氯喹和羟氯喹的应用进展

鲁卓林 刘力 孙燕燕

1天津市儿童医院药剂科300134；2天津市儿童医院风湿免疫科300134

0 引言

氯喹和羟氯喹是在奎宁的结构基础上合成的新型抗疟药，因其具有用量少、安全性高等优点被世界各国广泛用于治疗疟疾。如今，羟氯喹作为免疫抑制剂应用于风湿病[1]，并被国际指南推荐为系统性红斑狼疮基础用药[2]。近年来，随着对氯喹作用机制的深入研究，发现氯喹也是一种潜在的广谱抗病毒药物[3]，已通过体外实验或动物模型证实其可有效抑制病毒感染。本文将这两种药物的化学结构、药理作用及临床使用现状进行总结，以提高医生对这两个古老药物的认识，从而发挥老药新用的重要价值。

1 磷酸氯喹和硫酸羟氯喹的化学结构和药代动力学

欧洲人在17世纪应用南美产的金鸡纳树皮治疗疟疾，并于1820年从该树皮中提取出抗疟有效成分——奎宁，成为19世纪广泛应用的抗疟药。自19世纪20年代起，科学家相继合成了伯氨喹、氯喹和乙胺嘧啶等化合物用于治疗疟疾。

抗疟药按结构可分为喹啉类、青蒿素类、嘧啶类[4]。将碱性侧链引入4-氨基喹啉衍生物可合成出氯喹有突出的速效杀虫作用，主要用于控制症状发作。口服氯喹后肠道吸收快而充分，1～2 h达到血药浓度高峰，半衰期为2.5～10 d。大部分在肝内代谢为去乙基氯喹，仍有抗疟作用。羟氯喹化学结构与氯喹相似，是氯喹4位氮原子上的乙基由羟乙基取代的衍生物，因此药理作用相同[5]；其抗疟作用与氯喹一样，但毒性仅为氯喹的一半。硫酸羟氯喹片口服吸收迅速、完全，达峰时间约2～4.5 h，生物利用度约为74%，在眼、肾、肝、肺等器官广泛分布，可通过胎盘，红细胞中浓度比血浆浓度高2～5倍。其部分在肝脏代谢为具有活性的脱乙基代谢物，主要经肾排泄。

2 氯喹和羟氯喹的临床应用

2.1 治疗疟疾

疟疾是疟原虫引起的急性发热性传染病，临床上以间歇性高热、寒战、大汗和脾大为特征。引起人类疟疾的原虫有5种，其中恶性疟原虫危害最大，可能导致多脏器功能异常，严重者可危及生命。

羟氯喹氨基侧链两个氮原子间有4个碳原子，此碳链长度恰与疟原虫体DNA双螺旋浅沟之间的距离相适应，使两端氮原子与DNA两个链上的磷酸根负离子结合；而7位上氯原子则与双螺旋中鸟嘌呤上的带正电的氨基产生静电吸引，结果药物分子牢固插人DNA双螺旋之间，形成稳定的复合物，从而影响DNA复制、RNA的转录和蛋白质的合成，干扰原虫的核酸代谢；同时干扰脂肪酸进入磷脂，减少谷氨酸脱氢酶和己糖激酶的合成[6]。

羟氯喹大量积聚于受感染的红细胞内，使疟原虫消化血红蛋白的血红蛋白酶受损，导致疟原虫所必需的氨基酸缺乏，并引起核糖核酸裂解，虫体死亡，故对红内期裂殖体特别敏感[7]。

2.2 抗病毒

2.2.1 抗冠状病毒

冠状病毒的包膜上有20 nm的长管状或纤维状刺突，呈多形性花冠突起，是基因组最大的RNA病毒，主要感染成人或较大儿童，而引起普通感冒、咽喉炎或腹泻。病毒经飞沫、粪口途径传播，主要在冬春季流行，疾病的潜伏期平均为37 d。冠状病毒的某些毒株还可引起严重急性呼吸综合征（severe acute respiratory syndrome，SARS）和中东呼吸综合征（Middle East respiratory syndrome，MERS）等[8]。SARS主要有发热、咳嗽、头痛、肌肉痛及呼吸道感染等症状。

研究表明，冠状病毒感染靶细胞与功能受体血管紧张素转化酶抑制剂2（ACE2）有关[9]。ACE2是一种含锌的肽基二肽水解酶，细胞型存在于细胞表面，和SARS冠状病毒的突刺蛋白（S-蛋白，由3个S1-S2异二聚体组成，是病毒生命周期的关键）结合，是病毒进入宿主细胞的门户[10]；而血浆型存在体液中，可能是转运病毒的载体。冠状病毒经由S-蛋白结合ACE2入侵人气道上皮细胞[11]，下调ACE2表达而导致肺功能损伤。氯喹可改变冠状病毒进入人体细胞受体ACE2的糖基化修饰，进而抑制病毒表面S-蛋白与ACE2相结合[12]，减少了S1亚单位的释放，从而避免了病毒与靶细胞的融合。

