核苷類抗病毒藥物的研究開發(fā)進(jìn)展

1、核苷類抗病毒藥物的研究開發(fā)進(jìn)展沈靈佳(湖北省抗病毒藥物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、湖北省醫(yī)藥工業(yè)研究院有限公司、 湖北科益藥業(yè)股份有限公司，武漢 430061)1 核苷與DNA1953年，一個名叫沃森（James Watson）的年僅25歲的美國年輕人（生物學(xué)博士后）與他37歲的同事、英國物理學(xué)家克里克（Francis Crick）在劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室共同完成了一項(xiàng)驚天之舉發(fā)現(xiàn)了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，當(dāng)年4月25日，他們的一篇題為“核酸的分子結(jié)構(gòu)”的論文在著名的自然（Nature）雜志上發(fā)表，將生命的秘密展現(xiàn)在世人面前，開啟了分子生物學(xué)時代。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)與相對論、量子力學(xué)一起被譽(yù)為20世紀(jì)自然科學(xué)最偉大的

2、3個發(fā)現(xiàn)。沃森、克里克也因此分享了1962年的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。神秘的DNA究竟是什么？了解DNA的分子組成有助于我們了解什么是核苷和核苷酸、了解核苷類抗病毒藥的作用原理。DNA分子的基本單位就是核苷酸：脫氧核糖核酸（DNA）單鏈核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸；核苷酸核苷磷酸；核苷=堿基D2脫氧核糖。組成DNA的堿基有四個：腺嘌呤（adenine，A）、胸腺嘧啶（thymine，T）、鳥嘌呤（guanine，G）和胞嘧啶（cytosine，C）。DNA鏈一個堿基通過氫鍵與另一條DNA鏈的一個堿基由氫鍵按堿基互補(bǔ)配對原則（查戈夫法則）配對形成堿基對（A配T，G配C）。堿基對堆積在雙鏈內(nèi)側(cè),它們排列方式像梯

3、子上的橫木,糖環(huán)和磷酸基排列在外側(cè)，形成DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。2 DNA與病毒病毒（virus）是介于生命與非生命之間的一種物質(zhì)形式，自由于細(xì)胞之外時，不能復(fù)制，不表現(xiàn)生命流行性，但病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞之后，可以控制細(xì)胞，進(jìn)行自我復(fù)制、增殖，表現(xiàn)其生命形式。病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，所以又稱為非細(xì)胞生物，它是微生物中最小的生命實(shí)體。病毒的組成極其簡單，它是由一層蛋白或脂蛋白保護(hù)性外殼和一種核酸（DNA或RNA）組成。作者簡介沈靈佳（1962-），男，浙江人，研究員，主要從事抗病毒藥的研究與開發(fā)工作。有的病毒甚至沒有蛋白質(zhì)，只含有具有單獨(dú)侵染性的較小型的核糖核酸（RNA）分子，即類病毒（viroid）；有的只含

4、有不具備侵染性的RNA，通常稱為擬病毒（virusoid）；有的沒有核酸而有感染性的蛋白質(zhì)顆粒，通常稱為朊病毒（prion）。一般把類病毒、擬病毒和朊病毒統(tǒng)稱為亞病毒（subviruses）。根據(jù)病毒宿主細(xì)胞不同，可以將病毒分為3大類：專門寄生在人和動物細(xì)胞里的動物病毒，如流感病毒；專門寄生在植物細(xì)胞里的植物病毒，如煙草斑紋病毒；專門寄生在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的細(xì)菌病毒，也叫噬菌體，如大腸埃希菌噬菌體。2005年5月，國際病毒分類委員會提出的第8份報(bào)告稱，已發(fā)現(xiàn)的病毒超過6000種，分為3個目，73科，9個亞科，287屬，1 938種；而使人類致病的病毒有1 200多種，若包括亞病毒及病毒變異株，其總數(shù)

