姓名 : 杨宁院系 : 药学院学号 : 北京大学医学部学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明 : 所呈交的学位论文, 是本人在导师的指导下, 独立进行研究工作所取得的成果除文中已经注明引用的内容外, 本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果对本

Size: px

Start display at page:

Download "姓名 : 杨宁院系 : 药学院学号 : 北京大学医学部学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明 : 所呈交的学位论文, 是本人在导师的指导下, 独立进行研究工作所取得的成果除文中已经注明引用的内容外, 本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果对本"

敌裘
7 years ago
Views:

1 硕士学位论文论文题目 : 4- 羟基吡喃酮类衍生物的设计合成及生物活性评价姓名 : 杨宁学号 : 学院 : 药学院专业 : 药物化学导师 : 杨铭教授完成时间 : 二七年四月

2 姓名 : 杨宁院系 : 药学院学号 : 北京大学医学部学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明 : 所呈交的学位论文, 是本人在导师的指导下, 独立进行研究工作所取得的成果除文中已经注明引用的内容外, 本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果对本文的研究做出重要贡献的个人和集体, 均已在文中以明确方式标明本声明的法律结果由本人承担论文作者签名 : 导师签名 : 年月日学位论文使用授权说明本人完全了解北京大学医学部关于收集保存使用学位论文的规定, 即 : 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本 ; 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版, 并提供目录检索与阅览服务 ; 学校可以采用影印缩印数字化或其它复制手段保存论文 ; 在不以赢利为目的的前提下, 学校可以公布论文的部分或全部内容请选择图书馆发布时间 : 即时发布一年后发布二年后发布 ( 保密论文需注明, 并在解密后遵守此规定 ) 论文作者签名 : 导师签名 : 年月日

3 硕士学位论文论文题目 : 4- 羟基吡喃酮类衍生物的设计合成及生物活性评价 Design, synthesis and biological evaluation of New 4-Hydroxy-2-pyrone Derivatives 姓名 : 杨宁学号 : 学院 : 药学院专业 : 药物化学导师 : 杨铭教授完成时间 : 二七年四月

4 目录中文摘要 i 英文摘要... ii 第一章文献综述引言 HIV 的结构 HIV 的生命周期抗 HIV 药物的研究进展抗 AIDS 治疗药物的展望和未来.. 30 第二章 4- 羟基吡喃酮类衍生物的设计与合成研究背景设计思路计算机辅助药物设计化合物的合成及结构表征 39 第三章化合物作为 HIV-1 PR 的生物活性评价酶活性的评价细胞毒性的测定及抗病毒活性的评价 56 总结 60 参考文献 61 致谢 72 个人简历 73 附图 74

5 摘要获得性免疫缺陷综合征 ( 艾滋病 ), 是由人类免疫缺陷病毒 (HIV) 感染引起的基于 HIV 病毒的特点, 人们已经发现了许多抗病毒的方法, 抑制 HIV 蛋白酶就是其中之一 HIV 蛋白酶的功能是切割 gag 和 gag-pol 前体蛋白断裂成结构蛋白 (p17,p24, p7, p6, p2, p1) 和功能蛋白 ( 蛋白酶, 逆转录酶, 整合酶 ), 从而保证子代病毒具有传染性 HIV 蛋白酶抑制剂可以阻碍病毒复制周期中的这一步骤从而阻止成熟病毒颗粒的产生因此,HIV 蛋白酶成为设计抗 HIV 药物的一个重要靶点 HIV 蛋白酶抑制剂 (PIs) 在临床上的应用虽然取得了一定疗效, 但还存在可选择的药物少药物的毒副作用大及耐药性等难题, 因此需要研究开出发新的 HIV PIs 以弥补现有药物的不足 4- 羟基吡喃酮是一类新颖的非拟肽类的 HIV 蛋白酶抑制剂, 与现在使用的拟肽类的 HIV 蛋白酶抑制剂几乎没有交叉感染性以 HIV-1 PR 为靶点, 在 HIV-1 PR 与 PIs 分子识别的基础上, 设计了一系列 4- 羟基吡喃酮类衍生物, 并利用计算机辅助药物设计软件将这些抑制剂与靶点进行了柔性对接, 根据对接结果对每个抑制剂的酶抑制活性从理论上进行了评价, 筛选出了 21 个活性较好的全新的抑制剂结构我们合成了这 21 个化合物, 并对这些结构全新的化合物进行了结构鉴定 ( 1 H NMR, EI-MS) 对实验中合成的所有 HIV-1 PIs 进行了酶抑制活性的评价,IC 50 的范围在 3.5nM 到 258nM 之间我们发现在 4- 羟基吡喃酮的 C-6 位引入萘氧甲基以后, 化合物的酶抑制活性获得很大提高, 其中活性最好的化合物 Ⅱf 的 IC 50 值为 3.5nM 对化合物的抗病毒活性也进行了测定, 大部分化合物都表现出了良好的抗病毒活性,EC 50 值在 0.9 μm 到 17.9 μm 之间酶活性最好的化合物 Ⅱf 也表现出了最好的抗病毒活性,EC 50 值为 0.9 μm, 治疗指数为 24 关键词 :HIV 蛋白酶, 抑制剂,4- 羟基吡喃酮, 酶抑制活性, 抗病毒活性 i

