综述：HPV特异性抗病毒药物：解除病毒进入与复制破坏

本综述系统探讨了HPV（人乳头瘤病毒）特异性抗病毒策略的最新进展，重点聚焦于靶向病毒进入（如HSPG、L1/L2衣壳蛋白）和复制过程（如E6/E7致癌基因）的新型疗法。文章深入解析了包括受体阻断剂（如硫酸鱼精蛋白、角叉菜胶）、基因编辑技术（CRISPR/Cas9、TALENs）、纳米载体递送系统（如LNP、脂质体）以及免疫疗法（如免疫检查点抑制剂、治疗性疫苗、CAR-T）在内的多维度治疗手段，为开发针对HPV感染及相关癌症（如宫颈癌）的有效干预措施提供了全面的见解和未来方向。

　　

分子水平的HPV进入机制

人乳头瘤病毒（HPV）是一种无包膜的环状DNA病毒，其感染可导致从良性疣到多种癌症的病变。HPV病毒颗粒直径约60 nm，由72个衣壳粒组成。其基因组包含6个早期基因（E1, E2, E4, E5, E6, E7）和2个晚期基因（L1, L2）。其中，E5、E6和E7癌蛋白在恶性肿瘤的发生和细胞异常中起关键作用，是基因沉默和基因编辑等治疗策略的主要靶点。

病毒进入宿主细胞是其致病的第一步。HPV首先与细胞表面的初级受体——硫酸乙酰肝素（Heparan Sulfate, HS）结合，该分子是细胞外基质和质膜上带负电荷的成分。L1衣壳蛋白与HS链的电荷相互作用是病毒附着的关键步骤，此结合会引发衣壳构象变化，导致L2蛋白暴露，并被细胞蛋白酶弗林蛋白酶（Furin）切割，这是感染所必需的。

随后，病毒需要与次级受体相互作用才能完成内化。这些受体包括整合素（如α6β4复合物）、表皮生长因子受体（EGFR）、四跨膜蛋白（如CD151、CD9）、膜联蛋白A2（Annexin A2）以及层粘连蛋白5（Laminin 322）等。例如，CD151四跨膜蛋白并不参与病毒与HSPG的结合，但对病毒的内吞作用至关重要；而CD9则影响病毒感染的后附着阶段，其低表达会促进感染。整合素α6β4复合物能激活FAK和PI3K通路，这对病毒进入至关重要。此外，L2衣壳蛋白与膜联蛋白A2的S100A10亚基特异性相互作用，有助于HPV16的内化和上皮细胞感染。

阻断病毒进入与降低感染性的策略

基于对病毒进入机制的深入理解，研究者开发了多种阻断策略。

受体阻断策略旨在阻止病毒与细胞受体的初始结合。硫酸鱼精蛋白（PS）是一种FDA批准的药物，能结合HS链，在体外和体内均显示出强大的抗HPV活性。双螺三哌嗪（DSTP）衍生物（如DSTP-27）也能通过与HSPG结合来预防病毒附着和进入。源自红藻的角叉菜胶（Carrageenan）通过与细胞表面的糖胺聚糖（如HS）相互作用，成为有效的HPV抗病毒剂，其基于的润滑剂可降低生殖器HPV感染风险。乳铁蛋白（Lactoferrin）是一种天然糖蛋白，能直接与HPV受体（如HS）结合，阻止病毒进入系统。

衣壳蛋白阻断策略则直接靶向病毒的L1和L2蛋白。硫酸化壳聚糖（如3,6-O-硫酸化壳聚糖）是一种类肝素多糖，能直接与HPV衣壳蛋白结合，保护细胞免受感染。针对L2蛋白N端高度保守区的合成L2N脂肽，能通过阻止内体逃逸和与宿主蛋白相互作用来阻断感染。恒河猴θ防御素1（RTD-1）等抗菌肽能通过使病毒衣壳带电，导致衣壳聚集，从而阻止病毒与细胞受体结合。非功能性金纳米颗粒（nfGNPs）和银纳米颗粒（nfSNPs）通过与HPV16样病毒颗粒（VLPs）结合，对病毒的进入过程产生负面影响。

尽管这些方法前景广阔，但仍面临挑战。例如，壳聚糖的颗粒均质性、长期稳定性和符合GMP的生产仍是难题；合成防御素如RTD-1存在对蛋白降解的抗性低和可扩展性差的问题；金属纳米颗粒则存在尺寸和表面依赖性毒性、器官积累和细胞损伤等安全顾虑，且大规模制备成本高昂。

