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第十八章抗病毒药AntiviralAgents病毒是由以一种单链或双链的核酸(DNA或RNA)为核心，外间被称为衣壳的蛋白质所包裹，形成病毒粒子。甲型流感病毒DNA病毒在进入宿主细胞后，在宿主的细胞核中将病毒的DNA通过宿主细胞的多聚酶转录成mRNA，然后mRNA翻译合成病毒特定的蛋白。RNA病毒在宿主细胞中依赖成熟病毒粒子中的酶合成自己的mRNA或依赖病毒的RNA自身作为mRNA进行复制。值得关注的是，在RNA病毒中，有一类病毒称为逆转录病毒，这些病毒与艾滋病(AIDS)，及T-细胞白血病有关。抗病毒药物的作用主要通过影响病毒复制周期的某个环节而实现的。当病毒侵入人体后，机体的免疫系统将产生免疫应答，抗病毒药的作用是抑制病毒的繁殖，使宿主的免疫系统对抗病毒的侵袭，修复被破坏的组织。由于病毒宿主的相互作用的复杂性，因此大多数抗病毒药物在发挥治疗作用时，对人体产生毒性或抗病毒的作用较低。第一节抗非逆转录病毒药物（AntinonretroviralAgents）抗病毒药物根据其作用的部位分为抑制病毒复制的药物影响病毒核酸复制的药物影响核糖体翻译的药物一、抑制病毒复制的药物（AgentsActingonEarlyStepsofViralReplication）1、M2蛋白抑制剂M2蛋白为流感病毒囊膜上的一种跨膜蛋白，以二硫键连接成同型四聚体，大量存在于感染宿主细胞表面。M2蛋白抑制剂主要通过干扰M2蛋白离子通道活性，改变宿主细胞表面电荷，抑制病毒穿入宿主细胞，抑制病毒蛋白加工和RNA的合成，干扰病毒的脱壳和成熟病毒的颗粒释放，从而抑制了病毒的增殖，同时还能阻断病毒的装配。M2蛋白抑制剂抗病毒药物主要有，盐酸金刚烷胺(AmantadineHydrochloride)和盐酸金刚乙胺(Rimantadinehydrochloride)。这类药物的基本结构特征是含有饱和三环癸烷金刚烷（Adamantane）环，形成刚性笼状结构。金刚烷Adamantane盐酸金刚乙胺盐酸金刚烷胺主要是抑制病毒颗粒进入宿主细胞内部，也抑制病毒复制的早期阶段。在临床上对预防和治疗各种A型的流感病毒。本品抗病毒谱较窄，对B型流感病毒、风疹病毒、麻疹病毒等感染均无效。本品能穿透血脑屏障，引起中枢神经系统的毒副反应。盐酸金刚乙胺是盐酸金刚烷胺的衍生物。抗A型的流感病毒的活性比盐酸金刚烷胺强4-10倍而中枢神经的副作用也比较低。NH2HCl盐酸金刚烷胺HClH2NCH32、流感病毒神经氨酸酶抑制剂流感病毒的神经氨酸酶（Neuraminidase,NA）又称唾液酸酶，是存在于流感病毒A和B表面的糖蛋白，为病毒复制过程的关键酶。NA可促进新生的流感病毒从宿主细胞的唾液酸残基释放，并加速流感病毒传染其它的宿主细胞。神经氨酸酶水解神经氨酸-糖蛋白复合物示意图唾液酸OOHOO糖蛋白HOHNH3COHOOH神经氨酸酶OOHOHOHNH3COHOOHHOHOOOHOHOHNH3COHOOHHOOOHOOHHOHNH3COHOOHHO糖蛋白在研究过程中通过模拟这一过渡态结构，设计了第一个神经氨酸酶抑制剂DANA。DANA与唾液酸相比，前者和NA的结合能力高约1000倍，但对流感病毒NA的特异性很差，对流感病毒动物模型研究中的效果也不理想。扎那米韦可以特异性地抑制A、B型流感病毒NA，阻止子代病毒从感染细胞表面释放，防止病毒呼吸扩散，从而抑制流感病毒的复制。但本品的极性很大，口服生物利用度低，只能以静脉注射、滴鼻或吸入给药。OHNHOOHHOCOOHOHH3COOHNHOOHHOCOOHNHNHH2NH3CO256784DANA扎那米韦OHNHOOHHOCOOHNHNHH2NH3CO256784胍基有较强的亲水性，口服生物利用度较差，用极性较小的氨基代替高极性的胍基。用烷氧基来代替甘油基，一方面可以增加侧链和酶之间的疏水作用，另一方面由于烷氧基的诱导效应可以降低环己烯双键的电荷密度使之与氧离子六元环过渡态更接近。