2,被世界卫生组织正式命名为 COVID-19 和全球卫生紧急情况。首例已知感染病例记录于 2019 年 12 月上旬,随后传播到包括欧洲和美国在内的各大洲 [ 5 , 6 ],而该病毒的实际行为及其致病性尚不完全清楚。

尽管从几年前就开始对该病毒进行研究 [ 7 , 8 ],因为许多类型的冠状病毒会引起简单的呼吸道感染,但 SARS-CoV-1 和 MERS 会在受感染的人类中引起严重的呼吸道疾病。SARS 和 MERS 威胁的减少导致针对此类病毒的研究活动减少,从而导致对新的 SARS-CoV-2 大流行缺乏准备。

然而,临床管理指南已多次修订,并建议使用各种抗病毒和免疫调节剂。中草药在中国和其他国家被提出,但结果令人怀疑。目前正在进行数百项临床试验 [ 9 , 10 ]。另一方面,已经提出了几种关于具有成本效益和可用抗生素的效果的假设 [ 11 , 12 ],但这些药物的有效性尚未得到最终证实。

这种新型病毒不仅瘫痪了世界的医疗保健系统,还瘫痪了政治和经济关系 [ 13 ]。随着人类生活的新篇章开启 [ 14 ],世界似乎被分为 COVID-19 时代之前和之后两个部分。

尽管一些药物已获得 COVID-19 治疗的紧急使用授权,但尚未找到经过验证的治疗方法。最近的一项体外研究表明,伊维菌素对 COVID-19 感染的细胞系具有活性 [ 15 ]。

在这项研究中,我们通过回顾过去 50 年中可用的体内和体外研究总结了伊维菌素的抗病毒作用。

方法

获得的文章在认为合适时进行了审查和纳入。此外,在被认为合适的情况下,包括在收录文章的参考文献列表中引用的论文。手动过滤检索到的文章以排除重复项。没有语言限制。

结果

伊维菌素对RNA病毒的抗病毒作用

新冠肺炎

在最近的一项体外研究中,感染了 SARS-CoV-2 或 COVID-19 病毒的 Vero/hSLAM 细胞在 48 小时内暴露于 5 µM 伊维菌素,发现与对照相比,病毒 RNA 减少了 5000 倍。15 ]。结果表明,伊维菌素处理可在 48 小时内有效杀死几乎所有病毒颗粒。该研究首次评估了伊维菌素对 COVID-19 的抗病毒作用。作者承认,该药物可能通过抑制输入蛋白 (IMP) α/β 受体而具有抗病毒作用,该受体负责将病毒蛋白传输到宿主细胞核中。作者提出了人体研究,以确认伊维菌素在治疗 COVID-19 中的潜在益处。尽管这项研究首次证实了伊维菌素对 COVID-19 的抗病毒作用 [ 15],其他研究检查了药物对 RNA 和 DNA 病毒的抗病毒作用,总结在表 1 中

表 1 一系列研究揭示了伊维菌素对 RNA 和 DNA 病毒的抗病毒作用

寨卡病毒 (ZIKV)

ZIKV是黄病毒科黄病毒属的单链RNA病毒。巴罗等人。在对寨卡病毒感染的 Huh-7 细胞 (ZIKMEX_1_7) 的体外研究中,证实了伊维菌素的抗病毒作用 [ 16 ]。凯特卡等人。[ 17 ] 没有发现对感染了 ZIKV 的 Ifnar1 基因敲除小鼠的预防作用,在感染前用 4 mg kg -1腹腔内伊维菌素治疗。他们还发现伊维菌素治疗组和对照组之间的死亡率和发病率没有差异。结果表明在该动物模型中缺乏药物功效。没有动物死于药物引起的毒性。作者证明低剂量伊维菌素可能是药物无效的一个可能解释 [ 17]]。凯特卡等人。建议需要进一步研究以研究伊维菌素对 ZIKV 的体内影响 [ 17 ]。在一项体内研究中对雄性 Sprague Dawley 大鼠骨髓细胞进行研究,该研究接受了 300,600 和 1200 mg kg -1剂量的陈年大蒜提取物 (AGE)与 0.4 mg kg -1伊维菌素剂量的组合,作为最低可检测剂量毒性药物,显示细胞毒性作用降低 [ 18 ]。或许可以得出结论,在治疗感染ZIKV的小鼠时,可以将更高剂量的伊维菌素与AGE联合给药,从而研究人员能够更好地评估更高剂量伊维菌素的抗病毒作用。

