抗艾滋病藥物的研究進(jìn)展

關(guān)于抗艾滋病藥物的研究進(jìn)展第一頁，共七十三頁，2022年，8月28日AIDS的蔓延1981年報道首例AIDS以來，全世界累積HIV感染者7000萬人，2000多萬人死于AIDS。2002年WHO統(tǒng)計，全世界HIV攜帶者和患者的總?cè)藬?shù)為4200萬。2003年新感染HIV的人數(shù)500萬，95%來自發(fā)展中國家。死于AIDS的人數(shù)為330萬。每年新感染人數(shù)呈指數(shù)上升趨勢。第二頁，共七十三頁，2022年，8月28日1985年中國發(fā)現(xiàn)首例AIDS病人。1995年每年感染HIV急劇增加，現(xiàn)有100多萬人感染上HIV。10%的感染人群進(jìn)入發(fā)病期。中國HIV感染人數(shù)排在世界第十四位，每年增加人數(shù)排世界第一位。中國AIDS的概況第三頁，共七十三頁，2022年，8月28日AIDS的治療1995年中國AIDS病人，每人每年的平衡藥費(fèi)約為8萬元。2002年國內(nèi)病人，每人每年的平均藥費(fèi)約3萬元。2002年國家藥監(jiān)局批準(zhǔn)仿制生產(chǎn)4種國外抗HIV藥物，即齊多夫定（Zidovudine）、去羥肌苷（Didanosine）、司他夫定（Stavudine）和奈韋拉平（Nevirapine）。國產(chǎn)化藥物可使病人用藥費(fèi)用降至每年約3000~5000元。研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的藥物是一個十分迫切和重要的課題。第四頁，共七十三頁，2022年，8月28日HIV病毒的結(jié)構(gòu)和復(fù)制1983年Dr.LucMontagnier等人首先發(fā)現(xiàn)AIDS的病因—HIV(Humanimmunodeficiencyvirus)。1984年Dr.RobertGallo研究小組證實(shí)了的Dr.Montagnier研究成果。HIV是RNA病毒，分為HIV-1，HIV-2兩種。

2個單鏈RNA

表面為雙脂膜

酶（RT，pH，Ig）

結(jié)構(gòu)蛋白（p24，p17，p7）

糖蛋白gp120，gp41第五頁，共七十三頁，2022年，8月28日第六頁，共七十三頁，2022年，8月28日HIV體外不能繁殖，借助人體細(xì)胞復(fù)制再生。

HIV在血液中的半衰期小于6h，但進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)每天產(chǎn)生約1010病毒顆粒，每年大約可繁殖140代。第七頁，共七十三頁，2022年，8月28日HIV復(fù)制過程大致可分為七個步驟：病毒進(jìn)攻細(xì)胞（Binding）：病毒表面糖蛋白gp120、gp41與CD4受體結(jié)合融合（Fusing）：病毒表面糖蛋白構(gòu)象變化后與細(xì)胞膜進(jìn)行融合。逆轉(zhuǎn)錄（Reversetranscription）：進(jìn)入細(xì)胞的單鏈病毒RNA在HIV-RT作用下合成雙鏈病毒DNA。第八頁，共七十三頁，2022年，8月28日整合（Integration）：雙鏈病毒DNA在整合酶作用下進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)。轉(zhuǎn)錄（Transcription）：病毒DNA借助細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄大量病毒RNA。轉(zhuǎn)譯（Translation）：病毒RNA合成長鏈蛋白。組合并溢出(Assembly&Budding)：病毒RNA、酶、結(jié)構(gòu)蛋白在細(xì)胞內(nèi)組合成大量新病毒，溢出細(xì)胞，進(jìn)攻其他細(xì)胞。第九頁，共七十三頁，2022年，8月28日基于HIV復(fù)制過程，藥物化學(xué)家采用不同策略阻斷病毒復(fù)制。已有17種抗HIV的化學(xué)藥(20種劑型)被FDA批準(zhǔn)。按作用機(jī)制分為四類：

