Phòng ngừa và điều trị bệnh virus bằng liệu pháp hóa học

Nhận định chung

Các biện pháp phòng ngừa như: cải thiện vệ sinh, cải thiện nguồn nước sinh hoạt, cách ly bệnh nhân, khử trùng tiệt trùng dụng cụ và môi trường, diệt tác nhân trung gian truyền bệnh... được áp dụng thích hợp trong từng bệnh, từng vụ dịch.

Những biện pháp kể trên góp phần đáng kể để giải quyết bệnh virus, nhưng việc thực hiện đòi hỏi nhiều công sức và tiền của. Biện pháp diệt tác nhân trung gian truyền bệnh là một biện pháp phòng dịch hữu hiệu.

Khác với vi khuẩn, các virus ký sinh bắt buộc bên trong tế bào sống, chúng không có chuyển hóa và sự sao chép của virus hoàn toàn nằm trong tế bào chủ nên chúng không nhạy cảm với các kháng sinh thường dùng. Do đó một thuốc điều trị đặc hiệu cho virus phải đạt được những yêu cầu sau:

Thuốc phải xâm nhập được vào trong tế bào, đặc biệt là các tế bào bị nhiễm virus.

Thuốc ngăn cản quá trình tổng hợp ra các virus nhưng không hoặc ít ảnh hưởng đến hoạt động của tế bào .

Thuốc ức chế sự cởi áo của virus

Amantadine và rimantadine ngăn cản sự xâm nhập và/hoặc sự cởi áo của một vài virus ARN có vỏ ngoài; nhưng trên lâm sàng nó chỉ có hiệu quả chống lại virus cúm type A ở người. Thuốc này có tác dụng giảm được số lượng người mắc bệnh, giảm nhẹ biểu hiện lâm sàng và rút ngắn thời gian bị bệnh. Cả 2 thuốc này đều ngăn cản sự nhân lên của virus thông qua sự tương tác với protein M2 của virus cúm type A, do đó ngăn cản quá trình cởi áo.

Các chủng virus cúm A đột biến đề kháng amantadine đã được tìm thấy ở bệnh nhân bị cúm. Sự đề kháng phụ thuộc vào sự đột biến gen mã hóa protein bao ngoài. Rimantadine là một dẫn xuất của amantadine có tác  dụng chống virus cúm A tương tự amantadine, nhưng có ít tác dụng phụ hơn. Những biến chủng đề kháng amantadine thì cũng đề kháng với rimantadine. Amantadine ức chế sự cởi áo của bộ gen (genome) virus, do đó sau khi xâm nhiễm axit nucleic của virus không được phóng thích khỏi capsid để tiến hành quá trình sao chép.

Thuốc ức chế giai đoạn tổng hợp các thành phần của virus

Các thuốc có cấu trúc tương tự nucleoside

Chỉ trừ các virus nhỏ chứa ADN (Polyomavirus, Papillomavirus và Parvovirus), còn tất cả các virus đều mã hóa enzyme polymerase của riêng chúng để tổng hợp nên các axít nucleic của virus. Các enzyme polymerase của virus là những cái đích lý tưởng của các thuốc kháng virus loại tương tự nucleoside. Nói chung, những thuốc tương tự nucleoside kháng virus được phosphoryl hóa thành nucleoside triphosphate nhờ các enzyme kinase của virus hoặc của tế bào chủ. Sau đó triphosphate sẽ tác động như một chất ức chế cạnh tranh với nucleoside triphosphate bình thường có trong tế baò và được tế bào sử dụng như một tiền chất cho sự tổng hợp axit nucleic. Đối với một chất tương tự nucleoside để có được tác dụng chống virus, nó phải có 3 đặc tính sau:  có thể phosphoryl hóa thành triphosphate, có ái lực với enzyme polymerase của virus cao hơn ái lực với enzyme polymerase của tế bào chủ và có thể kết hợp vào chuỗi axit  nucleic đang nối dài ra ở vị trí của chất tương đồng cạnh tranh của nó.

Hai thuốc chống virus được sử dụng rộng rãi nhất trong thực hành lâm sàng là  aciclovir và zidovudine.

