HIV整合酶抑制剂的研究进展
艾滋病毒抗病毒药物治疗的发展和进展
艾滋病毒抗病毒药物治疗的发展和进展艾滋病毒（HIV）感染是一种令人担忧的疾病，它会损害免疫系统并最终导致艾滋病的发展。
在过去的几十年里，科学家们不断研究和开发新的抗病毒药物来治疗HIV感染。
这些药物的发展和进展使得HIV感染者能够拥有更好的生活质量，并且延长了他们的寿命。
艾滋病毒是通过攻击免疫系统中的CD4+ T细胞而发生作用的。
当HIV进入人体后，它将进入T细胞，并利用该细胞的机制来复制自己的遗传物质。
这最终导致T细胞的死亡。
目前，抗病毒药物的目标是减缓HIV的复制和传播，从而减轻对免疫系统的破坏。
最早的抗病毒药物是核苷类逆转录酶抑制剂（NRTIs），例如阿司匹林（AZT）。
NRTIs通过抑制病毒逆转录酶的活性来阻止HIV在T细胞中复制自己的遗传物质。
虽然早期的药物在降低病毒复制和推迟疾病进展方面取得了一定的成功，但它们的副作用较大且易产生耐药性。
随着时间的推移，科学家们发展出了更多种类的抗病毒药物，包括非核苷类逆转录酶抑制剂（NNRTIs）、蛋白酶抑制剂和整合酶抑制剂。
这些药物通过不同的机制延缓HIV的复制和降低病毒载量。
NNRTIs作用于逆转录酶，并阻碍病毒完成复制过程。
蛋白酶抑制剂阻止病毒的成熟，从而防止新的病毒颗粒形成。
整合酶抑制剂则阻碍病毒DNA整合到宿主基因组中。
这些不同的药物类别可以单独或组合使用，以提高治疗效果并减少耐药性的发展。
除了不同药物类别之外，科学家们还不断研究和发展新的联合治疗方案，以最大程度地抑制病毒复制。
常用的联合治疗方案被称为高活性抗逆转录病毒疗法（HAART），通常包括多种不同的抗病毒药物。
HAART的主要目标是将病毒载量降至最低水平，从而减轻免疫系统负担、延缓疾病进展并改善患者的生活质量。
除了抗病毒药物的发展，科学家们还在研究HIV疫苗来预防HIV感染。
虽然目前还没有疫苗能够完全预防HIV感染，但研究人员的努力依然在进行中。
如果能够开发出一种安全有效的疫苗，将能够在全球范围内阻断HIV传播的链条。
艾滋病的治疗进展与新药研发
艾滋病的治疗进展与新药研发艾滋病（Acquired Immune Deficiency Syndrome，简称AIDS）是由人类免疫缺陷病毒（Human Immunodeficiency Virus，简称HIV）引起的一种严重的免疫系统疾病。
自艾滋病被发现以来，科学家们一直致力于研究寻找更有效的治疗方法和新药物，以提高患者的生活质量和延长寿命。
本文将探讨艾滋病治疗的进展和新药研发。
一、传统抗病毒治疗艾滋病最常用的治疗策略是抗病毒治疗，主要通过抗逆转录病毒药物（Antiretroviral Therapy，简称ART）来抑制HIV病毒的复制和扩散。
传统的抗病毒药物包括核苷类和非核苷类逆转录病毒酶抑制剂等。
核苷类逆转录病毒酶抑制剂（Nucleoside Reverse Transcriptase Inhibitors，简称NRTIs）通过抑制病毒逆转录过程中所需的酶活性，阻断HIV病毒复制。
例如，拉米夫定（Lamivudine）和阿片齐（Zidovudine）就是常用的核苷类逆转录病毒酶抑制剂。
非核苷类逆转录病毒酶抑制剂（Non-Nucleoside Reverse Transcriptase Inhibitors，简称NNRTIs）则是通过直接与逆转录酶结合，阻断HIV病毒复制。
经典的非核苷类逆转录酶抑制剂包括尼拉韦林（Nevirapine）和依非韦伦（Efavirenz）等。
传统抗病毒治疗虽然可以控制HIV病毒的复制，并显著减少患者的症状，延缓疾病进展，但无法完全治愈艾滋病。
此外，长期使用抗病毒药物也会出现耐药性和潜在的副作用。
二、新药研发与治疗进展随着科学技术的不断进步，新的治疗方法和药物逐渐涌现，为艾滋病的治疗带来了新的希望。
1. 整合酶抑制剂（Integrase Inhibitors）整合酶抑制剂是目前艾滋病治疗的重要进展之一。
该类药物通过抑制整合酶的活性，阻断HIV病毒将其自身的遗传物质整合到宿主细胞基因组中的过程。
艾滋病(HIV)新药整合酶抑制剂进入Ⅲ期临床试验阶段
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艾滋病治疗药物的研究进展
艾滋病治疗药物的研究进展一、内容概要近年来，随着科学技术的飞速发展，人们对艾滋病的认识和治疗取得了显著的进展。
这篇文章将重点介绍艾滋病治疗药物的研究进展，通过对现有药物及新型药物的研究、开发和临床应用进行综述，为艾滋病患者提供更为有效和安全的治疗方案。
通过对这些方面的研究进展进行分析和总结，有望为艾滋病患者提供更为有效、安全且可负担的治疗手段，进一步改善他们的生活质量和预后。
二、抗逆转录病毒治疗发展概述近年来，抗逆转录病毒治疗（Artificial Antiretroviral Treatment, ART）取得了显著的进展，极大地改善了艾滋病患者的生活质量和预后。
根据全球不同地区的统计数据和研究，自20世纪90年代第一代抗逆转录病毒药物（NRTI）的广泛应用以来，艾滋病患者的死亡率已经显著下降，预期寿命也得到了一定程度的延长。
常用的抗逆转录病毒药物可分为三大类：核苷类反转录酶抑制剂（NRTI）、非核苷类反转录酶抑制剂（NNRTI）和蛋白酶抑制剂（PI）。
这些药物通过抑制病毒的复制环节，进而阻止病毒感染造成的细胞损伤。
核苷类反转录酶抑制剂是最早应用的抗逆转录病毒药物，其代表药物如齐多夫定（Zidovudine，AZT）和拉米夫定（Lamivudine，3TC）。
这类药物通过模拟天然核苷酸结构，竞争性结合到逆转录酶上，阻止病毒DNA链的合成，从而抑制病毒复制。
NRTI类药物在长期使用过程中可能出现耐药性，因此需要根据患者的具体情况制定个性化的治疗方案。
为了克服NRTI类药物的耐药性问题，研究人员开发出了新型的非核苷类反转录酶抑制剂。
这类药物包括依匹尼韦（Efavirenz，EFV）和奈韦拉匹（Nevirapine，NVP）。
NNRTI类药物通过结合到逆转录酶上的特定突变位点，阻止病毒催化基因的表达，从而抑制病毒复制。
相较于NRTI类药物，NNRTI类药物具有较高的耐药性产生率，但依然能够有效地抑制大多数耐药病毒株。
HIV融合抑制剂的研究进展
HIV融合抑制剂的研究进展史卫国;郄建坤;刘克良【期刊名称】《中国新药杂志》【年(卷),期】2006(15)17【摘要】人免疫缺陷病毒Ⅰ型(HIV-1)进入靶细胞的过程是由病毒表面的包膜糖蛋白(Env)跨膜亚基gp41介导的.gp41中含有2个α-螺旋疏水重复序列,即N末端重复序列(HR1)和C末端重复序列(HR2).在融合过程中,它们能寡聚化形成gp41介导膜融合的功能性结构(6股α-螺旋束核心结构),该结构的形成使得病毒膜与细胞膜接近,继而发生融合.任何可有效阻止6股α-螺旋束核心结构形成的化合物,均有可能产生抗HIV融合活性.多肽类HIV融合抑制剂中C肽和N肽分别衍生于HR2和HR1,具有很好的抗HIV融合活性,C肽类中的新药enfuvirtide(T-20)已于2003年被美国FDA批准上市.现综述近几年HIV融合抑制剂的研究现状及发展方向.【总页数】7页(P1429-1435)【作者】史卫国;郄建坤;刘克良【作者单位】军事医学科学院毒物药物研究所,北京,100850;军事医学科学院毒物药物研究所,北京,100850;军事医学科学院毒物药物研究所,北京,100850【正文语种】中文【中图分类】R9【相关文献】1.异肽键交联的N肽类HIV-1融合抑制剂的设计、合成及活性评价 [J], 李雪;来文庆;姜喜凤;王潮;刘克良2.HIV-1多肽类融合抑制剂的发展现状及研究进展 [J], 郭叶;王天玉;范晓文;张红丽3.多肽作为HIV-1与胞膜融合抑制剂的研究进展 [J], 史钧;汪世龙;陈庆榆;何娇娟4.HIV-1多肽类融合抑制剂活性及稳定性提高方法的研究进展 [J], 张红丽; 窦雨薇; 范晓文; 郭叶5.作用于gp41的HIV-1融合抑制剂研究进展 [J], 杨威;李泽琳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
抗HIV药物的研究和发展
抗HIV药物的研究和发展HIV是一种病毒，它会攻击人体的免疫系统，致使其逐渐减弱并导致艾滋病的发生。
艾滋病是一种极其严重的疾病，它会导致患者免疫系统的终结，并在患者身体内引起各种严重并发症。
然而，研究人员们已经开发出了一系列的抗HIV药物，它们可以帮助患者减缓病情、延长寿命并提高生活质量。
目前，抗HIV药物主要分为三大类：核苷酸逆转录酶抑制剂（NRTI）、非核苷酸逆转录酶抑制剂（NNRTI）和蛋白酶抑制剂（PI）。
核苷酸逆转录酶抑制剂是最早被开发出来的药物之一，其作用是通过在病毒繁殖时干扰其复制过程，从而降低病毒的数量。
非核苷酸逆转录酶抑制剂与核苷酸逆转录酶抑制剂类似，但其作用机制不同，这种药物可以防止病毒在人体内繁殖并减少其数量。
由于这一类药物比核苷酸逆转录酶抑制剂更容易耐药，所以这种药物通常与其他药物一起应用。
蛋白酶抑制剂可以抑制病毒复制所必需的蛋白酶，从而降低病毒数量。
随着抗HIV药物的研究不断深入，新的药物开始被开发出来。
例如，新的核苷酸逆转录酶抑制剂已经开始研究并拥有更强的耐药性和更强的效果。
同时，新的蛋白酶抑制剂也被研制出来，这种药物可以直接作用于病毒，从而减少其数量。
新的非核苷酸逆转录酶抑制剂也正被研究出来，这些药物比以前的药物更容易吸收，并具有更强的抗病毒效果。
此外，研究人员也在探索新的治疗方法，例如基因治疗和免疫疗法。
基因治疗是将一段DNA序列注入患者体内，从而帮助患者减少或消灭病毒。
此外，免疫疗法利用免疫系统来消灭病毒，这种方法也有良好的前景。
虽然抗HIV药物的研究和发展已经取得了巨大进展，但治疗艾滋病仍然面临许多挑战。