扎那米韦对扎那米韦进行改造，设计并合成得到新的NA抑制剂GS4071。OH2NHNH3CH3CH3COOHOGS4071GS4071有较强的抑制NA的活性，但和扎那米韦一样口服生物利用度较低，将GS4071的羧基用乙醇酯化得到奥司他韦，口服生物利用度可达80%，经肠胃道吸收后经体内酯酶的代谢迅速转化为活性的代谢产物GS4071，产生抑制流感病毒的活性。a)唾液酸与NA的相互作用b)GS4071与NA的相互作用OHHOHOCO2HOHHOHOCO2EtOHOOCO2EtOMsOOCO2EtOMsOOCO2EtOMsHOOCO2EtOOCO2EtNHtBuHOOCO2EttBu-NOCO2EtN(allyl)2tBu-HNOCO2EtN(allyl)2tBu-NOCO2EtAcN(allyl)2Ac-HNOCO2EtNH2Ac-HNOCO2EtH3PO4SO2ClEtOH(Me)2C(OMe)2TsOHMsClTfOHEt2COBH3KHCO3tBuNH2MgCl2MsCl(Allyl)2NHPhSO3HAc2OAcONa1)HCl,EtOH2)TFA1)NDMBA,Pb(Ac)2,Ph3P2)H3PO4(I)(II)(III)(IV)磷酸奥司他韦的合成路线二、影响病毒核酸复制的药物（AgentsActingonViralNucleicAcidReplication）作用机理病毒粒子由蛋白质和核酸组成，其中的核酸仅为DNA或RNA中的一种。干扰病毒核酸复制的药物，主要是干扰核酸的合成。TPOHPP3'OH5'TPAPCPGTPAPCPGPAPGPAP模板引物核苷酸的合成干扰病毒核酸复制的药物，在合成过程中竞争性地和DNA聚合酶或RNA聚合酶相结合，从而抑制酶的活性，干扰病毒核酸的合成，产生抗病毒作用。该类药物的分类如下：核苷类嘧啶核苷类嘌呤核苷类糖基修饰的核苷类非核苷类嘧啶核苷类碘苷①其化学结构和胸腺嘧啶脱氧核苷相似，可和胸腺嘧啶脱氧核苷竞争性地抑制DNA聚合酶，阻碍病毒DNA的合成。碘苷本身无活性，它在体内被细胞和病毒胸腺嘧啶核苷激酶磷酸化生成三磷酸碘苷(如下图)，后者是活性形式。碘苷ONHNOOHOIOHONHNOOOIOHPHOOOHONHNOOOIOHPOOOHPOHOOHONHNOOOIOHPOOOHPOOOHPOHOOH②在3次磷酸化过程中，由于单纯疱疹病毒编码的病毒胸腺嘧啶核苷激酶催化活性高于细胞内的酶，从而造成碘苷在病毒中的浓度高于正常细胞，使其抗疱疹病毒具有选择性。③碘苷对单纯疱疹病毒和牛痘病毒等DNA病毒有效，对流感病毒等RNA病毒无效。由于毒副作用较大，且应用范围较窄，水溶性较小，在临床上应用较少。④碘苷也是胸苷磷酸化酶和胸苷酸合成酶的底物。这二个酶使得碘苷和单磷酸碘苷在体内分别分解为5-碘代尿嘧啶和单磷酸尿苷。NHHNOOIONHNOOOIOHPHOOOH5-碘代尿嘧啶单磷酸尿苷屈氟尿苷的作用机理和碘苷相类似，其水溶性较大，对I型和II型单纯疱疹病毒均有效。可用于治疗眼睛疱疹感染和抗碘苷的病毒疾病。阿糖胞苷是胞嘧啶衍生物，能阻止脱氧胞嘧啶核苷的形成，抑制病毒DNA的合成，和碘苷的作用机理基本相同。本品在体内转变成单磷酸酯、双磷酸酯及三磷酸酯，从而抑制DNA多聚酶和还原酶。临床上用于治疗带状疱疹病毒所引起的感染。ONHNOOHOCF3OH屈氟尿苷ONNNH2OHOOHHO阿糖胞苷嘌呤核苷类阿糖腺苷(Vidarabine)①在体内也是通过转化为其三磷酸酯衍生物而干扰DNA合成的早期阶段。②具有抗单纯疱疹病毒（HSV1和HSV2）作用，临床上用以治疗单纯疱疹病毒性脑炎和免疫缺损病人的带状疱疹和水痘感染，但对巨细胞病毒无效。③经静脉滴注给药，进入体内被腺苷脱氨酶脱氨生成阿拉伯糖次黄嘌呤(20-5)，抗病毒作用减弱。因此设计合成了碳环类似物Cyclaradine，它可以拮抗腺苷脱氨酶，并能在水中稳定存在，具有较好的抗DNA病毒活性。