Aciclovir

Aciclovir có cấu tạo tương tự deoxyguanosine, một nucleoside cần thiết cho quá trình tổng hợp nên các ADN. Nó có hiệu quả trong điều trị các nhiễm trùng do virus herpes simplex và virus thủy đậu gây ra. Aciclovir được phosphoryl hóa để trở thành monophosphate nhờ enzyme kinase của virus và sau đó thành ra triphosphate nhờ các enzyme của tế bào chủ. Aciclovir  triphosphate có ái lực với ADN polymerase của virus mạnh hơn nhiều ái lực với ADN polymerase của tế bào. Vì thế, ở những nồng độ mà nó ức chế chức năng của ADN polymerase virus  thì hầu như không ức chế ADN polymerase của tế bào. Aciclovir triphosphate cũng được sử dụng như là một tiền chất cho sự tổng hợp ADN. Khi đã kết hợp vào chuỗi ADN đang nối dài ra ở vị trí của deoxyguanosine triphosphate thì làm cho sự nối dài chuỗi ADN bị gián đoạn. Như vậy, cách thức tác động của aciclovir là ngăn cản quá trình tổng hợp ADN của virus. Aciclovir ở nồng độ điều trị là thực sự không độc bởi vì sự phosphoryl hóa cần phải có enzyme kinase của virus; cho nên, không có aciclovir triphosphate ở trong các tế baò không bị nhiễm virus herpes simplex hoặc virus thủy đậu. Đã tìm thấy trong lâm sàng các chủng virus herpes simplex đột biến đề kháng aciclovir. Có lẽ sự đột biến có ảnh hưởng đến gen kinase hoặc gen ADN polymerase.

Zidovudine (azidothymidine, AZT)

Zidovudine là một chất tương tự thymidine. Nó có tác dụng ức chế enzyme sao chép ngược của virus (reverse transcriptase) do đó ngăn cản sự phát triển của HIV.

Zidovudine được phosphoryl hóa  thành dẫn xuất triphosphate nhờ các enzyme kinase của tế bào chủ. Triphosphate chỉ ức  chế một mình enzyme sao chép ngược của HIV, cho nên quá trình sao mã ngược từ sợi ARN bộ gen của virus thành sợi ADN bổ xung bị ức chế. Nó cũng được kết hợp vào chuỗi ADN đang nối dài thay thế cho axit thymidylic, có thể làm cho sự nối dài chuỗi ADN bị gián đoạn.

Như vậy, Zidovudine ức chế sự tổng hợp ADN virus từ  ARN bộ gen virus.

Zidovudine có một số hạn chế là: chỉ ức chế enzyme sao chép ngược của HIV tại tế bàoTCD4, không tác động được trên HIV nhân lên mạnh mẽ ở các đại thực bào hoặc một số tế bào khác. Có độc tính cao như gây buồn nôn, nôn, đau đầu mất ngủ, đặc biệt gây thiếu máu, giảm bạch cầu do ức chế tủy xương (gặp ở 50% bệnh nhân). Để khắc phục tình trạng đó, phải luân phiên dùng một số thuốc cùng nhóm.

Hiện nay có hai dideoxynucleoside được đưa vào điều trị AIDS là: Zalcitidine (dideoxycytidine hoặc ddC) và didanosine (dideoxyinosine hoặc  ddI).Giống như Zidovudine, cả ddC và ddI đều tác động như những chất ức chế enzyme sao chép ngược của HIV.

Ribavirin

Ribavirin là một loại nucleoside tổng hợp tương tự guanosine có tác dụng ức chế in vitro sự phát triển của nhiều virus chứa ADN và virus chứa ARN. Nó khá độc đối với tế bào chủ, gây ra quái thai ở động vật. Mặc dù gây độc tế bào, ribavirin đã được sử dụng có kết quả trên lâm sàng trong hai trường hợp: bằng đường tỉnh mạch để điều trị bệnh sốt Lassa và bằng đường khí dung để điều trị các nhiễm trùng đường hô hấp do virus hợp bào đường hô hấp (R.S virus) gây ra ở trẻ nhỏ.