例如，耐药性仍然是一大问题，有些患者的病毒会变得越来越耐药，从而导致治疗效果不佳。
此外，许多药物的副作用也是一个挑战，例如肝损伤、肾损伤等。
因此，我们仍然需要更多的研究来发现新的抗HIV药物并解决这些问题。
总之，抗HIV药物的研究和发展是一个重要的课题，它可以帮助患者减缓病情、延长寿命并提高生活质量。
抗HIV药物的进展
抗HIV药物的进展随着科技的不断进步和医学研究的深入，抗HIV药物的研发和应用取得了显著的进展。
这些药物的出现为HIV感染者提供了更多的治疗选择，有效地延长了患者的生命，并提高了生活质量。
本文将介绍抗HIV药物的发展历程、不同类别的药物以及未来的发展方向。
一、抗HIV药物的发展历程自1981年首次发现艾滋病以来，科学家们一直在努力寻找治疗HIV感染的方法。
最早的抗HIV药物是核苷类逆转录酶抑制剂（NRTIs），如阿扎韦酮和拉米夫定。
这些药物通过抑制病毒的逆转录酶活性，阻断病毒复制的过程，从而减少病毒在体内的数量。
然而，由于病毒的高变异性和耐药性的产生，单一药物治疗很快失效。
随后，科学家们发现了非核苷类逆转录酶抑制剂（NNRTIs）和蛋白酶抑制剂（PIs）等新的抗HIV药物。
NNRTIs通过与逆转录酶结合，阻断病毒复制的过程。
PIs则通过抑制病毒的蛋白酶活性，阻断病毒的后续复制过程。
这些药物的出现使得联合用药成为可能，大大提高了治疗效果。
二、不同类别的抗HIV药物1. 核苷类逆转录酶抑制剂（NRTIs）核苷类逆转录酶抑制剂是最早被应用于治疗HIV感染的药物。
它们通过与逆转录酶结合，阻断病毒复制的过程。
常见的核苷类逆转录酶抑制剂包括阿扎韦酮、拉米夫定和替诺福韦等。
这些药物通常与其他类别的抗HIV药物联合使用，以提高治疗效果。
2. 非核苷类逆转录酶抑制剂（NNRTIs）非核苷类逆转录酶抑制剂通过与逆转录酶结合，阻断病毒复制的过程。
与核苷类逆转录酶抑制剂不同的是，非核苷类逆转录酶抑制剂不需要被磷酸化，直接与逆转录酶结合即可发挥作用。
常见的非核苷类逆转录酶抑制剂包括尼拉韦林、依非韦伦和培沙他韦等。
3. 蛋白酶抑制剂（PIs）蛋白酶抑制剂通过抑制病毒的蛋白酶活性，阻断病毒的后续复制过程。
常见的蛋白酶抑制剂包括洛匹那韦、阿扎那韦和达芦那韦等。
蛋白酶抑制剂通常与核苷类逆转录酶抑制剂或非核苷类逆转录酶抑制剂联合使用，以提高治疗效果。
艾滋病的新药研发情况如何
艾滋病的新药研发情况如何艾滋病，一个令人闻之色变的疾病，自被发现以来，一直是全球公共卫生领域的重大挑战。
对于艾滋病患者来说，新药的研发是他们重获新生的希望。
那么，目前艾滋病新药的研发情况究竟如何呢？首先，我们需要了解艾滋病病毒（HIV）的特性。
HIV 是一种逆转录病毒，它能够攻击人体免疫系统中的 CD4+T 淋巴细胞，导致免疫系统逐渐崩溃，使人体容易感染各种疾病和发生恶性肿瘤。
由于 HIV 具有高度的变异性和潜伏性，这使得艾滋病的治疗和新药研发面临着巨大的困难。
在过去的几十年里，抗逆转录病毒疗法（ART）的出现和发展是艾滋病治疗领域的重大突破。
ART 能够有效地抑制 HIV 的复制，使患者的病情得到控制，延长生命并提高生活质量。
然而，ART 并不能完全清除体内的病毒，患者需要终身服药，而且长期用药可能会导致耐药性的产生以及药物副作用的出现。
为了克服这些问题，科学家们一直在努力研发新的艾滋病药物。
目前，新药研发的方向主要包括以下几个方面：一是新型抗逆转录病毒药物的研发。
例如，整合酶抑制剂是近年来研究的热点之一。
整合酶是 HIV 复制过程中的关键酶，通过抑制整合酶的活性，可以阻止病毒基因整合到宿主细胞的基因组中。
目前已经有一些整合酶抑制剂上市，如拉替拉韦和多替拉韦等，它们在临床应用中显示出了良好的疗效和安全性。
二是长效药物的研发。
传统的抗逆转录病毒药物需要患者每天按时服药，这对于一些患者来说可能存在困难。
长效药物可以减少服药次数，提高患者的依从性。
例如，已经有一些长效注射剂正在进行临床试验，如 cabotegravir 和 rilpivirine 的长效注射剂，有望为患者提供更便捷的治疗选择。
三是功能性治愈药物的研发。
功能性治愈是指在停止治疗后，患者体内的病毒仍然处于被抑制的状态，免疫系统能够恢复正常功能。
目前，一些研究正在探索通过免疫治疗、基因编辑等手段来实现艾滋病的功能性治愈。
例如，免疫检查点抑制剂、治疗性疫苗等的研究都在不断推进。
2024年拉米夫定市场发展现状
2024年拉米夫定市场发展现状引言拉米夫定（Lamivudine）是一种抗病毒药物，属于核苷类逆转录酶抑制剂。
自1995年获得FDA批准上市以来，拉米夫定在治疗人体免疫缺陷病毒（HIV）和乙型肝炎病毒（HBV）感染方面发挥了重要作用。
本文将对拉米夫定市场的发展现状进行分析。
主要市场HIV感染市场拉米夫定作为一线治疗药物，已经成为HIV感染患者治疗方案中的关键组成部分。
根据世界卫生组织（WHO）的数据，截至2020年，全球约有3800万人感染了HIV，其中，拉米夫定被广泛使用。
以美国市场为例，拉米夫定在HIV治疗市场占据了相当大的份额，主要原因在于其疗效明确和使用安全性较高。
乙型肝炎市场拉米夫定在乙型肝炎病毒的治疗中也发挥了重要作用。
乙型肝炎是全球最常见的慢性病之一，估计全球有约2亿人感染乙型肝炎病毒。
拉米夫定作为乙型肝炎病毒逆转录酶抑制剂，具有较高的抗病毒活性，可有效抑制病毒复制，并提高肝炎患者的生活质量。
目前，拉米夫定在亚洲地区的市场需求很大，但在拓展其他地区市场方面仍有一定的发展空间。
竞争环境市场竞争拉米夫定市场竞争激烈，主要竞争对手包括日本共同制药、美国葛兰素史克和印度赛诺菲等跨国制药巨头。
这些公司通过持续的创新和市场营销策略，不断争夺市场份额。
此外，一些国内制药企业也在拉米夫定的研发与生产领域取得了一定的进展，增加了市场的竞争强度。
创新药物的崛起随着科技的进步，更多新型抗病毒药物的研发和上市，对拉米夫定市场造成了一定的冲击。
一些新药物在抗病毒活性、耐药性、安全性等方面表现出明显优势，使得患者在治疗选择上更加多样化。
拉米夫定生产企业需要加大研发投入，不断提高产品的竞争力，以在激烈的市场竞争中保持优势。
发展机遇新兴市场的增长随着全球医疗水平的提高，对治疗HIV和乙型肝炎的需求正在不断增加。
特别是发展中国家，HIV和乙型肝炎的发病率仍然较高，拉米夫定在这些市场有很大的发展潜力。
拉米夫定生产企业可以通过扩大市场推广、降低价格等策略，进一步开拓新兴市场。
艾滋病治疗药物的研究进展情况
艾滋病治疗药物的研究进展情况摘要：艾滋病作为一种难以治愈的传染性疾病，随着患病人数的增加，艾滋病逐渐成为全球各地危害人类健康的流行疾病。
文章主要结合相关参考文献，对艾滋病治疗药物的研究进展情况进行综述。
关键词：艾滋病；治疗药物；研究进展20世纪90年代，人类开始研究艾滋病病毒和艾滋病感染过程的分子生物学，不断创新药物研发技术，使抗病毒药物获得明显成果，特别是抗艾滋病的药物[1]。
在1987年美国FDA首次批准治疗抗艾滋病药物齐多夫定（Zidovudine，AZT）的上市，到目前为止，艾滋病治疗延误已经达到31个品种。
特别是近两年，艾滋病治疗新型药物的出现，为艾滋病患者提供了各种治疗方式，实现了对艾滋病的有效控制。
文章主要针对艾滋病治疗药物的研究进展情况进行综述。
1、艾滋病感染机制和疗效评估人类免疫缺陷病毒作为可侵袭全身免疫系统引起免疫缺陷综合征的病毒，和细胞相比，这一病毒相对比较小，可以寄宿在各种组织、细胞中，特别是潜伏在中枢神经系统细胞中，通过血脑屏障的保护，无法达到痊愈的效果。
血液病毒载量敏感度与细胞计数的变化主要是对患者病情、药物治疗效果进行评估，一旦病毒载量敏感度在5000~10000ml拷贝数，CD4细胞计数小于300ml的时候，就可能感染艾滋，需要药物治疗。
CD4细胞计数不断下降，表明病情已经出现恶化。
病毒载量的变化和治疗效果之间存在相关性，HIV RNA不断减少，提示病情发展和死亡风险减小，而病毒载量有所增加说明治疗失败[4]。
2、艾滋病治疗药物的研究进展情况2.1RTI根据化学结构可分成以下几种：（1）NRTI。
又称为核苷类HIV逆转录酶抑制剂，主要是通过逆转录酶和其天然底物核苷结合的活性部位，隔断病毒DNA链的延长。
恩曲他滨（FTC）是一种新的NRTI，服用以后由于含有磷酸化中细胞活性的5′-三磷酸盐，能够直接进入到病毒DNA链中，和DNA链有机结合，以此终止病毒DNA链，抑制HIV-1逆转录酶和HBV DNA聚合酶活性。
抗HIV药物的进展
抗HIV药物的进展自1980年代初第一例关于人类免疫缺陷病毒（HIV）感染的报道以来，HIV感染已成为全球范围内的一大健康挑战。
在过去几十年间，科学家们在抗HIV药物的研发领域取得了显著进展。
这些药物的研发不仅让数百万患者能够存活下来，而且也有望最终控制和消除HIV传播。
HIV的传播与影响HIV是一种通过血液、精液、阴道分泌物以及乳汁等体液传播的病毒。
经过性接触、共用注射器或输血等途径，人们容易感染HIV。
一旦感染，HIV会攻击人体免疫系统中的CD4+ T淋巴细胞，使其功能受损，最终导致艾滋病的发展。
艾滋病是由HIV感染引起的一种病理状态，它削弱了人体对疾病和感染的抵抗力，进而使人体容易受到各种危害。
据统计，自1980年代初以来，全球已有超过3800万人感染了HIV，超过3500万人死于艾滋病相关疾病。
早期抗HIV药物1996年是抗HIV药物领域的一个重要里程碑。
当年，高效抗逆转录病毒治疗（HAART）方案首次被引入临床实践中。
HAART方案是结合使用多种不同机理的药物，以阻断HIV在人体内的复制。
在HAART推广应用之前，许多HIV感染者因缺乏有效治疗方法而不断恶化。
早期抗HIV药物主要包括核苷类逆转录酶抑制剂（NRTIs）、非核苷类逆转录酶抑制剂（NNRTIs）以及蛋白酶抑制剂（PIs）。