6 Abstract Acquired immunodeficiency syndrome (AIDS) is caused by the human immunodeficiency virus (HIV). People have founded numerous antiviral approaches based on the characteristic of HIV, one of which is inhibition of HIV protease. HIV protease is responsible for the cleavage of the gag and gag-pol precursor polyproteins to the structural proteins (p17,p24, p7, p6, p2, p1) and functional proteins (protease (p11), reverse-transcriptase (p66/p51), and integrase (p32)), thereby securing maturationand infectivity of the progeny virions. HIV protease inhibitors(pis)will interfere with this late stage of the viral replication cycle and prevent formation of infectious virus particles. Therefore HIV protease has been an important target for antiviral therapy. Remarkable clinical success has been achieved; however, more PIs need to be developed with the appearance of drug resistance and serious toxicity of present drugs. 4-Hydroxy-pyrones, as a novel class of non-peptidomimetic HIV protease inhibitors, have shown little cross-resistance with the peptidomimetic protease inhibitors. A series of 4-Hydroxy-pyrones were designed on the basis of molecular recognition between PIs and HIV PR. All designed inhibitors were docked to HIV PR active sites using flexible docking program AutoDock3.0. f these screened inhibitors, twenty one compounds possessed lower predicted free energy, exhibiting better affinity to HIV PR. Those compounds were synthesized and were characterized by 1 H NMR, EI-MS. All of those synthesized inhibitors were tested for their inhibitory activities against HIV-1 PR. They showed more or less inhibitory activities with IC 50 value ranged from 3.5 nm to 258 nm. It is interesting that the introduction of naphthoxymethyl group to C-6 of 5,6-dihydropyran-2-ones led to more effective antiviral activity. The inhibitor Ⅱf exhibited the most potent inhibitory activity with IC 50 value of 3.5nM. In addition, the antiviral activities of those synthesized inhibitors were also tested. Most of those tested inhibitors displayed good antiviral activities with EC 50 value ranged from 0.9 μm to 17.9 μm. The most potent inhibitor Ⅱf also ii

7 exhibited excellent antiviral activity (EC 50 = 0.8 μm, TI=24). Key words: HIV PR, Inhibitors, 4-Hydroxy-pyrones, inhibitory activity, antiviral activity iii

