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山東大學(xué)藥學(xué)院發(fā)現新一代高效抗耐藥性 HIV- 1 抑制劑

2017-06-28 來(lái)源:淡藍公益  標簽: 掌上醫生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:艾滋?。ˋIDS)是當今世界嚴重威脅人類(lèi)生命健康的傳染性疾病,其病原體為人免疫缺陷病毒(HIV),其中 HIV- 1 是致病的主要亞型。在 HIV- 1 的生命周期中,逆轉錄酶(reverse transcriptase,RT)攜帶病毒遺傳信息的單鏈 RNA 逆轉錄成雙鏈 DNA,是抗艾滋病藥物設計的關(guān)鍵靶標。

  其中,RT抑制劑主要包括核苷類(lèi)和非核苷類(lèi)逆轉錄酶抑制劑,而HIV-1非核苷類(lèi)抑制劑(non-nucleosidereversetranscriptaseinhibitors,NNRTIs)具有活性高、選擇性強、毒性低等諸多優(yōu)點(diǎn),是目前治療艾滋病高效抗逆轉錄病毒療法(俗稱(chēng)“雞尾酒療法”)的重要組成部分。但由于HIV-1病毒的高變異性,第一代NNRTIs對大量的耐藥株不敏感,包括L100A、Y181C和Y181C+K103N(臨床最嚴重的耐藥株之一)等。第二代NNRTIs對多種耐藥株具有很高的抑制活性,但較低的水溶性和較差的透膜性導致其生物利用度低、口服劑量加大,從而引起毒副作用和交叉耐藥等問(wèn)題。另外,隨著(zhù)依曲韋林(ETV)及利匹韋林(RPV)臨床的常規化應用,一些耐變異毒株也隨之出現,顯著(zhù)地降低了ETV及RPV的臨床療效。因此,通過(guò)合理的結構修飾得到高效、廣譜抗耐藥以及具有良好藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的NNRTIs是當前抗艾滋病藥物研究的重要領(lǐng)域之一。

  以最新一代抗艾滋病藥物依曲韋林為先導化合物,山東大學(xué)藥學(xué)院藥物化學(xué)研究所的劉新泳教授課題組與比利時(shí)Leuven大學(xué)醫學(xué)院微生物與免疫學(xué)研究所合作,發(fā)現了一類(lèi)對HIV-1野生株及多數臨床常見(jiàn)突變株均優(yōu)于上市藥物依曲韋林的噻吩并嘧啶類(lèi)化合物,但美中不足的是,代表性化合物K-5a2對臨床最常見(jiàn)的單突變株K103N以及雙突變株Y181C+K103N的活性仍有待改善。為進(jìn)一步提高對這兩種臨床最常見(jiàn)突變株的活性,該團隊以K-5a2為先導化合物,根據靶標三維空間的適配性要求,特別是蛋白溶劑界面柔性區域的結構特征,綜合運用基于靶標結構的合理藥物設計及抗耐藥性藥物設計策略(形成主鏈氫鍵、精準靶向保守型氨基酸等),依次對其右翼、中心雜環(huán)和左翼進(jìn)行了系統的結構修飾(圖1),以探討未知的化學(xué)空間,并完善該類(lèi)抑制劑的構效關(guān)系;采用多樣性導向的結構修飾,可克服柔性靶標與配體精準結合模式的不可預知性;設計合成了多系列噻吩并嘧啶類(lèi)HIV-1NNRTIs并進(jìn)行了細胞及靶點(diǎn)水平的生物活性測試以及早期成藥性評價(jià),最終發(fā)現多個(gè)對HIV-1野生株及臨床常見(jiàn)的嚴重耐藥株均有納摩爾水平抑制活性的化合物。

  化合物25a(DK5-1)具有抑制HIV-1野生株和多種臨床常見(jiàn)突變株的活性,較先導化合物K-5a2和依曲韋林均有大幅度提高。其中,抑制臨床最常見(jiàn)的突變株K103N的活性(EC50=0.908nM)是K-5a2的3倍;尤其是抑制臨床嚴重的雙突變株RES056(EC50=5.50nM)的活性是K-5a2的6倍、依曲韋林的3倍。對單突變株L100I、Y181C、Y188L和E138K,25a的EC50值均小于5.5nM,遠優(yōu)于上市藥物依曲韋林。初步的藥代動(dòng)力學(xué)試驗顯示25a在大鼠體內達峰時(shí)間為1.7小時(shí),半衰期為3.93小時(shí),并顯示出良好的口服生物利用度(F=16.19%)。小鼠急性毒性試驗表明,其LD50>2000mg/kg,心臟毒性試驗結果顯示其抑制hERG鉀離子通道的作用較低。目前正在對25a進(jìn)行后續的成藥性和臨床前評價(jià)。

  另外,本文作者還通過(guò)分子模擬分析了該類(lèi)化合物的作用模式及抗耐藥性機理。作者指出,除了DAPY類(lèi)化合物經(jīng)典的作用力之外,25a的右翼磺酰胺基團可與蛋白溶劑界面的Lys104和Val106的主鏈之間形成關(guān)鍵氫鍵作用,左翼新引入的氰基乙烯基基團指向由高度保守氨基酸Phe227和Trp229組成的狹長(cháng)通道,并與之形成緊密的疏水作用,這也是25a能對多數耐藥株保持高效抑制活性的主要原因。該研究的一些啟示對其他易突變型或配體結合位點(diǎn)高度柔性靶標的藥物設計具有普遍的參考價(jià)值(圖1)。

  上述研究?jì)热菀言诰€(xiàn)發(fā)表于美國化學(xué)會(huì )藥物化學(xué)領(lǐng)域權威期刊JournalofMedicinalChemistry上,第一作者為山東大學(xué)藥學(xué)院的康東偉博士,山東大學(xué)藥學(xué)院的劉新泳教授、展鵬副教授及比利時(shí)魯汶大學(xué)的ChristophePannecouque教授為本論文的共同通訊作者?;衔锏乃幋鷦?dòng)力學(xué)實(shí)驗由山東大學(xué)第二附屬醫院的方增軍協(xié)助完成。目前,該成果已申請中國發(fā)明專(zhuān)利與國際專(zhuān)利,有多家制藥公司對該類(lèi)抗艾滋病候選藥物表現出濃厚的開(kāi)發(fā)興趣。

  該研究工作得到了多項科技部、國家自然科學(xué)基金委國際合作重點(diǎn)項目及面上項目以及山東省重點(diǎn)研發(fā)計劃(重大關(guān)鍵技術(shù))等項目的資助。

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