在最近发表的一项体外研究中,研究人员评估了伊维菌素对感染 ZIKV 的各种细胞系的影响。细胞用 ZIKV MR766 病毒株感染,并在感染后 12 小时 (HPI) 暴露于浓度为 20 μM 的伊维菌素。研究人员表明,病毒 RNA 复制必不可少的非结构蛋白 5 (NS5) 需要 β1 核定位信号 (NLS) 和 α/β NLS。伊维菌素还引起有效的 NS5 核抑制,因此在处理 7 小时后,在细胞核中观察到 NS5 水平降低 60% [ 19 ]。这些发现与其他一些研究相似 [ 20 , 21] 表明伊维菌素通过阻断 NS5 与 IMP α/β 转运蛋白的相互作用来抑制登革病毒 (DENV) 的增殖。

在最近发表的体内和体外研究中,评估了合成纳米颗粒伊维菌素 (T-Fc-IVM-NP) 对 ZIKV 的影响。在这项研究中,使用了人类上皮结肠直肠腺癌细胞 (Caco-2) 和 Balb/c 白化雌性小鼠。结果表明,T-Fc-IVM-NP 降低了 NS1 蛋白的表达,因此它可能是一种针对 ZIKV 的安全治疗方法 [ 22 ]。

研究人员发现,该药物口服后可穿过肠上皮屏障,在血液中达到合适的浓度,而药物在上皮细胞中的毒性降低,未见肝毒性。此外,该研究发现 ZIKV 中 NS1 蛋白的表达降低,并得出结论,该药物可用作该病毒的安全治疗方法。此外,体外评估表明该药物不会穿过胎盘屏障,并且具有温度依赖性稳定性 [ 22 ]。

在一项体外研究 [ 23 ] 中,ZIKV 感染 Vero 细胞,感染复数 (MOI) 为 1, 2 HPI 用伊维菌素处理,22 小时后使用斑块测定和实时定量 RT 对细胞上清液进行定量分析-PCR (RT-q PCR),分别用于病毒产生和增殖。

结果表明,伊维菌素是一种有效的 ZIKV 抑制剂,EC50 为 1-2 µM,并且伊维菌素在所用浓度下没有细胞毒性。研究人员表明,伊维菌素可以解离 IMP α/β1 异二聚体。伊维菌素能够直接结合IMPα犰狳连接IMPα的重复结构域并改变结构/构象,这可能是抑制与IMPβ1结合的基础。他们得出结论,细胞环境中的伊维菌素可以抑制 IMPα 对含有 NLS 的蛋白质(如 NS5)的识别。这项研究首次表明伊维菌素抑制 NLS 识别/核靶向。在本研究中使用双分子荧光互补系统首次证明了在细胞环境中抑制 IMPα-NLS 结合的能力。伊维菌素 IMP α/β 抑制作用模式先前已得到证实 [23 , 24 ]。

登革热病毒、黄热病病毒 (YFV) 和西尼罗河病毒 (WNV)

凯莉等人。在对受感染的人宫颈腺癌细胞 (Hela) 进行的体外研究中表明,高浓度 (25–50 µM) 的伊维菌素对 DENV 的增殖具有抑制作用,DENV 是一种正链单链 RNA 病毒,病毒属,黄病毒科。它通过抑制依赖于 IMP α/β1 的宿主细胞细胞质与其细胞核之间的病毒蛋白转移来实现这一点。研究人员表明,伊维菌素抑制了 DENV 的 NS5 的核聚集 [ 21 ]。