8 第一章文献综述 1.1. 引言艾滋病又名获得性免疫缺陷综合征 (Acquired Immunodeficiency Syndrome, AIDS), 是由人类免疫缺陷病毒 (HIV) 感染引起的 HIV 一旦进入人体, 会严重破坏患者全身的免疫系统, 使机体丧失抵抗能力, 威胁患者的生命自 1981 年 6 月首次有关艾滋病的报道以来 [1-3], 这种疾病迅速蔓延, 成为全球最具毁灭性的疾病之一根据联合国艾滋病规划署和世界卫生组织的统计数字, 截至 2006 年底, 全球艾滋病病毒携带者人数已达到 3950 万 [4] 我国自 1985 年首次发现艾滋病感染病例以来, 艾滋病的流行呈快速上升趋势, 据联合国驻华机构公布的数据, 目前我国有艾滋病病毒感染者约 84 万人, 其中艾滋病人 8 万由于艾滋病毒在全世界以惊人的速度传播, 给人类带来巨大灾难, 为防止其在世界范围内肆虐, 国际社会做出了积极的努力目前已发现的人类免疫缺陷病毒根据其基因结构和致病性的不同, 主要分为 HIV-1 和 HIV-2 型 HIV-2 型病毒致病性较弱, 主要在西非地区流行, 而引起全世界范围内艾滋病流行的主要是 HIV-1 型病毒因此, 针对艾滋病毒的研究主要集中在 HIV-1 迄今为止, 世界各国特别是发达国家已投入了大量的资金及人力资源, 进行抗 HIV-1 的药物研究截至 2005 年 11 月, 共有 26 个抗 HIV 药物被美国食品药品管理局 (FDA) 批准投入市场, 主要分为进入宿主细胞抑制剂逆转录酶抑制剂和蛋白酶抑制剂三类这些药物虽然可以在一定程度上延缓病人病情的恶化, 但却并不能彻底清楚体内的病毒, 大部分病人一直生活在病毒低水平复制的状态中, 长期用药的患者体内的病毒容易通过基因突变而产生抗药性 [5-7], 而一旦停止用药, 患者体内的病毒又会很快恢复甚至超过用药前的水平 1996 年, 美国艾伦戴蒙德艾滋病研究中心的何大一教授首先发现了可抑制艾滋病病情的鸡尾酒疗法, 即高效抗逆转录病毒治疗 (HAART) 这一方法的应用, 大大提高了抗 HIV 的疗效, 其在控制病毒复制降低病毒载量阻止免疫缺陷症状恶化降低耐药毒株产生和改善了艾滋病患者的生存质量及预后等方面的优点已被公认 [8-11] 然而, 高效抗逆转录病毒治疗的价格昂贵, 药物副作用比较严重, 并且最终也会导致耐药性病毒的产生, 不能根治艾滋病 [12] 因此, 针对 HIV 的结构特点和生命周期, 研究开发出更加高效低毒的抗 HIV 药物依然是 - 1 -

9 一项紧迫的任务 [13-15] 1.2. HIV 的结构 HIV 在分类学上属于逆转录病毒科 (Retroviridae) 慢病毒属 (Lantivirus) 灵长类慢病毒群 (Primaitelentvirus Group) 它的潜伏期较长, 能引起持续性感染, 主要感染对象为免疫系统的细胞, 如巨噬细胞和 T 细胞, 而且在感染细胞的过程中会引起细胞病变效应, 如形成合胞体和细胞死亡 HIV 的基因组由两条相同的单链正股 RNA 组成, 每条含 9213 个碱基, 其前病毒基因组长 9749 个碱基, 由 5 LTR, gag, pro, pol, env, 3 LTR 组成,5 端有帽状结构,3 端有多聚腺苷酸 Poly(A) 序列其中,gag 基因编码衣壳蛋白, pol 基因编码切断结构蛋白的蛋白酶逆转录酶和整合酶等颗粒内酶,env 基因编码包装病毒颗粒的外膜糖蛋白除此以外,HIV-1 还具有 tat, rev, nef, vif, vpr, vpu 等调节基因, 其作用是在转录, 翻译, 装配等各个环节对病毒的生长和繁殖起调节作用图 1-1 HIV-1 病毒的基本结构根据 HIV 基因差异, 将其分为 HIV-1 型和 HIV-2 型, 两型间氨基酸序列的同源性为 40%~60%, 目前全球流行的主要是 HIV-1 成熟的 HIV-1 病毒颗粒成球形, 类似 20 面体结构, 直径约 110nm( 图 1-1) 病毒颗粒的外层囊膜系双层脂质蛋白膜, 其中嵌有 gp120 和 gp41, 分别组成刺突和跨膜蛋白, 是病毒感染 - 2 -

