天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)修飾

第二十一章天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)修飾大約60%的世界人口依賴草藥和天然藥物來治療疾病，天然產(chǎn)物長(zhǎng)期以來被認(rèn)為是有效治療藥物的重要來源。從1983?1994年間生產(chǎn)上市的520種新藥中，39%是天然產(chǎn)物或者衍生自天然產(chǎn)物(其中天然產(chǎn)物約占20%,而天然產(chǎn)物的衍生物約占80%),尤其60%?80%的抗菌和抗癌藥來自天然產(chǎn)物。1999年統(tǒng)計(jì)的20個(gè)非蛋白的暢銷藥中有9個(gè)是來自天然產(chǎn)物或從其衍生出來，如天然產(chǎn)物中新開發(fā)出的新藥抗瘧藥青蒿素(artemisinin)和其衍生物蒿甲醚(artemether)、抗癌藥紫杉醇(taxol)及其類似物紫杉醚(taxotere)、長(zhǎng)春堿(vinblastine)和長(zhǎng)春新堿(vincristine)和它們的結(jié)構(gòu)修飾物長(zhǎng)春地辛(vindesine)和治療早老性癡呆藥石杉?jí)A甲(huperzineA)及其衍生物希普林(schiperine)等。世界各國(guó)和地區(qū)投入大量的人力和財(cái)力，積極開展對(duì)天然藥物的研究，從天然產(chǎn)物中尋找新藥或先導(dǎo)化合物的研究是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外創(chuàng)制新藥的重要研究方向和非?；钴S的研究領(lǐng)域。除了從天然產(chǎn)物直接研究開發(fā)成有效的治療新藥物外，天然產(chǎn)物還是新藥開發(fā)所依賴的新先導(dǎo)化合物取之不盡的源泉。與天然產(chǎn)物相關(guān)的新的化學(xué)成分要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于其他來源的化合物，已發(fā)表的、來自天然產(chǎn)物的40%化學(xué)結(jié)構(gòu)在合成化學(xué)成分中是沒有的。世界上大約有250000種植物，其中僅10%已被進(jìn)行過生物測(cè)試。除了這些植物外，還有更多的生物如海洋生物和微生物尚有待于進(jìn)一步研究。針對(duì)新發(fā)現(xiàn)的靶位(target)來尋找結(jié)構(gòu)新型的天然藥物，天然產(chǎn)物提供的多種多樣的化合物為進(jìn)一步開發(fā)候選藥物提供了豐富多樣的結(jié)構(gòu)類型。以天然產(chǎn)物為先導(dǎo)化合物，結(jié)合結(jié)構(gòu)與生物活性關(guān)系和代謝研究進(jìn)一步進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾和類似物合成，以提高藥效和降低毒性，往往從一個(gè)有效的天然先導(dǎo)化合物可以衍生出一系列新藥。這一過程已經(jīng)成為新藥創(chuàng)制的重要途徑，而且已經(jīng)取得了豐碩的成果。在當(dāng)代競(jìng)爭(zhēng)激烈的藥物研究中，天然產(chǎn)物提供的分子多樣性和生物活性具其獨(dú)特的性質(zhì)，是創(chuàng)制新藥不可替代的源泉。本章通過介紹部分天然產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾研究并成功開發(fā)成新藥的例子，來了解天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)修飾的思路，途徑和方法，也附帶介紹一些這方面研究的熱點(diǎn)及進(jìn)一步研究的趨向。第一節(jié)抗瘧藥青蒿素蒿甲醚(artemether,1)是我國(guó)首創(chuàng)的，為數(shù)極少的進(jìn)入國(guó)際藥品主流市場(chǎng)的抗瘧新藥。

