抗乙型肝炎病毒非核苷類(lèi)藥物的研究進(jìn)展
李冰 于洪灝 郭斌
【關(guān)鍵詞】 抗乙型肝炎病毒非核苷類(lèi)藥物
乙型病毒性肝炎是由乙型肝炎病毒(Hepatitis B virus,HBV)感染引起的一種常見(jiàn)的世界性傳染疾病。HBV一直嚴(yán)重危害人類(lèi)健康,至今仍是世界性的醫(yī)學(xué)難題。全世界大約有20億乙型肝炎病毒(Hepatitis B virus,HBV)感染者,每年由于HBV感染而死亡的人數(shù)達(dá)100萬(wàn)[1]。目前,臨床上應(yīng)用的干擾素和核苷類(lèi)抗HBV藥物雖然在治療乙肝病毒的過(guò)程中取得了一定的療效,但免疫調(diào)節(jié)劑的低應(yīng)答率和核苷類(lèi)似藥物耐藥性病毒株的出現(xiàn)以及停藥反彈等因素使其應(yīng)用受到了限制。非核苷類(lèi)化合物種類(lèi)繁多,結(jié)構(gòu)不一[2],抗HBV的作用機(jī)制不同于核苷類(lèi)藥物,且有許多具有較好的抗HBV活性。因此近年來(lái),非核苷類(lèi)抗HBV藥物的研究已引起廣泛關(guān)注,本文對(duì)它們的最新研究進(jìn)展作一簡(jiǎn)單綜述。
1 焦磷酸類(lèi)似物
膦甲酸鈉是最常用的焦磷酸類(lèi)似物。它是特異性DNA聚合酶的非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑,對(duì)人類(lèi)巨細(xì)胞病毒、單純皰疹病毒、EB病毒等均有抑制作用。膦甲酸鈉能直接作用于核酸聚合酶的焦磷酸結(jié)合部位,抑制病毒特異DNA多聚酶和逆轉(zhuǎn)錄酶。有研究者給21例乙肝患者注射國(guó)產(chǎn)膦甲酸鈉,每天4.8 g,分兩次(每次間隔6 h)靜滴,注射前后同步檢測(cè)HBV復(fù)制指標(biāo)。治療結(jié)束后HBeAg和HBV-DNA轉(zhuǎn)陰率分別為35.2%和33.3%[3]。
2 γ-聯(lián)苯雙酯
γ-聯(lián)苯雙酯(γ-DDB,4,4’-二甲氧基-5,6,5’,6’-雙亞甲二氧基-2,2’-二羧酸甲酯聯(lián)苯)為我國(guó)首創(chuàng)治療慢性肝炎的藥物。盡管該化合物有口服吸收率低的缺點(diǎn),但活性很好。γ-聯(lián)苯雙酯具有肝臟保護(hù)作用,能使肝臟免受四氯化碳,D-半乳糖氨引起的肝損傷,降低血清GPT(谷氨酸丙酮酸轉(zhuǎn)氨酶)和GOT(谷氨酸草酰乙酸轉(zhuǎn)氨酶),增強(qiáng)肝臟解毒功能。初步試驗(yàn)表明[4],單酯化合物較雙酯化合物活性更強(qiáng)。
3 苯丙氨衍生物
文獻(xiàn)報(bào)道苯丙氨衍生物(E)-N-(1-溴-1-(2-甲氧苯基)-3-氧代-3-(哌啶-1-基)丙-1-烯-2-基)-4-硝基。
苯甲酰胺(EC50=2.4 μmol·L-1)對(duì)原生型和耐拉米夫定的HBV變種有較好的抑制作用。推斷其通過(guò)抑制帶有病毒殼體蛋白信息的RNA合成而發(fā)揮抗HBV作用[5]。
4 2,5-吡啶羧酸衍生物
Lee[6]等在非核苷類(lèi)HIV逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑的研究基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了一類(lèi)新型HBV逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑,其中2,5-吡啶羧酸衍生物N-(1-羥基-2-甲基丙基-2-基)-6-(4-(3-(異丁基氨基)吡啶-2-基)哌嗪-1-羧基)煙酰胺(IC50<0.01 μmol·L-1,CC50>100 μmol·L-1)的活性和選擇性均優(yōu)于核苷類(lèi)似物。
