抗艾滋病药物的研究进展 （ Recent Developments in Anti-AIDS Drugs ） 刘 俊 义 北 京 大 学 药 学 院

1. 抗艾滋病药物的研究进展 （Recent Developments in Anti-AIDS Drugs） 刘 俊 义 北 京 大 学 药 学 院

2. AIDS的蔓延 • 1981 年报道首例AIDS 以来，全世界累积 HIV感染者 7000 万人，2000 多万人死于 AIDS。 • 2002 年 WHO统计，全世界 HIV携带者和患者的总人数为4200万。 • 2003 年新感染 HIV 的人数 500 万，95% 来自发展中国家。死于 AIDS 的人数为 330 万。 • 每年新感染人数呈指数上升趋势。

3. 中国AIDS的概况 • 1985 年中国发现首例 AIDS 病人。 • 1995 年每年感染 HIV 急剧增加，现有 100 多万人感染上 HIV。 • 10% 的感染人群进入发病期。 • 中国 HIV 感染人数排在世界第十四位，每年增加人数排世界第一位。

4. AIDS的治疗 • 1995 年中国 AIDS 病人，每人每年的平衡药费约为8万元。 • 2002 年国内病人，每人每年的平均药费约3万元。 • 2002 年国家药监局批准仿制生产4 种国外抗 HIV 药物，即 齐多夫定（Zidovudine）、去羟肌苷（Didanosine）、司他夫定（Stavudine）和奈韦拉平（Nevirapine）。 • 国产化药物可使病人用药费用降至每年约 3000~5000 元。 • 研发具有自主知识产权的药物是一个十分迫切和重要的课题。

5. HIV病毒的结构和复制 • 1983 年 Dr. Luc Montagnier 等人首先发现 AIDS 的病因—HIV(Human immunodeficiency virus)。 • 1984 年Dr. Robert Gallo研究小组证实了的Dr. Montagnier研究成果。 • HIV 是 RNA 病毒，分为HIV-1，HIV-2 两种。 2个单链 RNA 表面为双脂膜酶（RT，pH，Ig） 结构蛋白（p24，p17，p7） 糖蛋白gp120，gp41

7. HIV 体外不能繁殖，借助人体细胞复制再生。 • HIV 在血液中的半衰期小于6h，但进入细胞内每天产生约 1010 病毒颗粒，每年大约可繁殖 140 代。

8. HIV复制过程大致可分为七个步骤： • 病毒进攻细胞（Binding）：病毒表面糖蛋白gp120、gp41与CD4受体结合 • 融合（Fusing）：病毒表面糖蛋白构象变化后与细胞膜进行融合。 • 逆转录（Reverse transcription）：进入细胞的单链病毒RNA在HIV-RT作用下合成双链病毒DNA。

9. 整合（Integration）：双链病毒DNA在整合酶作用下进入细胞核内。整合（Integration）：双链病毒DNA在整合酶作用下进入细胞核内。 • 转录（Transcription）：病毒DNA借助细胞核转录大量病毒RNA。 • 转译（Translation）：病毒RNA合成长链蛋白。 • 组合并溢出 (Assembly & Budding)：病毒RNA、酶、结构蛋白在细胞内组合成大量新病毒，溢出细胞，进攻其他细胞。

10. 抗AIDS药物 • 基于HIV复制过程，药物化学家采用不同策略阻断病毒复制。 • 已有17种抗HIV的化学药 (20种剂型) 被FDA批准。 • 按作用机制分为四类： A：核苷类逆转录酶抑制剂（NRTIS） B：非核苷类逆转录酶抑制剂（NNRTIS） C：蛋白水解抑制剂（PIS） D：融合抑制剂（FIS）

11. 临床治疗AIDS的药物

13. NRTIS结构

14. NNRTIS结构

15. PIS 结构

17. Combination Therapy • 主要问题：抗药性 • 组合疗法 (鸡尾酒疗法) —三种药物，占总处方的76.8%。 1 PI + 2 NRTI + 0 NNRTI 37% 0 PI + 2 NRTI + 1 NNRTI 32.4% 0 PI + 3 NRTI + 0 NNRTI 7.4% 2 PI + 2 NRTI + 0 NNRTI 6.8% 0 PI + 2 NRTI + 0 NNRTI 3.3% 其他 13.3%