这些药物在延长患者生命的同时有效降低了艾滋病相关并发症的风险。
然而，由于长期使用这些药物可能导致不良反应和耐药性问题，科学家们继续努力寻找更加安全有效的抗HIV治疗策略。
新一代抗HIV药物的突破近年来，科技的进步和大规模临床试验为新一代抗HIV药物的发展提供了巨大机会。
以下几类新型抗HIV药物在临床实践中显示出令人鼓舞的结果：整合酶抑制剂（INSTIs）整合酶是HIV在感染宿主细胞过程中必需的酶类。
整合酶抑制剂通过阻止整合酶参与反转录过程，从而阻断了病毒复制。
例如拉替尼（Raltegravir）和达拉旦汀（Dolutegravir）等整合酶抑制剂被证明能够高效地降低病毒载量，并具有较好的安全性和耐受性。
抗艾滋病药物新靶标及其小分子抑制剂的研究进展
抗艾滋病药物新靶标及其小分子抑制剂的研究进展一、综述自1981年人类首次发现艾滋病病毒(HIV)以来，抗艾滋病药物的研究和开发取得了显著的进展。
然而由于HIV的高度变异性以及抗病毒药物的广泛使用，导致许多患者出现耐药现象，这使得抗艾滋病药物的研发面临巨大的挑战。
为了应对这一问题，研究者们开始寻找新的靶标和抑制剂，以提高抗艾滋病药物的有效性和降低耐药风险。
本文将对近年来在抗艾滋病药物新靶标及其小分子抑制剂方面的研究进展进行综述。
首先研究人员发现了一类与HIV复制过程密切相关的酶，即逆转录酶。
这些酶在HIV病毒的生命周期中起着关键作用，因此针对这些酶的药物具有很高的潜在疗效。
目前已经发现了多种针对逆转录酶的小分子抑制剂，如NNRTI(非核苷类反转录酶抑制剂)、PI(蛋白酶抑制剂)和TI(整合酶抑制剂)等。
这些药物在实验室和动物实验中都表现出了良好的抗HIV活性，为后续临床试验提供了有力支持。
其次研究人员还关注到HIV病毒表面的gp120gp41受体复合物。
这一复合物是HIV病毒进入宿主细胞的关键环节，因此针对这一复合物的药物具有很大的潜力。
近年来研究人员发现了一种名为CCR5的蛋白质，它能够诱导gp120gp41受体复合物与CD4阳性细胞表面的MHCII分子结合，从而促进病毒的侵入。
因此CCR5拮抗剂被认为是一种潜在的抗艾滋病药物。
虽然目前尚未实现CCR5拮抗剂的临床应用，但已有研究表明其具有良好的安全性和抗HIV活性。
此外研究人员还在寻找其他可能的抗艾滋病药物靶标，例如研究人员发现，一些非经典途径参与了HIV病毒的生命周期，如病毒颗粒装配、释放和感染等过程。
因此针对这些非经典途径的药物也具有潜在的抗HIV活性。
目前已经发现了一些针对非经典途径的小分子抑制剂，如NS34A蛋白酶抑制剂等。
抗艾滋病药物新靶标及其小分子抑制剂的研究取得了一系列重要进展。
然而由于HIV的高度变异性以及抗病毒药物的广泛使用，仍需要进一步的研究来验证这些新靶标和抑制剂的安全性和有效性。
HIV-1整合酶抑制剂体外筛选方法研究进展
摘要： 整合酶是 Ｈ Ｉ Ｖ基 因表 达和复制 所必需 的酶 ， 而且宿 主
细胞内不存 在该 酶的类似物。 因此 ， Ｈ Ｉ Ｖ 一 １ 整合 酶 已成 为设
计、 筛选抗 Ｈ Ｉ Ｖ药物 的理 想 靶点 。迄今 为止 ， Ｒ ａ ｌ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｖ ｉ ｒ 仍
Ｈ Ｉ Ｖ － １整合酶抑制剂体外筛选方法研究进展
张 旋 ， 杨柳萌 ， 郑永唐
（ １ ． 中国科 学院昆明动物研 究所 中国科学院和云南省动物模 型与人类疾病机理重点 实验室 ， 云 南 昆明 ６ ５ ０ ２ ２ ３ ；
２ ． 昆明医学院药学院暨云南省天然药物药 理重点实 验室， 云南 昆明 ６ ５ ０ ０ ３ １ ； ３ ．中 国 科学院大学， 北京 １ ０ ０ ０ ３ ９ ）
酶抑制剂的关键 。目前 ， ＨＩ Ｖ 一 １ 整合酶 抑制剂筛 选方法 有多 种， 各有优缺点 ， 该文将对文 献报道 的整合 酶抑制 剂体外 筛
选方法的最新进展做一介绍 。 关键词 ： ＨＩ Ｖ； 整合 酶抑 制剂 ； 酶联 免疫 吸 附 ； 时 间分 辨荧 光 法； Ａ ｌ ｐ ｈ ａ Ｓ ｃ ｒ ｅ ｅ ｎ ； 荧光共振 能量转 移 ； 表面 等离 子共振 ； 实 时 荧光定量 Ｐ Ｃ Ｒ； 虚拟筛选
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ 。 ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ｌ一１ ９ ７ ８ ． ２ ０ １ ３ ， ０ １ ． ０ ０ ４
目前 ， 美国 Ｆ Ｄ Ａ已批 准 ３ ０多种抗 Ｈ Ｉ Ｖ药物 用于 临床 ，
文献标 志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ １—１ ９ ７ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ １ ４— ４ ０ 中国图书分 类号 ： Ｒ － ０ ５ ； Ｒ ３ ７ ３ ． ９ ； Ｒ ９ ７ ７ ． ３ ； Ｒ ９ ７ ８ ． ７
抗HIV药物的进展
抗HIV药物的进展人类免疫缺陷病毒（HIV）一直是全球范围内重大公共卫生问题的一部分。
尽管HIV感染仍然是一个艰巨的挑战，但在抗病毒治疗方面的进展使得许多感染者能够维持健康的生活方式并降低病毒传播的风险。
本文将详细探讨抗HIV药物的进展，包括药物类型、作用机制、新药开发以及未来的趋势。
一、抗HIV药物的分类抗HIV药物主要分为几类，每种类别都通过不同的机制来抑制病毒复制，减少体内病毒载量。
以下是主要的抗HIV药物类别：1. 核苷类逆转录酶抑制剂（NRTIs）这种药物通过模仿核苷酸进入病毒复制过程，从而干扰HIV逆转录过程，阻止病毒RNA转录为DNA。
常见的NRTIs包括齐多夫定（AZT）、拉米夫定（3TC）以及阿莫曲班（ABC）等。
这类药物在抗HIV治疗中已使用多年，并且效果显著。
2. 非核苷类逆转录酶抑制剂（NNRTIs）NNRTIs通过结合到逆转录酶酶活性位点以阻止其功能。
这类药物包括依非韦伦（EFV）、恩曲他滨（ETR）和瑞波韦林（RPV）。
与NRTIs相比，NNRTIs起效迅速，但医生在开处方时要注意可能发生的耐药性。
3. 蛋白酶抑制剂（PIs）PIs通过抑制HIV蛋白酶的活动，使之无法有效切割病毒前体蛋白，从而影响病毒成熟过程。
例子包括洛匹那韦/利托那韦（LPV/r）、阿扎那韦（ATV）和达拉那韦（DRV）。
这些药物通常与其他类别结合使用，以增强疗效。
4. 整合酶抑制剂（INSTIs）这类药物可以阻止HIV DNA整合到宿主细胞基因组中，这个步骤对HIV生命周期至关重要。
目前常用的整合酶抑制剂包括拉替拉韦（RAL）、多替拉韦（DTG）和比克替拉韦（BIC）。
由于其更好的耐受性和更低的副作用，这些药物在近年获得了越来越多的重视。
5. 抗病毒药联合治疗为提高疗效并减少耐药性，目前倡导使用组合疗法，通常包括两种或多种不同机制的抗HIV药物，以期达到更好的病毒抑制效果。
二、抗HIV药物的新进展近年来，不断有新的抗HIV药物问世，尤其是对新分子的研发和临床应用，使得患者可以选择更多样化的治疗方案。
HIV整合酶研究进展
药物 主要为前 两种 酶 的抑 制 剂 以及 受 体 阻 断剂 等 ， 但是 由于 ＨＶ基 因极 易 突 变 导致 Ｈ Ｖ耐 药 现 象 的 Ｉ Ｉ 迅速 出现迫使 人们不 断寻求 新 的治疗靶 位 。整合 酶
抑制 剂同 以往 药物 相 比具 有新 的作用机 制 和作用靶 位 ， 在人类 细胞 中没有 整合酶 的同源 蛋 白 ， 其成 且 使 为抗 Ｈ Ｖ研究 中非 常有 吸 引力 的新 靶 点 。近年 来 ， Ｉ
白质 ， 叠形 成 ３个结 构域 ： 结构 域 、 折 Ｎ端 核心 区域 、 Ｃ端结 构域 。
Ｎ端 区（ ４ ） 成 Ｈ Ｃ １～ ９ 形 Ｈ Ｃ基 序 （ ｏｆ ， 合 Ｍ ｔ）结 ｉ ｚ 成 锌 指 结 构 ， 含 两 个 组 氨 酸 和 一 个 精 氨 ｎ 包 酸… 。在 ｚ 的参 与下 ， ｎ Ｎ端 区是 整合 酶单 倍 体 聚 合成多 倍体所 必需 的 ， 另外 在整 合酶 与病毒 Ｄ Ａ末 Ｎ
（ ｎ Ｊ ｎｅｎＭｅ ， ０ ７ ３ ６ － ７ Ｉｔ ｔ ｄ ２ ０ ，４： ６ ） Ｉ ｒ ４ ６ ６
Ｈ Ｖ病 毒反 转录 产物 ｃ Ｎ Ｉ Ｄ Ａ整 合人 宿 主基 因组 是病 毒 复 制 周 期 中 必 不 可 少 的过 程 ， Ｉ 整 合 酶 ＨＶ （ｎｅｒｓ ） 化整 个 整 合 反应 ， Ｈ Ｖ复 制过 程 和 Ｉｔ ａｅ 催 ｇ编码 酶 的基 因 Ｉ 可编码 反转 录酶 、 白酶 和 整合 酶 。现 在抗 Ｈ Ｖ 的 蛋 Ｉ
ｔ ｉｙ， ｉｆｕ ｎ ｉｌｆ ｃｏ ｓｏ ｎｅｇａｉ ｎ．ａｎ ｉｔｇ ａ ｅ ｉ ｈ ｂ ｔｒ． ｉ ｔ ｖ ｎｌ ｅ ｔａ ａ ｔｒ ｆｉｔ ｒ ｔｏ ｄ ｎｅ ｒ ｓ ｎ ｉ ｉｏ ｓ Ｋ ｅ ｏ ｄｓ：ＨＩ ｉｔ ｇａ ｅ；Ｉ ｔｇ ａ ｅ ｉｈｉｉｏ ｓ ｙｗ ｒ Ｖ ｎ ｅ ｒ ｓ ｎｅ ｓ ｎ ｂ ｔｒ ｒ
HIV-1整合酶结构的研究进展