A：核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑（NRTIS）

B：非核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑（NNRTIS）

C：蛋白水解抑制劑（PIS）

D：融合抑制劑（FIS）抗AIDS藥物第十頁，共七十三頁，2022年，8月28日臨床治療AIDS的藥物名稱批準(zhǔn)日期公司NRTIS齊多夫定(Zidovudine,AZT)1987.3GlaxoSmithKline去羥肌苷(Didanosine,ddI)1991.10BristolMyersSquibb扎西他賓(Zaicitabine,ddC)1992.6Roche司他夫定(Stavudine,d4T)1994.6BristolMyersSquibb拉米夫定(Lamivudine,3TC)1995.11GlaxoSmithKline雙汰芝(AZT+3TC)1997.9GlaxoSmithKline阿巴卡偉(Abacavir,ABC)1998.12GlaxoSmithKline三協(xié)維(AZT+3TC+ABC)2000.11GlaxoSmithKline替諾福韋(Tenofovir)2001.10GlaxoSmithKline第十一頁，共七十三頁，2022年，8月28日NNRTIS奈韋拉平(Nevirapine)1996.6BoehringRoxane地拉韋啶(Delavirdine)1997.4Pharmacia依非韋倫(Efavirenz)1998.9BristolMeyersSquibb/DupontPIS沙奎那韋(硬膠囊)1995.12Roche茚地那韋(Indinavir)1996.3Merck利托那韋(Ritonavir)1996.3Abbott沙奎那韋(軟膠囊)1997.7Roche奈非那韋(Nelfinavir)1993.3Rfizer,Roche安普那韋(Amprenavir)1999.4GlaxoSmithKline洛匹那韋2000.9AbbotFIST202003.3Trimeris第十二頁，共七十三頁，2022年，8月28日NRTIS結(jié)構(gòu)第十三頁，共七十三頁，2022年，8月28日NNRTIS結(jié)構(gòu)第十四頁，共七十三頁，2022年，8月28日PIS結(jié)構(gòu)第十五頁，共七十三頁，2022年，8月28日第十六頁，共七十三頁，2022年，8月28日CombinationTherapy

主要問題：抗藥性

組合療法(雞尾酒療法)—三種藥物，占總處方的76.8%。

1PI+2NRTI+0NNRTI37%0PI+2NRTI+1NNRTI32.4%0PI+3NRTI+0NNRTI7.4%2PI+2NRTI+0NNRTI6.8%0PI+2NRTI+0NNRTI3.3%

其他13.3%第十七頁，共七十三頁，2022年，8月28日組合療法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：★療效明顯優(yōu)于單方藥

★延緩藥物抗藥性的產(chǎn)生缺點(diǎn)：★劑量大，品種多，藥物自身及之間的毒副

作用使病人難以忍受

★服藥次數(shù)頻繁，病人難以堅持

★藥品價格昂貴，病人難以承受第十八頁，共七十三頁，2022年，8月28日抗AIDS藥物研究進(jìn)展重要靶點(diǎn)：HIV-RT，HIV-P現(xiàn)有藥物：7個NRTIS，3個NNRTIS，6個PIS設(shè)計：基于酶的三維結(jié)構(gòu)、生理功能和藥物作用的活性部位。FDA對現(xiàn)有類型藥物的評價指標(biāo)：

①活性更高、毒性更低；②對耐藥性的病毒有很強(qiáng)的抑制作用；③很好的藥代性質(zhì)，如較長的作用時間，服用方便等。第十九頁，共七十三頁，2022年，8月28日NRTIS的研究進(jìn)展

NRTIS的作用機(jī)理第二十頁，共七十三頁，2022年，8月28日第二十一頁，共七十三頁，2022年，8月28日NRTIS的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分子中含有堿基和類似五元環(huán)糖的結(jié)構(gòu)五元糖環(huán)沒有3’

