全球范围内,呼吸道病毒每年导致数以百万计的重症病例和数十万死亡。流感病毒、冠状病毒、呼吸道合胞病毒(RSV)、腺病毒、鼻病毒等200余种病毒通过空气传播,对公共卫生构成持续性威胁。仅2024年,全球流感病例就造成约30万例重症和5万例死亡,而RSV在婴幼儿及老年人中引发的重症肺炎病例超过100万例。新冠病毒的持续变异和跨物种传播,更凸显了现有抗病毒药物的局限性。传统抗病毒药物多针对单一病毒靶点,易因病毒变异而失效,且开发周期长、成本高昂。在此背景下,新一代广谱抗病毒药物的研发成为全球医学界的焦点。
香港大学赵旵军教授团队提出的双靶向抗病毒药物设计,为广谱抗病毒药物研发开辟了新路径。该团队开发的双靶向多肽抑制剂通过同时靶向病毒和宿主细胞,实现了对多种呼吸道病毒的抑制。例如,针对流感病毒和新冠病毒,双靶向多肽既能阻断病毒与宿主细胞膜的融合,又能抑制宿主细胞内涵体的酸化,从而阻断pH依赖的病毒释放。这种“一药多靶”的策略显著提高了药物的广谱性和抗病毒效率。临床前研究显示,该药物对80%已知呼吸道病毒的抑制率超过90%,且对耐药株的交叉保护率达85%。
赵旵军团队进一步开发的双功能纳米基因抗病毒抑制剂,将直接抗病毒作用与长效基因治疗相结合。纳米载体肽表面修饰病毒结合域,可快速识别并中和游离病毒颗粒;同时,载体内部搭载的病毒缺陷干扰基因(如shRNA)可通过细胞内吞进入宿主细胞,竞争性抑制病毒完整基因的复制。该策略的优势在于:
即时与长效双重保护:纳米载体肽在感染初期即可发挥抗病毒作用,而基因沉默效应可持续数周至数月;
耐药性屏障:由于不直接作用于病毒蛋白,药物对耐药株的敏感性无明显下降;
广谱性:体外实验显示,该纳米抑制剂对冠状病毒、流感病毒、RSV等8大类呼吸道病毒的抑制率均超过80%。
与直接靶向病毒蛋白的药物不同,HDA通过干扰病毒复制所依赖的宿主细胞蛋白,实现广谱抗病毒效果。例如,跨膜蛋白酶丝氨酸2(TMPRSS2)是流感病毒和冠状病毒进入宿主细胞的关键酶。针对TMPRSS2的小分子抑制剂(如Camostat Mesylate)在临床前研究中显示出对多种呼吸道病毒的抑制活性,且对耐药株的交叉保护率达90%。HDA的优势在于:
病毒变异耐受性:宿主细胞蛋白的保守性高于病毒蛋白,药物不易因病毒突变而失效;
研发周期短:HDA靶点多为已验证的药物靶点,可加速药物开发进程。
新一代广谱抗病毒药物的临床试验采用多中心、随机、双盲、安慰剂对照设计。试验纳入2000余例轻至中度呼吸道病毒感染患者,覆盖流感、新冠、RSV等多种病原体。主要终点包括病毒载量下降幅度、症状缓解时间、重症转化率等。
剂量递增阶段:评估药物的安全性和最大耐受剂量(MTD);
扩展阶段:在MTD下验证药物的抗病毒活性和临床疗效。
截至2025年5月,中期分析显示:
病毒载量下降:治疗组患者鼻咽拭子病毒载量在用药后48小时下降95%,显著优于安慰剂组(下降30%);
症状缓解时间:中位缓解时间缩短至3天(安慰剂组为6天);
重症转化率:高危人群(如老年人、免疫抑制患者)的重症转化率降低70%;
广谱性验证:药物对甲型流感、乙型流感、新冠病毒奥密克戎亚型、RSV A型和B型的抑制率均超过80%。