HIV-1整合酶结构的研究进展Abstract: The full length of determined HIV-1 (Human immunodeficiency virus type 1) integrase plays key roles in the anti-AIDS drug design based on the structure of acceptor. The structure and function of HIV-1 integrase and the advances in three aspects, segment structures, full length of constructed multimer and homologic systems, were summarized. The application value of each representative system was evaluated to provide some guidance for the platform established for the drug design and screening of HIV-1 integrase inhibitors.Key words: HIV-1; integrase; structure; drug design自从1981年6月发现首例艾滋病患者以来,艾滋病在全球范围内迅速传播｡艾滋病又称获得性免疫缺陷综合症(Acquired immunodeficiency syndrome,AIDS)｡中国大陆在1985年发现首例AIDS,AIDS在我国的流行经历了传入期､播散期,目前正处于高速发展期｡根据最近世界卫生组织(World Health Organization,WHO)和联合国艾滋病规划署(UNAIDS,)的估算,截至2009年底,全球AIDS感染者已达3 500万人,其中成年人超过3 000万人,妇女和儿童超过1 900万人｡我国AIDS病毒感染者总数已接近100万人,并呈上升趋势,若不能有效控制,今后10年这一数字可能会成倍增长,形势十分严峻｡AIDS已成为威胁人类健康的大敌,对社会将造成巨大破坏｡I型人类免疫缺陷病毒(Human immunodeficiency virus type 1,HIV-1)是引起AIDS的病源｡患者体内HIV-1致死CD4+细胞,干扰其正常功能,使患者免疫功能减弱,进而引发AIDS｡当前AIDS治疗的主要策略是联合使用逆转录酶抑制剂和蛋白酶抑制剂的高效抗逆转录病毒疗法(Highly active anti-retroviral therapy, HAART),又称“鸡尾酒疗法”｡尽管该策略在AIDS治疗上发挥了重要作用,但两类抑制剂存在较大的抗药性､高毒性及高价格｡临床上迫切需要寻找新的抗AIDS药物靶点[1,2]｡HIV-1整合酶(Integrase, IN)能介导逆转录病毒DNA整合到宿主细胞DNA中,整合过程包括两步反应[3]: 第一步是3’端加工(3’-end processing, 3EP),即IN切割并结合病毒DNA形成IN-病毒DNA复合物;第二步是链转移(Strand transfer, ST),即IN-病毒DNA复合物切割并结合宿主细胞DNA,将病毒DNA整合到宿主DNA中,并随着宿主DNA的复制而复制｡如果能抑制病毒DNA的整合过程,就防止了细胞被永久性的感染,而且人体细胞中没有IN的功能类似物,使得IN 抑制剂选择性很高,对于正常细胞毒性小,所以针对IN催化反应的抑制剂设计已经成为国际上抗AIDS药物研究的热点[4-6]｡2007年Raltegravir(MK20518)被批准为第一个抑制IN的新药,IN抑制剂的研究取得了重大突破[7,8]｡HIV-1 IN含288个氨基酸残基,大小为32 kD,由N-端结构域(N-terminal domain, NTD)催化核心结构域(Catalytic core domain,CCD)和C-端结构域(C-teminal domain, CTD)折叠而成｡NTD是由1~49位氨基酸残基组成的螺旋-转角-螺旋结构,内含一个不保守的HHCC锌指结构,功能上主要是促进酶的四聚化和增强酶的催化活性[9]｡CCD由50~212位氨基酸残基组成,含有混合的α/β结构(共5个β折叠和6个α螺旋),是IN参与催化反应的主要区域,含有核酸内切酶和聚核苷酸转移酶的酶切位点｡CCD结构上有高度保守的DDE酸性基序与二价金属离子(Mn2+或Mg2+),二者螯合共同构成IN的活性中心｡值得一提的是,这3个酸性关键残基分别分布在不同的结构段上,即β1无规卷曲和α4段｡另外,残基范围140~149的二级结构是一个较长的无规卷曲,该区域结构的充分柔性对于IN的催化是必须的[10]｡CTD由213~288位氨基酸残基组成,包含了5个反平行的β折叠,形成了一个β桶,在IN的3个结构域中保守性最小,功能上是参与结合非特异性DNA,稳定IN-DNA复合物结构[11]｡一般认为,单独的CCD就能进行简单的去整合反应,但是要完全实现3EP和ST反应,3个结构域缺一不可[12]｡近年来,HIV-1 IN结构的研究是一个热点问题,引起了很多研究者的重视｡有生物学家已经从蛋白质结晶以及突变试验等方面对IN的结构及催化功能进行了较为全面的研究,并取得了一定的成果｡分子模拟理论工作者则主要用结构模建､分子对接以及虚拟筛选等方面进行了一些较为系统的研究｡笔者从片段结构､聚集体模建和同源复合物体系的角度出发,将HIV-1 IN结构的最新研究进展进行了综述, 旨在为有效设计HIV-1 IN抑制剂提供参考｡1整合酶的片段结构由于HIV-1 IN溶解性较差,难以稳定结晶,迄今生物学家用X-ray和NMR试验方法仍未获得完整的IN单体结构,更不用说二聚体和四聚体｡但蛋白质数据库(Protein data bank, PDB)中目前已经有超过25个HIV-1 IN的片段结构｡这里将综述比较有代表性的HIV-1 IN片段结构,这些结构虽然仅是IN的片段结构,但是它们对于早期的科研以及全长IN模建中起着重要的作用[13,14]｡前面提到,作为聚核苷酸转移酶,HIV-1 IN含有2个金属结合区域,即结合Zn2+的NTD锌指结构和结合Mg2+或Mn2+的CCD,这些金属离子是酶催化所必须的｡Bujacz等[15]用X-ray试验首次获得了含双Mg2+的CCD晶体结构(pdb代码:1VSH)｡图1(A)给出了1VSH三维结构,其中用绿色Solid ribbon模式表示蛋白质部分,金属离子用黑色CPK模式表达,而DDE基序(Asp64,Asp121和Glu157)残基用粉红色Stick表示｡该结构的解析首先证明了IN催化中需要双金属参与的观点一致,另外,Mg2+､Mn2+､Zn2+､Ca2+以及Cd2+均可以结合到CCD活性口袋区中｡试验还表明,功能Loop区(残基138~149)的柔性是整合酶维持高活性所必须的｡由于有Mg2+位置的确定,将为后续的结构解析提供了较好的参照作用｡Goldgur 等[16]通过双突变F185K和W131E提高IN的溶解度,并把双突变IN在大肠杆菌中表达出来,然后用X-ray方法获得了到目前为止惟一的一个IN与其抑制剂1-(5-氯-吲哚-3-甲酸)-3-四唑基-1,3-丙二酮烯醇(5CITEP)的复合物结构(pdb代码:1QS4),分辨率是2.1?魡｡值得一提的是,IN部分由3个CCD组成｡图1(B)给出了1QS4中一个单体的三维结构,其中蛋白质和金属离子表示方法同图1(A),而DDE基序(Asp64, Asp116和Glu152)残基和5CITEP抑制剂分别用黄色Stick以及粉红色Ball-and-stick表示｡1QS4中Mg2+､DDE基序和抑制剂5CITEP高分辨率的结合模式,为后续基于IN结构的药物分子设计提供了有用结构信息｡多位点突变策略较大地提高了HIV-1 IN的溶解性,解析所得片段也逐渐变长｡Chen等[17]通过引入五点突变(C56S/W131D/F139D/F185K/C180S),首次解析出包含有CCD和CTD区域的HIV-1 IN片段的对称二聚体,分子外形是一个“Y”字形,残基范围是52~288,分辨率为2.8?魡(pdb代码:1EX4),结构详见图1(C)｡CCD和CTD之间靠27个氨基酸长度的α6螺旋(残基195~211)连接｡可以推测,两个较长的α6柔性臂可能在整合催化中起着结构域重定向作用｡值得一提的是,该结构是首次报道的多结构域IN体系,从结构上解释了IN四聚体存在的合理性｡两个CCD 间存在1个二体接触面,而两个CTD之间距离大约为55?魡｡试验表明,CTD有专一性结合DNA的特性,推测CTD在整合催化作用中,应该有参与结合､弯转甚至重定向病毒DNA的功能｡电势计算结果表明,IN二聚体中有一条沿B链CCD到A链CTD的狭长正电区域带,病毒DNA可能结合到该区域｡参与结合的氨基酸残基有B链的Lys159､Lys186､Arg187和Lys188以及A链的Lys211､Lys215､Lys219､Lys243､Arg263和Arg264,这点证明了结构完整性是IN发挥其催化功能的基础｡另外该课题组还解析一个单独CCD(残基范围52~212)结构,与1EX4的CCD部分完全吻合,进一步证明了1EX4结构的合理性｡Wang等[18]解析出了包含有NTD 和CCD区域的HIV-1 IN片段结构(pdb代码:1K6Y),形成了1对非对称的IN四聚体,CCD和CTD之间是靠一个高度无序链47~55连接,残基范围是1~212,结构详见图1(D)｡该结构给出了IN四聚体中NTD以及CCD的接触界面,是模建IN四聚体的基本模板,具体做法是与包含有CCD和CTD区域的片段叠合,结构衍生模建出全长的HIV-1 IN二聚体和四聚体｡为了提高溶解性以利于结晶,体系进行了三位点突变(W131D/F139D/F185K)｡结构分析表明,1K6Y每个CCD或者CTD与之前报道的单体三维结构十分吻合,而且CCD与1EX4的对应区域结构类似｡2完整聚集体模建研究体内及体外的一系列生物学试验研究[19]表明,有活性的HIV-1 IN是多聚体,而且病毒中也存在一些低聚体IN,推测IN在多聚体和低聚体之间有一个动态平衡｡但是IN活性多聚体亚基数目有待深入研究[20]｡基于PDB库中已有的IN片段结构,国际上已有很多小组用同源模建方法获得了全长IN二聚体和四聚体等结构｡Luca等[21]首次用同源模建方法搭建了一条完整的HIV-1 IN二聚体结构,并用ESCHER分子对接程序与一条含有27 bp的病毒DNA进行复合物预测,获得了IN 与病毒DNA的结合模式(pdb代码:1WKN)｡