在黄病毒家族YFV、WNV和DENV的另一项体外研究中,研究人员发现伊维菌素通过抑制NS3解旋酶域发挥抑制作用,对解旋酶域的ATP酶活性没有影响。在本研究中,伊维菌素对 YFV 显示出更强的抑制作用,并在较小程度上抑制 WNV 和 DENV 的增殖。研究人员证实,伊维菌素通过作用于黄病毒解旋酶来发挥其对 dsRNA 解旋活性的作用。伊维菌素不影响解旋酶相关 ATP 酶活性的事实似乎很好,因为 ATP 是宿主细胞代谢中的关键核苷酸。伊维菌素抑制黄病毒 NS3 解旋酶,后者介导 RNA 结合和解旋机制。作者得出结论,伊维菌素通过靶向黄病毒中 NS3 解旋酶的活性,充当细胞内病毒 RNA 合成的高度特异性抑制剂。在本研究中,在病毒进入细胞的第一个 14 小时之前添加药物对 YFV 显示出更强的抗病毒作用,并且这种作用在细胞内 RNA 合成开始后显着减弱。可以得出结论,伊维菌素在感染的早期阶段可能是有效的,并且可能是预防或治疗病毒感染早期阶段的推荐药物,而不是晚期形式。当然,这一说法的证实需要进一步的人体研究和临床试验[ 在病毒进入细胞的第一个 14 小时之前添加药物对 YFV 显示出更强的抗病毒作用,并且这种作用在细胞内 RNA 合成开始后显着减弱。可以得出结论,伊维菌素在感染的早期阶段可能是有效的,并且可能是预防或治疗病毒感染早期阶段的推荐药物,而不是晚期形式。当然,这一说法的证实需要进一步的人体研究和临床试验[ 在病毒进入细胞的第一个 14 小时之前添加药物对 YFV 显示出更强的抗病毒作用,并且这种作用在细胞内 RNA 合成开始后显着减弱。可以得出结论,伊维菌素在感染的早期阶段可能是有效的,并且可能是预防或治疗病毒感染早期阶段的推荐药物,而不是晚期形式。当然,这一说法的证实需要进一步的人体研究和临床试验[ 可以得出结论,伊维菌素在感染的早期阶段可能是有效的,并且可能是预防或治疗病毒感染早期阶段的推荐药物,而不是晚期形式。当然,这一说法的证实需要进一步的人体研究和临床试验[ 可以得出结论,伊维菌素在感染的早期阶段可能是有效的,并且可能是预防或治疗病毒感染早期阶段的推荐药物,而不是晚期形式。当然,这一说法的证实需要进一步的人体研究和临床试验[25 ]。

在对 DENV 四种特定血清型的另一项研究中,用伊维菌素处理感染的 Huh-7 细胞的结果揭示了其对 IMP α/β 介导的核输入的抑制作用。作者列举了伊维菌素作为抗病毒药物在 DENV 治疗中的潜在作用 [ 20]。在对感染 DENV 原液的 Vero 细胞进行的体外研究中:DENV2,新几内亚 C 株,细胞在感染前 3 小时暴露于 1–25 µM 伊维菌素。对共聚焦激光扫描显微镜结果的回顾显示细胞质中存在显着的 NS5 蛋白。这一发现表明 NS5 通过 IMP α/β 的转移,这被伊维菌素抑制。同样,检测到绿色荧光蛋白聚集体 (GFP)-NS5 的核积累显着减少。最后,研究人员显示出 NS5 对 IMPα/β 的高度和直接趋势 [ 26 ]。在另一项针对感染了 DENV 1、DENV2 或 DENV2 病毒小鼠的 S221 株的人类 Huh-7 细胞的研究中,发现半数最大有效浓度 (EC 50) 的伊维菌素,同时使用脂质体系统作为其纳米载体,同时显着保留了药物的抗病毒活性 [ 27 ]。

在对 MOI 为 1 的 DENV2 感染的 Vero 细胞的体外研究中,在 2 HPI 后用伊维菌素处理感染的细胞,22 小时后使用噬斑测定和 RT-q PCR 对细胞上清液进行定量分析,用于病毒的产生和增殖,分别。结果表明,伊维菌素是 DENV2(新几内亚 C)的有效抑制剂,EC50 为 0.5 µM,并且在所用浓度下没有细胞毒性 [ 23 ]。在泰国进行的一项针对 DENV 感染的 III 期临床试验已注册,其中宣布每日单次口服伊维菌素是安全的,但最终结果 [ 15 ] 尚未公布。

亨德拉病毒 (HEV)