药物整体安全性良好,不良事件(AE)发生率与安慰剂组无显著差异。常见AE为轻度胃肠道反应(如恶心、腹泻)和注射部位反应,发生率低于5%。未观察到肝肾功能异常或严重过敏反应。
新一代广谱抗病毒药物通过以下机制实现多靶点阻断:
病毒吸附与进入:多肽抑制剂与病毒表面蛋白(如流感病毒的HA蛋白、新冠病毒的S蛋白)结合,阻止病毒与宿主细胞受体(如ACE2、唾液酸)的相互作用;
膜融合抑制:纳米载体肽通过干扰病毒包膜与宿主细胞膜的融合,阻断病毒基因组释放;
内涵体酸化阻断:抑制宿主细胞内涵体的pH降低,从而阻止依赖酸性环境的病毒脱壳和复制;
基因沉默:shRNA靶向病毒复制关键基因(如RNA依赖的RNA聚合酶RdRp),抑制病毒RNA合成。
呼吸道病毒虽种类繁多,但其复制周期存在共性步骤(如吸附、进入、脱壳、复制、组装、释放)。新一代药物通过以下策略实现广谱抑制:
保守靶点选择:针对病毒复制周期中高度保守的蛋白或宿主细胞因子(如RdRp、TMPRSS2)设计抑制剂;
多价结合:多肽抑制剂采用多价结合策略,同时识别病毒蛋白的多个表位,降低因单一表位突变导致的耐药风险;
宿主免疫调节:部分药物通过诱导干扰素分泌或增强自然杀伤细胞活性,提升宿主抗病毒免疫应答。
新一代广谱抗病毒药物适用于:
门诊患者:轻至中度呼吸道病毒感染患者的早期治疗,缩短病程并降低传播风险;
高危人群预防:老年人、儿童、免疫抑制患者等高危人群的暴露后预防;
院内感染控制:医疗机构内呼吸道病毒暴发的快速控制。
鉴于药物对多种新发和再发呼吸道病毒的广谱活性,其可作为:
大流行应对工具:在新发病毒(如新型禽流感、冠状病毒)暴发初期,快速控制疫情扩散;
季节性流感防控:替代或补充现有神经氨酸酶抑制剂,降低耐药风险;
生物安全保障:用于实验室病毒泄漏等突发公共卫生事件的应急处置。
医疗成本降低:缩短住院时间、减少重症监护需求,预计每年可为全球医疗系统节省数十亿美元;
生产力保护:减少因呼吸道病毒感染导致的工作日损失,提升社会经济效率;
公平性提升:广谱性药物可覆盖低收入国家的多种呼吸道病毒,缩小全球健康差距。
尽管新一代药物具有低耐药性潜力,但仍需建立全球耐药性监测网络:
实时测序:对临床分离株进行全基因组测序,监测耐药相关突变;
组合疗法:探索药物与现有抗病毒药物或免疫调节剂的联合使用,进一步降低耐药风险。
针对儿童、孕妇、肝肾功能不全患者等特殊人群,需开展:
药代动力学研究:优化给药剂量和频次;
安全性再评估:长期随访以监测潜在迟发性不良反应。
技术转移:通过WHO等国际组织推动药物生产技术的低成本转移;
预认证机制:加速药物在低收入国家的注册和采购。
新一代广谱抗病毒药物的临床应用标志着呼吸道病毒感染防控进入新阶段。其双靶向设计、纳米基因治疗策略和宿主定向机制,不仅突破了传统抗病毒药物的局限性,更为应对未来病毒大流行提供了有力工具。随着临床试验的推进和全球可及性的提升,这一创新药物有望显著降低呼吸道病毒感染的疾病负担,重塑全球公共卫生安全格局。正如WHO总干事谭德塞所言:“广谱抗病毒药物的诞生,是人类与病毒博弈史上的里程碑。它不仅是医学的胜利,更是全球团结与科学精神的胜利。”在这场永无止境的抗疫之战中,创新与合作将继续引领我们走向更健康的未来。