图2(A)给出了1WKN的三维结构,绿色及紫色Solid ribbon模式表示IN的两个单体,而病毒DNA用黄色Ring表示｡模建过程有5个步骤:①保留1QS4 晶体结构[16]中A､B链的CCD,去除其中的配体､结晶水及C链,并把 4 个缺失残基Ile141､Pro142､Tyr143和Asn144 依据1BIS[22]中B链的同源区域补全;②把晶体结构中两个突变残基F158K和W131E 替换为天然残基,得到的野生型CCD二聚体的A､B链分别包含一个Mg2+;③按照包含双金属离子与HIV-1 IN高度同源的鸟肉瘤病毒IN结构1VSH[15],将第二个Mg2+放置于A､B链相应的位置;④把双金属IN2核心区与PDB代码为1EX4[17]和1K6Y[18]的结构依次叠落以获得全长的IN2;⑤最后与1WJD[23]结构叠落补全缺失的47~55 号残基｡通过详细的接触残基分析,证明了搭建的全长IN 二聚体-病毒DNA复合物准确验证了一系列交叉偶联和突变试验｡Luca采用的病毒DNA是已经切除3’末端2个核苷酸的｡实际上,在生理状态下,病毒DNA先与IN结合后再发生3EP反应,随之IN和病毒DNA的构象将发生一定变化｡所以3EP反应前后的结合模式可能会有所不同,基于此,有学者也用Jackal程序搭建了全长的IN二聚体[24-26]｡并用Autodock程序获得了与8 bp以及27 bp病毒DNA(没有切除CA碱基)的复合物结构,发现随着病毒DNA长度的增加,HIV-1 IN2与病毒DNA的具有生物活性的结合模式出现的可能性相应增大｡并用分子动力学方法研究了复合物在水溶液中的构象变化｡结果表明,与未结合IN的病毒DNA相比,复合物中病毒DNA的结合区碱基构象变化较大,尤其是结合部位的小沟变宽｡最近,Wielens等[27]以及美国国家癌症研究中心Karki等[28]分别用同源模建的方法获得了全长的整合酶四聚体,并基于四聚体结构研究了整合酶与病毒DNA 可能的结合模式以及金属离子对结合的影响｡其中Karki等[28]提供了3个模建路径,得到3个模建结构｡模型1路径具体为:①保留1EX4(CTD+CCD)二体结构,去除水,用Sybyl补全缺失残基,而功能Loop区(残基138~149)用PDB库中1BL3结构[29]补全,CTD的部分走向用PDB库中1IHV结构[30]校准;②用PDB库中1WJA 结构[23]补全NTD部分,这样得到了全长IN二聚体;③与1K6Y四聚体[18]叠落,获得全长四聚体;④放置两个金属Mg2+在DDE口袋中,第一个手工放置,第二个参照1QS4结构[16]｡图2(B)给出了模型1结构｡模型2的路径与模型1的区别有两点:①NTD结构采用1K6Y结构[18]而不是1WJA[23];②两个Mg2+的位置参照1VSH结构[15],而非手动以及参照1QS4[16]｡图2(C)给出了模型2结构｡模型3的路径与模型2相近,只是模型3中CTD的部分走向未用PDB库中1IHV结构[30]校准,图2(D)给出了模型3结构｡Karki等[28]的研究成果首次给出了IN与病毒DNA及宿主DNA的识别结果,证明Glu152､Gln148和Lys156是结合病毒DNA 的反应部位(CA-OH3’)的关键残基;以及功能Loop区(残基140~149)主要是通过隔开病毒DNA和宿主DNA,从而起到稳定IN和复合物的作用｡Wielens等[27]还用GRID程序将一系列IN抑制剂对接到IN四聚体-病毒DNA-宿主DNA上,这些对接结果都与已有的试验信息相吻合,并且对IN与DNA结合模式提供了一些有用的信息｡Wang等[31]搭建了一个与Karki等[28]提供的类似全长的IN四聚体结构,首次定量考虑了金属离子对于IN与病毒DNA相互作用的影响;Ke等[32]利用PDB库中已有的片段结构,也搭建了一个IN四聚体,并把不同长度的病毒DNA对接到该平台中,结果表明,IN四聚体中有3个DNA结合区域,有两个应该是病毒DNA结合区,另一个是宿主DNA结合区｡3同源蛋白酶-DNA复合物结构在HIV-1的生命周期中,HIV-1 IN主要是将病毒DNA整合到宿主细胞染色体中,整个催化反应前提是IN与病毒DNA的特异性识别与结合｡在生理状态下,病毒DNA先与IN结合,随后发生3EP反应｡在药物设计中,如果知道HIV-1 IN与病毒DNA的结合位点,就可以有针对性地寻找阻断HIV-1 IN与病毒DNA结合的抑制剂,阻断HIV-1的复制过程｡尽管上面提到了Luca等[21]､Wielens等[27]和Karki 等[28]均搭建出IN-DNA模型,这些为HIV IN的催化机理以及IN抑制剂的合理设计研究提供了许多有益的信息,但是它们依然无法完全满足当前IN抑制剂设计工作的需要｡因为在以往的IN-DNA模型构建过程中,涉及到IN二聚体､四聚体以及病毒DNA的模建,模建误差对后续计算结果准确性会造成一定的影响｡总之,无论单独的全长IN还是与病毒DNA的复合物结构都缺失,尽管HIV整合酶抑制剂Raltegravir已经用于临床,但是其作用机制仍未知｡Steiniger等[33]解析出Tn5转座酶与DNA末端形成的复合物结构(pdb代码:1MUS),首次提供了转座/整合路径分析的三维结构｡细菌Tn5转座酶和HIV-1 IN同属于聚核苷酸转移酶家族,催化机制类似｡Tn5转座酶常用于DNA转移研究的模型系统,和HIV-1 IN一样内含3个保守的氨基酸残基(Asp97､Asp188､Glu326,即DDE基序),与金属Mn2+稳定结合,共同对酶的DNA转移活性起关键性的作用｡Tn5-DNA复合物结构中的Mn2+被Asp97､Glu326和DNA的3′-OH所定位,共同构成的活性口袋在三维结构上与HIV-1 IN非常相似｡与HIV-1IN一样,Tn5转座酶的活性口袋区中含多个Lys残基,参与结合DNA末端序列｡另外,Tn5活性口袋区中的两个金属离子得到解析,支持双金属参与IN催化的观点｡在HIV-1 IN-DNA复合物结构缺乏的情况下,该结构是一个很好开展DNA转移机制研究的平台[34]｡图3(A)给出了Tn5转座酶的三维结构,两个Mn2+和DDE基序残基分别用黑色CPK和粉红色Stick表示,蛋白质和DNA部分则分别用绿色Solid ribbon和黄色Stick表示｡最近,Hare等[35]用X-ray方法解析出全长的原核泡沫病毒(Prototype foamy virus,PFV)IN与病毒DNA的复合体三维结构(pdb代码:3OYA)｡晶体结构由PFV IN四聚体和两条病毒DNA组成,其中PFV IN与HIV-1 IN高度同源,均属于聚核苷酸转移酶家族｡PFV IN保留了HIV-1 IN中高度保守的DDE活性口袋区以及双金属催化中心｡Tang等[36]的对接试验表明,一系列HIV-1 IN抑制剂在PFV IN中的结合位置和在HIV-1中的结合位置相同,均是在DDE活性口袋区｡鉴于晶体库中PFV IN含HIV-1 IN没有但又十分重要的一些结构信息,比如酶多聚化和病毒DNA的结合位置等,所以PFV IN可以作为基于结构的抗AIDS药物研发的一个有效靶点｡4结语从原子水平上研究HIV-1 IN催化位点的结构信息和作用机理,进而为基于结构的IN抑制剂设计具有重要的意义｡本文把握国内外当前对IN结构研究的前沿,总结了该领域一系列代表性成果,希望借此引起读者的关注｡参考文献:[1] PERRYMAN A L, FORLI S, MORRIS G M, et al. 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抗HIV靶点药物研究进展
抗HIV靶点药物研究进展1. 逆转录酶抑制剂：逆转录酶是HIV病毒在复制过程中的关键酶，因此逆转录酶抑制剂是最早被开发的抗HIV药物。
目前已经有多个逆转录酶抑制剂上市，包括核苷酸类似物如拉米夫定（Lamivudine）和阿比卡韦（Abacavir），以及非核苷酸类似物如依非韦伦（Efavirenz）和尼拉韦伦（Nevirapine）等。
这些药物通过抑制逆转录酶的活性，阻断病毒的复制，从而控制HIV感染的进展。
2. 整合酶抑制剂：整合酶也是HIV病毒在复制过程中的重要酶。
整合酶抑制剂的作用机制是阻止病毒的DNA与宿主的细胞基因组融合，从而阻止复制。
草酸洛匹那韦（Raltegravir）是第一种获批上市的整合酶抑制剂，目前还有其他的整合酶抑制剂如筑巢酮（Dolutegravir）和艾兰韦（Elvitegravir）等正处于研发和临床试验阶段。
3. 融合抑制剂：HIV病毒进入宿主细胞需要与宿主细胞表面的受体结合，然后通过融合将病毒核酸注入宿主细胞。
融合抑制剂的作用是抑制病毒与宿主细胞的融合，从而避免病毒进入宿主细胞。
融合抑制剂如恩可替尼（Enfuvirtide）已经获得批准，并被用于HIV治疗。
4. 广谱抗病毒药物：广谱抗病毒药物对多种亚型的HIV病毒都有保护作用，特别是对耐药病毒株表现出较高的活性。
例如，来昔他韦（Letermovir）是一种新型广谱抗病毒药物，目前正在研究其在HIV治疗中的效果。
总之，抗HIV病毒药物的研究一直在进行中，不断有新的药物被开发出来。
这些药物通过不同的作用机制抑制HIV病毒的复制，从而降低病毒的负荷，延缓疾病的进展。
随着对HIV病毒和免疫系统作用机制的进一步理解，相信会有更多的靶点药物被研发出来，为HIV感染者带来更好的治疗效果。
HIV-1整合酶肽抑制剂的研究进展
般 来说 ， 模拟肽是 源于一个母 体先导肽 序列 ， 后肽再 然
通过修饰 ， 进一步提高与蛋 白靶点的结合 能力和并减少生
收稿 日期 ：０ ７ ０ — ９ ２ ０— ３ ０
作者简介 ： 胡建平（９ ８ ）男， １ ７一 ， 湖南永州人 ， 乐山师范学院化学与生命科 学学院讲师， 在职博士生， 从事生物信息学研究。