在一项体外研究中,研究人员检查了伊维菌素对 HEV(一种属于副粘病毒科的Henipavirus和一种负链单链 RNA 病毒)的有效性。这种病毒的主要致病性部分是由于它能够通过产生多顺反子 p 基因来抑制宿主 1 型干扰素反应。在这项研究中,研究人员表明 HEV 通过 IMP α1 在细胞核和细胞质之间动态移动。研究发现,伊维菌素抑制了哺乳动物细胞中的 HEV 感染,甚至在 10 µM 的非优化单剂量下将病毒减少了 5 倍,而且没有药物细胞毒性。研究人员得出结论,伊维菌素可以通过抑制 IMP α1/β1 的病毒传播来有效治疗 HEV 感染 [ 28 ]。

纽卡斯尔病毒

在另一项体外和体内研究中,Azeem 等人。研究了伊维菌素的细胞毒性及其对新城病毒(一种来自副粘病毒科的负义单链 RNA 病毒)分别对鸡原代成纤维细胞系和 9 日龄鸡胚胎的潜在抗病毒作用。在这项研究中,伊维菌素在6.25、12.5、25、50、100和200 μg ml -1 的浓度下进行测试,结果显示100 μg ml -1或更高浓度的药物具有细胞毒性作用。然而,它在 50 μg ml -1或更低的浓度下是安全的,未观察到药物细胞毒性,并注意到中度至差的抗病毒活性 [ 29 ]。

委内瑞拉马脑炎病毒(VEEV)

伦德伯格等人。在感染 VEEV 的细胞中,评估了伊维菌素作为输入 α/β1 抑制剂的功效。它是一种有包膜的、不分节的、单链正链 RNA 病毒,来自甲病毒属,披膜病毒科。该药物降低了由病毒引起的核相关衣壳、病毒滴度和细胞病变效应 (CPE)。尽管观察到病毒复制的减少有限,但这并不显着 [ 30 ]。

基于之前的研究结果,研究人员首次在体外研究中使用基于计算机结构的药物设计研究了伊维菌素对 VEE C 的影响。结果显示病毒复制减少,除了减少感染细胞中衣壳蛋白 (Cap) 的核积累。在这项使用 VEEVC 病毒感染的 Vero 细胞的研究中,伊维菌素与其他两种药物的作用被检验。在 1 µM 浓度下,伊维菌素降低病毒滴度的程度低于其他两种药物,研究人员发现药物的抗病毒作用模式是通过 IMP α/β1:C NLS 相互作用 [ 31 ]。

基孔肯雅病毒 (CHIKV)、塞姆利基森林病毒 (SFV) 和辛德毕斯病毒 (SINV)

在对感染了 CHIKV 的幼仓鼠肾细胞或 BHK-21 细胞系的研究中,CHIKV 是一种来自披膜病毒科甲病毒属的有包膜的正链单链 RNA 病毒,伊维菌素抑制病毒感染并消除荧光素酶信号,但没有显着影响药物毒性(P值 < 0.001)[ 32 ]。

此外,在受感染的 BHK-21 细胞系和人肝细胞 Huh-7.5 中,分别在 16 和 18 小时后测量了荧光素酶,结果显示病毒在人肝细胞 Huh-7.5 细胞中的复制急剧减少。结果还表明,伊维菌素是正链和负链 RNA 生成的有效抑制剂。即使在高 MOI 下,在受感染的细胞中也观察到病毒蛋白表达的强烈下降。在这篇论文中,伊维菌素在抑制病毒产生方面非常有效,与未经处理的样本相比,它是一种有效的抗病毒抑制剂,约为 4 对数。此外,伊维菌素在感染前 1.5 小时和感染时使用时,与未感染细胞相比,感染后的 SFV 滴度降低了 2.3 个对数,但在以后的时间点没有显示出类似的效果。类似于 CHIKV 感染的细胞,伊维菌素在后期添加时逐渐失去效力。然而,在感染前或感染同时添加时,它可抑制病毒滴度 2 个对数。32 ]。同样,如先前研究 [ 25 ] 所述,可以得出结论,伊维菌素给药可能在感染的早期阶段有效,并且可以推荐用于预防或治疗病毒感染的早期阶段,而不是晚期形式。当然,这一说法的证实需要人体研究和临床试验。