5、已超過10 000多種。病毒感染引起疾病嚴(yán)重危害人類健康，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，超過50%的流行性傳染病是由病毒感染引起，如天花、麻疹、狂犬病、脊髓灰質(zhì)炎、流感、乙型肝炎、丙型肝炎、艾滋病、急性重癥呼吸綜合征（SARS）、禽流感等。3 核苷類抗病毒藥物根據(jù)病毒的生物學(xué)特性，可以通過以下幾個方式來闡述抗病毒藥物的作用機(jī)制：阻斷病毒脫殼；阻斷病毒核酸合成；阻斷病毒蛋白質(zhì)合成；阻斷病毒釋放；核苷類抗病毒藥物的作用機(jī)制主要是阻斷病毒核酸合成。什么是核苷類抗病毒藥物？對核苷（酸）的堿基或糖基部分進(jìn)行修飾，或者同時對堿基和糖基進(jìn)行雙重修飾，可得到核苷類似物（nucleoside analogue）或核苷酸類似物（

6、nucleotide analogue），它們能取代病毒正常的核酸前體或抑制核酸合成酶，阻斷病毒核酸的合成，阻止病毒DNA鏈的延伸，從而對病毒產(chǎn)生選擇性的抑制作用。這類具有抗病毒活性的核苷或核苷酸類似物通稱為核苷類抗病毒藥，對病毒性疾病的治療起著十分重要的作用。自1962年世界上第一個抗病毒藥物碘苷批準(zhǔn)上市以來，至2006年6月30日，全球已有57種抗病毒藥物獲準(zhǔn)上市（其中2種已撤銷），其中50以上（31種）為核苷類抗病毒藥物，有對糖基進(jìn)行修飾，有堿基修飾，也有對糖基和堿基進(jìn)行雙重修飾。這31種核苷類抗病毒藥物中，核苷酸類似物5個，堿基修飾的核苷類似物7個，糖基修飾的核苷類似物16個，堿基和糖

7、基雙重修飾的核苷類似物3個。表1 已批準(zhǔn)上市的核苷類抗病毒藥物一覽表（至2006年6月30日）藥物名稱結(jié)構(gòu)特征作用上市時間研發(fā)公司中國上市1 核苷酸類似物單磷酸阿糖腺苷糖基修飾抗HSV1979年P(guān)arkeDavis（美）是福米韋生反義寡核苷酸抗CMV1998年ISIS（美）聚肌胞聚核苷酸廣譜抗病毒1981年中科院微生物所（中）是替諾福韋酯開環(huán)核苷酸抗HBV、抗HIV2001年Gilead（美）阿德福韋酯開環(huán)核苷酸抗HBV、抗HIV2002年Gilead（美）是2 核苷類似物碘苷脫氧核苷，堿基修飾抗HSV1962年SK Beecham（美）是依巴他濱脫氧核苷，堿基修飾抗HSV1972年Chauv

8、inBlache（法）依度尿苷脫氧核苷，堿基修飾抗HSV1975年Rebugen（德）曲氟尿苷脫氧核苷，堿基修飾抗HSV1977年Wellcome（英）依培夫定脫氧核苷，堿基修飾抗HSV1987年Biogal（匈）是溴夫定脫氧核苷，堿基修飾抗HSV1988年Berlin Chem（前東德）（進(jìn)口）利巴韋林核苷，堿基修飾廣譜抗病毒1974年ICN（美）是阿糖胞苷糖基修飾抗HSV1975年Upjohn（美）是安西他濱糖基修飾抗HSV1975年山之內(nèi)（日）是阿糖腺苷糖基修飾抗HSV1977年P(guān)arkeDavis（美）是齊多夫定糖基修飾抗HIV1989年Wellcome（英）是去羥肌苷糖基修飾抗HIV

9、1991年BMS（美）是扎西他濱糖基修飾抗HIV1992年Roche（美）司他夫定糖基修飾抗HIV1994年BMS（美）是拉米夫定糖基修飾抗HIV、抗HBV1995年Wellcome（英）是恩替卡韋糖基修飾抗HBV2005年Bristol/Myers Squibb（美）是阿昔洛韋開環(huán)核苷抗HSV1981年Wellcome（英）是更昔洛韋開環(huán)核苷抗HSV1986年Syntex（美）是泛昔洛韋開環(huán)核苷抗HSV1994年SK Beecham（美）是伐昔洛韋開環(huán)核苷抗HSV1995年Wellcome（英）是噴昔洛韋開環(huán)核苷抗HSV1996年SK Beecham（美）是西多福韋開環(huán)核苷抗CMV1996年