-位羥基在糖環(huán)單元有不同的雜原子被引入也有開環(huán)的糖的類似物構(gòu)型與天然核苷相同，只有3TC與天然核苷構(gòu)型相反，為左旋體，它比右旋體毒性更低，活性更強(qiáng)，能抑制HIV-1、HIV-2，HBV。第二十二頁，共七十三頁，2022年，8月28日第二代NRTISTenofovir（替諾福韋）為單磷酸核苷類藥物，越過了體內(nèi)單磷酸化(體內(nèi)活化最困難步驟)。前藥形式：將磷酸核苷做成某種前藥形式，以提高體內(nèi)的吸收，是提高藥物生物利用度的一種有效形式。第二十三頁，共七十三頁，2022年，8月28日較成功例子：第二十四頁，共七十三頁，2022年，8月28日第二十五頁，共七十三頁，2022年，8月28日前藥單磷酸核苷(NRTI-P)NRTI-3P化合物（A）(Tenofovirdisproxil)已完成Ⅲ期臨床試驗，2002年在歐美已完成了新藥和銷售申請。代謝前藥代謝①細(xì)胞②代謝第二十六頁，共七十三頁，2022年，8月28日化合物（B）正在抗HBVⅢ期臨床后期試驗。（A）和（B）均為口服前藥。第二十七頁，共七十三頁，2022年，8月28日化合物（C）是ddA前藥，它對HIV的活性要比母體ddA強(qiáng)1000倍。第二十八頁，共七十三頁，2022年，8月28日化合物（D）是d4T單磷酯化后的一種前藥形式，它的活性比母體化合物d4T強(qiáng)約100倍。第二十九頁，共七十三頁，2022年，8月28日FTC是一個新的NRTI，已完成了抗HIVⅢ期臨床，2002年秋已向FDA申請新藥，同時它作為抗HBV藥物處Ⅱ期臨床試驗。第三十頁，共七十三頁，2022年，8月28日FTC是3TC的一個衍生物，對HIV、HBV有很強(qiáng)的抑制作用，它與許多抗HIV藥物有很好的協(xié)同作用，可與另一個核苷類藥物、蛋白酶抑制劑、非核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑聯(lián)合使用。FTC的安全性和有效性比同類藥物更好。FTC對3TC產(chǎn)生的變異病毒沒有抑制作用。第三十一頁，共七十三頁，2022年，8月28日SPD754

已進(jìn)入Ⅰ期臨床試驗，是3TC的同分異構(gòu)體。對變異病毒菌株(如AZT，3TC和PIS等引起的）均有很強(qiáng)的抑制作用，而它并不產(chǎn)生抗藥性。FTC

和SPD754在體內(nèi)作用時間長，每天只需服藥一次。第三十二頁，共七十三頁，2022年，8月28日DAPP和F-ddA正處在Ⅱ期臨床，它可抑制由AZT和3TC引起的變異HIV菌株的復(fù)制。DAPP單獨(dú)或聯(lián)合使用都表現(xiàn)出很好療效，強(qiáng)于d4T、ddI、Adefovir。單獨(dú)使用，每天2次，每次300mg，可使病人體內(nèi)病毒快速降低90%以上。第三十三頁，共七十三頁，2022年，8月28日F-ddA很有效，但不良反應(yīng)嚴(yán)重，甚至有病人死亡，已終止了臨床試驗。第三十四頁，共七十三頁，2022年，8月28日NNRTI的研究進(jìn)展NNRTIS的作用機(jī)理第三十五頁，共七十三頁，2022年，8月28日作用部位：HIV-1RT疏水腔(親脂性強(qiáng))與其底物作用部位1nm處。作用方式：NNRTI進(jìn)入“疏水腔”后與其表面的活性AA形成穩(wěn)定的復(fù)合物。作用機(jī)理：改變HIV-1RT的構(gòu)象而影響到底物作用部位構(gòu)象的變化，而使酶喪失逆轉(zhuǎn)錄病毒DNA的正常功能。NNRTIS有非常強(qiáng)的抑制活性，IC50可達(dá)nM。第三十六頁，共七十三頁，2022年，8月28日