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第 ２ 卷 第 １ 期 ２ ２
２０ ０ ７年 １ ２月
乐 山师 范学 院 学 报
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白酶的底物而作用于酶的活性位点 联合疗法在控 制Ａ Ｄ 。 ＩＳ 的发展 以及延长 Ｈ Ｖ １ Ｉ 一 感染者 的生命较有效 。 值得 一提 的 是： 这些 药物抑制 了病 情 的发展 ， 还不能完 全根 除病毒 但 而且抗药性 的问题也有待解决 。病毒对某种药 物的抗药性 常常会导致对其 他有相 同结构或者 相同作 用机制 的药物 产生交叉抗药性ｌ ８ ｌ 出新 的作用靶点并 发展新类型抗病 。找 毒化合 物 ， 对于提高抑 制剂治疗效果是有意义的。 控制 Ａ Ｄ ＩＳ传染病 的基础研究 主要是强调 研究 Ｈ Ｖ １ Ｉ 一 的生物 ， 生化 和结 构特征 ， 以及研 究病毒 成分 和新 的药 物 侯 选物之间的相互作用。 逆转 录病毒 中的 Ｈ Ｖ ＩＮ的关 键 Ｉ —Ｉ
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本 文 综 述 了 以 Ｈ Ｖ ＩＮ为 靶 点 的 肽 抑 制 剂 的 研 究 进 Ｉ— ｌ
它们通过反复实验被发现确认 。很多 自然界天然产物被认
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2010年第30卷有 机 化 学V ol. 30, 2010 * E-mail: hliu@Received April 16, 2009; revised August 6, 2009; accepted September 7, 2009.国家高技术研究发展计划(“863”计划)(No. Grant 2006AA020602)资助项目.·综述与进展·HIV 整合酶抑制剂的研究进展郭涤亮a ,b 刘冠男a 周 宇a 李 建a 徐进宜b 蒋华良a陈凯先a 柳 红*,a ,b(a 中国科学院上海药物研究所 新药研究国家重点实验室药物设计和发现中心 上海 201203)(b 中国药科大学药学院 南京210009)摘要 HIV 整合酶是病毒DNA 复制所必需的3个基本酶之一, 是新批准上市的抗艾滋病药物Raltegravir (MK-0518, Isentress)的分子靶标. HIV 整合酶抑制剂已经成为新一类治疗获得性免疫缺陷综合症的药物. 对HIV 整合酶抑制剂的研究进展进行了综述, 为研究新型人类免疫缺陷病毒整合酶抑制剂提供参考. 关键词 人类免疫缺陷病毒; 整合酶抑制剂; 二酮酸类; RaltegravirResearch Progress in HIV Integrase InhibitorsGuo, Diliang a ,b Liu, Guannan a Zhou, Yu a Li, Jian a Xu, Jinyi bJiang, Hualiang a Chen, Kaixian a Liu, Hong *,a ,b(a Drug Discovery and Design Centre , State Key Laboratory of Drug Research , Shanghai Institute of Materia Medica ,Chinese Academy of Sciences , Shanghai 201203)(b School of Pharmacy , China Pharmaceutical University , Nanjing 210009)Abstract HIV integrase is one of the three essential enzymes for viral DNA replication and the molecular target of the newly approved anti-AIDS drug raltegravir (MK-0518, Isentress). HIV integrase inhibitors have emerged as a new class of drugs for the treatment of AIDS. In this article, the recent progress of HIV inte-grase inhibitors is reviewed to provide some useful information for the further research and development of HIV integrase inhibitors.Keywords HIV; integrase inhibitor; diketoacid; Raltegravir人类免疫缺陷病毒(HIV)感染引起的艾滋病(AIDS)是目前人类所经历的最严重的疾病之一, 截止2004年底, 全球已有4000万艾滋病毒携带者和艾滋病患者, 已有310万人死于艾滋病, 新感染艾滋病病毒的人数约为490万, 艾滋病在全球范围内的传播速度惊人. 鉴于此, 研究和开发抗艾滋病的新药显得日益紧迫和重要. 随着人类对HIV 病毒及其感染过程的研究不断深入, 以及各国药物研发人员的不断努力, 抗HIV 药物有了突飞猛进的发展, 尤其是全新作用机制的HIV 进入抑制剂和HIV 整合酶抑制剂的出现, 为抗HIV 药物的研制带来了新的发展方向, 也为艾滋病治疗带来了新的希望.1 抗艾滋病药物的作用机制和分类抗艾滋病药物的作用机制是通过影响HIV 复制周期的某个环节, 从而抑制病毒的复制和感染.根据HIV-1的生命周期, 目前抗艾滋病药物主要针对病毒复制过程的8个重要环节, 即HIV 对宿主细胞的依附(viral attachment)-进入抑制剂(entry inhibitor); 辅受体相互作用(coreceptor interaction)-进入抑制剂; HIV 与478有机化学V ol. 30, 2010细胞的融合(fusion)-进入抑制剂; 病毒RNA的逆转录(reverse transcription)-核苷类逆转录酶抑制剂(nucleoside reverse transcriptase inhibitor, NRTI)和非核苷类逆转录酶抑制剂(nonnucleoside reverse transcriptase inhibitors, NNRTIs); 前病毒DNA 的整合(integration)-整合酶抑制剂(integrase inhibitor, IN); DNA的转录(transcription); 病毒蛋白质的表达(translation), 病毒的组装(viral as-sembly), 以及病毒粒子的发芽和成熟(budding and maturation of HIV virion)-蛋白酶抑制剂(protease inhibi-tor, PI)[1]. 抗艾滋病药物的靶标主要就是针对这些环节中所涉及到的酶和受体, 例如HIV逆转录酶, HIV蛋白酶, HIV整合酶等, 相应地分为: 进入抑制剂、细胞趋化因子受体5 (CCR5)拮抗剂、核苷类逆转录酶抑制剂和非核苷类逆转录酶抑制剂、整合酶抑制剂、蛋白酶抑制剂等.2 抗艾滋病药物的研究现状目前, 美国食品和药品管理局(FDA)批准用于HIV- 1感染者临床治疗的药物主要有5大类: 核苷类逆转录酶抑制剂、非核苷类逆转录酶抑制剂、蛋白酶抑制剂、进入抑制剂和整合酶抑制剂. 而在很长一段时间里, 抗HIV药物主要是逆转录酶抑制剂和蛋白酶抑制剂. 2.1 核苷类逆转录酶抑制剂(NRTI)核苷类逆转录酶抑制剂齐多夫定(zidovudine)、扎西他滨(zalcitabine)作为第一类上市的抗艾滋病药物, 在艾滋病的临床治疗上占有很重要的地位, 而且现在仍是联合疗法组合单元, 但核苷类逆转录酶抑制剂会引起宿主细胞线粒体损坏, 毒副作用大, 而且长期单独用药促使病毒迅速产生抗药性[2].2.2 非核苷类逆转录酶抑制剂(NNRTI)非核苷类逆转录酶抑制剂奈韦拉平(nevimpine)、地拉韦定(delavirdine)等被美国FDA批准用于临床治疗, 已作为一线治疗药物. 但这类药极易产生抗药性, 一旦形成抗药性, 就会影响整类药的应用. 此外, 尤其在有NRTI抗药性的情况下, NNRTI抗药株的出现增加了治疗的难度[3].2.3 蛋白酶抑制剂(PI)蛋白酶抑制剂大多是肽类似物, 使用时通常会出现高给药剂量、毒性和耐药性等方面的问题, 代表药物有沙奎那韦(saquinavir). 非肽蛋白酶抑制剂替拉那韦(tipranavir)和地瑞那韦(darunavir)分别于2005年和2006年首次在美国上市. 尽管毒性仍然是这一类药物不可回避的问题, 但由于它们具有全新的分子结构, 能与蛋白酶的保守残基相结合, 因此可以将病毒耐药性发生的几率降至最低[4].2.4 进入抑制剂(entry inhibitor)2003年第一个进入抑制剂恩夫韦地(enfuvirtide)上市, 改变了长久以来抗艾滋病药物市场只有逆转录酶抑制剂和蛋白酶抑制剂的局面. 2007年辉瑞公司Maraviroc被FDA批准上市, 它是特异性的细胞趋化因子受体5 (CCR5)拮抗剂, 是一种具有全新作用机制的药物. CCR5是HIV入侵机体细胞主要的辅助受体, HIV通过CCR5来入侵细胞, 而抑制CCR5, 可以阻止艾滋病病毒进入人体细胞.3 整合酶抑制剂(integrase inhibitor)高效抗逆转录病毒治疗(highly active anti retroviral therapy, HAART) 是目前治疗艾滋病的有效手段. 