إنتان فيروسي

مقدمة

تعد الإنتانات الفيروسية من الأسباب الرئيسية للمرضية ومعدل الوفيات حول العالم. رغم التقدم في تطوير الأدوية المضادة للفيروسات، لكن تبقى إجراءات الصحة العامة واللقاحات الوقائية الوسائل الأساسية التي يتحكم المجتمع بواسطتها بانتشار العداوى الفيروسية.

وباء متلازمة نقص المناعة المكتسب (AIDS) مثال مؤلم عن ذلك، فرغم التقدمات في المعالجات الدوائية المضادة للـHIV، إلا أن الإيدز يعد سبباً شائعاً للموت بشكل متزايد، خاصة في بعض الأمم الأفريقية، حيث يصاب شخص من كل خمسة أشخاص بفيروس نقص المناعة المكتسب البشري (HIV). يمكن عزو هذا الانتشار الضخم إلى فشل إجراءات الصحة العامة وعدم وجود لقاح فعال ضد HIV، في مكان تعد فيه الأدوية المضادة للـ HIV غالية جداً.

فيزيولوجية التضاعف الفيروسي

تتضاعف الفيروسات بالسيطرة على آلة الاستقلاب للخلية المضيفة. نتيجة لذلك، توجد اختلافات أقل بين الفيروسات ومضيفيهم البشر لاستغلالها في تطوير دواء مقارنة بالاختلافات بين الجراثيم والبشر.

كما أنه من الصعب أكثر تطوير عوامل فعالة ضد طيف واسع من الفيروسات مقارنة بالجراثيم. تنشأ هذه الصعوبة لأن الفيروسات مجموعة متغايرة من العوامل الإنتانية في حين تتشارك معظم الجراثيم بنية جدار خلوي مشتركة وآلة انتساخ وترجمة منفصلة.

رغم هذه العوائق، ترمز الفيروسات بروتينات تختلف بشكل جوهري عن مقابلاتها البشرية. مبدئياً يمكن للأدوية المضادة للفيروسات أن تستهدف هذه البروتينات، لكن عملياً فقط عدة بروتينات فيروسية عملت كأهداف مفيدة للمعالجة.

توجد الفيروسات بشكل جسيمات صغيرة تدعى فيريونات virions. تتألف الفيريونات بدورها من جينوم حمضي نووي مكدس ضمن غلاف بروتيني مرمز فيروسياً يدعى بالقفيصة capsid. تحاط القفيصة لدى بعض البروتينات بغلاف، وهو غشاء ليبيدي ثنائي الطبقة يحتوي بروتينات غلافية مرمزة فيروسياً. يمكن أن تتألف الجينومات الفيروسية من DNA أو RNA ويمكن أن تكون مفردة الطاق أو مضاعفة الطاق.

دورة الحياة الفيروسية

لكل الفيروسات تقريباً نفس دورة الحياة العامة للتضاعف. يمثل الشكل 36-1 هذه الدورة لفيروس نموذجي يحتوي DNA على سبيل المثال. يصور الشكل 36-2 الدورة للـ HIV، الذي يحتوي، باعتباره فيروساً قهقرياً retrovirus، رنا RNA والذي ينتسخ إلى DNA. (يمكن أن يرسم مخطط مختلف نوعاً ما لفيروس يحوي RNA، مثل الانفلونزا، ويتضاعف فيه الرنا الفيروسي بنفسه وينتسخ). في بداية العدوى، يلتصق الفيروس بالخلية المضيفة.

يتواسط هذا الالتصاق attachment ببروتينات على السطح الفيروسي والتي ترتبط بشكل نوعي بمركب معين في غشاء المضيف. مثلاً يحتوي الغلاف الفيروسي للـ HIV على البروتين السكري gp120، وهو بروتين عابر للغشاء يتواسط ارتباط والتصاق الفيروس على الخلايا المضيفة المعبرة عن CD4 ومستقبلات الشيموكين مثل CCR5 أو CXCR4. ثم، يخضع الفيريون إلى دخول entry بعبور الغشاء الخلوي للمضيف. في حالة HIV، تعتمد عملية الدخول على gp41، بروتين غلافي فيروسي يدمج غشائي الـHIV والخلية المضيفة.

يفقد بعد ذلك الفيريون كفاية من بروتيناته القفيصة- مرحلة التعريةuncoating- بحيث يصبح حمضه النووي متوفراً للانتساخ إلى رنا مرسال، والذي يخضع للترجمة على الريباسات الخلوية. بالنسبة للفيروسات القهقهرية، يسمح التعريةبحصول الانتساخ العكسي. بالنسبة لفيروسات رنا معينة، يتبع التعريةمباشر بترجمة الرنا الفيروسي.

التضاعف الجينومي هو الخطوة التالية في الدورة. تتطلب هذه الخطوة مخزوناً من النكليوزيدات الريبية ثلاثية الفوسفات لفيروسات RNA والنكليوزيدات الريبية منقوصة الأكسجين ثلاثية الفوسفات لفيروسات DNA.

يحصل توليد هذه النكليوزيدات الريبية منقوصة الأكسجين ثلاثية الفوسفات لفيروسات DNA بواسطة مسلكين: المسلك الإنقاذي الذي يستعمل أنزيم (ذو الصلة فارماكولوجياً) التيميدين كيناز، والمسلك التجديدي الذي يشمل أنزيم التميديلات كيناز. تندمج النكليوزيدات ثلاثية الفوسفات ضمن الجينومات الفيروسية الجديدة بواسطة بلمراز فيروسي أو خلوي (انظر الفصل 37، فارماكولوجية السرطان: الاصطناع الجينومي والثباتية والمحافظة، لمزيد من التفاصيل عن استقلاب النكليوتيدات). في حالة فيروس الحلأ البسيط HSV، يتضمن توليد النكليوزيدات الريبية منقوصة الأكسجين ثلاثية الفوسفات فسفرة النكليوزيدات عبر المسلك الإنقاذي بواسطة تميدين كيناز فيروسي؛ ثم يضيف دنا بلمراز فيروسي النكليوزيدات الريبية منقوصة الأكسجين ثلاثية الفوسفات إلى الدنا الجينومي النامي. أدى استغلال هذه العملية ذات الخطوتين إلى تطوير أدوية تعد من أكثر المضادات الفيروسية المتوفرة حالياً فعاليةً وأماناً ، لأن الاختلافات بين الكينازات والبلميرازات البشرية والفيروسية تسمح بانتهاز الخطوتين المختلفتين في مسلك مفرد.

الشكل 36-1. دورة الحياة الفيروسية والتداخل الفاراماكولوجي. يمكن تقسيم دورة الحياة الفيروسية إلى سلسلة من الخطوات المنفردة، يعد كل منها موقع محتمل للتداخل الفارماكولوجي. حيث يظهر دورة التضاعف الجيني للفيروسات في الخلايا إلى جانب أسماء الأصناف الدوائية وأمثلة على عوامل مفردة تحصر عند كل خطوة. غالبية العوامل المضادة للفيروسات الحالية الموافق عليها هي مضاهئات نكليوزيدية تستهدف التضاعف الجينومي، وبشكل نموذجي بتثبيط الدنا بلمراز الفيروسي أو الناسخة العكسية. تستهدف عدة زمر دوائية أخرى خطواتٍ أخرى في دورة الحياة الفيروسية، وتشمل الالتصاق والدخول والتعريةوالتجمع والنضج والانبثاق والتحرر. يجب ملاحظة أن تفاصيل التضاعف الفيروسي تختلف لكل نمط فيروسي، مما يقدم غالباً أهدافاً فريدة للتداخل الفارماكولوجي والتطوير الدوائي. مثلاً تشمل دورة حياة HIV (والفيروسات القهقرية الأخرى) خطوات إضافية مثل الاندماج (انظر الشكل 36-2).

