阿茲夫定治療新型冠狀病毒感染的研究進展

魏麗春(綜述)

2019年12月,新型冠狀病毒感染(Corona Virus Disease 2019,COVID-19)在湖北省武漢市暴發。截至 2023年5月17日,全球已有766 440 796例確診病例,死亡人數達6 932 591例[1]。嚴重急性呼吸系統綜合征冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2)屬于冠狀病毒科正冠狀病毒亞科,其基因組被包膜并包含在大小為26～32 kb的單鏈RNA中[2]。SARS-CoV-2感染早期可能無癥狀,但若未及時干預則可能出現重癥肺炎、呼吸困難或器官功能障礙,甚至死亡[3]。因此,高效抗COVID-19藥物的研發與篩選尤為重要,而對已知藥物的篩選也是主要研究熱點。

阿茲夫定(Azvudine)是一種核苷類似物,具有廣譜抗病毒活性,化學名為1-(4-疊氮-2-脫氧-2-氟-β-D-呋喃核糖基)胞嘧啶,分子式為C9H11FN6O4,相對分子量286.22,結構式[4]見圖1。

圖1 阿茲夫定通過激酶催化轉化為相應的活性核苷三磷酸

病毒的生命周期大致可分為黏附、進胞、DNA/RNA 的釋放、DNA/RNA的傳遞、組裝和出胞幾個階段。作為一種前體藥物,阿茲夫定可以模擬天然核苷,進入人體后在RNA合成過程中嵌入病毒RNA,在胸腺內轉化為阿茲夫定三磷酸,并抑制人類免疫缺陷病毒1(human immunodeficiency virus 1, HIV-1)RNA依賴的RNA聚合酶病毒的復制[4-5],具體活性結構見圖1。

阿茲夫定于2021年7月21日獲中國食品藥品監 督管理局(藥監局)批準,用于治療艾滋病(XZXK-2021-214),在為期48周的口服治療中顯示出良好的療效和安全性。2022年7月25日,國家藥監局有條件批準阿茲夫定用于治療COVID-19,使其成為中國首個批準上市的國產口服抗病毒藥物。8月9日,阿茲夫定獲國家衛生健康委員會、國家中醫藥管理局批準,列入《新型冠狀病毒肺炎診療方案(第九版)》,用于治療普通型COVID-19成人患者,并于8月12日獲國家醫保局批準,列入醫保目錄。本研究對阿茲夫定的國內外研究進展進行綜述,以期對未來的臨床用藥提供參考。

1 藥代動力學

目前尚缺乏阿茲夫定用于治療COVID-19的藥代動力學研究數據,現有的數據來自動物實驗和HIV感染患者的研究。

1.1 吸收 HIV感染者連續7 d口服阿茲夫定,分為2 mg(每日2次)和4 mg(每日1次)2組進行臨床試驗,結果顯示,2 mg組患者體內阿茲夫定有一定蓄積,4 mg組患者則基本無蓄積;空腹與餐后服用比較,不良事件(adverse event, AE)發生率相近[6]。

SD大鼠單次灌胃阿茲夫定0.26、0.52、1.04 mg/kg 后,雌性大鼠血漿中藥物的消除半衰期(t1/2z)為4.50～7.00 h,達峰時間為1.50～2.50 h,峰濃度(Cmax)和曲線下面積(area under curve, AUC)均隨劑量的增加而增加,基本符合線性動力學特征;雄性大鼠血漿中藥物的t1/2z為2.43～3.14 h,達峰時間為1.67～2.67 h,Cmax和AUC0-t均隨劑量的增加而增加,基本符合線性動力學特征。SD大鼠經口灌胃阿茲夫定的絕對生物利用度為82.49%～90.14%。雌雄大鼠經口灌胃阿茲夫定,藥代動力學參數t1/2z、Cmax和AUC0-t有一定差異。Beagle犬單次灌胃阿茲夫定0.05、0.1、0.2 mg/kg后,t1/2z為3.61～4.92 h,達峰時間為0.67～0.83 h,藥代動力學過程符合線性動力學特征,雌雄無差異。