但由于HIV的DNA复制缺乏保真性, 容易发生突变而产生对抗HIV药物的耐药性, 临床上迫切需要寻找更多作用于不同靶点的抗HIV药物. 正是由于作用靶点不一样, 整合酶抑制剂不受目前因化疗所产生的耐药性的影响. 近年来, 整合酶抑制剂作为一类有前途的治疗艾滋病的药物为人们所关注, 对整合酶抑制剂的研究异常活跃.3.1 整合酶的作用机制HIV整合酶是以HIV复制所必需的3个基本酶之一的整合酶作为靶标. HIV利用该酶将自己的遗传物质整合到受感染的细胞中, 这一整合过程包括两个步骤: 3'-加工(3'-processing)和链转移(Strand transfer, ST). 3'-加工指整合酶与在细胞质中病毒的双链DNA结合, 形成一个整合前复合物(pre-integration complex, PIC), 然后在3'末端切下两个核苷酸, 露出自由羟基3'-OH. 链转移指整合前复合物(PIC)被转运到细胞核中, 整合酶交错切除宿主细胞DNA的5'端的两个核苷酸, 产生间隔5个碱基的交错切口, 然后病毒DNA的3'端带自由羟基的碱基与宿主DNA 的5'端以共价键连接起来. 最后宿主细胞的酶修补病毒DNA与宿主DNA之间的裂隙, 病毒DNA和宿主DNA结合为一体, 这就完成了整个整合过程, 形成了一个完整的DNA(图1)[5].这样病毒DNA在整合酶的催化下插入宿主染色体内, 利用宿主细胞基因复制的功能和原料完成HIV的复制和感染. 而且HIV整合酶以单一的活性部位与病毒和宿主两种不同构象的DNA底物作用, 有可能限制HIV 对整合酶抑制剂药物产生抗药性. 加之整合酶只存在于病毒中, 哺乳动物类均无对应酶, 因此整合酶成为十分有前景的抗HIV药物设计的新靶标[6]. 整合酶抑制剂通过抑制整合酶, 能有效地抑制HIV在体内地复制, 同时N o. 4郭涤亮等：HIV 整合酶抑制剂的研究进展479不伤害正常细胞, 因此具有较高地选择性和较低的毒性.图1 整合酶催化的两个过程(3'-加工和链转移)Figure 1 Two integrase catalytic reactions (3'-processing and strand transfer)3.2 整合酶的结构HIV 整合酶是由三个部分组成的32k-Da 蛋白, 包括N 端区域(amino-terminal domain, NTD), 催化核心区域(catalytic core domain, CCD)和C 端区域(carboxy- terminal domain, CTD)(图2)[5]. 其中N 端区域是由第1至49位氨基酸残基组成, 具有四个关键且保守的氨基酸残基(H12, H16, C40, C43), 能与锌离子形成配合物, 对于酶与病毒DNA 形成稳定复合物方面起关键的作用. 催化核心区域由第50至212位氨基酸残基组成. 其中天冬氨酸D64, D116, 谷氨酸E152形成DDE 基序(DDEmotif), 可结合一个或两个二价金属阳离子(Mg 2＋/ Mn 2＋), 为酶的活性中心. C 端区域由213至288位氨基酸残基组成, 形成的二聚体与DNA 非特异性结合[5].图 2 整合酶的结构Figure 2 HIV integrase structure最成功的一类整合酶抑制剂二酮酸类化合物, 能与整合酶-DNA 复合物(PIC)的催化核心区域DDE 基序上的二价金属结合, 使其处于一个非活性的状态, 从而阻止了催化核心区域上的活性位点与宿主DNA 结合, 选择性抑制了链转移的过程(图3)[7]. 认识到这种作用机制以后, 人们就利用这一机制不断的寻找具有良好的抑制链转移活性的化合物, 而具有选择性抑制3'-加工活性的化合物并不多.图3 二酮酸类化合物与位于整合酶活性位点的金属离子结合Figure 3 Diketo acids chelating the metal ions inside the inte-grase active site3.3 整合酶抑制剂的研究进展报道的整合酶抑制剂实际上可归纳为五大类: DNA 结合物, 核苷类化合物, 肽类化合物, 多羟基芳环化合物, 二酮酸类化合物[8]. 而在这些化合物中, 大多数都只在细胞外的酶实验中表现出活性, 而在细胞内没有活性或活性很小, 并且其作用机制缺乏特异性, 只有二酮酸类化合物展示出有效的细胞内抗病毒活性[9,10]. 实验表明, 该类化合物主要是通过抑制整合酶两个催化反应中的链转移过程而获得抗病毒活性的[11]. 目前虽然HIV整合酶抑制剂的结构很多, 但进入临床研究的HIV 整合酶抑制剂以及上市的药物只有二酮酸类化合物. 3.3.1 DNA 结合物早期的研究发现一些DNA 结合物能够抑制整合酶促进的整合过程, 进而发现了一些小分子结构的非核苷类整合酶抑制剂, 如阿霉素(doxorubicin)、米托蒽醌(mitoxantrone)、槲皮素(quercetin)等. 这一类化合物可能是由于能够非特异性的作用于整合酶的DNA 结合区域, 而整合酶抑制剂的活性并不是简单的取决于其与DNA 的结合能力, 因此这一类整合酶抑制剂选择性差, 毒性较大[12].3.3.2 核苷类化合物齐多夫定的单磷酸衍生物AZTMP 属于核苷类整合酶抑制剂, 是第一类与整合酶分子相互作用的抑制剂. 该化合物抑制HIV 整合酶催化的3'-加工和链转移过程,480有机化学V ol. 30, 2010其IC50(半数抑制浓度)分别为100和6 μmol/L. 具有四聚鸟嘌呤核苷结构的整合酶抑制剂T30923 [(GGGT)4], T40215 [(GGGGGT)4], T40216 [(GGGGGGT)4], 主要是通过与整合酶活性催化区域的残基形成氢键而发挥抑制作用, 其抑制链转移的IC50为90, 80和60 nmol/L[13]. 2004年, Nair等[14]合成了核苷类整合酶抑制剂化合物5, 体外试验表明, 其抑制整合酶3'-加工和链转移过程, IC50分别为19和25 µmol/L.3.3.3 肽类化合物最初, Plasterk等通过组合肽库高通量筛选, 发现了一个六肽先导化合物(H2N-HCKFWW-CONH2), 其抑制整合酶的IC50为2 µmol/L[15]. 但这种线性多肽, 在人体内容易被蛋白酶降解, 缺乏成药性, 因此以其为先导化合物不断进行结构优化. 2002年, de Soultrait和Roques 等[16]发现了一种由33个氨基酸残基组成的多肽I33, 其在体外实验中, 对HIV整合酶的3'-加工和链转移过程都具有明显的抑制作用. 通过进一步对I33的结构优化, 发现具有与I33的N端部分相同的12个氨基酸残基的短肽EBR28具有更好的抗HIV活性, 其抑制整合酶的3'-加工的IC50为5 µmol/L.3.3.4 多羟基芳环化合物这一类抑制剂的结构多种多样, 许多都是由天然产物的结构修饰而得到, 它们大都具有类似的结构特征: 一个中间链连接的两个芳香族单位, 且至少有一个芳香环上有相邻的两个羟基[17], 如从天然植物中提取得到的黄酮类化合物6其抑制整合酶的EC50(半数有效浓度)为7.5 µg/mL[18]. 咖啡酸苯乙酯(CAPE)对整合酶具有良好的抑制活性, 能抑制整合酶3'-加工和链转移过程, IC50分别为220和19 µmol/L[17]. Bushman和Siegel等[19]合成得到的邻苯二酚类化合物8具有较好的整合酶的抑制活性, 其对整合酶3'-加工和链转移过程的IC50分别为17和5 µmol/L.3.3.5 二酮酸类化合物二酮酸(diketoacid, DKAs)类化合物的结构大致可分为三部分: 芳香环, 1,3-二羰基结构, 酸性基团(图 4). 芳香环和酸性基团通过1,3-二羰基结构连接起来. 二酮酸结构被认为是产生酶抑制活性的关键药效基团, 而芳香基团主要是改善化合物的药效性质和选择性[20].图 4 二酮酸类化合物的一般结构Figure 4 General structure of diketo acids由于认识到二酮酸结构是很有前景的药效团并且其抑制整合酶的机制明确, 美国默克公司通过对一个超过250000个具有二酮酸类似结构的小分子化合物库进行随机筛选, 得到了第一类分子量小于500的具有抑制HIV整合酶链转移活性的化合物L-731988和L-708906, 对链转移的IC50分别为133和300 nmol/L[21]. 几乎与此同时, 日本Shionogi制药公司报道5-CITEP也具有良好活性. 5-CITEP是Shionogi制药公司利用生物电子等排体的原理, 成功地用四氮唑基团来取代羧基, 保持了化合物原有的较高的生物活性, 所合成的化合物5-CITEP 与整合酶形成共结晶, 得到了第一个整合酶抑制剂与酶形成的复合物的X射线晶体结构图, 这为整合酶的作用机制以及抑制剂的合理设计提供了重要依据[8].N o. 4郭涤亮等：HIV 整合酶抑制剂的研究进展481随后的研究中, 改造主要集中在芳基环和羧基的优化上, 为了提高生物相容性和代谢稳定性, 合成了大量结构多样的二酮酸生物电子等排体结构化合物[22]. 第一个进入临床研究的HIV 整合酶抑制剂S-1360就是用含氧的杂环取代了标准的芳香环, 用三氮唑基团来取代羧基得到的. S-1360在体外有很好的整合酶抑制活性, IC 50为20 nmol/L , 在细胞实验中的EC 50为140 nmol/L , 并进入二期临床研究, 但可能由于其三氮唑基团在人体内的关键代谢产物不稳定而产生毒性, 于2003年终止临床实验[23].由于二酮酸类化合物结构中的1,3-二羰基对活性至关重要, 但羧基的存在一般使化合物在体内的生物利用度不高, 羧基用三氮唑、四氮唑或含氧、硫、氮的杂环、以及酯类、酰胺类结构取代, 结果发现许多化合物具有较好的生物活性. Merck 公司的研究者试图用其它官能团来取代关键药效团, 设计了8-羟基-[1,6]-二氮杂萘(8-hydroxy-1,6-naphthyridine)作为1,3-二酮酸模块的生物等排体[24], 合成了系列具有8-羟基-[1,6]-二氮杂萘母核的化合物, 如L-870810和L-870812具有良好活性, 对链转移的IC 50分别为15和40 nmol/L [20], 结构修饰的工作还在继续.