5 1, 3, 4-噁二唑類(lèi)化合物
早期研究表明,1, 3, 4-噁二唑類(lèi)化合物具有抗RNA病毒的活性,可通過(guò)結(jié)合在微小核糖核酸病毒表面的疏水口袋上來(lái)抑制病毒附著到細(xì)胞上,并且抑制病毒的脫殼過(guò)程。之后,Tan等[7]合成了一系列此類(lèi)化合物,并對(duì)其抗HBV活性和毒性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。發(fā)現(xiàn)化合物2-(2-(4-苯基哌嗪-1-基)乙基硫代)-5-(1-(苯磺酰基)丙基)-1,3,4-噁二唑(EC50=1.63 μmol·L-1,CC50>40 μmol·L-1)具有良好的抗HBV活性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在病毒的增殖過(guò)程中該化合物并未改變病毒的轉(zhuǎn)錄,而細(xì)胞內(nèi)病毒粒子卻顯著減少,推斷其抗HBV活性可能作用于病毒轉(zhuǎn)錄后的某個(gè)過(guò)程。
6 苯并咪唑類(lèi)化合物
Li等篩選出化合物2-(2-(1-(4-硝基苯磺酰基)-1H-[d]苯并咪-2-基)乙基)-2H-茚-1,3-二酮[8](IC50=14.2 μmol·L-1,CC50=200 μmol·L-1)和化合物N-(2-氨基-1-(異丙磺酰基)-1H-[d]苯并脒-6-基)-3-(三氟甲基)苯磺酰胺[9](IC50= 4 μmol·L-1,SI=27)均具有一定的抗HBV活性,分別以它們?yōu)橄葘?dǎo)化合物,合成了一系列具有苯并咪唑結(jié)構(gòu)的化合物,并進(jìn)行了抗HBV活性和毒性評(píng)價(jià),在其中尋找到了一些活性更好且毒性更小的化合物,它們的結(jié)構(gòu)與已知抗HBV化合物的結(jié)構(gòu)差異很大,其具體作用機(jī)制的研究還在進(jìn)行中。
7 5-羥基-1H-吲哚-3-羧酸乙酯類(lèi)化合物
研究表明,5-羥基-1H-吲哚-3-羧酸乙酯類(lèi)化合物具有抗病毒作用,此外還可以提高免疫力。Zhao等[10]以Arbidol為先導(dǎo)化合物,合成了一系列此類(lèi)化合物,并以HBV感染的HepG2.2.15細(xì)胞株對(duì)它們的抗HBV活性和毒性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。發(fā)現(xiàn)化合物5-羥基-1-甲基-2-((2-甲基呋喃-3-磺酰基)甲基)-4-(吡咯烷-1-甲基)-1H-吲哚-3-羧酸乙酯(IC50=1.52 mg·L-1,TC50=14.26 mg·L-1,SI=9.38)具有很好的抗HBV活性和治療指數(shù),其活性是拉米夫定(IC50=228 mg·L-1,TC50=1 600.00 mg·L-1,SI=7.02)的150倍,化合物4-((1H-1-咪唑基)甲基)-1-環(huán)丙基-5-羥基-2-(對(duì)甲苯磺酰甲基)-1H-吲哚-3-羧酸乙酯(IC50=15.41 mg·L-1,TC50=106.83 mg·L-1,SI=6.93)和化合物5-羥基-2-((3-甲氧苯磺酰基)甲基)-1-甲基-4-(吡咯烷-1-甲基)-1H-吲哚-3-羧酸乙酯(IC50=2.00 mg·L-1,TC50=17.7 mg·L-1,SI=8.85)同樣具有良好的抗HBV活性和治療指數(shù)。通過(guò)構(gòu)效關(guān)系分析表明:(1) 4位引入的曼尼希堿性基團(tuán)對(duì)化合物的生物活性有重要影響,特別是雜環(huán)基團(tuán)比如吡咯烷基,咪唑基可以提高化合物的活性;(2)磺酰基相對(duì)于亞磺酰基更能提高化合物的活性,且對(duì)化合物的毒性影響不大;(3)2位不同芳基對(duì)化合物的抗病毒活性影響不大;(4) 6位上的溴可能不是保持化合物抗HBV活性必需的藥效團(tuán)。