تتجمع البروتينات الفيروسية التي اصطنعت داخل خلوياً مع الجينومات الفيروسية ضمن الخلية المضيفة في عملية تعرف بالتجميع assembly. يتبع التجميع في عدد من الفيروسات عملية تعرف بالنضوج الفيروسي، والذي يعد أساسياً للفيريونات المتشكلة حديثاً كي تصبح معدية. تتضمن هذه العملية بشكل نموذجي شطر عديدات البروتين الفيروسية بواسطة بروتيازات. بالنسبة لبعض الفيروسات يحصل النضوج ضمن الخلية المضيفة، وبالنسبة لفيروسات أخرى، يحصل خارج الخلية المضيفة. تنبثق الفيروسات من الخلية إما بحل الخلية أو بالتبرعم عبر الغشاء الخلوي. بالنسبة لفيروسات الانفلونزا، تتطلب الفيريونات المتشكلة حديثاً خطوة إضافية للتحرر من السطح خارج الخلوي لغشاء الخلية المضيفة. الخلاصة، تتضاعف جميع الفيروسات تقريباً عبر الخطوات التالية: الالتصاق، الدخول، التعرية، الانتساخ، الترجمة، التضاعف الجينومي، التجميع، الانبثاق، ولدى بعض الفيروسات هناك خطوات إضافية مثل النضوج والتحرر. تحصل عدوى الفيروسة التقهقرية بترتيب مختلف عن معظم الفيروسات الأخرى، حيث تمتلك خطوات إضافية في دورة حياتها. مثلاً يشمل تضاعف الـ HIV خطوة الدمج integration، يندمج فيها الجينوم الفيروسي ضمن جينوم المضيف (الشكل 36-2). تتضمن في كل من هذه الخطوات بروتينات خاصة فيروسية و/أو للمضيف. الاختلافات بين بروتينات المضيف والبروتينات الفيروسية عند أي من هذه الخطوات يمكن أن يكون هدفاً للمعالجة المضادة للفيروسات.

للفيروسات المختلفة ترتيبات مختلفة بشكل كبير من الجينات، فبعضها، مثل فيروس التهاب الكبد البائي HBV، ذو جينومات مضغوطة لا ترمز إلا لبروتينات الغلاف وبضعة بروتينات مستعملة في التعبير الجيني والتضاعف الجينومي. أما فيروسات أخرى مثل فيروسات الحلأ فترمز للعديد من البروتينات التي تنجز وظائف متعددة مختلفة. البروتينات الفيروسية التي تخدم كأهداف مثلى للأدوية المضادة للفيروسات هي الأنزيمات المتضمنة في التضاعف الجينومي أو النضج، رغم أنه يمكن لخطوات أخرى في دورة الحياة الفيروسية أن تخدم كأهداف للعوامل المضادة للفيروسات.

دورة حياة HIV

(الشكل 36-2) HIV فيروس قهقري يعدي الخلايا CD4+#. التصاق الفيروس معتمد على تآثرات الارتباط بين gp160 الفيروسي (يتألف من gp41 و gp120) وC D4الخلية المضيفة ومستقبلات شيموكينات معينة.

1. التحام الغشاء الفيروسي (الغلاف) مع الغشاء البلازمي للخلية المضيفة مما يسمح لمعقد جينوم HIV مع بروتينات فيريونات معينة أن تدخل إلى الخلية المضيفة.
2. يسمح التعريةلجينوم HIV الرنا وحيد الطاق ssRNA بالانتساخ بواسطة الناسخة العكسية إلى دنا مضاعف الطاق.
3. يندمج دنا الـ HIV ضمن جينوم الخلية المضيفة، في تفاعل يعتمد على أنزيم integrase مرمز بالHIV. .
4. الانتساخ الجيني وعمليات بعد الانتساخ من قبل أنزيمات الخلية المضيفة لتنتج HIV RNAالجينومي والرنا المرسال الفيروسي.
5. يترجم الرنا المرسال إلى بروتينات على ريباسات الخلية المضيفة 7. تتجمع البروتينات إلى فيريونات غير ناضجة تتبرعم من غشاء الخلية المضيفة.
6. تخضع الفيريون لشطر حال للبروتين، فتنضج إلى فيريونات معدية بشكل كامل. تستهدف الأدوية الحالية المضادة للـ HIV الموافق عليها: الالتحام الفيروسي، الناسخة العاكسة، النضج. يمكن أن يؤخر تطوير مقاومة الدواء بشكل جيد باستعمال مشاركات من الأدوية التي تستهدف خطوة واحدة (مثلاً اثنين أو أكثر من مثبطات الناسخة العاكسة) أو أكثر من خطوة في دورة حياة HIV (مثلاً مثبطات الناسخة العاكسة ومثبطات البروتياز). يظهر المخطط أهدافاً محتملة إضافية للمعالجة المستقبلية المضادة للـ HIV، وتضم البروتينات المتضمنة ارتباط HIV إلى خلايا CD4+ (مثل gp120, gp41 مستقبلات الشيموكين) والبروتينات المطلوبة لاندماج دنا HIV ضمن جينوم الخلية المضيفة (مثلاً integrase).

الزمر والعوامل الفارماكولوجية

تثبيط الالتصاق الفيروسي والدخول

يجب على كل الفيروسات أن تعدي الخلايا لتتضاعف. بالتالي فإن تثبيط الخطوة البدئية في الالتصاق والدخول الفيروسي يقدم إجراءً "وقائياً" ضد العدوى ويمكن أن يحد من انتشار الفيروس عبر الجسم. الـ Enfuvirtide (T-20)، ببتيد مضاد للـ HIV، هو الدواء الأول الذي يعمل بتثبيط الدخول الفيروسي وتمت الموافقة عليه من قبل FDA. هذا العامل مشابه بنيوياً لقطعة من gp41، بروتين الـ HIV الذي يتواسط الاندماج الغشائي. الآلية المقترحة للاندماج الغشائي المتواسط بـ gp41 وتأثير T-20 موضح في الشكل 36-3. يُحتجز بروتين gp41 الطبيعي في الفيريون في تهايؤ يمنع قدرته على دمج الغشاء أو ربط T-20. ارتباط HIV بمستقبلاته الخلوية ينشط تغير تهايؤي في gp41 يكشف القطعة الفعالة في الاندماج (ببتيد اندماجي)، منطقة تكرار سباعية، ومنطقة تكرار سباعية ثانية مقلدة من قبل T-20. ثم يعيد gp41 التطوي ، بحيث ترتبط القطع المقلدة بالـ T-20 بالمجموعة الأولى من التكرارات السباعية. إذا أدخل الببتيد الاندماجي بشكل ملائم في الغشاء الخلوي للمضيف، تجلب إعادة التطوي هذه غلاف الفيريون والغشاء الخلوي إلى مقربة من بعضهم، مما يسمح بحصول الاندماج الغشائي (بآليات بقيت مفهومة بشكل ضعيف). لكن عندما يتواجد T-20 يرتبط الدواء بالمجموعة الأولى من التكرارات السباعية ويمنع عملية إعادة التطوي وبالتالي يمنع اندماج غلاف HIV مع غشاء الخلية المضيفة. الشكل 36-3 نمط اندماج HIV المتواسط بـ gp41 وتأثير enfuvirtide (T-20). أ. توجد البروتينات السكرية لـ HIV بشكل مثلوثي في الغشاء الفيروسي (الغلاف). كل جزيئة gp120 مصورة بشكل كرة مرتبطة بشكل لا تساهمي بالـ gp41. ب. ارتباط gp120 بالـ CD4 ومستقبلات شيموكينات معينة في الغشاء البلازمي للخلية المضيفة بسبب تغير تهايؤي في gp41 مما يؤدي إلى كشف الببتيد الاندماجي، منطقة التكرار السباعي 1 (HR1) ومنطقة التكرار السباعي 2 (HR2). يدخل الببتيد الاندماجي ضمن الغشاء البلازمي للخلية المضيفة. ج. يخضع gp41 إلى تغيرات تهايؤية إضافية، تتميز بشكل أساسي بفك تطوي تكرارت HR2وإعادة تطويها. د. إعادة تطوي كاملة لمناطق HR يخلق ساق نصف اندماج، تكون فيه الوريقات الخارجية للغشائين الفيروسي والخلوي مندمجة. هـ. تشكل سم اندماج كامل يسمح بدخول الفيروس إلى الخلية المضيفة. و. enfuvirtide (T-20)¬ دواء ببتيد صنعي يقلد HR2، ويرتبط بـ HR1¬، ويمنع تآثر HR2-HR1 (السهم المنقط). بالتالي يعيق الدواء تآثر الفيروس مع الخلية المضيفة عند مرحلة الالتصاق، فيمنع اندماج الغشاء ودخول الفيروسات.