10 宿主细胞时与细胞膜结合和融合的部位囊膜内面为 P17 蛋白构成的衣壳, 其内有核心蛋白 p24 构成的病毒颗粒核心部分, 包含有病毒基因 (2 个单股链 RNA 拷贝 ) 逆转录反应引物(2 个源自宿主细胞引导 DNA 合成的 trna 分子 ) 核衣壳蛋白 NC(p7) 和 pol 基因产物 ( 逆转录酶蛋白酶整合酶 ) [16-17] 1.3. HIV 的生命周期图 1-2 HIV 的生命周期及成熟病毒的结构 HIV 的生命周期包括病毒的吸附与穿入脱壳逆转录整合基因表达装配出芽和成熟等过程其生命周期的第一步是病毒的包膜糖蛋白 gp120 与特异的宿主细胞表面受体 CD4 和其它辅助因子相互作用, 通过靶细胞的内吞作用和 gp41 的融化作用, 病毒与靶细胞的细胞膜融合进入细胞质的病毒于脱壳后, 利用自身携带的 DNA 多聚酶, 以病毒 RNA 作为模板合成一条互补的 DNA( 也称 cdna) 核糖核酸酶 H 切割分开 RNA-DNA 杂交体新合成的 DNA 再作为模板合 - 3 -

11 成另一条互补 DNA 即形成双链 DNA 双链 DNA 进入细胞核, 在整合酶的作用下整合入宿主细胞的染色体, 形成前病毒被整合的病毒 DNA 可潜伏数月, 甚至长年不复制, 这是艾滋病潜伏期长的原因被 HIV 感染的细胞在抗原的刺激或细胞因子的作用下, 病毒基因才会发生转录和表达首先是整合的前病毒转录生成剪接和未剪接的病毒 mrna, 分别表达病毒的结构蛋白和调节蛋白 Gap 和 Gap-Pol 蛋白的前体与病毒 RNA 一道在宿主细胞表面被装配进入新的病毒颗粒在通过宿主细胞膜出芽的时候, 病毒颗粒获得含有病毒表面 gp120 和 gp41 的细胞膜双脂质层在出芽过程中或出芽以后, 病毒的蛋白酶裂解 Gap 和 Gap-Pol 蛋白成为成熟的蛋白, 生成有传染性的毒粒至此, 病毒完成了一个完整的生命周期因为 HIV 的生命周期十分复杂, 整个过程受到了病毒自身和宿主细胞内的多种因素的影响, 因此, 阻断上述生命周期的任何一步都可以有效的控制 HIV 的复制, 为抗病毒药物的设计提供了依据和多种可能性 1.4. 抗 HIV 药物的研究进展虽然人类在与艾滋病的对抗中尚未真正取得胜利, 艾滋病患者还无法得到彻底治愈, 但医药研发力量无论是在对 HIV 病毒的研究上还是对新型抗艾滋病药物的开发上都获得了快速进展和突破事实上, 自 1987 年美国 FDA 批准齐多夫定 (AZT) 为首个抗艾滋病药物以来的不到 20 年间, 在全球范围内已经有 22 种抗 HIV 病毒药物和 6 种由这些药物组成的复方制剂被美国 FDA 批准用于用于艾滋病的治疗, 如表 1-1 所示表 1-1 至今 FDA 批准用于治疗 AIDS 的药物及生产厂商商品名称普通名称简称生产厂商批准日期 I 逆转录酶抑制剂 (Reverse Transcriptase Inhibitors,RTIs) 核苷类逆转录酶抑制剂 (Nucleoside Reverse Transcrip tase Inhibitors, NRTIs) Retrovir Zidovudine AZT GlaxoSmithKline 1987,3,19 Videx Didanosine ddi BristolMyers2Squibb 1991,10,9 Hivid Zalcitabine ddc Hoffmann-La Roche 1992,7,19 Zerit Stavudine d4t Bristol-Myers quibb 1994,7,24 Epivir Lamivudine 3TC GlaxoSmithKline 1995,11,17-4 -