氯喹和羟氯喹的相似之处在于它们都是弱碱性药物，以未质子化形式自发扩散迅速穿过细胞膜和细胞器，可升高内涵体、溶酶体和高尔基囊泡的pH值，抑制内涵体酸化[13]，阻止从高尔基体进入胞质内空泡的病毒出芽过程；在细胞内吞的中期改变了内涵体的成熟和功能，从而影响SARS冠状病毒从早期内涵体到内溶酶体转运[14]和病毒颗粒释放。

比利时鲁汶天主教大学的一项体外研究发现氯喹可抑制SARS冠状病毒诱导的VeroE6细胞系中病毒复制，其 50%抑制浓度[IC50＝（8.8±1.2）um]与抗疟治疗的氯喹血药浓度比较接近[15]。Adriaan等[16]通过细胞培养技术筛选抗MERS药物（这些药物来自美国食品药品监督管理局批准的化合物库），发现氯喹可抑制病毒的复制。尽管氯喹的抗病毒作用仍需在动物模型中进行评估，但是这些实验数据可为治疗感染人兽共患冠状病毒（如MERS病毒）的患者提供新的方向。

2.2.2 抗流感病毒

正黏病毒，是指对人或某些动物表面的黏蛋白有高度亲和性、有包膜的、具有分节段的单负链RNA基因组的一类病毒，只有流行性感冒病毒一个种，分为甲（A）、乙（B）、丙（C）三型，其中甲型流感病毒（influenza A virus，IAV）抗原性易发生变异，多次引起世界性大流行。病毒感染呼吸道上皮细胞后，可迅速产生子代病毒并扩散和感染邻近细胞，引起广泛的细胞空泡变性；随后患者出现畏寒、头痛、发热、浑身酸痛、鼻塞、流涕、咳嗽等症状。流感发病率高，但病死率低，死亡病例多见于伴有细菌性感染等并发症的婴幼儿、老人等。

流感病毒表面的糖蛋白在细胞酸性室介导病毒包膜与细胞膜融合,病毒血凝素与宿主呼吸道黏膜上皮细胞表面的受体唾液酸结合，以胞饮方式吞入病毒颗粒，可诱发细胞因子风暴，导致全身炎症反应[17]。在体外，氯喹达到治疗急性疟疾的血药浓度即可抑制IAV的复制[18]。氯喹通过升高内涵体pH值以减少IAV释放到胞浆中，在感染时氯喹的抑制作用最大[19]，感染2 h后抑制作用消失，表明起效时间与病毒/细胞融合的时间基本一致。氯喹体外的半最大效应浓度（EC50）与血凝素介导病毒/细胞融合过程的静电电位有明显的相关性。此外，氯喹还可抑制参与唾液酸生物合成的醌还原酶2，进而减少流感病毒的复制[20]。

2.2.3 抗埃博拉病毒

埃博拉病毒属于丝状病毒科，有类脂包膜，表面有长约7 nm的糖蛋白突刺，可引起高致死性的出血热，该病主要流行于非洲。

羟氯喹抗炎和免疫调节功能有益于治疗埃博拉病毒感染及其引起的病理性损伤[21]。有研究表明，导致患者死亡的多器官衰竭和低血容量性休克不仅与病毒感染和易感细胞的破坏有关，还可能是单核细胞和巨噬细胞释放促炎细胞因子和趋化因子。肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor，TNF-α）与丝状病毒病理学密切相关[22]，它能激活巨噬细胞释放ROS、NO等介质，导致内皮细胞的通透性和感染性增加。羟氯喹可阻止巨噬细胞活化，抑制多种细胞分泌 TNF-α[23]。干扰素-γ（interferon-γ）在埃博拉病毒感染过程中是通过上调Fas和Fas配体的表达增加细胞对凋亡的敏感性发挥作用[24]；刺激单核细胞和巨噬细胞可产生新蝶呤及其衍生物，使病情恶化。羟氯喹抑制干扰素-γ有望成为治疗埃博拉病毒的里程碑式疗法[25]。

2.2.4 抗寨卡病毒

寨卡病毒感染子宫可导致小头畸形等先天性缺陷，到目前为止对其还没有特异性的治疗方法，因此迫切需要发现能够抑制其病毒复制的药物。Delvecchio等[26]发现氯喹对入侵Vero细胞、人脑微血管内皮细胞和人神经干细胞中的寨卡病毒具有抗病毒活性，并证明氯喹在体外可以减少寨卡病毒感染细胞的数量。Li等[27]研究发现氯喹可保护胎鼠免受寨卡病毒感染引起的小头畸形。