لأن T-20 ببتيد، فيجب إعطاؤه خلالياً، نموذجياً مرتين يومياً حقن تحت الجلد. هناك عدد من مثبطات التصاق ودخول HIV الأخرى تحت التطوير، وتضم مثبطات gp41 ومناهضات مستقبل شيموكين. التجارب السريرية المستمرة ضرورية لتحديد فعالية وأمان هذه العوامل.

تثبيط التعرية الفيروسية

الأمانتادين والريمانتادين (البنية في الشكل 36-4) مثبطات لالتعرية الفيروسية وهي فعالة حصراً ضد فيروس الانفلونزا A (وليس ضد فيروسات الانفلونزا B أو C).

في الشكل 36-4 نموذج مدعوم جيداً لآلية تأثير هذه الأدوية. تدخل فيريونات الانفلونزا عبر الالتقام الخلوي المتواسط بالمستقبل ويدخل في الجسيمات الداخلية endosomes (انظر الفصل 1، التآثرات مستقبل-دواء). يحصل تأثيرين بتحمض الجسيمات الداخلية الناجم عن تأثير مضخة البروتون الدخلولية. الأول، يتغير تهايؤ البروتين الغلافي الفيروسي الهياماغلوتينين "الراصة الدموية" بشكل شديد. يسمح هذا التغير التهايؤي باندماج غلاف فيروس الانفلونزا مع غشاء الجسيم الداخلي (انظر المناقشة في الأعلى عن الاندماج الغشائي المتواسط بالـHIV).

يمكن لهذا التأثير، بنفسه، أن يحرر البروتين الريبي النووي الفيروسي (بما فيه جينوم رنا الفيريون)، لكنه ليس كافياً ليسمح بالانتساخ. لذا يجب حصول تأثير ثاني معتمدة على الـ pH ضمن الفيريون أيضاً. ويتضمن ذلك تدفق البروتونات عبر قناة بروتون تدعى M2 في الغلاف الفيروسي، مما يؤدي إلى انفكاك بروتين المطرس matrix protein للفيريون عن بقية البروتين الريبي النووي. يثبط الأمانتادين والريمانتادين تدفق البروتونات عبر M2. ليس من الواضح كيفية حصول هذا التثبيط بالضبط. بامتلاكها جزيئات كارهة للماء ذات شحنة موجبة عند إحدى النهايتين، تشبه هذه الأدوية حاصرات القنوات الأيونية الخلوية (انظر الفصلين 10 و18). فهما قد يسدان ببساطة (انحباس فيزيائي) القناة، لكن مازال غير معروفاً أين ترتبط بالضبط على القناة وكيف تثبط تدفق البروتونات.

الشكل (4-36) تعرية فيروس الانفلونزا و تأثير الأمانتادين و ريمانتادين. بنية الأمانتادين و ريمانتادين مبينة. تدخل فيروسات الانفلونزا خلايا المضيف بالالتقام المتواسط بالمستقبل (غير معروض) و يُدخل ضمن حويصل بدئي. يحوي الحويصل البدئي مضخة بروتون معتمدة على ATPase والتي تقوم بتحميض الحويصل عبر ضخ البروتونات من السيتوزول في الحويصل. تغير الهيئة المعتمد على الـ pH المنخفضة في بروتين هيماغلوتنين الغلاف ينشط اندماج بين غشاء الفيروس وغشاء الحويصل. لكن ارتباط الهيماغلوتين وحده غير كاف ليسبب تعرية الفيروس,. بالإضافة إلى أن البروتونات من الحويصل المنخفض الpH يجب أن تدخل الفيروس عبر M2, بوابة قناة البروتون المعتمدة على pH في غلاف الفيروس والتي تفتح استجابة للحموضة. يسبب دخول البروتون عبر الغلاف الفيروسي انفصال بروتين القالب من الريبونيكلوبروتين لفيروس الانفلونزا(RNP) مما يحرر ال RNP كذلك المادة الوراثية للفيروس في سيتوزول خلية المضيف. يغلق الأمانتيدين و الرمانتيدين وظيفة القناة الايونية M2 ولذلك يثبط تحمضن الفريون الداخل وانفصال بروتين الماتركس والتعرية.NA,النورأمينداز ,ADP اديونوزين ثنائي الفوسفات. يمكن أن يسبب الأمانتادين دواراً وصعوبةً في التركيز؛ من المرجح أن هذه التأثيرات الجانبية عائدة إلى تأثيراتها على القنوات الأيونية للمضيف. في الواقع، يمكن احتساب التأثيرات غير المقصودة للأمانتادين على قنوات المضيف للاستعمال العلاجي الآخر لهذا الدواء – معالجة مرض باركنسون (انظر الفصل 12، فارماكولوجية النقل العصبي الدوباميني). الريمانتادين مضاهئ للأمانتادين يمتلك آلية مضادة للفيروسات مشابهة واستعماله أوسع من الأمانتادين في الممارسة السريرية بسبب عدم وجود التأثيرات الجانبية نسبياً، وخاصة التأثيرات العصبية التي يمكن أن تكون معضلة لدى المسنين. يستعمل الريمانتادين بشكل شائع كعامل وقائي في الأماكن التي يكون فيها مجتمع كبير مع خطورة من مرض الانفلوانزا (مثل دار النقاهة).