1.2 食物對口服吸收的影響 餐后單次口服阿茲夫定與空腹單次口服阿茲夫定的Cmax、AUC0-t、AUC0-∞幾何均數的比值分別為142.54%、163.71%和114.92%,其中90%CI分別為78.45%～258.98%、109.92%～243.80%和58.19%～226.93%,不在80.00%～125.00%范圍內,且AUC0-t的90% CI不包含100%,表明餐后給藥可提高阿茲夫定在體內的暴露程度。因此,建議在空腹條件下服用阿茲夫定。

1.3 分布 大鼠單次灌胃阿茲夫定后,胸腺分布最多,脾臟次之,心、肝和肺等其他組織較少。阿茲夫定與人、犬及大鼠血漿蛋白的結合程度較低。

1.4 排泄 大鼠單次灌胃阿茲夫定后,主要以原形通過腎臟排泄。HIV感染者單次空腹口服阿茲夫定,0～12 h的排泄量占總排泄量(0～24 h)的70%以上。隨著給藥劑量的增加,尿中阿茲夫定總排泄量增加。單次口服2 mg或5 mg阿茲夫定后,分別對藥代動力學參數及尿排泄率進行性別t檢驗,結果顯示,在同一劑量組內,男性與女性的差別無統計學意義[7]。

2 藥效學

阿茲夫定可以抑制SARS-CoV-2和HCoV-OC43冠狀病毒,半數效應濃度(EC50)介于1.2～4.3 μmol/L,具體取決于病毒或細胞,選擇指數(selection index, SI)為15～83。大鼠口服阿茲夫定后顯示出顯著的胸腺歸巢特征,其三磷酸鹽(阿茲夫定的活性形式)主要集中在胸腺和外周血單個核細胞(peripheral blood mononuclear cell, PBMC)中。阿茲夫定(0.07 mg/kg,qd,口服)治療感染SARS-CoV-2的恒河猴,可降低病毒載量,恢復胸腺免疫,改善淋巴細胞分布,減輕炎癥和器官損傷,并可減輕X線胸片中的毛玻璃混濁現象[8]。

3 臨床療效評價

COVID-19的主要病理生理學機制是發病后數天內的病毒增殖,以及此后7 d左右引發的宿主免疫炎癥反應。因此,疾病早期給予抗病毒或中和抗體的藥物,或中重癥患者發病7 d后給予抗炎藥物,就顯得尤為重要。此外,病毒的載量與癥狀的嚴重程度有關,輕度癥狀一般開始于峰值后1 d,中重度癥狀一般開始于峰值后2 d,確診后盡早使用抗病毒藥物或可盡快降低病毒載量的峰值,從而改變疾病進程。

臨床研究表明,與標準抗病毒治療相比,阿茲夫定治療輕型和普通型COVID-19患者可以縮短核酸轉陰的時間。一項初步研究阿茲夫定治療輕型和普通型COVID-19的隨機、開放和對照臨床試驗的數據表明[9],對于初診患者,阿茲夫定治療后連續核酸測試結果均為陰性的時間比標準抗病毒治療平均縮短4.5 d,且未觀察到藥物相關不良反應。這項研究共納入20例輕型和普通型COVID-19患者,并隨機分為接受阿茲夫定+對癥治療組(阿茲夫定組,10例)或標準抗病毒+對癥治療組(對照組,10例),2組首次核酸轉陰時間分別為(2.60±0.97)d(1～4 d) 和(5.60±3.06) d (2～13 d)(差異為-3.00 d,95%CI：-5.13～0.86,P=0.008)。

值得注意的是,在男性、65歲以下、發病后住院超過5 d、入院時患有嚴重COVID-19以及入院時接受抗生素治療的患者中,阿茲夫定也表現出顯著的臨床獲益[10]。這項研究最終納入228例阿茲夫定接受者和228例奈瑪特韋/利托那韋接受者,2組復合疾病進展結果的粗發生率分別為6.662/1 000人日和13.493/1 000人日(P=0.029)。2組的全因死亡率(P=0.183)、無創呼吸支持(P=0.068)和氣管插管開始率(P=0.144)、重癥監護病房入住率(P=0.144)的差別均無統計學意義。累積風險分析表明,與奈瑪特韋/利托那韋治療組比較,阿茲夫定治療組復合疾病進展結果的風險較低(HR：0.51,95%CI：0.28～0.95,P=0.029)。