12 Zaigen Abacavir ABC GlaxoSmithKline 1998,12,17 Viread Tenofovir TFV Gilead 2001,10.26 Emtriva Emtricitabine FTC Gilead 2003,7,2 非核苷类逆转录酶抑制剂 (Non-nucleoside Reverse Transcrip tase Inhibitor, NNRTIs) Viramune Nevirapine NVP Boeringher Ingelheim 1996,7,21 Rescriptor Delavirdine DLV Pfizer 1997,4,4 Sustiva Efavirenz EFV BristolMyers-Squibb 1998,9,17 II 蛋白酶抑制剂 (Protease Inhibitors,PIs) Invirase Saquinavirmesylate SQV Hoffmann-La Roche 1995,12,6 Norvir Ritonavir RTV Abbott Laboratories 1996,5,1 Crixivan Indinavir IDV Merck 1996,3,13 Viracept Nelfinavir NFV AgouronPharmaceuticals 1997,3,14 Agenerase Amprenavir APV GlaxoSmithKline 1999,4,15 Fortovase Saquinavir SQV Hoffmann-La Roche 1997,11,7 Lexiva Fosamprenavir FPV GlaxoSmithKline 2003,10,20 Reyataz Atazanavir ATV BristolMyers-Squibb 2003,7,20 Aptivus Tipranavir Boeringher Ingelheim 2005,6,22 Prezista Darunavir Johnson & Johnson 2006,6,23 III 病毒进入 / 融合抑制剂 (Entry/Fusion Inhibitors) Fuzeon Enfuvirtide T-20 Roche & Trimeris 2003,3,13 IV 复方制剂 (Combination) Combivir AZT+3TC BristolMyers-Squibb 1997,9,27 Trivizir Abacavir,AZT +3TC GlaxoSmithKline 2000,11,14 Kaletra Lopinavir/Ritonavir Abbott Laboratories 2000,9,15 Truvada Tenofovir/emtricitabine Gilead Sciences, Inc. 2004,8,2 Epzicom Abacavir/Lamivudine GlaxoSmithKline 2004,8,2 Atripla Efavirenz/ Emtricitabine/ BristolMyers-Squibb/ 2006,7,12 Tenofovir Gilead/ Merck - 5 -

13 根据作用机制, 这 22 种药物可分为 3 类第一类是抑制 HIV 逆转录酶活性的药物, 如 AZT 3TC ddc 等 ; 第二类是抑制病毒蛋白水解的蛋白酶抑制剂, 如 Ritonavir Indinavir Saquinavir 等 ; 第三类是阻止病毒进入靶细胞的 HIV 进入抑制剂除了 FDA 批准的这些药物, 针对病毒其他靶点的药物的研究也一直在进行中, 如 HIV 整合酶抑制剂等下面就对这些针对 HIV 生命周期中不同靶点的抗 AIDS 药物研究的最新进展做一个简单综述以 HIV 进入环节为靶的抑制剂 HIV 病毒进入机体后, 首先会寻找具有 CD4 受体的免疫细胞作为靶细胞结合, 然后在细胞内复制并适时释放该类药物就是通过干扰 HIV 和细胞之间的连接或融合从而阻止 HIV 进入靶细胞 HIV 与靶细胞融合主要由 gp120 和 gp41 介导 gp120 与靶细胞上的 CD4 分子和辅助受体 ( 趋化因子受体 CCR5 或 CXCR4 等 ) 先后结合, 导致 gp41 构型发生改变, 形成 6 股 α 螺旋束核心结构将病毒包膜与靶细胞拉近并发生融合, 完成病毒进入宿主细胞的感染过程从病毒融合机制的角度, HIV 进入抑制剂可分为三大类 ( 表 1-2), 一是干扰 gp120 与受体结合的 HIV 吸附抑制剂 (Attachment inhibitors), 二是 HIV 辅助受体拮抗剂 (Co-receptor antagonists), 三是阻止 gp41 核心结构形成的 HIV 融合抑制剂 ( Fusion inhibitors) 表 1-2 研究中的 HIV 进入抑制剂 (Entry Inhibitors) 药物靶点抑制剂 I 吸附抑制剂 Gp120 Soluble CD4, FP-21399, Pro-542,( CD4-IgG2 ), PR0-2000, BMS , BMS , Dextrin 2-sul- fate (D2S), Polyanionic compounds CD4 TNX-335, 3HP-β-LG II 辅助受体拮抗剂 CCR5 SCH-C, SCH-D, PR-140, TAK-779,TAK-220, GW /N4128/AK60,UK , NSC651016, MIP-Iα, MIP-Iβ, RANTES CXCR4 T-22, ALX40-4C, AMD-3100, AMD-070, SPC-3, SDF-1 III 融合抑制剂 - 6 -