Vidarabine (Adenine arabinoside, ARA-A)

Đây là một nucleoside tổng hợp có cấu tạo tương tự  adenosine. Nó biến thành dạng triphosphate nhờ các enzyme của tế bào và khi đó trở thành chất ức chế ADN polymerase của virus. Nó được dùng để điều trị nhiễm trùng herpes ở trẻ sơ sinh, bệnh thủy đậu ở những bệnh nhân bị suy giảm miễn dịch.

Ganciclovir (Dihydroxy-propoxy-methyl-guanine, DHPG)

Ganciclovir là một nucleoside gần giống acyclovir, nó được hoạt hóa thành dạng triphosphate nhờ các enzyme của tế bào và nhờ một enzyme protein kinase của virus. Nó là một chất ức chế mạnh enzyme  ADN polymerase của Cytomegalovirus.

Ganciclovir được dùnh để điều trị các nhiễm trùng nặng do Cytomegalovirus gây ra như viêm phổi, viêm võng mạc, viêm đại tràng.

Idoxuridine và Trifluridine

Đây là những chất tương tự nucleoside có tác dụng kháng virus. Chúng rất độc. Do vậy cấm dùng đường toàn thân, chỉ dùng tại chổ bên ngoài trong điều trị viêm giác mạc do virus Herpes.

Foscarnet (trisodium phosphonoformate)

Foscarnet  có cấu trúc tương tự pyrophosphate. Nó ức chế ADN polymerase của virus herpes cũng như của virus viêm gan B và enzyme sao chép ngược của HIV. Trái với các nucleoside kháng virus, để có hiệu lực foscarnet không cần có sự  phosphoryl hóa trước đã. Nó được dùng để điều trị viêm võng mạc do Cytomegalovirus ở những bệnh nhân AIDS. Foscarnet và ganciclovir có tác dụng ức chế hiệp đồng lên sự sao chép của Cytomegalovirus in vitro.   

Methisazone (Marboran, IBT)

Methisazone là thiosemicarbazone có tác dụng ức chế sự nhân lên của Poxvirus bằng cách phong tỏa các ARN thông tin muộn của virus (ức chế sự dịch mã của Poxvirus). Thuốc này có tác dụng phòng ngừa bệnh đậu mùa và được sử dụng để điều trị các biến chứng của bệnh đậu vaccine như chàm,  đậu lan toàn thân.

Các thuốc ức chế protease của HIV

Có một số loại thuốc ức chế enzyme protease của HIV được sử dụng trong điều trị HIV như saquinavir, ritonavir, indinavir, nelfinavir, amprénavir và lopinavir. Các thuốc ức chế protease cạnh tranh với polyprotein để gắn vào vị trí hoạt động của protease, ngăn cản sự cắt polyprotein của virus dẫn đến sự tạo thành các hạt virus không có khả năng gây nhiễm.

Interferon

Interferon (IFN) có tác dụng chống virus, điều hòa miễn dịch và chống lại các tế bào ung thư. Hai loại IFN - alpha và IFN - beta có tác dụng kháng virus, IFN - gama có tác dụng điều hòa miễn dịch và ức chế tế bào ung thư.

Những đặc tính chống virus quan trọng của IFN là có hiệu lực ở nồng độ nanogram, có tác dụng chống lại tất cả các loài virus, và không có biến chủng đề kháng IFN. Nói chung, tác dụng chống virus của IFN có tính đặc hiệu loài. Vì thế, IFN dùng điều trị cho các nhiễm trùng ở người phải là IFN sản xuất từ các nuôi cấy tế bào người. Tác dụng chống virus chủ yếu của IFN là ức chế sự dịch mã của ARN thông tin của virus.

Thuốc ức chế sự giải phóng virus ra khỏi tế bào

Trong quá trình nhân lên của virus cúm, các virion được giải phóng ra khỏi tế bào theo kiểu nẩy chồi với sự tham gia của neuraminidase. Nếu enzyme này bị ức chế thì virion không được giải phóng.    

Các thuốc Zanamivir và Oseltamivir ngăn cản sự giải phóng các virion mới được hình thành bằng cách ức chế enzyme neuraminidase của virus cúm A và B. Các thuốc này tác động vào vị trí hoạt động của enzyme neuraminidase, làm bất hoạt enzyme này.