在同一项研究中 [ 32 ],与未感染的细胞相比,在感染了其他甲病毒(包括 SFV 和 SINV)的细胞中使用伊维菌素处理可减少病毒产生。通过将 YFV 中的病毒滴度降低 4 个对数,伊维菌素处理还显示出对病毒的抑制作用。所有这些发现都表明伊维菌素具有很强的抗病毒作用,因为它能够有效减少 CHIKV 感染细胞中的病毒 RNA 合成、病毒 RNA 蛋白表达和成熟病毒粒子的形成。作者得出结论,伊维菌素的作用是由于其对两种甲病毒(包括 SFV 和 SINV)的抑制作用,以及对 YFV 的更强抑制作用。

甲型禽流感病毒

在一项使用感染了甲型禽流感病毒的鸡肝细胞癌细胞的体外研究中,该病毒是一种来自正粘病毒科的负义、单链、分段的 RNA 病毒,用 10 µM 伊维菌素处理完全阻止了不同类型病毒的核传播。病毒核糖核蛋白复合物 [ 33 ]。

猪繁殖与呼吸综合征病毒 (PRRSV)

在另一项体外研究中,亚细胞毒性剂量的伊维菌素对感染 PRRSV 的培养猪肺泡巨噬细胞的抗病毒作用,PRRSV 是一种来自动脉病毒科的有包膜的正链 RNA 病毒,细胞暴露于浓度为 1-15 µM 伊维菌素在感染前 1 小时以及在病毒感染的整个过程中。伊维菌素对病毒繁殖的抑制作用明显,伊维菌素以剂量依赖性方式显着降低病毒引起的CPE和病毒基因的表达。在最高剂量 15 µM 时,伊维菌素显着减少了病毒感染的细胞,最大抑制率为 95%。在这项研究中,抑制 50% 病毒感染的药物有效剂量 (ED 50) 为 6.7 µM,作者得出结论,伊维菌素有效抑制了 PRRSV 病毒的增殖。伊维菌素减少病毒产生的作用随着感染时间的延长而降低,因此在感染前 1 小时内服用 15 µM 的药物,在感染的同时,以及 1、2、4 和 12 HPI 的病毒产量从80% 到 42%。在 24 HPI 中,没有观察到 PRRSV 传播的显着变化。基于这些发现,作者得出结论,伊维菌素作为一种抗病毒药物,可有效引发病毒感染。伊维菌素导致病毒滴度显着降低,表明该药物抑制了子代病毒从天然宿主细胞中的最佳释放,但并未抑制病毒进入过程。伊维菌素对 PRRSV N 蛋白的细胞内表达有很强的抑制作用,导致其表达量减少 90%,表明伊维菌素在病毒复制过程中具有对抗病毒蛋白翻译的特定功能。用伊维菌素处理的感染细胞核中PRRSV N蛋白的量没有明显变化,表明该药物不能抑制N的核/核仁定位。该药物对基因组RNA和亚基因组mRNA也有抑制作用。研究人员承认,伊维菌素可能通过对 PRRSV 病毒中具有 ATP 依赖性解旋酶活性的非结构蛋白 10 解旋酶发挥作用来损害病毒 RNA 的最佳合成,但需要更多的研究来证明这一假设。这导致其表达减少了 90%,表明伊维菌素在病毒复制过程中具有对抗病毒蛋白翻译的特定功能。用伊维菌素处理的感染细胞核中PRRSV N蛋白的量没有明显变化,表明该药物不能抑制N的核/核仁定位。该药物对基因组RNA和亚基因组mRNA也有抑制作用。研究人员承认,伊维菌素可能通过对 PRRSV 病毒中具有 ATP 依赖性解旋酶活性的非结构蛋白 10 解旋酶发挥作用来损害病毒 RNA 的最佳合成,但需要更多的研究来证明这一假设。这导致其表达减少了 90%,表明伊维菌素在病毒复制过程中具有对抗病毒蛋白翻译的特定功能。用伊维菌素处理的感染细胞核中PRRSV N蛋白的量没有明显变化,表明该药物不能抑制N的核/核仁定位。该药物对基因组RNA和亚基因组mRNA也有抑制作用。研究人员承认,伊维菌素可能通过对 PRRSV 病毒中具有 ATP 依赖性解旋酶活性的非结构蛋白 10 解旋酶发挥作用来损害病毒 RNA 的最佳合成,但需要更多的研究来证明这一假设。用伊维菌素处理的感染细胞核中PRRSV N蛋白的量没有明显变化,表明该药物不能抑制N的核/核仁定位。该药物对基因组RNA和亚基因组mRNA也有抑制作用。研究人员承认,伊维菌素可能通过对 PRRSV 病毒中具有 ATP 依赖性解旋酶活性的非结构蛋白 10 解旋酶发挥作用来损害病毒 RNA 的最佳合成,但需要更多的研究来证明这一假设。用伊维菌素处理的感染细胞核中PRRSV N蛋白的量没有明显变化,表明该药物不能抑制N的核/核仁定位。该药物对基因组RNA和亚基因组mRNA也有抑制作用。研究人员承认,伊维菌素可能通过对 PRRSV 病毒中具有 ATP 依赖性解旋酶活性的非结构蛋白 10 解旋酶发挥作用来损害病毒 RNA 的最佳合成,但需要更多的研究来证明这一假设。34 ]。