14 NHR DP-178(T-20),T-1249,C34, D10-PX-2K, ADS-J1, NB-2, NB-64 CHR 5-Helix 病毒吸附 (gp120-cd4) 抑制剂 HIV 进入靶细胞的第 1 步是 HIV 通过 gp120 与受体 CD4 结合而吸附在靶细胞膜上因此, 干扰 gp120 与 CD4 结合, 即能通过阻止病毒吸附而抑制 HIV 的进入这些药物主要有 CD4 的类似物可溶性的 CD4 与毒素的共轭物,CD4 或 gp120 的特异的单克隆抗体, 和一些化学小分子据报道, 多种硫酸多糖, 如肝素硫酸葡聚糖 dextrin 22sulfate (D2S) 等, 以及多聚硫酸盐 (polysulphates) 多聚磺酸盐 (polysulphonates) 等多聚阴离子化合物, 在体外均有抑制 HIV-1 的复制作用 [18-19] 这一类药物的作用机制是通过其所带的负电荷, 封闭了 gp120 V3 环上的正电荷, 而这些正电荷能使 HIV 先与靶细胞上的硫酸类肝素结合, 从而非特异地粘附到细胞表面, 为 gp120 与 CD4 以及随后与 CCR5 或 CXCR4 等辅助受体的特异性结合创造条件 FP 是日本富士制药公司从化合物库中筛选出来的一种双偶氮类化合物 ( 见图 1-3.A), 能有效地切割 gp120 的 V3 环, 具有抑制 HIV 进入靶细胞的活性 [20] II 期临床试验表明, 该化合物能降低病毒载量, 升高 CD4+ T 细胞数目但该化合物分子量较大, 并含有具潜在致癌作用的偶氮基团, 临床应用将受到限制 BMS 是另外一种小分子病毒进入抑制剂 ( 见图 1-3.B), 由 Bristol-Myers Squibb 公司开发该化合物通过与 gp120 的 CD4 结合位点结合来阻止 gp120 与 CD4 的结合 [21] BMS 能在 nmol L -1 水平有效抑制 X4 R5 X4 /R5 型 HIV-1 实验室病毒株以及 B 亚型的 HIV 临床病毒株, 且选择指数高但该化合物对其它亚型的 HIV-1 临床病毒株抑制作用较弱, 对 HIV-2 以及 SIV 也没有抑制作用此外,BMS 也容易产生耐药性该公司目前正在对一个比 BMS 药学性能更好的类似物 BMS 进行临床开发 - 7 -

15 Na 3 S S 3 Na A N N H N N B Cl Cl NH HN N N NH HN Cl Cl Na 3 S S 3 Na 图 1-3 HIV 吸附抑制剂 A:BMS , B: FP 除上述提到的活性物质以外, 由蓝绿藻衍生而来的一个分子量为 11 ku 的蛋白质 cyanovirin2n, 也能与 gp120 特异性结合, 阻止 gp120 进一步与 CD4 的相互作用, 抑制 HIV 进入靶细胞 [22] 与前面提到的通过与 gp120 结合来阻止 HIV 进入靶细胞的机制不同, 有一种经 3- 羟邻苯二甲酸基脱水乙酐修饰的 β- 乳球蛋白 (3HP-β-LG) 能与 CD4 结合, 进而阻止 HIV gp120 与 CD4 分子结合, 抑制 HIV 进入靶细胞 [23] 3HP-β-LG 能抑制 HIV-1 HIV-2 SIV 等多种艾滋病毒株的复制, 比硫酸多糖有更好的抗 HIV 活性辅助受体抑制剂 CD4 与 gp120 结合后, 促使 gp120 发生构象变化, 使其暴露出隐藏的可以和辅助受体结合的 V3 环, 使 gp120 和辅助受体发生高效结合, 并为随后发生的病毒包膜与靶细胞膜的融合提供能量因此, 干扰辅助受体为抑制病毒的融合提供了又一个作用靶点 CXCR4 CCR5 等趋化因子受体是 G 蛋白偶联受体家族的成员, 具有 7 个跨膜区域由于 G 蛋白偶联受体是传统的药物靶点 [24],HIV 辅助受体拮抗剂类的 HIV 进入抑制剂的研究进展非常迅速 CXCR4 是感染 T 细胞的 HIV-1 病毒株 (T 嗜性或 X4 株 ) 的辅助受体,CCR5 是感染巨噬细胞的 HIV-1 病毒株 (M 嗜性或 X5 株 ) 的辅助受体巨噬细胞炎症蛋白 MIP-1α MIP-1β 和 RANTES 等趋化因子是 CCR5 的天然配体, 而基质衍生因子 ( SDF-1 ) IL-8 是 CXCR4 的天然配体辅助受体天然配基的存在是基于辅助受体的抗病毒药物发展的一个飞跃比较瞩目的是 RANTES 蛋白的修饰, RANTES 氨基末端修饰包括 AP-RANTES [25] 和 TNT-RANTES [26], 这些 RANTES 类似物在与受体结合后导致受体的内化从而减缓了受体到细胞表面的循环在这 - 8 -