18. 组合疗法的优缺点 优点：★ 疗效明显优于单方药 ★ 延缓药物抗药性的产生 缺点：★ 剂量大，品种多，药物自身及之间的毒副 作用使病人难以忍受 ★ 服药次数频繁，病人难以坚持 ★ 药品价格昂贵，病人难以承受

19. 抗AIDS药物研究进展 • 重要靶点：HIV-RT，HIV-P • 现有药物：7个NRTIS，3个NNRTIS，6个PIS • 设计：基于酶的三维结构、生理功能和药物作用的活性部位。 • FDA对现有类型药物的评价指标：①活性更高、毒性更低； ②对耐药性的病毒有很强的抑制作用； ③很好的药代性质，如较长的作用时间，服用方便等。

20. NRTIS的研究进展 • NRTIS的作用机理

22. NRTIS的结构特点 • 分子中含有碱基和类似五元环糖的结构 • 五元糖环没有3’- 位羟基 • 在糖环单元有不同的杂原子被引入 • 也有开环的糖的类似物 • 构型与天然核苷相同，只有3TC与天然核苷构型相反，为左旋体，它比右旋体毒性更低，活性更强，能抑制HIV-1、HIV-2，HBV。

23. 第二代NRTIS • Tenofovir（替诺福韦）为单磷酸核苷类药物，越过了体内单磷酸化 (体内活化最困难步骤)。 • 前药形式：将磷酸核苷做成某种前药形式，以提高体内的吸收，是提高药物生物利用度的一种有效形式。

24. 较成功例子：

26. 前药代谢 ① 细胞 ② 代谢 代谢 • 前药 单磷酸核苷 (NRTI-P) NRTI-3P • 化合物（A）(Tenofovir disproxil) 已完成Ⅲ期临床试验，2002年在欧美已完成了新药和销售申请。

27. 化合物（B）正在抗HBV Ⅲ期临床后期试验。 • （A）和（B）均为口服前药。

28. 化合物（C）是 ddA 前药，它对 HIV 的活性要比母体 ddA 强 1000 倍。

29. 化合物（D）是 d4T 单磷酯化后的一种前药形式，它的活性比母体化合物 d4T 强约 100 倍。

30. FTC是一个新的NRTI，已完成了抗HIVⅢ期临床，2002年秋已向FDA申请新药，同时它作为抗HBV药物处Ⅱ期临床试验。FTC是一个新的NRTI，已完成了抗HIVⅢ期临床，2002年秋已向FDA申请新药，同时它作为抗HBV药物处Ⅱ期临床试验。

31. FTC是3TC的一个衍生物，对HIV、HBV有很强的抑制作用，它与许多抗HIV药物有很好的协同作用，可与另一个核苷类药物、蛋白酶抑制剂、非核苷类逆转录酶抑制剂联合使用。FTC是3TC的一个衍生物，对HIV、HBV有很强的抑制作用，它与许多抗HIV药物有很好的协同作用，可与另一个核苷类药物、蛋白酶抑制剂、非核苷类逆转录酶抑制剂联合使用。 • FTC的安全性和有效性比同类药物更好。 • FTC对3TC产生的变异病毒没有抑制作用。

32. 对变异病毒菌株 ( 如AZT，3TC 和 PIS 等引起的）均有很强的抑制作用，而它并不产生抗药性。 • SPD754已进入Ⅰ期临床试验，是 3TC 的同分异构体。 • FTC和 SPD754 在体内作用时间长，每天只需服药一次。

33. DAPP 单独或联合使用都表现出很好疗效，强于d4T、ddI、Adefovir。单独使用，每天2次，每次300 mg，可使病人体内病毒快速降低 90% 以上。 • DAPP 和 F-ddA 正处在Ⅱ期临床，它可抑制由AZT 和 3TC 引起的变异 HIV 菌株的复制。