8 6-羥基-喹啉-3-羧酸乙酯類(lèi)化合物
Liu[11]等在5-羥基-1H-吲哚-3-羧酸乙酯類(lèi)化合物的基礎(chǔ)上合成了該系列化合物。通過(guò)抗HBV活性和毒性評(píng)價(jià),結(jié)果顯示它們比吲哚環(huán)衍生物具有更好的抗HBV活性。體外研究表明該系列的大多數(shù)化合物都具有潛在的抗HBV活性,其中化合物5-((1H-咪唑-1-基)甲基)-2-((3,4-二氟苯磺酰基)甲基)-6-羥基-7-甲氧基喹啉-3-羧酸乙酯(TC50=160.3 μM,IC50=4.7 μM,SI=34.1)的活性最突出,能抑制HBV-DNA的復(fù)制,是拉米夫定的66倍(TC50=2213.8 μM,IC50=311.2 μM,SI=7.1)。構(gòu)效關(guān)系分析表明:(1) 2位苯環(huán)上不同的取代基對(duì)化合物的生物活性可能有重要影響。氟取代基可使化合物活性提高,而吡啶基則使其抗HBV的活性徹底消失。(2) 5位引入不同的曼尼希堿性基團(tuán)對(duì)化合物的抗HBV活性有顯著影響。 (3)X位的硫變?yōu)閬喕酋;鶗r(shí)對(duì)化合物的活性和毒性影響均不大。因此進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)改造應(yīng)側(cè)重于喹啉環(huán)5位和2位苯環(huán),一些氮雜環(huán)如吡咯、咪唑等可被引入到喹啉環(huán)5位;2位苯環(huán)上可引入不同的鹵素或S-雜芳環(huán)。
9 雜芳環(huán)取代的二氫嘧啶類(lèi)化合物
雜芳環(huán)取代的二氫嘧啶類(lèi)(HAP)化合物以2003年Deres等報(bào)道的Bay41-4109、Bay39-5493為代表[12]。研究表明,該類(lèi)化合物具有立體選擇性,僅R型對(duì)映異構(gòu)體有活性。其作用機(jī)制是通過(guò)阻止正常核衣殼的形成起到抑制HBV的復(fù)制,并且該抑制作用也有HBV種屬特異性。對(duì)其作用機(jī)制深入研究發(fā)現(xiàn),HAP并不影響核心蛋白二聚體的形成,而可能是與核心蛋白的113~143位氨基酸殘基作用,改變核衣殼二聚體之間的夾角,形成脆弱的腫脹核衣殼,加速核心蛋白的降解。其中Bay41-4109,化學(xué)名為(R)-4-(2-氯-4-氟苯基)-2-(3,5-二氟-2-吡啶基)-6-甲基-1-二氫嘧啶-5-酸甲酯)為一個(gè)高度有效的非核苷類(lèi)乙肝病毒抑制劑,口服吸收迅速,藥代動(dòng)力學(xué)和毒理學(xué)參數(shù)良好,高度特異性的抗病毒作用。目前有研究報(bào)道[13]Bay41-4109作為一種新型抗HBV化合物可能會(huì)誘發(fā)鼠的肝毒性。
10 4-芳基-6-氯-2-喹啉酮類(lèi)似物
早期研究表明4-芳基-2-喹啉酮類(lèi)為乙酰輔酶A和膽固醇酰基轉(zhuǎn)移酶抑制劑,能介導(dǎo)鈣激活鉀通道的開(kāi)放。Cheng[2]3787-3789等篩選得到化合物6-氯-4苯基喹啉-2(1H)-酮(IC50=0.458 mM,SI=2.6)并以6-氯-4苯基喹啉-2(1H)-酮為先導(dǎo)化合物合成了一系列4-芳基-6-氯-2-喹啉酮類(lèi)似物,并對(duì)其抗HBV活性和毒性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。在其中尋找到了活性更好且毒性更小的化合物6-氯-4-(2-氟苯基)-3-(2-羥乙基)喹啉-2(1H)-酮和6-氯-4-(2-氯苯基)-3-(2-羥乙基)喹啉-2(1H)-酮,并且有望成為新型非核苷類(lèi)抗HBV藥物。