تثبيط التضاعف الجينومي الفيروسي

الغالبية العظمى من الأدوية التي تثبط تضاعف الجينوم الفيروسي تثبط بوليمراز. يستعمل كل فيروس بوليمراز ليضاعف جينومه. تستعمل قلة من الفيروسات (مثل فيروسة الحلم الورمي) بوليمرازات الدنا الخلوية؛ بالنسبة لهذه الفيروسات، فإن الأدوية التي تستهدف البولميرازات ستثبط أيضاً تضاعف الدنا الخلوي أيضاً وستكون سامة بشكل غير مقبول. لكن معظم الفيروسات ترمز البلولميرازات الخاصة بها، مما يجعلها هدفاً ممتازاً للأدوية المضادة للفيروسات. تشمل الفيروسات التي استهدفت بلمرازاتها بنجاح لإنتاج أدوية موافق عليها من قبل FDA فيروسات الحلأ، الفيروس القهقهري HIV والـ HBV. تدعى معظم هذه الأدوية بالمضاهئات النكليوزيدية (الشكل 36-5). قلة منها، كما هو مناقش فيما بعد، مثبطات غير نكليوزيدية للـ DNA polymerase أو الناسخة العكسية. هذه الزمرة الأخيرة لا تشبه النكليوزيدات الفيزيولوجية بنيوياً، إنما تثبط فعالية الـ DNA polymerase أو الناسخة العكسية بالارتباط بموقع غير الموقع الرابط للنكليوزيد الريبي منقوص الأكسجين ثلاثي الفوسفات. يجب أن تُفعل كل المضاهئات النكليوزيدية بالفسفرة، عادة إلى الشكل ثلاثي الفوسفات، من أجل أن يبدي تأثيراته. تسمح الفسفرة لهذه العوامل بتقليد النكليوزيدات الريبية منقوصة الأكسجين ثلاثية الفوسفات، والتي تعد الركائز الطبيعية للـ DNA polymerases. تثبط المضاهئات النكليوزيدية البوليمرازات بالتنافس مع الركازة الطبيعية ثلاثية الفوسفات؛ كما تندمج هذه المضاهئات أيضاً مع سلسلة الدنا النامية، حيث غالباً ما تنهي الإطالة. أحد أو كلا السمتين – التثبيط الأنزيمي والاندماج مع الدنا- يمكن أن يكون هاماً للفعالية المضادة للفيروسات. كلما فسفرت الأنزيمات الخلوية المضاهئ النكليوزيدي بشكل فعال أكثر، وكانت الأشكال المفسفرة أقوى ضد الأنزيمات الخلوية، سيكون المضاهئ النكليوزيدي أكثر سمية. تعتمد بالتالي الانتقائية على مدى فسفرة الأنزيمات الفيروسية للدواء بفعالية أكثر من الأنزيمات الخلوية، بالإضافة إلى مدى قوة وفعالية تثبط اصطناع الدنا الفيروسي أكثر من تثبيط الوظائف الخلوية. التحدي في تصميم المضاهئات النكليوزيدية هو صنع دواء مثل نكليوزيد طبيعي يتفعل بالأنزيمات الخلوية لكن ليس كثيراً مثل نكليوزيد طبيعي يثبط العمليات الخلوية. تستخدم كل المضاهئات النكليوزيدية هذه الفكرة لتحقيق درجتها الخاصة من الانتقائية. الصنفين الأساسيين من الماضاهئات النكليوزيدية هما العوامل المضادة لفيروسات الحلأ والعوامل المضادة للـ HIV. كما تم الموافقة على عاملين مضادين للـ HIV adefovir و lamivudine ودواء ثالث entecavir (الشكل 36-5) للاستعمال ضد فيروس التهاب الكبد البائي

المضاهئات النكليوزيدية والنكليوتيدية المضادة لفيروس الحلأ

رغم أن الأمراض الناجمة عن فيروسات الحلأ ليست مهددة للحياة لدى معظم الناس، إلا أن بعضها (مثل الحلأ التناسلي الناجم عن HSV وداء القوباء المنطقية الناجم عن الفيروس النطاقي الحماقي VZV) يمكن أن يكون مؤلماً وموهن نفسياً. لكن بالنسبة للمرضى الموهنين مناعياً مثل السيد م، فإن أمراض فيروس الحلأ مثل التهاب المري بالـ HSV وذات الرئة أو التهاب الأنف بـ CMV يمكن أن يسبب أمراضاً مدمرة وحتى مميتة. تملك فيروسات الحلأ أيضاً خاصة الكمون latency، حيث يمكن للجينومات الفيروسية أن تكمن داخل خلية وتعبر عن جينات قليلة معظم الأحيان، وبالتالي تتجنب الرقابة المناعية. ثم يمكن للفيروسات أن تتفعل مرة أخرى بعد فترة طويلة من العدوى الأولية وتسبب مرضاً. لا يوجد حالياً دواء مضاد فيروسي يهاجم الفيروسات أثناء الكمون، إنما تعمل كل الأدوية المتوفرة فقط على الفيروس الذي يتضاعف بفعالية. HSV هو فيروس الحلأ الأفضل فهماً من ناحية تضاعفه، والذي يوافق المخطط في الشكل 36-1. مثل كل فيروسات الحلأ، HSV فيروس كبير يحتوي على بروتينات تصنف في مجموعتين. تشارك المجموعة الأولى، التي تضم الدنا بوليمراز الفيروسي، مباشرة في تضاعف الدنا وهي حتماً أساسية لتضاعف الفيروس؛ تساعد المجموعة الثانية، التي تضم الثيميدين كيناز الفيروسي، في تحفيز تشكيل النكليوزيدات الريبية منقوصة الأكسجين ثلاثية الفوسفات الضرورية لتضاعف الدنا. البروتينات في المجموعة الثانية ليست أساسية لتضاعف الفيروس في المزرعة الخلوية أو في بعض الخلايا في المضيفات الثديية، لأن الأنزيمات الخلوية يمكنها أن تعوض فعاليتها. الدنا بلمراز والثيميدين كيناز الفيروسيين مختلفين عن مقابلاتهم الخلوية بشكل كاف للسماح بتطوير مضاهئات نكليوزيدية انتقائية مضادة للفيروسات.

الأسيكلوفير

الأسيكلوفير (ACV) دواء مستعمل ضد HSV و VZV. يعطي الأسيكلوفير مثالاً عن الآليات الأساسية للمضاهئات النكليوزيدية وهو دواء أقنع المجتمع الطبي بأن المضادات الفيروسية يمكنها أن تكون آمنة وفعالة. اكتشف الأسيكلوفير في نخل (تحري) المركبات لفعاليتها ضد تضاعف HSV. حيث يظهر منسباً علاجياً عالياً (الجرعة السامة/الجرعة الفعالة) بسبب انتقائيته العالية. تتألف بنية الأسيكلوفير من أساس غوانين مرتبط بحلقة سكرية مكسورة وغير مكتملة (الشكل 36-5). تفسر هذه الجزيئة الشبيهة بالسكر اللاحلقية acyclic اسم المركب وجوانب تأثيره.

يرمز كل من HSV و VZV تيميدين كيناز (TK) قادر على فسفرة ليس فقط التيميدين (dT) بل أيضاً البريميدينات الأخرى مثل dU و dC والتميديلات (dTMP) وتشكيلة من المضاهئات النكليوزيدية- بما فيها مضاهئات لا تحوي أساس بيريميديني مثل الأسيكلوفير. لا يوجد أنزيم في الثدييات يفسفر الأسيكلوفير بالفعالية التي تفسفره بها كينازات التيميدين الخاصة بـ HSV و VZV. بالتالي تحوي الخلايا المعدية بـ HSV و VZV أسيكلوفير مفسفر أكثر بكثير مما تحويه الخلايا غير المعدية؛ هذا يفسر كثيراً من انتقائية الأسيكلوفير المضادة للفيروسات. يحصل بعض الفسفرة أيضاً في الخلايا غير المعدية، وربما يفسر ذلك بعضاً من سمية الأسيكلوفير (التي تعد غير شائعة نسبياً).

