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因艾滋病在全球传播范围很广,其防治已成为一个国际性的重大课题。目前,由于HIV病毒的易变性,缺乏适当的动物模型,疫苗研制也面临很大困难,现有抗病毒的治疗药物尚不能从根本上杀灭病毒,同时对患者免疫系统也造成很大的破坏。故在世界范围内寻找抗艾滋病病毒(HIV)的天然药物研究正在蓬勃开展。 本研究是在前期抗病毒活性筛选结果的基础上,以天然产物经一定工艺制成的药物KFY为研究对象,以感染HIV病毒的MT4和PBMC细胞为细胞模型,以健康小鼠和免疫抑制小鼠为动物模型,研究了两种加药方式下本品和含药血清的抗艾滋病毒作用和对动物免疫系统的作用;探索了本品对PBMC细胞超微结构的影响、对gp120及其不同受体区域结合的影响、对HIV DNA及RNA的影响以及对HIV逆转录酶的影响等抗病毒机理,为本品临床研究和进一步寻找抗HIV前药提供依据,同时建立抗HIV试验平台为类似的抗艾滋病毒药物的研究提供思路。主要结果与结论如下: 一、药效学研究 (一)抗病毒药效学研究 采用先加药后病毒感染后的方式,KFY对MT4和PBMC细胞中的HIV-1病毒复制的治疗指数分别为16.6±2.9和10.0±2.0;采用先病毒感染后加药的方式,1%KFY对已感染PBMC细胞培养上清中和细胞裂解液中HIV-1复制均有显著抑制作用;血清抗病毒研究将81ml.kg-1KFY经口给予大鼠(按体表面积系数计算相当于30倍人等效剂量),分离血清,去血清蛋白的KFY含药血清干粉对MT4细胞中HIV复制治疗指数在11.8~14.8之间(平均13.3)。提示KFY对MT4细胞和PBMC细胞中HIV-1 SF33病毒复制有抑制作用。 另外考察了KFY中4种组分抗HIV的相互作用,试验测定不同浓度药物组分单用及合用后抗病毒抑制率,利用CombiDrug软件的中效原理设计和计算合用指数CI值。结果显示,AB组分合用时以协同为主,大剂量趋向相加;CD组分合用小剂量拮抗,大剂量趋向相加;但ABCD四组分合用有很强的协同作用,提示ABCD组分在此配比下在MT4细胞中的抗病毒作用为协同关系。 (二)对动物免疫系统影响的药效学研究 对健康小鼠免疫细胞功能影响:小鼠用药1周后,与对照组比较,不同剂量KFY组动物外周血白细胞数量及各淋巴细胞亚群无明显差异;KFY可提高ConA和LPS刺激后淋巴细胞的增殖功能;显著增强腹腔巨噬细胞吞噬功能及巨噬细胞IL-1β的分泌。 对环磷酰胺免疫抑制小鼠免疫细胞功能影响:经口给予KFY一周后,KFY对外周血白细胞数量下降有保护作用;对小鼠外周血淋巴细胞亚群和淋巴细胞增殖无明显影响;能增强小鼠腹腔巨噬细胞IL-1β分泌。提示KFY对外周血白细胞下降、腹腔巨噬细胞IL-1β分泌功能具有明显的保护作用。 二、机理研究 (一)观察 采用3个健康人PBMC为试验材料,观察KFY对细胞生长及抗HIV-1 SF33感染时细胞超微结构变化。1%和2%KFY使PBMC胞体显著增大,以胞浆增多为主,线粒体、内质网增生,微绒毛增生,生长中后期细胞胞质内多数空泡。先用HIV-1 SF33感染5天,再加受试物作用2天,观察细胞的光学显微镜和透射电镜病理形态学变化,1%KFY使PBMC粗面内质网增生、微绒毛增多,合胞体细胞形成、细胞间病毒颗粒及胞质内高电子密度颗粒的数量减少,并使细胞器病变程度减轻。 (二)分子水平研究 本研究从对与gp120受体蛋白及受体不同区域结合的影响、对HIV病毒DNA/RNA和逆转录酶的影响等分子水平探讨了本品抗HIV病毒的机理。 为了观察药物对MT4细胞与HIV-1 gp120结合能力的影响,将MT4细胞与受试物混合培养1小时后洗去药物,再加入HIV-1 gp120,测定各组细胞结合HIV-1 gp120的量,结果表明KFY对MT4细胞与gp120蛋白结合的IC50为1.34%。进一步考察KFY对HIV-1 gp120不同位点与其抗体结合的影响,结果表明,KFY对HIV-1 gp120蛋白的V3区的影响比较大,对HIV-1 gp120与CD4的结合位点也有影响,对V1/V2区的影响较小。 用Real time PCR/RT-PCR测定细胞内HIV DNA和HIV RNA相对含量的△Ct值,1%KFY对HIV DNA和RNA有较强的抑制作用,抑制率达88%~99%。 用ELISA法测定供试品对感染MT-4细胞中HIV病毒逆转录酶活性的影响,结果表明,KFY对HIV病毒逆转录酶活性抑制作用较弱,治疗指数平均为4.15±0.31。 综上所述,本研究以MT4细胞株、临床分离PBMC细胞及动物为研究对象,用MTT法、酶联免疫法、血球计数仪、3H掺入法液闪仪测定、流式细胞仪、放射免疫法、光镜电镜观察、Real time PCR/RT-PCR等手段,从细胞水平、ex vivo、在体动物水平研究了KFY的抗HIV-1病毒作用及免疫调节作用,从细胞水平及gp120受体、病毒DNA/RNA和逆转录酶等分子水平探索了本品的抗病毒的机理。 本研究的主要研究结果及意义如下: 本品具有保护T细胞免受HIV感染、抑制HIV复制以及保护白细胞下降、促进淋巴细胞增殖、增强巨噬细胞功能等作用,可以作为一种应用于治疗艾滋病的药物进行进一步开发研究,本研究为下一步进行临床研究提供了试验依据。 本研究所用的抗 HIV研究模型,包括体外两种细胞两种加药方式的抗HIV病毒模型、ex vivo抗病毒模型、免疫学实验动物模型、细胞学机制研究以及受体、遗传物质、逆转录酶等分子水平的机制研究,为今后天然药物抗HIV研究提供了参考和研究平台。 本研究首次应用中效原理法评价多组分之间的抗HIV作用关系,既有两种药物的联合作用,又有四种药物的联合作用,既有拮抗作用,又有协同作用,为类似的多组分或多药联合作用的研究提供了思路。 本研究首次将HIV gp120不同位点抗体应用于机理研究中,发现本品能够抑制宿主细胞与HIV gp120的V3区域结合,对HIV逆转录酶抑制作用较弱,揭示了本品的作用机理提示今后在临床研究中本品可以与逆转录酶抑制剂联用,以减少交叉耐药性,增强抗病毒作用。