人类免疫缺陷病毒 1 型

HIV-1是一种单链RNA病毒,属于逆转录病毒科的慢病毒属。在一项体外研究中,研究人员评估了伊维菌素作为 HIV-1 核蛋白转移抑制剂的作用。结果表明,伊维菌素降低了 IMP α/β 与含 NLS 的蛋白质的结合,并在低浓度下抑制了这种相互作用(半数最大抑制浓度 [IC 50 ]:4.8 µM)。与未处理的对照组相比,伊维菌素通过P值 = 0.003显着降低了核积累 GFP-IN,并且也显着降低(P值 < 0001) GFP 标记的 Op-T-NLS 融合蛋白的核积累。然而,这项研究表明伊维菌素未能控制端粒重复因子-1 (GFP-TRF) 的核积累,因为 IMPβ1 是将其转移到细胞核的唯一途径。研究人员得出结论,伊维菌素不是 IN -IMP α/β 相互作用的特异性抑制剂,但它似乎是依赖异二聚体转移到细胞核的货物的特异性抑制剂。该研究得出结论,伊维菌素是一种通过 IMPα/β 的核转运抑制剂,但不影响单独通过 IMPβ1 的核转运,而且伊维菌素完全抑制了 HIV-1 的活性整合酶蛋白作为整合前复合物的关键成分的核输入[ 35 ]。

凯莉等人。在对受感染的人类宫颈腺癌细胞 (Hela) 进行的一项研究中,高浓度 (25–50 µM) 的伊维菌素对 HIV-1 的增殖具有抑制作用。它通过抑制依赖于 IMP α/β1 的宿主细胞细胞质与其细胞核之间的病毒蛋白转移来实现这一点。研究人员表明,伊维菌素抑制了 HIV-1 整合酶的核聚集 [ 21 ]。

伊维菌素对DNA病毒的抗病毒作用

马疱疹病毒 1 型 (EHV-1)

许多研究检查了伊维菌素对某些 DNA 病毒的抗病毒作用。在对感染两种不同 EHV-1 菌株(一种双链 DNA 病毒)的原代小鼠神经元进行的体外研究中,不同浓度的伊维菌素对 Rac-H 菌株的增殖没有影响,但会降低 Jan-E 菌株的增殖. 这些发现表明不同的 EHV-1 菌株使用不同的受体进入细胞核。此外,由于伊维菌素仅抑制菌株 Jan-E 的增殖,因此需要进一步研究以研究伊维菌素对该病毒的抗病毒作用。该研究的发现表明,除了参与 EHV-1 核输入的其他受体之外,IMP α/β 的作用 [ 36 ]。

伪狂犬病病毒 (PRV)

吕等人。研究了伊维菌素对称为 PRV 的包膜双链 DNA 猪病毒的抗病毒作用,PRV 是 α-疱疹病毒亚科的成员 [ 37 ]。该病毒会导致猪终生感染,其 DNA 聚合酶由两个亚基组成,称为 UL30 和 UL42 [ 38 , 39 ]。