ينتج فسفرة ACV مركب ACV أحادي الفوسفات. يتحول بعد ذلك هذا المركب إلى ACV ثنائي الفوسفات وACV ثلاثي الفوسفات، على الأرجح حصرياً بواسطة الأنزيمات الخلوية (الشكل 36-6 A). ثم يثبط ACV ثلاثي الفوسفات دنا بلمراز فيروس الحلأ، كما أنه يثبط الدنا بلمراز الفيروسي بشكل أكثر قوة من الدنا بلمراز الخلوي. في الزجاج، تثبيط الدنا بلمراز HSV هو عملية من ثلاثة خطوات. يثبط ACV ثلاثي الفوسفات في الخطوة الأولى اندماج dGTP¬ بشكل تنافسي (تراكيز عالية من dGTP¬ يمكنها عكس التثبيط في هذه الخطوة المبكرة). بعد ذلك يعمل ACV ثلاثي الفوسفات كركازة ويندمج في سلسلة الدنا النامية مقابل ثمالة C. ينتقل البلمراز إلى الموقع التالي على المرصاف لكنه لا يستطيع إضافة نكلويوزيد منقوص الأكسجين ثلاثي الفوسفات dNTP لأنه لا يوجد هيدروكسيل 3’- على ACV ثلاثي الفوسفات؛ بالتالي يعد الـ ACV ثلاثي الفوسفات منهياً للسلسلة أيضاً. أخيراً، شريطة أن يكون dNTP التالي موجوداً، يتوقف عن الحركة البلمراز الفيروسي في "معقد نهاية ميتة"، مؤدياً إلى تعطيل واضح للأنزيم (الشكل 36-6B). (آلية "توقف البلمراز عن الحركة" بقيت مجهولة). لا يخضع الدنا بلمراز الخلوي ألفا للتعطيل في معقد النهاية الميتة. لم يعرف بعد فيما إن كانت خطوة التعطيل مهمة في العضوية أو أن اندماج ACV وإنهاء السلسلة كافٍ لتثبيط التضاعف الفيروسي. بغض النظر عن ذلك، أظهرت دراسات طفرات مقاومة الـ ACV في جينة الدنا بلمراز الفيروسي أن تأثيرات ACV ثلاثي الفوسفات على البلمراز الفيروسي تؤلف مكوناً أساسيأً في انتقائية الأسيكلوفير.

الشكل( 36-5).المضادات الفيروسية المماثلة للنكيليوزيد والنكليوتيد. A- النكليوزيدات المستخدمة كطليعة لإصطناع الدنا مرسومة هنا في their anti conformations.يتكون كل نيكليوزيد من أساس بورين (أدنين و غوانين) أو بيرميدين (سيتوزين و تيميدين) مرتبط مع سكر ريبوز منقوص الأكسجين. هذه النكليوزيدات منقوصة الأكسجين يتم فسفرتها بصورة تدريجية لأشكال ثلاثية الفسفات (غير معروضة) لتستخدم في اصطناع الحموض النووية. B- ماعدا ال cidofovir فإن جميع مضادات الهربس المشابهة للنكليوزيد والنكليوتيد المعروضة هنا هي مشابهات بنيوية للديوكسي غوانوزين. مثال , يتكون السيكلوفير من أساس غوانين مرتبط مع سكر غير حلقي. سيدوفير والذي هو مشابه للديوكسي نيكلوتيد ديوكسي سيتدين مونوفوسفات, استخدام ربط مفسفن C-P)) للرابط الفيزيولوجي المماثل P-O في النكليوتيد الأساسي. فالاسيكلوفير ,فامسيكلوفير, فالجانسيكلوفير هي طلائع أدوية متوافرة حيويا ً بشكل فموي لل أسيكلوفير,بينسيكلوفير, جانسيكلوفير, بالتتالي.

C- مماثلات النكليوزيد والنكليوتيد المضادة للإيدز تشبه عدد من النكليوزيدات والنكليوتيدات داخلية المنشأ وتحوي تغيرات ليس فقط في السكر ولكن أيضا ً في جزء الأساس.مثال,AZT هو مشابه للديوكسي تيميدين والذي يملك مجموعة أزيدو-`3 في مكان الأساسي OH-3`.تحوي ستافودين, زالسيتابين ,ولاموفودين أيضا ً جزيئات سكرية معدلة مرتبطة جزيئات الأساس الطبيعية. تينوفودين والمبين بشكل طليعته تينوفودين ديسوبروكسيل, هو مماثل مفسفن للديوكسي ادينوزين مونوفوسفات. من المماثلات التي تحوي جزيئات أساس معدلة, ثنائي دانوزين مشابه للديوكسي اينوزين والمحول إلى ثنائي ديوكسي ادينوزين, بينما emtricitabine يحوي سيتوزين معدل بالفلور و اباكافير يحوي غوانين معل بالسكلو بروبيل. D- أدينوفير هو مماثل مفسفن للنكليوتيد الداخلي ديوكسي ادينوزين مونوفوسفات, بينما انتيكافير هو مماثل للديوكسي غوانوزين مع جزء غير اعتيادي بدل الديوكسي ريبوز. هذين المركبين والاميفودين (انظر اللوحة C) موافق عليهم للاستخدام في علاج عدوى التهاب الكبد بHBV . E- ريبافرين والذي يحوي مشابه للبورين مرتبط مع الريبوز موافق عليه للاستخدام ضد فيروسات الرنا فيروس التهاب الكبدC HCV وفيروس المخلى التنفسي RSV.

الشكل 6-36)) ألية عمل السيكلوفير. A- السيكلوفير هو مماثل للنيكلوزيد والذي يفسفر بشكل انتقائي عبر تيميدين كيناز فيروس الهربس HSV أو فيروس النطاق الحماقي VZV لتصنيع اسيكلوفير مونوفوسفات. ثم تقوم الانزيمات الخلوية للمضيف بفسفرة اسيكلوفير مونوفوسفات بالتتابع إلى أشكاله ثنائية الفوسفات وثلاثية الفوسفات (PPPACV). B- يملك اسيكلوفير ثلاثي الفوسفات ثلاث أليات لتثبيط الدنا بوليميراز لفيروس الهربس في الزجاج: (1) يعمل كمثبط تنافسي لارتباط dGTP (pppdG) (2) يعمل كركيزة ويكون أساس متزاوج مع dC في طاق المرصاف ليدخل ضمن طاق سلسلة الدنا المتشكلة مما يسبب انتهاء السلسلة. (3) يقيد البوليميراز في النهاية ACV من سلسلة الدنا عندما يرتبط الديوكسي ريبونكليوزيد ثلاثي الفوسفات التالي.(مبين هنا ك Dctp أوpppdC)

تحوي كل الطافرات mutants المدروسة المقاومة للأسيكلوفير حتى الآن طفرات في جينة التيمدين كيناز (TK) أو جينة الدنا بلمراز أو كليهما. لأن TK غير أساسية للتضاعف الفيروسي في المزرعة الخلية، لا تمنع الطفرات التي تعطل الأنزيم كلياً أو جزئياً التضاعف الفيروسي. كما أن بعض طفرات TK تجعل الأنزيم عاجزاً عن فسفرة الأسيكلوفير في حين تسمح له بفسفرة التيميدين. لأن الدنا بلمراز أساسي للتضاعف الفيروسي، لا تعطل جينات المقاومة هذا الأنزيم بل تغيره فقط، بحيث يتطلب تراكيز أعلى من ACV ثلاثي الفوسفات لتثبيط الأنزيم.

سريرياً، الـ HSV المقاوم للأسيكلوفير مشكلة لدى المضيفين المضعفين مناعياً. في النماذج الحيوانية لعدوى HSV، كانت الطافرات المقاومة للأسيكلوفير موهنة غالباً بحيث انخفضت إمراضيتها، لكن تعتمد درجة التوهين بشكل كبير على نمط الطفرة. اقترحت هذه الدراسات أن هناك آليات عديدة يمكن للفيروس بها أن يطفر ليحتفظ بكل من مقاومة الدواء وإمراضيته.