16 些化学趋化因子中, MIP-1α 异构体 LD78β 是最具有抑制 HIV 感染潜力的化学趋化因子 [27] 作用于 CXCR4 的多肽类受体拮抗剂目前已有文献报道, 如 T22 及其衍生物 ALX40-4C 以及 SPC3 ( 衍生于 gp120 V3 环一段保守序列的多肽 ) 等, 其中以 T22 的研究最为深入 T22 是衍生于马靴蟹自防御肽的一个 18 个氨基酸的多肽 ( 图 1-4.A), 富含带正电荷的精氨酸和赖氨酸, 能与 CXCR4 胞外区第 1 和第 2 环表面带负电荷的残基结合, 而这些带负电荷的残基参与 CXCR4 和 gp120 的结合 [28] AMD3100 [29] 是一种 CXCR4 中性拮抗剂, 属于 Bicyclams 类化合物 ( 图 1-4.B), 能抑制中性配体 SDF-1 和 CXCR4 单克隆抗体 12G5 的结合, 在 100ng/ml 的浓度下即可彻底阻断 SDF-1 诱导的 Ca 2+ 在 SupTI 细胞内的流动 AMD3100 在 nmol L -1 水平即有抑制 HIV 感染的作用, 能特异性地抑制 HIV-1 X4 和 HIV-2 毒株的感染, 治疗指数大于 , 一度被人们看好为最有希望上市的 HIV 进入抑制剂但由于其溶解性很差, 人体试验无生物利用度, 而且临床研究发现高剂量的 AMD3100 有可能干扰心率, 因此 AMD3100 的研究在 2001 年 5 月终止了但对其类似物的研究却一直在进行, 将其分子中的一个大环用吡啶甲氨基取代, 就得到了具有相似活性的 AMD3465 [30] ( 图 1-4.C), 它既是 CXCR4 的拮抗剂, 也是 HIVX4 株的抑制剂 SCH-C [31] 是 Schering-Plough 公司开发的 CCR5 拮抗剂 ( 图 1-4.D), 该化合物能抑制多种亚型的 HIV 临床株, 口服生物利用度为 50% ~ 60%, 血清半衰期为 56 h, 表明该药物可每日 1 次口服给药该药物已完成 I 期临床试验, 疗效令人满意, 但高剂量时可导致 QT 波延长因此, 该公司开发了一个类似物 SCH-D, 其药效是 SCH-C 的 10 倍, 目前已进入 II/III 期临床试验武田制药公司研发了一个作用于 CCR5 的小分子化合物 TAK-779, 它是一种非肽类小分子化合物, 能通过插入 CXCR4 和 CCR5 复合受体外部分子表面附近的跨膜螺旋 1,2,3 和 7 形成的空穴而抑制病毒 Env 与 CCR5 的相互作用 [32] TAK-779( 图 1-4.E) 在 10nmol/L 的有效治疗浓度下不会诱导 CCR5 或受体调节信号的产生, 这曾使得 TAK-779 成为抗 HIV 感染治疗中的一种极具吸引力的候选药物, 但该化合物对心脏可能有毒性作用, 其临床研究已停止武田制药公司转而开发其类似物 TAK-220, 目前已在 II 期临床试验中 - 9 -

合併療法手冊.PDF

合併療法手冊.PDF 2002 9 1 2002 9 i-base Publications 2001 12 Introduction to Combination Therapy i-base Publications 2002 9 2 2002 9 HAART CD4 3 2002 9 HAART CD4 CD4 50 copies 500 copies 50 20 copies 4 2002 9 50 copies