34. F-ddA 很有效，但不良反应严重，甚至有病人死亡，已终止了临床试验。

35. NNRTI的研究进展 • NNRTIS的作用机理

36. 作用部位：HIV-1RT疏水腔 (亲脂性强)与其底物 作用部位1nm处。 作用方式：NNRTI进入“疏水腔”后与其表面的活 性AA形成稳定的复合物。 作用机理：改变HIV-1RT的构象而影响到底物作 用部位构象的变化，而使酶丧失逆转 录病毒DNA的正常功能。 • NNRTIS有非常强的抑制活性，IC50可达nM。

37. 目前临床上使用的药物有 3 个 (Nevirapine、Delavirdine、Efavirenz） • 缺点：容易产生抗药性，原因是酶活性部位AA 易发生变异。 • 克服缺点：与NRTI合用，初期使用足够大的量。

38. 新NNRTIS的结构特点 • 结构多样性，已有 30 多种各类化合物作用于HIV-1RT的“疏水腔”。 • 进入临床的候选药物

40. NNRTIS的临床试验 • Emivirine (MKC-442)作为第二代NNRTI进入Ⅲ期临床，它在联合用药（三种）显示出了良好抑制活性，但不幸的是，与现在使用的同类药物相比优势不明显。

41. DPC083是Efavirenz的衍生物，但它比Efavirenz的抑制活性要强 10~20 倍，其原因是它与血液中蛋白的结合力较弱，药物在血液中有较高的浓度。 • DPC083已进入Ⅱ期临床，它对单变异或双变异病毒菌株的抑制活性可达nM。 • DPC083的副作用主要在神经系统，如头昏、眼花、皮疹。

42. UC781可使AZT恢复对由其自身导致的抗药性病毒产生抑制活性。UC781还有杀菌作用。UC781可使AZT恢复对由其自身导致的抗药性病毒产生抑制活性。UC781还有杀菌作用。

43. AG1549可与 RT 酶在 p66 区域形成广泛的氢键 (如 101、103、236等) ， 对多种变异的HIV病毒 有很强的抑制作用，对 狗的长期毒性试验中都 出现了血管炎副作用。 研制该药的Agouron公司正与 FDA合作进行更多的毒性试验。

44. SJ3366是 MKC-442 的一个衍生物，对 HIV-1抑制活性 EC50＜1nM 。毒性与活性比要大于 4百万。 • SJ3366还可抑制 HIV-2进入细胞。

45. TMC125它可以非常有效地抑制变异病毒的复制。单独使用7天可使血液内病毒量降低约2个数量级，其效果类似于正在试验中的5药处方。TMC125它可以非常有效地抑制变异病毒的复制。单独使用7天可使血液内病毒量降低约2个数量级，其效果类似于正在试验中的5药处方。

46. PNU142721有很好的生物利用度，并能透过血脑屏障，有利于抑制储存在大脑细胞内的病毒。PNU142721有很好的生物利用度，并能透过血脑屏障，有利于抑制储存在大脑细胞内的病毒。

47. (+) Calanolide A 是唯一来源于植物的天然产物，已进入 Ⅱ 期临床，它是四环香豆素类化合物，分子中有3个手性中心，在体内有很好的生物利用度，体内半衰期约为20h，有利于病人每天服药的次数。

48. 蛋白水解酶抑制剂研究进展 • HIV-PR图，P145

49. 作用机制：HIV-PR作用于HIV复制过程的后期环节，它的功能是在病毒 RNA转译的长链蛋白质的特定位置 (pro-phe) 进行水解，以产生新病毒组装时所需的功能性酶和结构蛋白。 • HIV-PR抑制剂：它是基于酶的结构和作用机制而设计的一类药物，是模仿多肽结构和水解反应的过渡态，使药物和酶之间有很强的亲和力。 • HIV-PR抑制剂可逆性地占据了酶与底物作用的空间，使HIV-PR不能与底物结合而水解相应的肽键肽。

50. 目前临床上使用的HIV-PR抑制剂 • Saquinavir、Ritonavir、Indinavir、Nelfinavir、Amprenavir、Lopinavir。 • 结构特点：多肽分子中都含有一个不可水解的羟乙基( )结构。 • 单独使用4~12周，体内病毒降低2~3个数量级。 • 与NRTI联合使用时，60~95%的病人体内病毒可降低到血液中检测不出，是最有效药物。 • 缺点：易与血液中很多蛋白结合，且体内代谢快，临床用量大。