الفالأسيكلوفير Valacyclovir

هو طليعة دواء من الأسيكلوفير ذو توافر حيوي فموي أكبر بخمسة أضعاف من الأسيكلوفير (الشكل 36-5). يتحول هذا المركب بسرعة إلى الأسيكلوفير (يحتوي على بنية أسيكلوفير مرتبطة تساهمياً بفالين) بعد الإعطاء الفموي.

الفامسيكلوفير والبنسيكلوفير Famciclovir and Penciclovir

الفامسيكلوفير (الشكل 36-5) هو مضاهئ ثنائي أستيل 6-ديوكسي البنسيكلوفير، الشكل الفعال من الدواء. يمتص الفامسيكلوفير بشكل جيد فموياً، ويعدل لاحقاً بإستراز وأوكسيداز لينتج بنسيكلوفير. يؤدي ذلك لدى البشر إلى حوالي 70% توافر حيوي فموي. مثل الأسيكلوفير، تتألف بنية البنسيكلوفير من غوانين مرتبط بجزيئة تشبه السكر لاحلقية لا تملك جزء CH2 2.

آلية تأثير البنسيكلوفير مشابهة لآلية الاسيكلوفير (الشكل 36-6)، مع اختلافات كمية فقط تم كشفها بالمقايسات الكيميائية الحيوية وتحاليل الطافرات المقاومة. البنسيكلوفير يفعل بواسطة HSV TK و VZV TK بفعالية أكبر من الأسيكلوفير، لكن البنسيكلوفير ثلاثي الفوسفات مثبط أقل انتقائية للدنا بلمرازات الفيروسية من ACV ثلاثي الفوسفات. الفامسيكلوفير مستعمل في معالجة عداوى HSV والقوباء المنطقية (الناجمة عن إعادة تفعيل VZV) ويستعمل مرهم البنسيكلوفير في معالجة قرحات البرد الناجمة عن HSV.

الغانسيكلوفير

عداوى CMV البشرية غير ظاهرة لدى معظم البالغين، لكن يمكن أن يسبب CMV أمراضاً مهددة للحياة مثل ذات الرئة أو التهاب الأنف المهدد للبصر لدى الأفراد مضعفي المناعة. CMV أقل حساسية بكثير للأسيكلوفير مقارنة بالـ HSV و VZV، وذلك بشكل أساسي لأن الأسيكلوفير المفسفرة يتراكم بشكل أقل بكثير في الخلايا المعدية بـCMV مقارنة بالخلايا المعدية بـ HSV أو VZV. الغانيسكلوفير مضاهئ نكليوزيدي اصطنع أساساً كمشتق للأسيكلوفير، بقصد تطوير دواء آخر مضاد للـ HSV، لكن توضح بأن الغانسيكلوفير أكثر ثوة بكثير من الأسيكلوفير ضد CMV، وكان الغانسيكلوفير الدواء المضاد الفيروسي الأول الموافق على استعماله ضد CMV.

مثل الأسيكلوفير، يحتوي الغانسيكلوفير على غوانين مرتبط بجزيئة تشبه السكر لاحلقية تفقد جزء 2’. لكن يحتوي الغانسيكلوفير على المجموعة 3’ CHOH المفقودة في الأسيكلوفير (الشكل 36-5). بالتالي يشبه الغانسيكلوفير المركب الطبيعي بشكل أكثر، أي dG، وهذا التشابه يفسر سميته الأكبر. (في الواقع، إن الغانسيكلوفير سام جداً بحيث يجب استعماله فقط في الإنتانات الخطيرة.)

لا يرمز CMV لأي نديد للـ HSV TK (الذي يفسفر الغانسيكلوفير بفعالية كبيرة). لكن كشفت الدراسات الجينية عن وجود بروتين كيناز فيروسي يدعى UL97 يفسفر الغانسيكلوفير، مؤدياً إلى زيادة 30 ضعفاً في كمية الغانيسكلوفير المفسفر في الخلايا المصابة مقابل الخلايا غير المصابة. يثبط الغانسيكلوفير ثلاثي الفوسفات CMV DNA polymerase بشكل أكثر قوة مما يثبط به الدنا بلمرازات الحلوية. بالتالي، كما مع الأسيكلوفير و HSV، يعد الغانسيكلوفير انتقائياً ضد CMV في خطوتين: الفسفرة وبلمرة الدنا. لكن الانتقائية ضد CMV عند كل خطوة ليست بقدر انتقائية الأسيكلوفير ضد HSV؛ ولذلك فإن الدواء أكثر سمية من الأسيكلوفير. تتظاهر السمية غالباً بكبت لنقي العظام، وخاصة، انخفاض العدلات. كما مع الأسيكلوفير تعد مقاومة الغانسيكلوفير مشكلة سريرية لدى أقلية من المرضى.

الفاغانسيكلوفير هو طليعة الدواء من الغانسيكلوفير ولديه توافر حيوي فموي أكبر. الفالغانسيكلوفير هو إستر فالين للغانسيكلوفير، مما يجعل العلاقة بين الغالغانسيكلوفير والغانسيكلوفير مشابهة للعلاقة بين الفالسيكلوفير والأسيكلوفير (الشكل 36-5).

السيدوفوفير Cidofovir

يعرف أيضاً بـ hydroxyphosphonylmethoxypropylcytosine (HPMPC)، يمثل مضاهئ الفوسفونات هذا الحاوي على سيتوزين لاحلقي التفافاً على آلية تأثير المضاهئات النكليوزيدية المضادة للحلأ. في الواقع يمكن اعتبار HPMPC مضاهئاً نكليوتيدياً وليس مضاهئاً نكليوزيدياً. مع مجموعته الفوسفونات، يقلد السيدوفوفير السيتيدين منقوص الأكسجين أحادي الفوسفات، فهو، في الواقع، مفسفر مسبقاً (الشكل 36-5). بالتالي لا يتطلب السيدوفير كينازات فيروسية لفسفرته، وبالتالي، فهو فعال ضد الطافرات الفيروسية معوزة الكيناز المقاومة للغانسيكلوفير. رغم أن سيدوفوفير يشابه بنيوياً مركباً مفسفراً، إلى أن هذا الدواء يدخل الخلايا بفعالية معقولة. يفسفر بشكل إضافي (مرتين) بأنزيمات خلوية لإنتاج مضاهئ للـ dCTP¬، الذي يثبط دنا بلمراز فيروس الحلأ بشكل أكثر قوة من الدنا البلمرازات الخلوية. أكدت الانتقائية برسم خريطة للطفرات المقاومة للـ HPMPC في جينة الدنا بلمراز في CMV.

تمت الموافقة على السيدوفوفير للاستعمال في معالجة التهاب أنف الـ CMV لدى المرضى الذين لديهم HIV/AIDS. للسيدوفوفير ثنائي الفوسفات نصف عمر داخل خلوي طويل. بالتالي، يتطلب استعماله جرعات متباعدة (فقط مرة كل أسبوع أو أقل). بسبب آليته في التصفية الكلوية، يجب إعطاء السيدوفوفير مع البروبنسيد (يثبط البروبنسيد probenecid ناقل أنيوني في النبيب القريب وبالتالي ينقص من إفراغ السيدوفوفير.) السمية الكلوية مشكلة أساسية، ويجب أخذ احتياط كبير في إعطاء هذا الدواء.