11 天然抗HBV單一有效成分
11.1 賽菊芋黃素及其類(lèi)似物
賽菊芋黃素為一芳基萘木聚糖內(nèi)酯,是從臺(tái)灣柳杉中提取的抑制病毒復(fù)制的天然活性成分。其不僅抑制HBV-DNA(EC50=0.08 μmol·L-1)的復(fù)制,還可降低HBV感染的細(xì)胞中mRNA (EC50=0.09 μmol·L-1)和蛋白質(zhì)的含量。Cheng等對(duì)其進(jìn)行衍生化研究,得對(duì)野生型及耐拉米夫定的HBV同樣有抑制作用的化合物(5-[d]苯并[1,3]二氧戊烷基)-[d][1,3]二氧戊環(huán)并[f]苯并(2,3-二氫)異吲哚-1-酮。此外,Yeo等合成了一系列此類(lèi)化合物,發(fā)現(xiàn)它們具有抗HBV,HCV和HIV活性,其中化合物(5-[d]苯并[1,3]二氧戊烷基)-[d][1,3]二氧戊環(huán)并[g]苯并(2,3-二氫)酞嗪-1,4-二酮(EC50=0.03 μmol·L-1,IC50=0.08 μmol·L-1,SI>100),表現(xiàn)出強(qiáng)大的抗HBV活性,可抑制HBV-RNA和蛋白的表達(dá),并且對(duì)野生型及耐拉米夫定的HBV同樣具有抑制作用[14]。研究顯示[15],該化合物進(jìn)入體內(nèi)后依次阻斷病毒RNA、蛋白、DNA的表達(dá)。其抗HBV作用機(jī)制:通過(guò)降低結(jié)合在前核心/核心增強(qiáng)子II區(qū)的肝細(xì)胞核因子4(HNF-4)、肝細(xì)胞核因子3(HNF-3)和胎蛋白因子,抑制HBV啟動(dòng)子的活性及HBV陽(yáng)性細(xì)胞中HNF-4及HNF-3的表達(dá),但對(duì)陰性細(xì)胞無(wú)作用。因此,其是通過(guò)下調(diào)逆轉(zhuǎn)錄因子抑制HBV復(fù)制,從而降低HBV啟動(dòng)子活性和阻止病毒基因的表達(dá)和復(fù)制。該作用機(jī)制很獨(dú)特,有別于其他抗乙肝病毒的化合物。
11.2 青蒿素酯
Romero等[15]用HepG2.2.2.15細(xì)胞株對(duì)大量高純度中藥單一有效成分進(jìn)行了抗HBV活性評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn):青蒿素酯(CC50=20 μmol·L-1,HBsAgIC50=2.3 μmol·L-1,HBV-DNAIC50=0.5 μmol·L-1,TI=40)與拉米夫定(CC50>100 μmol·L-1,HBsAgIC50=0.2 μmol·L-1,HBV-DNAIC50=0.3 μmol·L-1,TI>500)相比抗HBV活性較弱,但兩者聯(lián)合使用時(shí),呈現(xiàn)協(xié)同作用,同時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)引起新的毒性,而且青蒿素酯可在不影響宿主細(xì)胞增殖的情況下強(qiáng)烈抑制HBV。
11.3 苦參素
苦參素為豆科植物苦參根提取的有效成份,98%為氧化苦參堿。苦參素有抑制膠原纖維增生的抗纖維化作用,能保護(hù)肝細(xì)胞,降低ALT、LN、HA水平。臨床應(yīng)用苦參堿注射液治療慢性乙型肝炎。結(jié)果顯示,兩個(gè)月后患者體征、肝功能明顯改善,HBeAg陰轉(zhuǎn)率可達(dá)51%,且復(fù)發(fā)率較低[16]。
11.4 4-甲基-7-羥基香豆素衍生物