发现 UL42 亚基具有 IMP-α/β 介导的二分 NLS,可将两个亚基转移到细胞核中 [ 39]]。对受感染仓鼠肾细胞(BHK-21 细胞)的检查表明,伊维菌素在浓度 <3 µM 时不会产生细胞毒性作用。但随着药物浓度增加到 5 µM,细胞显示出药物细胞毒性作用,细胞活性急剧下降。在未处理的 24 HPI 细胞和 48 HPI 中用 0.5 µM 伊维菌素处理的细胞中观察到病毒感染的 CPE。在 72 HPI 中,在用 1.5 或 2.5 µM 伊维菌素处理的感染细胞中观察到轻度 CPE,表明病毒增殖延迟。在本研究中,伊维菌素不抑制细胞内 PRV 的吸附,因为不同组的病毒滴度相同。然而,感染后添加伊维菌素会减少斑块数量和病毒滴度。伊维菌素抑制 DNA 聚合酶辅助亚基 UL42 进入细胞核,因此,随着药物浓度的增加,通过蛋白质印迹方法在细胞核中观察到的 UL42 减少。尽管伊维菌素抑制了 UL42 通过 NLS 向细胞核的转移,但它并没有减少细胞质中 UL42 的表达。在病毒感染的小鼠模型中,伊维菌素显着降低了所有动物大脑和肾脏中的病毒载量,这种降低在肾脏中更为显着,肾脏是参与伊维菌素代谢的主要器官。除了动物器官中病毒滴度下降外,它们的临床评分和死亡率随着药物浓度的增加而下降。最后,研究人员得出结论,伊维菌素可作为一种潜在的抗 PRV 抗病毒药物。尽管伊维菌素抑制了 UL42 通过 NLS 向细胞核的转移,但它并没有减少细胞质中 UL42 的表达。在病毒感染的小鼠模型中,伊维菌素显着降低了所有动物大脑和肾脏中的病毒载量,这种降低在肾脏中更为显着,肾脏是参与伊维菌素代谢的主要器官。除了动物器官中病毒滴度下降外,它们的临床评分和死亡率随着药物浓度的增加而下降。最后,研究人员得出结论,伊维菌素可作为一种潜在的抗 PRV 抗病毒药物。尽管伊维菌素抑制了 UL42 通过 NLS 向细胞核的转移,但它并没有减少细胞质中 UL42 的表达。在病毒感染的小鼠模型中,伊维菌素显着降低了所有动物大脑和肾脏中的病毒载量,这种降低在肾脏中更为显着,肾脏是参与伊维菌素代谢的主要器官。除了动物器官中病毒滴度下降外,它们的临床评分和死亡率随着药物浓度的增加而下降。最后,研究人员得出结论,伊维菌素可作为一种潜在的抗 PRV 抗病毒药物。这种减少在肾脏中更为显着,肾脏是参与伊维菌素代谢的主要器官。除了动物器官中病毒滴度下降外,它们的临床评分和死亡率随着药物浓度的增加而下降。最后,研究人员得出结论,伊维菌素可作为一种潜在的抗 PRV 抗病毒药物。这种减少在肾脏中更为显着,肾脏是参与伊维菌素代谢的主要器官。除了动物器官中病毒滴度下降外,它们的临床评分和死亡率随着药物浓度的增加而下降。最后,研究人员得出结论,伊维菌素可作为一种潜在的抗 PRV 抗病毒药物。37 ]。

BK 多瘤病毒 (BKPyV)

如前所述,Wagstaff 等人的一项研究。[ 21 ] 表明伊维菌素能够通过 IMP α/β 特异性抑制核转移途径 [ 36 ]]。基于这种机制,Bennet 等人。在受感染的肾近端小管上皮细胞中,研究了伊维菌素对 BKPyV(一种无包膜小双链 DNA 病毒和多瘤病毒科成员)的影响。在用 10 µM 伊维菌素处理感染细胞后,使用逆转录聚合酶链反应方法进行的一项定性研究表明,早期蛋白质大 T 抗原 mRNA 的水平降低,表明由于抑制细胞核进入,病毒基因表达降低。伊维菌素的这种抑制作用表明多瘤病毒可以通过活跃的核孔复合物转移进入细胞核 [ 40 ]。

猪圆环病毒 2 (PCV2)