目前臨床上使用的藥物有3個(Nevirapine、Delavirdine、Efavirenz）缺點(diǎn)：容易產(chǎn)生抗藥性，原因是酶活性部位AA

易發(fā)生變異。克服缺點(diǎn)：與NRTI合用，初期使用足夠大的量。第三十七頁，共七十三頁，2022年，8月28日新NNRTIS的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)多樣性，已有30多種各類化合物作用于HIV-1RT的“疏水腔”。進(jìn)入臨床的候選藥物第三十八頁，共七十三頁，2022年，8月28日第三十九頁，共七十三頁，2022年，8月28日NNRTIS的臨床試驗Emivirine(MKC-442)

作為第二代NNRTI進(jìn)入Ⅲ期臨床，它在聯(lián)合用藥（三種）顯示出了良好抑制活性，但不幸的是，與現(xiàn)在使用的同類藥物相比優(yōu)勢不明顯。第四十頁，共七十三頁，2022年，8月28日DPC083已進(jìn)入Ⅱ期臨床，它對單變異或雙變異病毒菌株的抑制活性可達(dá)nM。DPC083是Efavirenz的衍生物，但它比Efavirenz的抑制活性要強(qiáng)10~20倍，其原因是它與血液中蛋白的結(jié)合力較弱，藥物在血液中有較高的濃度。DPC083的副作用主要在神經(jīng)系統(tǒng)，如頭昏、眼花、皮疹。第四十一頁，共七十三頁，2022年，8月28日UC781可使AZT恢復(fù)對由其自身導(dǎo)致的抗藥性病毒產(chǎn)生抑制活性。UC781還有殺菌作用。第四十二頁，共七十三頁，2022年，8月28日AG1549可與RT酶在p66區(qū)域形成廣泛的氫鍵(如101、103、236等)，對多種變異的HIV病毒有很強(qiáng)的抑制作用，對狗的長期毒性試驗中都出現(xiàn)了血管炎副作用。研制該藥的Agouron公司正與FDA合作進(jìn)行更多的毒性試驗。第四十三頁，共七十三頁，2022年，8月28日SJ3366是MKC-442的一個衍生物，對HIV-1抑制活性EC50＜1nM。毒性與活性比要大于4百萬。SJ3366還可抑制HIV-2進(jìn)入細(xì)胞。第四十四頁，共七十三頁，2022年，8月28日TMC125它可以非常有效地抑制變異病毒的復(fù)制。單獨(dú)使用7天可使血液內(nèi)病毒量降低約2個數(shù)量級，其效果類似于正在試驗中的5藥處方。第四十五頁，共七十三頁，2022年，8月28日PNU142721有很好的生物利用度，并能透過血腦屏障，有利于抑制儲存在大腦細(xì)胞內(nèi)的病毒。第四十六頁，共七十三頁，2022年，8月28日(+)CalanolideA是唯一來源于植物的天然產(chǎn)物，已進(jìn)入Ⅱ期臨床，它是四環(huán)香豆素類化合物，分子中有3個手性中心，在體內(nèi)有很好的生物利用度，體內(nèi)半衰期約為20h，有利于病人每天服藥的次數(shù)。第四十七頁，共七十三頁，2022年，8月28日蛋白水解酶抑制劑研究進(jìn)展HIV-PR圖，P145第四十八頁，共七十三頁，2022年，8月28日作用機(jī)制：HIV-PR作用于HIV復(fù)制過程的后期環(huán)節(jié)，它的功能是在病毒RNA轉(zhuǎn)譯的長鏈蛋白質(zhì)的特定位置(pro-phe)進(jìn)行水解，以產(chǎn)生新病毒組裝時所需的功能性酶和結(jié)構(gòu)蛋白。HIV-PR抑制劑：它是基于酶的結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制而設(shè)計的一類藥物，是模仿多肽結(jié)構(gòu)和水解反應(yīng)的過渡態(tài)，使藥物和酶之間有很強(qiáng)的親和力。HIV-PR抑制劑可逆性地占據(jù)了酶與底物作用的空間，使HIV-PR不能與底物結(jié)合而水解相應(yīng)的肽鍵肽。第四十九頁，共七十三頁，2022年，8月28日目前臨床上使用的HIV-PR抑制劑Saquinavir、Ritonavir、Indinavir、Nelfinavir、Amprenavir、Lopinavir。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：多肽分子中都含有一個不可水解的羥乙基()結(jié)構(gòu)。單獨(dú)使用4~12周，體內(nèi)病毒降低2~3個數(shù)量級。與NRTI聯(lián)合使用時，60~95%的病人體內(nèi)病毒可降低到血液中檢測不出，是最有效藥物。缺點(diǎn)：易與血液中很多蛋白結(jié)合，且體內(nèi)代謝快，臨床用量大。第五十頁，共七十三頁，2022年，8月28日新的(第二/三代)HIV-PRI研究進(jìn)展