2.3 治疗风湿性疾病

羟氯喹已被证实治疗系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus，SLE）、类风湿关节炎（RA）等风湿病临床疗效显著[28]。羟氯喹可稳定溶酶体膜，抑制包括磷脂酶A2在内的许多酶的活性，减少前列腺素、白三烯的生成，以有效控制炎症[29]。其次羟氯喹能影响Toll样受体（Toll-1ike recepetor,TLR）相关机制，如抑制核酸感受器TLR活化，从而减少I型干扰素及促炎细胞因子的产生[30]；持续不断地消耗细胞表面的受体，可使细胞对有丝分裂原的刺激反应下降。儿童SLE预后远比成人差。羟氯喹可用于所有的SLE儿童患者，尤其是症状轻微，仅表现光过敏、皮疹、关节炎或轻度浆膜炎的患儿，所用剂量应为≤4～6 mg/（kg·d），最大剂量为400 mg/（kg·d）[31]。羟氯喹在缓解关节症状、皮疹及疲倦等症状及防止SLE复发、延长患儿生存、防治不可逆的系统损害、血栓形成和骨质疏松等方面被证实有良好的效果。

羟氯喹具有抗血栓、保护心血管、抗菌和抗肿瘤的功能，因此对伴有感染、恶性肿瘤和血栓的系统性血管炎患者具有潜在的治疗作用[32]。羟氯喹可改变抗C1q抗体水平C1酯酶抑制剂活性，有时能成为治疗血管性水肿患者的很好的选择[33]。法国血管炎研究组对全国低补体性荨麻疹性血管炎患者进行的研究显示，羟氯喹和糖皮质激素一样有效[34]。

2.4 其他领域

目前，超过30项临床研究依据多种标准治疗方法评估不同癌症类型中氯喹和羟氯喹的活性[35]，已有的科学证据支持二者可以治疗癌症，特别是与经典抗癌药物联用可增强肿瘤细胞的药物敏感性进而提高疗效。氯喹作用于肿瘤基质中的肿瘤血管、癌症相关成纤维细胞和免疫系统。羟氯喹能抑制自噬潮[36]，影响肿瘤细胞和肿瘤微环境中的Toll样受体-9、p53和CXCR4-CXCL12通路[37]。大多数氯喹和羟氯喹的临床证据是在胶质母细胞瘤[38]和脑转瘤移患者中发现的，在肺癌、多发性骨髓瘤和肉瘤患者中也看到一些可喜的治疗效果，这些数据将激励医药学专家深挖二者的潜能。

炎症是缺血性急性肾损伤的主要致病因素之一[39]，羟氯喹在缺血/再灌注损伤中发挥抗炎作用[40]。国外一个研究机构首先用羟氯喹给小鼠灌胃7 d，然后构建缺血/再灌注模型。结果显示，羟氯喹可显著减轻肾功能不全，减少肾损伤分子表达，增强HK-2细胞活力。此外，羟氯喹还能显著减少巨噬细胞和中性粒细胞浸润，抑制组织蛋白酶（CTSB和CTSL）介导的NLRP3炎症小体活化[41]。

3 临床应用中的药学监护

3.1 不良反应和毒性

抗疟药常见的不良反应包括头晕、头痛、食欲缺乏、恶心、腹痛、耳鸣，反应大多较轻，停药后可自行消失。另一种重要但不常见的不良反应是视网膜病变，长期使用可出现视网膜黄斑水肿和异常色素聚集，表现为视野内出现暗点、睫状肌调节障碍伴视觉模糊、视力下降，而这与用药累积剂量密切相关，且儿童通常比成人严重。

3.2 长期药物使用中的监测

羟氯喹视网膜病变的危险因素：①药物量：每日最大剂量大于5.0 mg/kg，其危险性增加。②疗程用药时间＞5年危险性增加。③合并肝肾疾病患者危险性增加[42]。长期服用的患者应定期（间隔3～6个月）做眼科检查，包括眼底黄斑区评估、视敏度、输出裂隙灯、眼底镜以及视野检查。发生眼部不良反应需立即停药，多数可获得改善，但也可能出现视网膜病变预后不良。

4 结 语

“开发新药最有成效的方式就是从老药开始”，随着对氯喹和羟氯喹作用机理更深入的了解，二者会出现在越来越多的临床试验中，并通过这些研究获得新的适应证，逐步呈现老药新用的临床价值。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突