在感染了 PCV2 的 PK-15 细胞中研究了伊维菌素对病毒增殖的抑制作用,PCV2 是一种来自圆环病毒科的环状单链 DNA 病毒。结果显示,浓度为50或100 μg ml -1 的伊维菌素在处理后24或48 h均无细胞毒作用,但浓度为200 μg ml -1 时,细胞活力显着降低(P值≤0.05)。同样在前 24 个 HPI 中,伊维菌素分别在 50 和 100 μg ml -1 的浓度下将病毒载量降低了 41% 和 28.2% 。然而,在 48 HPI 中,伊维菌素在相同浓度下分别降低了 28.8% 和 15.7% 的病毒载量,表明在以后的时间点药物疗效下降 [ 41]],正如之前关于伊维菌素抗病毒作用的研究所指出的那样 [ 25 , 32 ]。

同样在受感染的 PK-15 细胞中,伊维菌素降低了病毒 Cap 的表达,Cap 具有进入受感染细胞核的 NLS。向培养基中添加伊维菌素可显着减少病毒感染细胞的数量,并且在处理后,仅在细胞质中检测到由 PCV2 感染引起的 Cap,而在细胞核中未检测到 [ 41 ]。

用伊维菌素治疗的感染仔猪病毒血症和组织病毒载量显着降低(P值≤0.05)。在对伊维菌素治疗感染仔猪腹股沟淋巴结 (ILN) 的研究中,观察到的病变较轻,淋巴结中淋巴细胞数量和组织细胞浸润强度存在明显差异 [ 41 ]。

PCV2 病毒的综合光密度分析显示,在用伊维菌素治疗后,ILN 中的病毒信号显着降低(P值≤ 0.05)。最后,作者得出结论,伊维菌素抑制了 ILN 中 Cap 和 Cap 的 NLS 进入细胞核,这证实了药物对 NLS 介导的核输入通路的影响 [ 41 ]。

牛疱疹病毒 1 病毒 (BoHV-1)

在另一项关于感染了 BoHV-1 的 Madin-Darby 牛肾细胞的研究中,伊维菌素通过抑制 IMP α/β 依赖性核转移和减少病毒来减少 UL42 核传播以剂量依赖性方式复制,表明 UL42 依赖于 IMP α/β 进行核转移。25 µM 伊维菌素将病毒滴度降低了 4 个对数,并抑制了约 44% 的病毒粒子产生,但在研究剂量下对细胞活力没有影响。此外,伊维菌素对病毒结合和进入宿主细胞没有影响 [ 42 ]。

结论

在这篇系统综述中,我们通过回顾 1970 年以来的所有相关证据,证明了伊维菌素对多种 RNA 和 DNA 病毒的抗病毒作用。这项研究提出了伊维菌素可能是几种病毒(包括阳性病毒)的有用抗病毒剂的可能性。单链 RNA,以类似的方式。由于在实验研究中在感染的早期阶段观察到伊维菌素的显着有效性,因此提出伊维菌素给药可能在早期或预防中有效。当然,这一说法的证实需要人体研究和临床试验。

由于其抗病毒活性,伊维菌素可能在几个重要的生物过程中发挥关键作用,因此它可以作为治疗包括 COVID-19 在内的不同类型病毒的潜在候选药物。临床试验对于评估伊维菌素在临床环境中对 COVID-19 的影响是必要的,这需要进一步调查在当前和未来大流行中对人类可能的益处。2020 年 4 月 10 日,FDA 发布了关于针对 COVID-19 自我给药伊维菌素的声明 [ 43 ],参考最近发表的关于该主题的体外研究 [ 15]]。FDA 强调,这种类型的体外研究通常用于药物开发的早期阶段。此外,需要进一步的试验来确认伊维菌素用于人类对抗 COVID-19 的安全性和有效性,以发现预防或治疗窗口 [ 43 ]。

如前所述,尽管伊维菌素在全球范围内可用,但伊维菌素在细胞培养物中的活性尚未在针对许多病毒的小鼠感染模型中重现,也未得到临床证实。这可能与伊维菌素的药代动力学和治疗安全窗口有关。安全治疗剂量下伊维菌素的血液水平在 20-80 ng/ml 范围内 [ 44 ],而细胞培养物中抗 SARS-CoV2 的活性在微克范围内。伊维菌素口服或局部给药。如果可以得到安全的制剂或类似物,可以通过给药达到治疗浓度,伊维菌素可以用作广谱抗病毒剂。


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