يوجد دوائين قريبين محتويان على الفوسفونات هما مضاهئات الأدنوزين منقوص الأكسجين أحادي الفوسفات، التينوفوفير والأديفوفير (الشكل 36-5). التيفوفوير، الذي تمت الموافقة عليه كدواء مضاد للـ HIV في 2001، يمكن إعطاؤه مرة واحدة فقط يومياً، وهي فائدة هامة للأفراد المصابين بـHIV الذين يجب أن يستجيبوا للتوليفة المعقدة من أنظمة المعالجة الكيميائية. الأديفوفير تمت الموافقة عليه كدواء مضاد للـ HBV في 2002. آلية تأثير هذين الدوائين ضد الفيروسات الموافقة مشابهة لآلية السيدوفوفير ضد CMV. (انظر المناقشات في الأسفل عن تضاعف HIV و HBV والأدوية الأخرى الفعالة ضد هذه الفيروسات).

المضاهئات النكليوزيدية المضادة للحلأ الأخرى

طورت عدة مضاهئات نكليوزيدية أخرى ذات فعالية مضادة لفيروسات الحلأ وتمت الموافقة عليهم قبل تطوير الأسيكلوفير. لهذه العوامل سمية أكبر من الأسيكلوفير وبالتالي فهي غير مستعملة بشكل واسع، لكنها موجودة في جدول المراجعة الدوائي.

المضاهئات النكليوزيدية والنكليوتيدية المضادة للـ HIV و HBV

HIV فيروس قهقري. تحتوي كل الفيروسات القهقرية جينوم RNA ضمن قفيصة capsid محاط بغلاف ليبيدي مغروس فيه بروتينات سكرية. تحتوي القفيصة أيضاً على عدد صغير من الأنزيمات؛ اثنان منهما مهمان خاصة من الناحية الفارماكولوجية وهما الناسخة العكسية والبروتياز. كلا الأنزيمين أساسية لتضاعف HIV (الشكل 36-2). الناسخة العكسية (RT) هي دنا بلمراز يمكنه أن ينسخ كلاً من الدنا والرنا. تنسخ RT جينوم الرنا الفيروسي القهقري إلى دنا مضاعف الطاق بعد دخول الفيروس خلية جديدة. باندماج الدنا الفيروسي، عبر تأثير الأنزيم الفيروسي الـ Integrase، ينتسخه الرنا بلمراز الخلوي إلى رنا ليصنع رنا فيروسي جينومي كامل الطول والرنا المرسال الذي يرمز البروتينات الفيروسية المختلفة. تتجمع البروتينات البنيوية فوق الرنا الجينومي كامل الطول، وبعد ذلك يتبرعم الفسروس عبر الغشاء الخلوي وينضج إلى شكل قادر على إعداء خلايا جديدة. يشطر البروتياز البروتينات الفيروسية أثناء التجمع والنضج (انظر المناقشة في الأسفل). دون هذه الانشطارات، تبقى الجسيمات الفيروسية المتشكلة غير ناضجة وظيفياً وغير معدية.

بشكل مشابه للفيروسات الحلأ، يشكل الـ HIV إنتانات كامنة لدى البشر، ويبدو بأنه لا يوجد دواء مضاد فيروسي متوفر لمهاجمة HIV أثناء الكمون. بل تعمل الأدوية المتوفرة فقط على الفيروس المتضاعف.

زيدوفودين Zidovudine

كما مع الأدوية المضادة لفيروسات الحلأ الموصوفة سابقاً، الزيودوفودين (Azidothymidine, AZT) هو مضاهئ نكليوزيدي مع جزء سكري مبدل. يحتوي AZT على أساس تيميدين مرتبط بسكر حول فيه الـ 3’ hydroxyl الطبيعي إلى مجموعة أزيدو (الشكل 36-5). بالتالي كما مع الأسيكلوفير، AZT منهي سلسلة إجباري.

AZT ركازة ممتازة للتيمدين كيناز الخلوي (Km = 3 µM)، والذي يفسفر AZT إلى AZT أحادي الفوسفات. (بعكس فيروسات الحلأ، لا يرمز HIV لكينازه الخاص به). ثم يتحول AZT أحادي الفوسفات إلى شكل ثنائي الفوسفات بالتيميدين كيناز الخلوية وإلى الشكل ثلاثي الفوسفات بواسطة كيناز النكليوزيد ثنائي الفوسفات. بالتالي، بعكس الأسيكلوفير والغانسيكلوفير، لا يوجد انتقائية عند خطوة التفعيل ويتراكم الـAZT المفسفر في كل الخلايا المنقسمة تقريباً في الجسم، وليس فقط في الخلايا المصابة.

يستهدف AZT ثلاثي الفوسفات HIV RT وهو مثبط أكثر قوة للـ HIV RT مقارنة بتثبيطه للدنا بلمرازات البشرية التي اختبرت. لم تحدد بشكل كامل الآلية التفصيلية التي يثبط بها الـ AZT الناسخة العكسي، لكن كما مع الأسيكلوفير، اندماج AZT ثلاثي الفوسفات ضمن سلسلة الدنا النامية مهم. بالتالي يمكن أن يقارن AZT مع الأسيكلوفير والغانسيكلوفير (الجدول 36-1). الأسيكلوفير هو الأكثر انتقائية من هذه الأدوية لأنه انتقائي بشكل كبير عند خطوتي التفعيل والتثبيط. AZT هو الأقل انتقائية على الأرجح لأنه غير انتقائي عند خطوة التفعيل. رغم أن AZT انتقائي نسبياً عند خطوة التثبيط إلا أن الأشكال المفسفرة من AZT تثبط أنزيمات خلوية هامة. مثلاً AZT أحادي الفوسفات يعد ركازة ومثبط للتيميدين كيناز الخلوية التي تعد أساسية للتضاعف الخلوي. الغانسيكلوفير وسيط في الانتقائية، مع انتقائية معتدلة عند خطوتي التثبيط والتفعيل. سمية AZT قضية سريرية هامة، خاصة بسبب تراكمه في كل الخلايا المنقسمة تقريباً في الجسم. وبشكل خاص يسبب AZT كبت نقي العظام، والذي يتظاهر بشكل شائع كنقص العدلات وفقر الدم. يبدو أن سمية AZT ليست ناجمة فقط عن تأثيرات AZT ثلاثي الفوسفات على البلمرازات الخلوية، ولكن أيضاً يؤثر AZT أحادي الفوسفات على التيميدين كيناز الخلوي (انظر في الأعلى). الفعالية المحدودة سريرياً لـ AZT ومشاكل السمية والمقاومة أدت إلى تطوير أدوية أخرى ضد الـ HIV وإلى استعمال توليفة من المعالجة الكيميائية للـ HIV (الصندوق 36-1).