此外,一項回顧性隊列研究[11]結果表明,阿茲夫定在治療COVID-19和減少既往病癥住院患者中顯示出顯著的臨床效果。該研究共納入2 118例患者,隨訪38 d,經匹配后選取245例阿茲夫定接受者和245例對照。結果顯示,阿茲夫定能夠降低復合疾病進展風險(HR：0.49,P=0.016),2組的全因死亡率差別無統計學意義(P=0.148)。

在與奈瑪特韋/利托那韋治療效果的比較中,阿茲夫定對住院的COVID-19患者也顯示出顯著的有效性[12]。該研究同樣納入2 118例COVID-19患者,隨訪38 d,匹配后選取281例阿茲夫定接受者和281例未接受氧療的奈瑪特韋/利托那韋接受者。結果顯示,阿茲夫定降低了復合疾病進展(7.83/1 000人日vs14.83/1 000 人日,P=0.026)和全因死亡率(2.05/1 000人日vs5.78/1 000 人日,P=0.052)?？傮w而言,阿茲夫定對住院的 COVID-19 患者有效,尤其是年齡較輕、有過COVID-19病史、病情嚴重和接受抗生素治療的患者。

4 安全性

阿茲夫定申請上市的技術審評報告[7]提到,阿茲夫定具有遺傳毒性和生殖毒性。阿茲夫定的Ames 試驗、CHL染色體畸變試驗和體內小鼠微核試驗結果均為陽性。此外,大鼠生育力與早期胚胎發育毒性試驗結果顯示,交配前后雌雄大鼠給藥劑量為5.0 mg/kg,可引起孕鼠卵巢質量降低,吸收胎數、總丟失數(率)和著床后丟失率升高,未見其他雌雄生殖系統、生育力、交配、妊娠和胚胎發育毒性等影響,對雄鼠生育力的無明顯損害作用劑量(no observed adverse effect level,NOAEL)為5.0 mg/kg,對雌鼠生育力及胚胎發育的NOAEL為1.5 mg/kg。

在上市后的臨床應用中,阿茲夫定不良反應主要為發熱、頭痛、頭暈、惡心、嘔吐和腹瀉,嚴重程度均為1級;多次給藥的不良反應主要為頭暈、惡心,嚴重程度為1～2級。安全性良好,未出現嚴重不良反應。阿茲夫定對基礎疾病無明顯不良影響,對老年患者未見明顯不良影響,但用藥期間需密切監測肝腎功能[6]。然而,近期也有病例顯示,阿茲夫定可致竇性心動過速[13]。

臨床研究表明,使用阿茲夫定易引起丙氨酸轉氨酶升高、腎小球濾過率降低,具有臨床意義的損傷率分別為2.6%和3.7%;中重度腎損傷患者使用校正劑量的阿茲夫定后,未見肝腎功能損傷加重[14]。此外,服用阿茲夫定后可能會出現中性粒細胞絕對值降低,總膽紅素、天冬氨酸轉氨酶和血糖升高,為正常用藥反應,一般停藥后可自行緩解。

總體而言,阿茲夫定的安全性較好,但仍可能存在不良反應。

5 藥物相互作用

阿茲夫定為P-糖蛋白(P-glycoprotein, P-gp)底物及弱效P-gp誘導劑,合用P-gp底物(地高辛、達比加群酯和秋水仙堿)和P-gp抑制劑(伊曲康唑、伏立康唑和泊沙康唑等唑類抗真菌藥,環孢素,蛋白酶抑制劑利托那韋,以及決奈達隆、胺碘酮、維拉帕米、克拉霉素和葡萄柚汁等),以及P-gp誘導劑(利福平、圣約翰草提取物)時需謹慎[15]。P-gp、多藥耐藥相關蛋白2(multidrug resistance associated protein 2, MRP2)和乳腺癌耐藥蛋白(breast cancer resistance protein, BCRP)會影響阿茲夫定在小腸的吸收,而阿茲夫定則可調節P-gp、MRP2和BCRP的基因表達,增加P-gp的活性。

