美国食品药品管理局（FDA）批准Gilead旗下Sovaldi（Sofosbuvir）用于治疗慢性丙型肝炎病毒（hepatitis C virus，HCV）感染。索非布韦是首款用于治疗HCV感染而无需同时使用干扰素的有效且安全的药物。本文将带您探究索非布韦发挥抗病毒的分子机制。

1. 丙型肝炎病毒

丙型病毒性肝炎简称为丙型肝炎，是一种由丙型肝炎病毒感染引起的病毒性肝炎，主要经输血、针刺、吸毒等传播。据世界卫生组织统计，全球HCV的感染率约为3%，估计约1.8亿人感染了HCV，每年新发丙型肝炎病例约3.5万例。丙型肝炎呈全球性流行，可导致肝脏慢性炎症坏死和纤维化，部分患者可发展为肝硬化甚至肝细胞癌，对患者的健康和生命危害极大。
 

图一 HCV病毒颗粒及基因组结构。

HCV是具有囊膜的单股正链RNA病毒，病毒粒子直径约50纳米，基因组约10 kb。HCV非结构蛋白5B（NS5B）具有依赖RNA的RNA聚合酶活性（RNA-dependent RNA Polymerase，RdRP），是HCV病毒基因组复制的核心元件，也是药物设计的重要靶标（图一）。

HCV聚合酶采用经典的杯状右手折叠，可划分为指区、掌区和拇指区，其中指区和拇指区的指尖相互接触。活性中心位于指区和拇指区之间的手掌正中心（图二），是聚合酶催化发生和完成的区域。

图二 HCV聚合酶（NS5B）结构。

2. HCV聚合酶工作机制

链引发阶段反应速率相对较慢，聚合酶在模板的指导下，第一个核苷酸的2¢-OH亲核攻击第二个核苷酸的α-磷酸，形成3¢-5¢磷酸二脂键。二核苷酸形成后可作为进一步RNA合成的引物。合成到一定长度后进入快速延伸阶段。

在链引发与延伸两个阶段，NTP不断的被聚合酶识别并掺入到新和成的子代链中（图三A和B）。图二所示，UDP进入+1后的尿嘧啶与模板腺嘌呤相互作用，戊糖2¢-OH与282位丝氨酸残基氢键相互作用，磷酸骨架在两个金属离子以及318、319和220位的天冬氨酸残基共同作用下摆放的适宜引物2¢-OH发生亲核攻击的位置。

图三 HCV聚合酶链引发阶段与链延伸阶段的分子机制。

3. 索非布韦阻断HCV聚合酶复制

索非布韦是尿苷酸的类似物，戊糖环上2′-OH被甲基和F取代。取代后，索非布韦类似物（晶体结构中为索非布韦二磷酸形式sofosbuvir diphosphate）仍然可以进入聚合酶的活性中心，F与291位天冬酰胺残基的侧链以氢键相互作用，失去了与282丝氨酸残基的联系（图四）。尿嘧啶与磷酸根的相互作用方式并未受到很大干扰。

由于索非布韦进入的+1位，并可形成正确的碱基配对和必要的活性中心相互作用，因此，索非布韦作进入活性中心后，正确的UTP将无法进入活性中心，进而引发RNA合成的提前终止。 

图四 索非布韦抑制RNA合成的结构基础。

参考文献：

[1] Viral replication. Structural basis for RNA replication by the hepatitis C virus polymerase. Appleby, et al. Science. 2015 Feb 13;347(6223):771-5.

[2] Review article: the efficacy and safety of sofosbuvir, a novel, oral nucleotide NS5B polymerase inhibitor, in the treatment of chronic hepatitis C virus infection. Koff RS. 2014. Aliment Pharmacol Ther. 2014 Mar;39(5):478-87.

[3] Nucleotide polymerase inhibitor sofosbuvir plus ribavirin for hepatitis C. Gane EJ, Stedman, et al. N Engl J Med. 2013 Jan 3;368(1):34-44.