اللاميفويدين Lamivudine

تتوافر عدة مضاهئات نكليوزيدية أخرى مضادة للـHIV، كلها يستعمل الأنزيمات الخلوية وليس الفيروسية للتفعيل إلى شكلها ثلاثي الفوسفات. هذه المضاهئات موضحة في الشكل 36-5 وموجودة في جدول المراجعة الدوائي. مثل AZT، كل هذه المضاهئات هي منهيات سلسلة إجبارية. يبدي معظمها سميات يعتقد أنها عائدة لتثبيط الدنا بلمراز الميتوكوندري بالدواء ثلاثي الفوسفات. من هذه المضاهئات اللاميفودين lamivudine أو 3TC، ويبدو أنه يظهر السمي الأقل. ربما يرتبط ذلك ببنيته غير العادية جداً. 3TC هو مصاوغ فراغي L¬، وليس المصاوغ الفراغي D المعياري للنكليوزيدات البيولوجية؛ ويحوي على ذرة كبريت في حلقته الخماسية (الشكل 36-5). قد يعود فقدان 3TC لسميات معينة أيضاً إلى تثبيطه الضعيف نسبياً للدنا بلمراز الميتوكوندري. في الواقع فإن 3TC ثلاثي الفوسفات مثبط أكثر قوة بصورة ملحوظة للـ HIV RT من تثبيطه للبلمرازات الحلوية. لكن تتطور المقاومة للـ 3TC بسرعة لدى المرضى المعالجين بهذا الدواء بمفرده، وبالتالي يستعمل بالتوليف مع الأدوية الأخرى المضادة للـ HIV

المعالجة الكيميائية التوليفية في معالجة HIV

عندما أدخل AZT لأول مرة، أخرت المعالجة أحادية الدواء مع هذا الدواء تقدم المرض لدى الأفراد المصابين بـ HIV وأطالت فترة حياة المرضى الذين لديهم إيدز متقدم. في أواخر الثمانينات وأوائل التسعينات من القرن الماضي، كان ذلك تقدماً كبيراً في المعالجة. لكن عرف منذ ذلك الحين عقبات AZT كمعالجة أحادية. يسبب AZT سمية معتبرة- تشمل فقر الدم وغثيان وصداع وأرق وألم مفصلي ونادراً حماض لبني- وكان تأثيره فقط انخفاض متواضع (3 إلى 10 مرة) ومؤقت في الحمل الفيروسي للـ HIV في البلازما. ترقى معظم المرضى المعالجين بـ AZT كمعالجة أحادية إلى الإيدز. يمكن كشف الفيروس المقاومة للـ AZT في معظم هؤلاء المرضى وتم القبول عموماً بأن هذه المتفاوتات variants المقاومة للـ AZT تساهم في الفعالية المنخفضة طويلة الأمد للمعالجة الأحادية بـ AZT. صودفت مشاكل مشابهة مع استعمال معظم الأدوية المضادة للـHIVالأخرى كمعالجات أحادية. عندما استعمل استعمل 3TC أو NNRTIs أو مثبطات البروتيناز كعوامل مفردة، مازالت غير كاملة وتطورت المقاومة وحتى بشكل أسرع مما هي عليه مع AZT، رغم أن الفعالية البدئية المضادة للفيروس أكبر من فعالية AZT (انخفاض أكبر من 30 مرة في كمية HIV في البلازما). السمية وخصائص الحرائك الدوائية غير المرغوبة والتداخلات الدوائية مشاكل هامة أيضاً مع العديد من العوامل المتوافرة. بسبب هذه العوائق أصبحت المعالجة الكيميائية التوليفية (أي استعمال "كوكتيلات دوائية"؛ انظر الفصل 39، أسس المعالجة الكيميائية التوليفية) المعيار في رعاية الأفراد المصابين بـ HIV. الكوكتيلات أكثر فعالية من العوامل المفردة، وتحرض انخفاضات أكبر في الحمل الفيروسي لـ HIV. تخفض المعالجة الكيميائية التوليفية أيضاً انبثاق مقاومة، لأن التضاعف الفيروسي يثبط بشكل أكثر فعالية وبالتالي فرص نشوء طفرات أثناء التضاعف منخفضة، ولأنه يجب حصول طفرات متعددة لمنح مقاومة لكل الأدوية في الكوكتيل.

نظرياً، يمكن للمعالجة الكيميائية التوليفية أن تسمح لكل دواء بأن يستعمل بجرعات أقل وبالتالي إنقاص السمية. من المقبول الآن بشكل واسع أن المرضى المصابين بـ HIV يجب أن يبدؤا معالجة بمعالجة كيميائية توليفية وليس بدواء مفرد. في الواقع كل الأدوية المضادة للـ HIV الحديثة موافق عليها من قبل FDA للاستعمال في توليفة فقط، وبعض الأدوية تدمج في حبوب مفردة. لكن مازال هناك شك فبما إن كان المرضى يجب أن يعالجوا بالمعالجة الكيميائية التوليفية بشكل مبكر قدر الإمكان (اضرب مبكراً، اضرب بقوة)- وهو ما يخضع المرضى لتأثيرات جانبية مزعجة ويزيد من خطر الخضوع القليل (مثلاً المقاومة)- أو يجب السماح للحمل الفيروسي بتجاوز عتبات محددة (أو السماح لتعداد خلايا CD4+ T بالانخفاض تحت عتبات معينة) قبل البدء بالمعالجة الكيميائية التوليفية. لحل هذه المعضلة، قد نحتاج دراسات طويلة الأمد تشمل فترة طويلة من المتابعة. في عام 2006، تم الموافقة على حبة مفردة تحوي ثلاثة أدوية مضادة للـ HIV – tenofovir, emtricitabine, efavirenz- للاستعمال على أساس مرة واحدة يومياً، ويتوقع أن يحسن ذلك الخضوع للمعالجة.

في المعالجة الكيميائية التوليفية المضادة للجراثيم والمضادة للأورام، من النموذج دمج فقط العوامل التي تؤثر على أهداف مختلفة (انظر الفصل 39، أسس المعالجة الكيميائية التوليفية). لكن في المعالجة الكيميائية التوليفية المضادة للـ HIV، تم مشاركة اثنين أو حتى ثلاثة من مثبطات RT (مثلاً tenofovir, emtricitabine, efavirenz) مع فائدة مثبتة. قد يكون أحد العوامل التي تفسر هذا النجاح الفعالية المنخفضة لكل دواء بمفرده، ودمج هذه الأدوية قد سيمح بفعالية أكبر. (لأن بعض هذه الأدوية ذات مرتسمات سمية تختلف عن الأخرى، من الممكن دمج هذه العوامل دون زيادة مهمة في السمية الكلية). عامل آخر هو أن الطفرات التي تمنح المقاومة لدواء لا تمنح مقاومة للدواء الآخر بالضرورة. مثلاً تبقى الطافرات المقاومة للـ AZT حساسية للـ NNRTIs وحتى لبعض المضاهئات النكليوزيدية الأخرى. عامل ثالث محتمل وهو أن الطفرات التي تمنح مقاومة لدواء يمكنها أن تكبت تأثيرات الطفرات التي تمنح مقاومة لدواء آخر، رغم أن الأهمية السريرية لهذا الاكتشاف مختلف عليها. عامل محتمل رابع وهو أن بعض طفرات المقاومة تخفض "كفاءة" الفيروس، أي قدرته على التضاعف في المريض. بالتالي من المفيد أن تشمل في نظام معالجة توليفي دواء يعد الفيروس مقاوم له، من أجل الحفاظ على ضغط اصطفائي لصالح الفيروس المقاوم للدواء.

لدى معظم المرضى الخاضعين لمعالجة توليفية مضادة للـ HIV (تدعى غالباً المعالجة المضادة للفيروسات القهقرية عالية الفعالية أو HAART)، تنخفض كمية الفيروس في الدم تحت حد الكشف (أقل من خمسين نسخة من HIV RNA/mL¬ في اختبار معياري). توقع بعض العلماء أنه يمكن استئصال الفيروس إذا تم الحفاظ على المعالجة لفترة طويلة بشكل كاف. لكن الأدوية المضادة للـHIV، مثل الأدوية المضادة للحلأ، تهاجم فقط الفيروس المتضاعف وليس الفيروس الكامن، والدليل الأفضل هو أن الفيروس الكامن قد يبقى في الجسم لعدة سنوات. بصرف النظر عن هذا العائق، والسعر الغالي بعض الأحيان للأدوية المضادة للـ HIV، ربما تعد المعالجة التوليفية الخبر الأفضل في رعاية الإيدز منذ بداية الجائحة.