目前，瘧疾仍是世界上最嚴(yán)重的傳染病之一，據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)每年有1.6億的臨床病例，幾百萬人死亡，主要原因是20世紀(jì)60年代末起惡性瘧疾對(duì)氯喹等抗瘧藥產(chǎn)生抗藥性，世界衛(wèi)生組織瘧疾治療委員會(huì)和國(guó)際化學(xué)科學(xué)開發(fā)組合作，投入大量人力和物力進(jìn)行新抗瘧藥研究，雖發(fā)現(xiàn)了一些苗頭，如甲氟喹，治愈率95%，但易產(chǎn)生抗藥性；三嗪類抗瘧藥發(fā)現(xiàn)代謝中含有毒的肟類化合物。20世紀(jì)70年代我國(guó)科技工作者發(fā)現(xiàn)了與以往抗瘧藥結(jié)構(gòu)完全不同的倍半萜內(nèi)酯-青蒿素（artemisinin,2）[1]。青蒿素是從中藥黃花蒿（ArtemisiaannuL.）中分離得到的新型帶過氧基團(tuán)的倍半萜內(nèi)酯化合物，打破了以前抗瘧藥均是含氮環(huán)化合物的框架，在瘧疾化療史上是繼氯喹之后又一重大突破。經(jīng)大量的化學(xué)藥理、毒性和臨床試驗(yàn)證明青蒿素對(duì)氯喹敏感株和抗性株的惡性瘧和間日瘧均有很好的效果，開辟了抗瘧藥的新領(lǐng)域。雖然青蒿素是高效、低毒、速效的抗瘧新藥。但尚存在兩大不足，它在水和油中幾乎不溶解，口服又吸收不好，因此難于制成合適的制劑。另外，口服復(fù)燃率高（28天復(fù)燃率為45.8%），為克服此不足，因此進(jìn)行了體內(nèi)代謝轉(zhuǎn)化過程和結(jié)構(gòu)修飾研究。對(duì)青蒿素進(jìn)行人體內(nèi)代謝轉(zhuǎn)化研究，發(fā)現(xiàn)瘧疾病人口服青蒿素后體內(nèi)代謝轉(zhuǎn)化研究結(jié)果證明大部分以原型藥排出，提示其口服吸收不好，從尿中分離得到的代謝物均無抗瘧活性，青蒿素接觸氫化后失去過氧鍵也無抗瘧活性。當(dāng)青蒿素在甲醇中用硼氫化鈉或硼氫化鉀還原得二氫青蒿素（dihydroartemisinin,3），保留了過氧基團(tuán)，它的抗瘧效果比青蒿素強(qiáng)，從體內(nèi)代謝和上述一系列試驗(yàn)證明過氧基團(tuán)是抗瘧活性基團(tuán)，所以穩(wěn)定過氧鍵，可望提高療效。二氫青蒿素分子中羥基為合成各種衍生物提供了基點(diǎn)，以此為起始原料，半合成了一系列青蒿素衍生物（見圖21-2），主要包括3種類型：醚類（4）、酯類（5）和碳酸酯類（6）的300多個(gè)衍生物，其中20多個(gè)衍生物的抗瘧效果比青蒿素強(qiáng)5~10倍。經(jīng)化學(xué)、藥效、毒理、藥代、臨床試驗(yàn)后綜合比較，蒿甲醚和蒿酯鈉artesunate,7）發(fā)展成抗瘧新藥，前者油溶性極好，易制成油針劑，28天復(fù)燃率為6.7%，后者水溶性好，可制成粉針劑，28天的復(fù)燃率為50%，但當(dāng)提高劑量延長(zhǎng)療程，其復(fù)燃率降為10%以下。其合成路線較簡(jiǎn)單，二氫青蒿素在酸性條件催化與醇類生成醚類衍生物，也可以BF3.Et2O作催化劑在醇溶液中生成醚類化合物，還常產(chǎn)生一對(duì)差向異構(gòu)體，其中以&體為主，二者均有抗瘧作用；還原青蒿素在毗啶催化下與醋酸酎或酰氯作用即生成酯類衍生物，二氫青蒿素在毗啶催化下與氯甲酸酯反應(yīng)即得碳酸酯類衍生物。蒿甲醚抗鼠瘧試驗(yàn)：SD90為1c，最低瘧原蟲轉(zhuǎn)陰總量為5.4mg.kg-1；青蒿素的SD90為6.2mg.kg-1，最低瘧原蟲轉(zhuǎn)陰總量為75mg.kg-1?？购锆懺囼?yàn)：蒿甲醚油劑轉(zhuǎn)陰總量為3mg.kg-1，無復(fù)燃總量為12mg.kg-1；青蒿素油劑（含有超過藥典允許的助溶劑）轉(zhuǎn)陰總量為30mg.kg-1，無復(fù)燃總量為60mg.kg-1。