原則：①著重于具有非多肽骨架結(jié)構(gòu)的分子，以期有更廣泛的抗HIV活性、或能增加口服生物利用度，或改善藥物的代謝性質(zhì)，能對變異病毒有強(qiáng)的抑制作用。②合成成本要低，設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、合成方便的、手性中心少的非肽類藥物。第五十一頁，共七十三頁，2022年，8月28日臨床正在試驗的HIV-PRIAtazanavir(2322632)

是一個新的多肽類藥物，在Ⅲ期臨床試驗中，它的體外活性要優(yōu)于現(xiàn)有藥物(IC50=2.6~5.3nM)。特點(diǎn)是體內(nèi)易吸收，不易產(chǎn)生抗藥物，有良好的藥代動力學(xué)性質(zhì)。第五十二頁，共七十三頁，2022年，8月28日

Tipranavir(PNU140690)進(jìn)入Ⅱ/Ⅲ期臨床，對現(xiàn)有藥物產(chǎn)生抗藥性的病毒有作用。在肝臟代謝快，臨床試驗與Ritonavir合并使用。第五十三頁，共七十三頁，2022年，8月28日Mozennavir(DMP450)

是環(huán)脲類化合物，Ⅱ期臨床試驗中，體外試驗強(qiáng)于所有PRI的活性，對HIV-1、HIV-2都有很好的抑制活性，有良好的口服生物利用度，合成簡便，可降低未來的藥品價格。第五十四頁，共七十三頁，2022年，8月28日整合酶抑制劑整合酶(Integrase)是HIV復(fù)制過程中必需酶之一，是藥物設(shè)計的理想靶點(diǎn)。整合酶是HIV所特有的酶，在人體細(xì)胞中不存在。成功的整合酶抑制劑應(yīng)該有良好的選擇性和較低的毒性，到目前為止無整合酶抑制劑問世。作用機(jī)制：該酶是將雙螺旋的病毒DNA帶入細(xì)胞核內(nèi)，水解病毒DNA雙鏈中兩個3’端的磷酸核苷，產(chǎn)生的羥基在整合酶的作用下進(jìn)攻細(xì)胞宿主基因，并以共價鍵的方式與細(xì)胞宿主DNA鏈相連，病毒DNA和宿主DNA結(jié)為一體，繼而病毒DNA開始借助細(xì)胞核的功能和環(huán)境轉(zhuǎn)錄大量病毒RNA。第五十五頁，共七十三頁，2022年，8月28日整合酶抑制劑研究中存在的問題及進(jìn)展早期篩選模型不可靠：不少化合物在酶試驗中顯示出了活性，但在細(xì)胞試驗中無活性。不同模型篩選結(jié)果不一致，是主要的問題?；钚曰衔锏倪x擇性、毒性和藥代動力學(xué)性質(zhì)也是該類藥物研究中存在的困難。Merck最近建立了一套全新的藥理模型，使該酶研究取得了突破性進(jìn)展。第五十六頁，共七十三頁，2022年，8月28日候選的整合酶抑制劑

結(jié)構(gòu)特征：多聚酰胺、多羥基芳香化合物、二酮酸

L870810

是Merck公司發(fā)現(xiàn)的，體外試驗對整合酶有很強(qiáng)的抑制作用，獼猴試驗表明，在給藥7.5天后體內(nèi)病毒載量降低4個數(shù)量級，該藥正處Ⅰ期臨床。第五十七頁，共七十三頁，2022年，8月28日S1360