10、Gilead（美）纈更昔洛韋開環(huán)核苷抗HSV2001年Roche（美）索利夫定糖基堿基雙重修飾抗HSV1993年（已撤銷）Shoji（日）阿巴卡韋糖基堿基雙重修飾抗HIV1998年GlaxoWellcome（英）恩曲他濱糖基堿基雙重修飾抗HIV、抗HBV2003年Gilead（美）是4 開環(huán)核苷類抗病毒藥物4.1 更昔洛韋（ganciclovir） 化學(xué)名：9-(1,3-二羥基-2-丙氧甲基)鳥嘌呤。美國Syntex公司于1988年獲準(zhǔn)上市的抗皰疹病毒的開環(huán)鳥嘌呤核苷類似物，其作用機(jī)制是抑制病毒DNA的合成和復(fù)制，用于治療嚴(yán)重免疫功能下降并發(fā)的CMV感染，眼部局部給藥可用于HSV感染。國內(nèi)由湖

11、北省醫(yī)藥工業(yè)研究院于1994年率先研制成功并由湖北科益藥業(yè)股份有限公司獨(dú)家生產(chǎn)，獲得8 a的新藥保護(hù)期。該項(xiàng)目獲得國家科技進(jìn)步二等獎。湖北科益藥業(yè)股份有限公司生產(chǎn)上市的更昔洛韋品種有注射用更昔洛韋（商品名：麗科偉）、更昔洛韋膠囊（商品名：麗科樂）、更昔洛韋眼用凝膠（商品名：麗科明）。其中更昔洛韋膠囊和眼用凝膠為國內(nèi)獨(dú)家品種。更昔洛韋的特點(diǎn)：廣譜。對多種DNA病毒均有很強(qiáng)活性，尤其是皰疹病毒科的8種病毒都有很強(qiáng)的抑制作用，對逆轉(zhuǎn)錄病毒有協(xié)同作用；高效。為已知療效最好、活性最強(qiáng)的抗DNA病毒藥物之一，抑制巨細(xì)胞病毒（CMV）效果比阿昔洛韋強(qiáng)50倍，是目前治療和預(yù)防CMV感染唯一的首選藥物；作用迅速

12、、持久：更昔洛韋經(jīng)皰疹病毒胸苷激酶或CMV U19基因磷酸化為單磷酸更昔洛韋，后經(jīng)細(xì)胞激酶進(jìn)一步磷酸化為二磷酸、三磷酸更昔洛韋，活性物質(zhì)三磷酸更昔洛韋在感染細(xì)胞內(nèi)可保持持久的作用，其半衰期可達(dá)到20 h；特異性作用。在病毒感染的細(xì)胞內(nèi)更昔洛韋更容易被磷酸化；在病毒感染細(xì)胞內(nèi)更昔洛韋三磷酸酯的濃度是正常細(xì)胞的100倍；對病毒DNA聚合酶的親合力遠(yuǎn)高于正常細(xì)胞；不易耐藥。多途徑活化和多環(huán)節(jié)的作用致使耐藥性不易產(chǎn)生，且對多種藥物誘導(dǎo)的耐藥毒株仍有強(qiáng)效； 具有良好的安全性。對感染的細(xì)胞具有高選擇性，只被病毒編碼或誘導(dǎo)的激酶活化；特異性作用于病毒的DNA合成過程，阻止病毒DNA鏈的延伸，選擇性抗病毒，對

13、正常細(xì)胞影響很?。豢勺⑸浣o藥，適合移植術(shù)后的防治CMV感染；口服膠囊劑型適用出院后的維持治療，患者服用更方便；眼用凝膠劑治療眼部皰疹感染，局部藥濃高，與普通眼膏劑型比較，凝膠劑不引起視覺模糊，患者順應(yīng)性好。4.2 阿昔洛韋(aciclovir) 又名無環(huán)鳥苷, 化學(xué)名：9-(2-羥基乙氧基甲基)鳥嘌呤。該藥于1974年由Schaeffer等合成，英國Glaxo Wellcome公司開發(fā)，是廣譜、高效、低毒的抗皰疹病毒藥，對單純皰疹型（HSV-I）、型（HSV-）病毒，水痘-帶狀皰疹病毒（VZV），Epstein-Barr病毒（EBV）和人皰疹6型病毒（HHV-6）有很強(qiáng)的抑制作用。臨床上常用于