NNNNOHOOHHONH2HNNNNOHOOHHOO腺苷脱氨酶NNNNHOOHHONH2阿糖腺苷（20-5）Cyclaradine糖基修饰的核苷类由于腺苷类药物在体内易被脱氨酶转化成脱氨化合物而丧失活性，在寻找腺苷脱氨酶抑制剂的过程中，通过对糖基进行修饰发现了一些开环的核苷有较好的抗病毒活性。阿昔洛韦HNNONNOHOH2N①本品是开环的鸟苷类似物，为广谱抗病毒药，主要用于疱疹性角膜炎、生殖器疱疹、全身性带状疱疹和疱疹性脑炎治疗，也可用于治疗乙型肝炎。②缺点：水溶性差，口服吸收少，可产生抗药性。②阿昔洛韦的合成路线HNNONNHH2NAc2O(AcO)2ZnAcHNNONNHH2NAcOOH3CSOOOHHNNONNNHOH3COOCH3OHNNONNNHOH3COOH水解40%CH3NH2③阿昔洛韦的作用机理独特，只在感染的细胞中被病毒的胸苷激酶磷酸化成单磷酸或二磷酸核苷，而后在细胞酶系中转化为三磷酸形式（如下图），才能发挥其干扰病毒DNA合成的作用。因此在病毒和宿主之间具有很高的选择性。HNNONNH2NOOH胸苷激酶疱疹病毒HNNONNH2NOOPOOHOHHNNONNH2NOOPOOOHPOOHOHHNNONNH2NOOPOOOHPOOOHPOOHOH核苷二磷酸激酶(细胞酶系)地昔洛韦在水中溶解度比阿昔洛韦大18倍，口服吸收好，毒副作用小，进入体内后被黄嘌呤氧化酶作用转化为阿昔洛韦而产生活性。伐昔洛韦是阿昔洛韦的纈氨酸酯前药，胃肠道吸收好，在体内经肠壁或肝脏代谢生成阿昔洛韦继而转化为三磷酸酯而产生作用，克服了阿昔洛韦口服吸收生物利用度低的缺点。临床用于治疗急性的局部带状疱疹。NNNNH2NOOH地昔洛韦HNNONNH2NOOCH3OCH3NH2伐昔洛韦更昔洛韦作用机制和阿昔洛韦相似。对巨细胞病毒的作用比阿昔洛韦强，但毒性比较大，主要用于治疗巨细胞病毒引起的严重感染。喷昔洛韦是更昔洛韦的电子等排体。和阿昔洛韦相比，具有相同的抗病毒谱，在停药后仍可保持较长时间的抗病毒活性，而阿昔洛韦停药后其抗病毒活性会迅速消失。泛昔洛韦是喷昔洛韦的前药。口服后在胃肠道和肝脏中迅速被代谢产生喷昔洛韦，生物利用度达77%。HNNONNOHOH2NHOHNNONNHOH2NHONNNNH2NOOOCH3CH3O更昔洛韦喷昔洛韦泛昔洛韦西多福韦是合成胞嘧啶非环状核苷类衍生物，进入体内后被宿主细胞的酶转化为活化的西多福韦二磷酸酯而发挥作用。对痤疮病毒有较强的抑制作用，对耐阿昔洛韦的HSV病毒株和耐更昔洛韦的病毒株也有效。副作用较大，会引起肾小管损伤而产生肾毒性。阿德福韦是腺嘌呤的非环状核苷衍生物，对嗜肝病毒，逆转录病毒及痤疮病毒都具有明显的抑制作用，对拉米夫定(3TC)耐药的病毒变异株有较好的抑制作用。临床上用于治疗慢性乙型肝炎，对晚期AIDS患者能延长其存活时间，且无致畸、诱变、致癌及胚胎毒性。西多福韦NNNH2OOOHPOOHOHNNNH2OPOOHOHNN阿德福韦非核苷类利巴韦林①广谱的抗病毒药物，体内外对RNA和DNA病毒都有活性，对多种病毒例如呼吸道合胞病毒，副流感病毒、单纯疱疹病毒、带状疱疹病毒等有抑制作用。②本品的合成是以三氮唑甲酸酯为原料在酸催化下和核糖缩合而成。NNNH2NOOHOOHOH利巴韦林NHNNOOCH3OAcOOAcAcOOAcHOAcOOAcAcONNNOOCH3CH3OH/NH3OHOOHHONNNNH2O③本品可视为磷酸腺苷(AMP)和磷酸鸟苷(GMP)生物合成前体氨基咪唑酰氨核苷(AICAR)的类似物。本品与鸟苷的空间结构有很大的相似性。因此本品易被细胞内的嘌呤核苷激酶一磷酸化，继之三磷酸化。所得利巴韦林一磷酸酯可以抑制单磷酸次黄嘌呤核苷(IMP)脱氢酶，从而抑制了GMP的生物合成。OOHOHHONNNNH2OOOHOHHONNNNH2OOOHOHHONNNNHONH2OOHOHHONNNNHNH2OOHOHHONNNH2NH2OAICAR