S1360

對整合酶的抑制活性IC50=20nM，它對由NRTI，NNRTI和PI產(chǎn)生抗藥性的病毒有明顯的抑制作用。目前處在Ⅱ期臨床試驗，不足之處在于對人體血液中的蛋白質(zhì)有廣泛的親和力，這將阻礙藥物有效地到達(dá)靶點(diǎn)發(fā)揮效力。第五十八頁，共七十三頁，2022年，8月28日阻止HIV進(jìn)入細(xì)胞的抑制劑抗HIV藥物研究的另一熱點(diǎn)是尋找阻止痛毒進(jìn)入細(xì)胞的藥物。HIV進(jìn)入細(xì)胞的模型，圖1-10。融合抑制劑，gp120、CD4受體、協(xié)同受體抑制劑。圖1-10HIV進(jìn)入人體免疫細(xì)胞的過程和藥物作用靶點(diǎn)（如CD4

受體抑制劑、gp120抑制劑、化學(xué)激活受體CXCR4或

CCR5的抑制劑、gp41抑制劑）（p13）第五十九頁，共七十三頁，2022年，8月28日融合抑制劑第一個治療AIDS的融合酶抑制劑—T20

Ac—YTSLIHSLIEESQNQQEKNEQELLELDKWASLWNWF—NH2T20是一個合成的36個AA的多肽，其來源于gp41中的一段多肽結(jié)構(gòu)（AA643-678）。作用機(jī)理：T20對gp41有很強(qiáng)的親和力，二者結(jié)合干擾了gp41六聚體的生成，阻止了病毒膜與細(xì)胞膜之間的融合。T20

有效濃度為1~10g/ml，其毒性濃度為有效濃度的104~105倍。不足：口服生物利用度差，只能皮下或靜脈注射，2次/天。第六十頁，共七十三頁，2022年，8月28日正在研發(fā)的融合抑制劑—T1249

Ac—WQEWEQKITALLEQAQIQQEKNEYELQKLDKWASLWE—WF—NH2T1249是含39個AA的多肽，體外活性比T20高10倍，正在Ⅰ期臨床試驗，是gp41抑制劑。第六十一頁，共七十三頁，2022年，8月28日gp41抑制劑—RPR103611，YK-FH312RPR103611和YKFH312都是三萜類化合物，它們有效地抑制HIV-1對T細(xì)胞的感染，有效濃度在10nM左右，確切的機(jī)理尚在研究中。第六十二頁，共七十三頁，2022年，8月28日gp120抑制劑當(dāng)HIV表面的gp120與細(xì)胞接觸時，要有CD4和協(xié)同受體的結(jié)合。因此三個靶點(diǎn)的任何一個抑制劑都可阻斷這一過程。gp120抑制劑—CosalaneCosalane第六十三頁，共七十三頁，2022年，8月28日分子中有多個負(fù)電荷，作用于gp120的V3彎曲部分的一些精氨酸和賴氨酸(帶有正電荷區(qū)域)，Cosalane通過屏蔽gp120表面正電荷阻止病毒與T細(xì)胞表面接觸。另外從海藻中提取的硫酸化多糖，也含有負(fù)電荷，也是gp120抑制劑。第六十四頁，共七十三頁，2022年，8月28日CD4抑制劑CD4受體的抑制劑是PRO542，它是CD4免疫血球蛋白，能有效地消除游離于細(xì)胞的HIV-1，現(xiàn)已進(jìn)入臨床Ⅰ/Ⅱ期。PRO542與T20在較寬的濃度范圍內(nèi)有協(xié)同作用，它們的合用可使病毒一細(xì)胞的融合作用有明顯的抑制，并可使每個藥物的有效濃度至少降低1個數(shù)量級。第六十五頁，共七十三頁，2022年，8月28日協(xié)同受體抑制劑淋巴細(xì)胞(T細(xì)胞)表面存在著CXCR4協(xié)同受體，巨噬細(xì)胞的表面有CCR5協(xié)同受體。兩種協(xié)同受體均屬G蛋白家族，含有7個橫跨細(xì)胞的區(qū)域。CXCR