14、治療角膜炎，皮膚、黏膜和口唇部HSV-感染，原發(fā)或復(fù)發(fā)性HSV-生殖皰疹，水痘和帶狀皰疹。國內(nèi)由湖北省醫(yī)藥工業(yè)研究院首先研制成功，由湖北科益藥業(yè)股份有限公司生產(chǎn)，該項(xiàng)目分別獲得衛(wèi)生部科技成果乙等獎和湖北省科技成果一等獎。湖北科益藥業(yè)有限公司生產(chǎn)上市的阿昔洛韋品種有注射用阿昔洛韋（商品名：麗科欣）、阿昔洛韋片（商品名：麗科平）、阿昔洛韋軟膏。阿昔洛韋的特點(diǎn)：廣譜高效。對單純皰疹病毒、水痘帶狀皰疹病毒、巨細(xì)胞病毒等具有抑制作用。臨床應(yīng)用20余年，證實(shí)對DNA病毒感染療效確切。安全性高。對病毒有特殊的親和力，但對哺乳動物宿主細(xì)胞毒性低。長期臨床應(yīng)用結(jié)果，確證該藥有較高的安全性；被列為國家醫(yī)保目錄抗病

15、毒藥；劑型規(guī)格齊全，適應(yīng)注射、口服、外用等不同需求；4.3 伐昔洛韋（valaciclovir） 為阿昔洛韋的L-纈氨酸酯。英國Glaxo Wellcome公司開發(fā)的阿昔洛韋的L-纈氨酸酯（L-valylester），是阿昔洛韋的前藥，1995年1月在英國和愛爾蘭首先上市，同年6月獲FDA批準(zhǔn)，用于治療帶狀皰疹，1995年11月在英國首先獲準(zhǔn)用于治療生殖器皰疹，追加適應(yīng)證包括皮膚黏膜的單純皰疹病毒（HSV）感染。生物利用度比阿昔洛韋高35倍。伐昔洛韋已成為治療帶狀皰疹、生殖器皰疹的一線藥物。國內(nèi)伐昔洛韋分散片由湖北省醫(yī)藥工業(yè)研究院率先研制成功，由湖北科益藥業(yè)股份有限公司獨(dú)家生產(chǎn)（商品

16、名：麗科分）。伐昔洛韋分散片（麗科分）的特點(diǎn)：速釋。3 min內(nèi)完全分散，5 min內(nèi)藥物溶出達(dá)90%以上，比伐昔洛韋薄膜衣片釋放藥物更迅速更充分； 速效，口服麗科分和伐昔洛韋薄膜衣片的血藥濃度-時間曲線顯示,血藥濃度達(dá)峰時間(tmax)分別為(0.90±0.21)和(1.45±0.22) h，提示麗科分比伐昔洛韋薄膜衣片起效更快；服用方便，順應(yīng)性好，麗科分可以吮吸、吞服，也可溶于溫水、果汁、牛奶、汽水中服用?？诟泻?，尤其適合老人、兒童及吞咽困難者； 服藥次數(shù)少，每天只需2次，患者依從性好。4.4 噴昔洛韋（penciclovir） 化學(xué)名為9-(4-羥基-3-羥基甲基-丁基)鳥嘌呤。英國SKB公司開發(fā)的開環(huán)核苷類抗皰疹病毒藥，是前體藥物FCV的代謝產(chǎn)物，1996年6月在英國首獲上市。噴昔洛韋有抗單純皰疹病毒（HSV-、HSV-）、帶狀皰疹（VZV）和EB病毒的作用，對阿昔洛韋耐藥病毒也有效，對CMV作用差。其作用機(jī)制與阿昔洛韋相似，對帶狀皰疹病毒活性高。噴昔洛韋在細(xì)胞內(nèi)存留時間長，可持續(xù)抑制病毒復(fù)制。國內(nèi)由湖北省醫(yī)藥工業(yè)研究院首先研制成功，由湖北科益藥業(yè)股份有限公司生產(chǎn)，乳膏劑