纳米颗粒和脂质体作为递送系统的应用

直接递送siRNA等生物制剂常面临酶降解和细胞摄取不足的问题。纳米载体为解决此问题提供了方案。

脂质纳米颗粒（LNPs） 是重要的核酸（NA）纳米载体。例如，含有siRNA的可电离脂质纳米颗粒（ENB101-LNPs）与顺铂联用，可降低HPV16 E6/E7的表达和肿瘤活性，从而抑制肿瘤生长。

聚合物纳米结构是由天然、合成或半合成聚合物组装而成的胶体材料，可作为药物、蛋白质、DNA或RNA的载体，保护它们免于变性，并实现向细胞或组织的靶向递送。例如，由聚β-氨基酯（PBAE）制成的可生物降解纳米颗粒已被用于递送靶向CRISPR系统和HPV16蛋白的shRNAs。

混合纳米载体（脂质-聚合物） 结合了聚合物和脂质材料的优点，但其高成本和不可控的工艺限制了应用。

金属纳米颗粒，尤其是由金属氧化物、金和银制成的胶体材料，在医学中广泛用于递送DNA、氨基酸、蛋白质、肽和寡核苷酸。研究表明，金纳米颗粒可以进入人体细胞和血管并到达肿瘤。

脂质体由磷脂组成，可自组装成具有水核的脂质双分子层，其结构与细胞膜相似，具有生物相容性和可生物降解性，可用于递送亲水性和疏水性分子。例如，聚乙二醇化脂质体（聚合物稳定的脂质体）通过CRISPR/Cas9系统靶向E7蛋白，可在转基因小鼠中导致肿瘤缩小。

尽管取得了显著进展，但纳米材料潜在的毒性、在生物环境中的稳定性差、精确的药物靶向以及工业化生产问题仍然是其广泛临床应用的重要障碍。此外，基于载体的药物递送系统（如温敏水凝胶）需要设计成能提供药物或纳米颗粒的控制和持续释放，以防止过早降解并增强治疗效果。

HPV感染的药物管理

HPV感染及相关病变的管理包括多样的药理、免疫和物理方式，需根据病变类型、患者状况、可用设施和安全性进行选择。

局部药物治疗中，咪喹莫特（Imiquimod）、Podofilox、Sinecatechins（绿茶提取物）和三氯乙酸（TCA）被用作癌前病变和生殖器疣的一线或辅助治疗。咪喹莫特是一种抗炎药，可诱导细胞因子产生、刺激NK细胞活性并改善朗格汉斯细胞的成熟和功能，被认为能提供最高的清除率和最低的复发率。Podofilox通过抑制微管形成来发挥作用。Sinecatechins膏已成功用于治疗儿童生殖器疣。TCA用于治疗生殖器疣和肛门直肠上皮内瘤变（AIN），且在妊娠期间使用安全。

其他抗病毒和细胞毒性化合物，如5-氟尿嘧啶（5-FU）、Podophyllin、西多福韦（Cidofovir）、斑蝥素（Cantharidin）和博来霉素（Bleomycin）也根据患者情况使用，但需密切监测其毒性。5-FU可阻断胸苷合成并抑制DNA合成，用于治疗生殖器疣和HPV相关的生殖器发育不良。Podophyllin来自鬼臼根，可阻止细胞分裂并抑制有丝分裂。西多福韦通过抑制DNA聚合酶来阻止DNA病毒复制。斑蝥素是一种发泡剂，用于治疗跖疣。博来霉素是一种抗生素，可通过产生自由基破坏DNA。

免疫疗法在HPV诱导的癌症治疗中扮演重要角色，尤其是免疫检查点抑制剂PD-1/PD-L1和CTLA-4。派姆单抗（Pembrolizumab）是FDA批准的抗癌药物，可特异性结合PD-1受体，从而阻断其与配体PD-L1和PD-L2的相互作用，重新激活杀伤性T细胞。西米普利单抗（Cemiplimab）作为PD-1受体阻滞剂，可显著增强对化疗耐药患者的免疫反应率和反应率。伊匹木单抗（Ipilimumab）是一种CTLA-4抑制剂，与其他PD-1抑制剂（如派姆单抗）联用时可产生强大的协同效应。贝伐珠单抗（Bevacizumab）用于VEGF抑制，除在化疗期间对宫颈癌患者具有独立的促生存和增强治疗反应的作用外，还能通过降低血管内皮生长因子表达的活性来有效增强血管生成抑制。Tiragolumab是一种TIGIT抑制剂，通过与TIGIT受体结合并阻止其与CD155配体相互作用来增强T和NK细胞活性。

物理治疗方式包括冷冻疗法、激光、LEEP（环形电切术）、聚焦超声（FUS）和无创血压监测（NIBP）等。冷冻疗法因其低成本和高效性成为大多数患者的绝佳选择。光动力疗法（PDT）是一种非侵入性治疗，使用光敏剂、光和氧气，因其能保留结构和减少并发症而值得考虑。5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）是血红素生物合成中的关键中间体，通过在PDT治疗中与原卟啉IX结合而发挥关键作用。