将二氮杂萘母核的化合物作为先导化合物进行优化, 分别朝两个方向进行: A 环向外扩环, 得到具有三环结构的化合物, 如化合物15和 16, 其中化合物 15在细胞实验中对整合酶链转移的IC 50为0.08 µmol/L, 而化合物16的EC 50为0.089 µmol/L, 化合物16的活性优于化合物 15是由于去掉了6位的羰基使其酯溶性提高更有利于透过细胞膜[20]; B 环去环得到一个单环结构的化合物, 进一步优化得到了嘧啶结构的化合物, 默克公司在对这一类结构化合物进行不断优化, 得到许多具有良好生物活性的化合物(图5). 二羟基嘧啶(dihydroxy- pyrimidine)结构的化合物 17对链转移的IC 50为0.05 µmol/L, 在人血清蛋白抗HIV 细胞实验中CIC 95(抑制95%的细胞株传播HIV-1感染的浓度)为78 nmol/L , 并且在鼠、狗、猴的临床前研究中表现出良好的药代动力学性质[25]. 随后默克公司又发现具有N -甲基嘧啶(N -methylpyrimidone)结构的化合物 18对链转移的IC 50为0.06 µmol/L, 在人血清蛋白抗HIV 细胞实验中CIC 50 为65 nmol/L, 并且也在鼠、狗、猴三种物种的临床前研究中表现出良好的药代动力学性质, 已经有希望成为进入临床研究的抗病毒药物[26].图 5 8-羟基-[1,6]-二氮杂萘化合物的结构优化Figure 5 Structure optimization of 8-hydroxy-1,6-naphthyri- dine经过多年的努力, 从具有N -甲基嘧啶母核结构的化合物(如化合物18)不断进行结构优化最终得到Raltegravir (19). 2007年默克公司的整合酶抑制剂Raltegravir (MK-0518, 商品名Isentress)获得FDA 的上市批准, 成为第一个上市的HIV 整合酶抑制剂药物, 作为具有全新作用机制的抗艾滋病新药, 它将显著改善现有的HIV 治疗效果, 并成为新的治疗途径和选择. 《自然》杂志在该药上市之前就给予了高度评价: 2007年将482有 机 化 学 V ol. 30, 2010有两种抗HIV 新药上市, 这将成为鸡尾酒疗法出现10年之后抗艾滋病治疗领域的又一个里程碑. 辉瑞公司的CCR5拮抗剂Maraviroc 和默克公司的整合酶抑制剂Raltegravir 对于现有药物已产生耐药的患者具有重大意义, 由于这两种药物属于两种全新抗HIV 机制的药物, 有望成为治疗艾滋病的新选择[27]. Raltegravir 对整合酶链转移的IC 50为2～7 nmol/L , 体外抗病毒活性实验在10%的牛血清和50%人血清中的IC 95分别为19 nmol/L 和33 nmol/L [28]. Raltegravir 对于初次治疗和接受过治疗的患者都具有良好的安全性和疗效, 甚至对于一些不能接受其他药物治疗的患者也能抑制其病毒的繁殖[29]. Raltegravir 可通过口服、静脉注射、肌肉注射等方式给药, 口服给药剂量根据患者的年龄、性别、体重等因素的不同而不同, 一般给药剂量为每次100～600 mg, 每天2次[30]. 临床研究发现, 口服给药24 h 后基本代谢完全, 其中32%通过尿液代谢(9%为原药, 23%为原药的葡萄糖醛酸结合物), 51%以原药的形式通过粪便代谢[31]. Raltegravir 具有良好的安全性, 增加给药剂量时没有发现相关的不良反应[32]. 默克公司于2003年5月份申请了该药及系列化合物的世界专利(WO 2003035077), 对其化学结构进行了保护, 并于2006年6月份申请了Raltegravir 治疗作用及合成工艺的世界专利(WO 2006 060712)[33].第一个整合酶抑制剂的上市, 使得整合酶抑制剂的研究取得重大突破, 促使更多的力量投入这方面的研究. 对Raltegravir 的N -甲基嘧啶母核继续进行改造, 得到了一些有良好活性的化合物. 如具有二羟基吡啶并吡嗪(dihydroxypyridopyrazine)结构的化合物20, 在细胞中抑制HIV 复制的CIC 95为0.31 µmol/L [34]. 而化合物21的母核结构是由N -甲基嘧啶扩环得到的, 其抑制链转移的IC 50为12 nmol/L, 在MT4细胞中抑制HIV 复制的CIC 95为13 nmol/L[35].目前, 另一个由Gilead Scienses 公司开发的Elvitegravir (22) (GS-9137, JTK303)也已处于II 期临床研究阶段, 极有望成为第二个上市的HIV 整合酶抑制剂. Elvitegravir 是由喹诺酮类抗菌药的结构发展而来, 更有可能具有较好的药代动力学性质. 在细胞实验中对整合酶链转移的IC 50为7.2 nmol/L, 体外抗HIV 实验的EC 50为0.9 nmol/L [36]. Elvitegravir 具有3-羧酸喹诺酮(quinolone 3-carboxylic acid)结构[37], 虽然不属于典型的二酮酸类结构, 但还是可以归纳为二酮酸的电子等排体. 所有的二酮酸结构的电子等排体都有三个功能部分: 一个类酮部分, 一个可烯醇化的酮部分, 一个羰基氧部分, 并且这三个部分处在一个共平面的构象上[36]. 我们尝试把重要的二酮酸类的整合酶抑制剂按这种方法归纳一下, 可以比较直观的看出它们之间的联系(图6).图6 二酮酸及其电子等排体的结构Figure 6 Structures of the diketo acid and its bioisosters化合物23结合了喹诺酮和典型二酮酸的结构特征, 是具有喹诺酮结构的二酮酸衍生物. 化合物23抑制HIV 复制的活性好且毒性小, 其EC 50为0.17 µmol/L, 治N o. 4郭涤亮等：HIV 整合酶抑制剂的研究进展483疗指数大于1176 (TI ＞1176)[38].随着对这一领域的广泛研究, 许多具有二酮酸类似结构的化合物被设计合成出来, 如具有吡咯烷酮(pyrrolinone)结构的化合物24, 其抑制链转移的IC 50为18 nmol/L, 在MT4细胞中抑制HIV 复制的CIC 95为25 µmol/L [39]. 具有双环结构的化合物25和三环结构的化合物26也都具有典型二酮酸类衍生物的三个功能部分. 其中化合物 25抑制链转移的IC 50为74 nmol/L, 在50%人血清的细胞实验中抑制HIV 复制的IC 95为63 nmol/L [40], 化合物26抑制链转移的IC 50小于10 nmol/L, 在50%人血清的细胞实验中抑制HIV 复制的IC 95为35 nmol/L [41].二酮酸类化合物具有的良好抑制HIV-1整合酶活性, 引起了世界上各大制药公司的极大关注, 他们发现了许多不同母核结构的具有良好生物活性的化合物并申请了专利保护(图7). 尽管这些化合物的结构各不相同, 但都具有明显的二酮酸电子等排体结构特征.最近Charpentier 等[42]研究发现在所有服用Raltegravir 的病人体内病毒DNA 都发生了抗药性突变, 这有可能影响药物的疗效. Pommier 等[43]具体比较了Raltegravir 和Elvitegravir 对整合酶催化的各个反应特别是对3'-加工和链转移的抑制活性, 并考察了由于整合酶结构突变而引起的对这两种药物的抗药性. 他们发现Raltegravir 和Elvitegravir 选择性对链转移具有很高的抑制活性, 而Elvitegravir 活性更好. 他们还发现这两种药物对3'-加工也具有不同程度的抑制活性, 并且Elvitegravir 对3'-加工的的抑制活性比Raltegravir 略好. 但两种药物都表现出一定的抗药性, 而且也并不象以前所认为的Elvitegravir 能比Raltegravir 更好的克服由于整合酶结构突变而引起的抗药性. 以Raltegravir 和Elvitegravir 为代表的第一代HIV 整合酶抑制剂已经成为新一类充满希望的用于治疗艾滋病的药物, 更多的研究工作将致力于发现能良好抑制3'-加工、抗药性小的第二代HIV 整合酶抑制剂.图7 一些专利中的二酮酸类HIV 整合酶抑制剂的结构Figure 7 Structures of diketoacid-containing HIV integrase inhibitors in some patents484有机化学V ol. 30, 20104 结语二酮酸类化合物具有明确的抗病毒活性, 其作用机制将进一步明确, 将有一系列高效、低毒的二酮酸类整合酶抑制剂进入临床试验. 相信随着对第一代HIV整合酶抑制剂临床结果的反馈信息的分析以及对其结构的不断优化, 将有更多更好的抗艾滋病药物出现. References1 Reeves, J. D.; Piefer, A. J. Drugs2005, 65, 1747.2 De Clercq, E. J. Med. Chem. 2005, 48, 1297.3 Liu, H.-X.; Li, Z.-C.; Wu, H. Section Virology ForeignMed. Sci. 2005, 12, 117 (in Chinese).(刘海霞, 李在村, 吴昊, 国外医学:病毒学分册, 2005,12, 117.)4 Long, Y.-Q. Pharm. 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