進(jìn)一步進(jìn)行毒理學(xué)等臨床前藥理研究（包括急性毒牲，長(zhǎng)期毒性，局部用藥毒性動(dòng)物體內(nèi)吸收分布排泄、藥代動(dòng)力學(xué)）和三致試驗(yàn)，證明蒿甲醚無明顯毒副作用和無致突變，致癌、致畸作用。臨床驗(yàn)證共1088例瘧疾病人，其中惡性829例，間日瘧259例，在惡性瘧中有兇險(xiǎn)型腦型病44例，療效100%。在泰國(guó)、柬埔寨、巴西的瘧區(qū)以及多哥、坦桑尼亞等非洲瘧疾高發(fā)區(qū)感染了非洲瘧區(qū)蟲株的我國(guó)援外員應(yīng)用蒿甲醚療效亦滿意。臨床上使用蒿甲醚病人，治療后測(cè)定肝、腎功能和心電圖均未發(fā)現(xiàn)明顯毒副反應(yīng)，孕婦應(yīng)用后對(duì)其本人及后代亦無影響。證明蒿甲醚是高效（劑量?。?，速效（控制癥狀快、退熱時(shí)間快、血中瘧原蟲消失時(shí)間快）低毒（未出現(xiàn)明顯毒副反應(yīng)）復(fù)發(fā)率低的抗瘧新藥［1~3］。在伊斯坦布爾第十五屆國(guó)際化療會(huì)議上，6000名各國(guó)醫(yī)壇專家盛譽(yù)“蒿甲醚”功效神奇，是世界醫(yī)藥史上的創(chuàng)舉，是對(duì)人類的重大貢獻(xiàn)。世界衛(wèi)生組織（WHO）提供經(jīng)費(fèi)，在亞非拉國(guó)家對(duì)蒿甲醚進(jìn)行驗(yàn)證并推廣，認(rèn)定蒿甲醚是目前世界上最好的抗瘧藥。1990年世

界衛(wèi)生組織出版的文件向世界各瘧區(qū)國(guó)家推廣應(yīng)用抗瘧新藥蒿甲醚。該藥己獲準(zhǔn)在緬甸、泰國(guó)、巴西、扎伊爾、馬達(dá)加斯加、多哥、加蓬、加納、科特底瓦等0多個(gè)國(guó)家注冊(cè)銷售。第二節(jié)抗肝炎藥聯(lián)苯雙酯五味子［Schisandrachinen^Turcz.）Baill.］是一種常用的中藥。臨床上用于治療肝炎，藥理實(shí)驗(yàn)表明具降血清轉(zhuǎn)氨酶作用。從其乙醇提取液中得到多個(gè)有藥理活性的木脂素類化合物，其中五味子丙素（schizandrinC,8）［4］對(duì)小鼠四氯化碳引起的肝損傷有明顯的保護(hù)作用［5］，因此對(duì)五味子丙素進(jìn)行類似物合成。在其合成過程中的，中間體聯(lián)苯雙酯（bifendate）有明顯的抗肝毒作用。經(jīng)藥理試驗(yàn)，o-聯(lián)苯雙酯對(duì)多種化學(xué)性肝損傷動(dòng)物模型有保護(hù)著的降低血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶作用，并改善主要癥狀6］著的降低血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶作用，并改善主要癥狀6］。聯(lián)苯雙酯不僅能降低四氯化碳引起的小鼠血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶（SGPT）水平升高，對(duì)肝臟病理?yè)p害也有明顯的保護(hù)作用。此外，還發(fā)現(xiàn)聯(lián)苯雙酯能使正常小鼠、四氯化碳肝損傷小鼠及強(qiáng)的松處理的小鼠肝組織中GPT降低，但對(duì)谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）及醛縮酶活性無明顯影響。在使正常小鼠肝臟組織中GPT活性明顯降低時(shí)，心臟GPT活性無明顯變化。聯(lián)苯雙酯對(duì)四氯化碳引起的小鼠SGPT升高的降低作用似非直接抑制血清及肝組織中的GPT活性，或促進(jìn)血液中GPT的消失。在聯(lián)苯雙酯保肝解毒研究過程中，發(fā)現(xiàn)對(duì)肝癌的標(biāo)記物甲胎蛋白（AFP）也有作用，因此進(jìn)一步對(duì)其基本骨架酯基團(tuán)部分進(jìn)行修飾，發(fā)現(xiàn)一些不對(duì)稱的聯(lián)苯化合物對(duì)腫瘤細(xì)胞有強(qiáng)的抑制作用［7］。