当前有前景的治疗策略

免疫疗法，特别是细胞免疫疗法，作为宫颈癌和其他HPV相关恶性肿瘤的一种有前景的新型疗法，引起了广泛关注。这种方法包括从患者体内提取T细胞，在体外扩增和遗传修饰，然后回输给患者，其主要目的是激活T细胞以精确识别和消除表达肿瘤特异性抗原的癌细胞。主要有三种方法：肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）、具有特异性抗原受体的工程化T细胞（TCR-T细胞）和嵌合抗原受体T（CAR-T）细胞。

TILs源自肿瘤组织，在培养中扩增后重新给药给患者，是最特异的肿瘤杀手，但其制备过程费力耗时，且功能受到肿瘤免疫抑制条件的阻碍。细胞因子诱导的杀伤细胞（CIK）与外周血单核细胞在细胞因子存在下获得，可迁移到肿瘤部位攻击癌细胞，与TIL相比，该方法技术上更容易执行，对周围健康组织的损伤更小，但对肿瘤抗原的精确性较低。TCR-T方法对患者的T细胞进行基因工程改造，使其表达对HPV抗原（包括E6和E7蛋白）特异的受体，但该方法依赖于MHC分子的抗原呈递，并且可能发生不必要的免疫反应。CAR-T细胞是经过基因修饰的T细胞，被设计成表达合成受体，可独立于MHC分子识别肿瘤表面抗原，但在实体瘤中存在脱靶毒性、细胞因子释放综合征和有限疗效等主要缺点。

联合疗法将多种治疗模式相结合，例如将HPV疫苗与抗PD-1和抗PD-L1抗体或免疫检查点抑制剂共同给药，可以增强免疫功能，抵消肿瘤介导的免疫抑制，并引发更强大的抗肿瘤反应。

基因编辑疗法在HPV相关癌症的治疗中扮演重要角色。RNA干扰（RNAi）技术，如siRNA和miRNA，可作为双链转录后调节因子，通过降解mRNA来抑制蛋白质翻译。针对HPV E6和E7基因的RNAi自1999年以来一直在研究中。CRISPR/Cas9基因编辑系统是另一项重要技术，允许精确靶向切割DNA。自2014年以来，其靶向HPV E6和E7癌基因的治疗潜力已被研究。转录激活因子样效应物核酸酶（TALENs）是另一种基因编辑模型，这些蛋白质可以在DNA中特异性造成双链断裂。据报道，在特异性方面，TALENs优于CRISPR/Cas9，但CRISPR/Cas9效率更高。

讨论与结论

HPV通过与初级和次级受体（特别是HSPGs以及L1和L2蛋白）结合进入基底角质形成细胞。辅助分子（如整合素、四跨膜蛋白、EGFR和Annexin A2）在病毒内化过程中的作用为感染的早期阶段提供了关键数据。这些发现为开发进入阻断策略和降低病毒传染性铺平了道路，包括受体阻断、衣壳蛋白阻断以及纳米颗粒和脂质体的使用。

尽管这些技术潜力巨大，但HPV感染预防的进展需要彻底的人体研究、制造过程的优化、长期安全性评估以及监管指南的制定。HPV感染及相关病变的管理包括多样的药理、免疫和物理方式，必须根据病变类型、患者状况、可用设施和安全性进行选择。

新型治疗方法，特别是来自TILs、TCR-T细胞和CAR-T细胞以及CIK细胞的细胞免疫疗法，为靶向攻击HPV阳性癌细胞提供了有前景的途径。单克隆抗体（如PD-1/PD-L1抑制剂、CTLA-4和抗VEGF抗体，包括贝伐珠单抗和抗TIGIT药物）可有效增强抗肿瘤免疫反应。联合方案，例如多种HPV治疗性疫苗与检查点抑制剂联合，增强了免疫力，并提供了比单一疗法更好的治疗效果。

最后，基于RNAi的基因疗法敲低E6和E7基因以及基因编辑技术（如CRISPR/Cas9和TALENs）是通过恢复p53和p21肿瘤抑制蛋白功能来敲低HPV癌基因的有前景的方法。然而，脱靶效应、安全性问题、成本和可及性是这些技术广泛应用的重大挑战。

尽管本综述提供了宝贵信息，但在解释结果时应考虑一些局限性。由于大多数研究样本量小、非随机设计，以及一些技术在工业化生产、经济性和安全性方面的复杂性，知识差距（例如对病毒进入的短期机制缺乏了解以及缺乏预测性生物标志物）仍然是最重大的挑战之一。通过大规模临床试验解决这些问题，优化经济安全的技术以及发现可靠的标志物将为新方法的临床应用铺平道路。