Chen等[17]在篩選抗HIV藥物時(shí),以4-甲基-7-羥基香豆素為先導(dǎo)物合成了12個(gè)4-甲基-7-硫基香豆素類(lèi)似物,并以HBV感染的HepG2.2.15細(xì)胞株對(duì)它們的抗HBV活性和毒性進(jìn)行評(píng)價(jià)。其中,10個(gè)化合物表現(xiàn)出良好的抗HBV活性,而化合物4-甲基-7-(3-甲基丁基-2-烯硫基)-2H-香豆素-2-酮(IC50=0.01 μmol·L-1)和7-(6-氯-1-N-氧吡啶基-2-硫基)-4-甲基--2H-香豆素-2-酮(IC50=0.01 μmol·L-1)是拉米夫定的16 倍。目前此類(lèi)化合物的作用機(jī)制尚在進(jìn)一步研究中。
11.5 澤瀉醇A衍生物
Zhang等[18]合成一系列澤瀉醇A衍生物,并對(duì)其抗HBV的活性進(jìn)行了體外評(píng)價(jià)。研究表明,對(duì)澤瀉醇A的母核結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單修飾即可得到一些對(duì)乙肝病毒有潛在抑制作用的重要衍生物。其中將澤瀉醇A11,23,24位的羥基乙酯化、13,17位雙鍵環(huán)氧化、25位羥基脫水后得到的化合物活性最突出(HBsAgIC50=0.024 mM,HBeAgIC50=0.028 mM,HBsAgSI>108,HBeAgSI>93)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于拉米夫定(HBsAgIC50=12 mM,HBeAgIC50=26 mM),可作為一種新型乙肝病毒抑制劑對(duì)其作進(jìn)一步研究。構(gòu)效關(guān)系分析發(fā)現(xiàn):(a)11,23,24位羥基酰化可降低此類(lèi)化合物的毒性;(b)在C-13(17)的環(huán)氧基對(duì)化合物的毒性有重要影響,使毒性相對(duì)降低;(c)進(jìn)一步結(jié)構(gòu)優(yōu)化位置在澤瀉醇A的C-25羥基;(d)C-3位羰基對(duì)化合物的生物活性影響不大。
11.6 丹參中原兒茶醛[19]
原兒茶醛(Protocatechuic aldehyde,PA)是從中草藥丹參中得到的一種成分。其不僅可抑制HBV-DNA(IC50=4.17±1.70 ) μg·mL-1的復(fù)制,還能抑制HBV抗原〔HBsAgEC50=(3.94±1.52)μg·mL-1 HBeAgEC50=(2.46±0.38)μg·mL-1〕的表達(dá)。因此,PA至少有兩個(gè)作用靶點(diǎn),其具體的作用機(jī)制還有待進(jìn)一步確證。
11.7 黃酮類(lèi)化合物漢黃芩素
漢黃芩素(Wogonin)是從中國(guó)傳統(tǒng)中藥黃芩根中分離出的一種成分。最初的藥理研究主要集中在漢黃芩素的抗炎、抗腫瘤活性上。Guo[20]等重點(diǎn)研究了漢黃芩素在體外和體內(nèi)的抗HBV活性,發(fā)現(xiàn)其顯著抑制鴨乙型肝炎病毒(DHBV)DNA聚合酶(IC50=0.57 μg·mL-1)的活性。經(jīng)HepG2.2.15細(xì)胞株檢測(cè),漢黃芩素能有效抑制HBV抗原的分泌(HBsAgIC50=4 μg·mL-1,HBeAgIC50=4 μg·mL-1)及HBV-DNA(ED50=5 mg·kg-1)的復(fù)制。
12 結(jié)語(yǔ)
免疫調(diào)節(jié)劑的副作用和核苷類(lèi)似物耐藥性病毒株的出現(xiàn),使慢性乙型肝炎的臨床治療急需作用機(jī)制新穎的抗HBV藥物。抗HBV非核苷類(lèi)藥物的研究開(kāi)辟了抗乙型肝炎藥物研究的新領(lǐng)域、新思路,拓寬了聯(lián)合用藥的選擇范圍,為征服慢性乙型肝炎帶來(lái)了新的希望。