此外,有研究[16]表明,阿茲夫定在與其他抗逆轉錄病毒藥物聯用時,可增強其抗病毒活性。阿茲夫定在與6種FDA批準的抗逆轉錄病毒治療藥物共同使用的過程中,均顯示出在EC50上對HIV-1IIIB感染的C8166細胞和HIV-1TC-1感染的PBMC的協同治療作用。

6 特殊人群用藥

6.1 妊娠期、哺乳期及育齡期婦女用藥 目前,尚無孕婦及哺乳期婦女使用阿茲夫定的研究,不建議妊娠期和哺乳期患者使用。一項在巴西進行的隨機、雙盲和安慰劑對照的臨床試驗中,報道了1例在治療后期懷孕婦女的嚴重不良反應[17]。建議育齡期患者在治療期間和末次給藥后4 d內應采取有效避孕措施。

6.2 兒童和老年人用藥 目前,尚未對兒童及老年患者使用阿茲夫定進行臨床研究。一般認為,兒童和青少年(<18歲)不建議使用。此外,老年患者(特別是患有基礎疾病者)在使用阿茲夫定時,需密切監控肝腎功能,以防發生不良反應。

6.3 其他特殊人群用藥 曾患有胰腺炎或合并病毒性肝炎的患者應慎用阿茲夫定治療[18]。主要是因為阿茲夫定和拉米夫定結構相似,同屬于核苷逆轉錄酶抑制劑,化學結構上是核苷類似物。參考拉米夫定的臨床數據,曾有接受拉米夫定治療后發生胰腺炎的案例報告。因此,對于曾患有胰腺炎的患者應慎用阿茲夫定[19]。此外,在有慢性乙型肝炎或丙型肝炎合并感染并使用聯合抗反轉錄病毒治療的患者中,發生嚴重的和可能致死性的肝臟不良事件危險性升高[20]。

7 總結與展望

自COVID-19感染暴發以來,廣大科研和醫務人員都希望通過開發高效、安全的抗病毒藥物和疫苗來應對挑戰。迄今為止,包括小分子療法和單克隆抗體在內的多種藥物已在全球范圍內獲批用于COVID-19治療。大多數抗病毒藥物針對的是SARS-CoV-2復制所必需的聚合酶和蛋白酶,而作為一種廣譜抗病毒藥物,阿茲夫定的三磷酸活性物可嵌入SARS-CoV-2的RNA合成過程中并抑制相關聚合酶,最終終止RNA復制。阿茲夫定可以治療輕型和普通型COVID-19,也顯示出治療重癥COVID-19的前景。

理想的治療COVID-19的藥物應具有以下關鍵特征：(1)優異的口服生物利用度和更長的血漿半衰期;(2)針對SARS-CoV-2及其變種的廣譜活性;(3)足夠的安全性,藥物間相互作用較少,器官損傷少;(4)價格合理,可持續供應,并可在全球范圍內供門診患者使用。目前仍然缺乏使用阿茲夫定治療COVID-19 的長期隨訪研究,存在遺傳毒性和生殖毒性不明的隱患,也亟待補充阿茲夫定用于治療COVID-19 的藥代動力學研究數據。另外,SARS-CoV-2不斷發生變異并形成新的亞型,因此,有必要深入研究SARS-CoV-2變體在免疫逃逸、受體結合方面以及對阿茲夫定療效的影響,并持續密切關注其耐藥性和抗病毒活性譜。

總而言之,阿茲夫定可以有效對抗當前的COVID-19 感染,未來也可能用于治療其他冠狀病毒感染及其相關的疾病。然而,現有抗病毒藥物的潛在毒性以及SARS-CoV-2的變異可能會降低患者對現有藥物的敏感度,這為阿茲夫定未來在治療COVID-19上的應用帶來了持續的挑戰。因此,研究人員及醫護人員仍需采取多方面的措施來解決這些問題。