其合成路線由沒食子酸制得間位單甲醚甲酯，在丙酮中與二碘甲烷回流得到3,4-次二甲氧基—5-甲基氧基苯甲酸甲酯，在冰醋酸中漠化后得到2-漠化物，再在DMF中進(jìn)行Ullmam反應(yīng)得a-聯(lián)苯雙酯（9），反應(yīng)物中尚有P-聯(lián)苯雙酯（10）和y-聯(lián)苯雙酯（11）。COOCH3COOCH°COOCH3COOCH3COOCH°COOCH3COOCH3OH3COH_CCOOCHCOOCH最近，將2-甲氧羰基改為羥甲基，即4,4'-二甲氧基-5,6,5',6'-雙（亞甲二氧基-2-羥甲基-2'-甲氧羰基聯(lián)苯，通用名為雙環(huán)醇（12），雙環(huán)醇對(duì)四氯化碳、D-氨基半乳糖胺、撲熱息痛引起的小鼠急性肝損傷以及小鼠免疫性肝炎等4種動(dòng)物模型均有顯著降低血清轉(zhuǎn)氨酶水平的作用，肝臟組織病理形態(tài)學(xué)損害有不同程度減輕。此外，對(duì)大鼠慢性四氯化碳肝損傷模型除有降低血清轉(zhuǎn)氨酶作用外，兼有改善血清白蛋白/球蛋白值及肝臟脯氨酸含量的效果，即有減輕肝纖維化的作用。雙環(huán)醇對(duì)慢性乙肝病人服藥六個(gè)月血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT）復(fù)常率為53.5%了，停藥三個(gè)月70%以上ALT恢復(fù)正常的病人ALT保持穩(wěn)定；血清門冬氨酸轉(zhuǎn)移酶（AST）復(fù)常率為48.7%，停藥三個(gè)月全部AST恢復(fù)正常的病人AST保持穩(wěn)定。對(duì)慢性丙肝病入的ALT復(fù)常率為64.1%，其中70%的病人ALT保持穩(wěn)定；雙環(huán)醇可以使HBeAg和HBV-DNA持續(xù)轉(zhuǎn)陰。目前已以商品名為百賽諾批準(zhǔn)上市。第三節(jié)抗早老性癡呆藥石杉?jí)A甲早老性癡呆癥（Alzheimer’disease,AD）是發(fā)生于老年人口中的一類智能缺損癥，臨床上主要表現(xiàn)為進(jìn)行性認(rèn)知功能減退，并伴有行為障礙及情緒無常等，直至生活不能自理，給患者及家庭和社會(huì)帶來嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)。隨著世界老齡人口的迅速增加，AD病人的日益增多，AD已成為繼心血管病、腫瘤病后威脅老年人生命的第三位疾病。AD分蛋白變性型、腦血管障礙型及二者兼有的混合型，病因機(jī)制至今還沒有完全搞清。其病理特征是&-淀粉樣蛋白沉積腦內(nèi)形成老年斑及神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的神經(jīng)元纖維纏結(jié)，其發(fā)病機(jī)制與乙酰膽堿（ACh）、興奮氨基酸、5-羥色胺、多巴胺等多種神經(jīng)遞質(zhì)紊亂有關(guān)，尤其膽堿能系統(tǒng)功能缺陷更為突出。神經(jīng)病理學(xué)家經(jīng)過長(zhǎng)期的研究證實(shí)，在AD病人中，學(xué)習(xí)與記憶能力的喪失與乙酰膽堿能功能下降有直接的關(guān)系。AD病人的腦皮層及海馬體部位內(nèi)乙酰膽堿（ACh）水平明顯低于正常人水平，所以目前治療策略的研究比較多集中在膽堿能替代療法，尋找新的中樞擬膽堿藥，其中乙酰膽堿酯酶（AChE）抑制劑是目前研究較多并廣泛用于臨床的一類新藥。應(yīng)用膽堿酯酶抑制劑治療AD病已取得較大進(jìn)展。1993年第一個(gè)治療AD的乙酰膽堿酯酶抑制劑新藥-他克林（tacrine,THA；商品名Lognex）在美國(guó)上市，1999年其銷售額達(dá)5億美元。但該藥存在嚴(yán)重的肝臟毒副作用，占臨床服藥者29%以上。多奈派齊（donepezil

hydrochloride,商品名Acricept)是美國(guó)輝瑞公司和日本衛(wèi)材公司共同研制開發(fā)的新一代乙酰膽堿酯酶抑制劑，并于1997年在美、英等國(guó)上市，其療效與毒性明顯優(yōu)于他克林。石杉?jí)A甲(huperzineA,13)是我國(guó)科學(xué)家從中草藥蛇足石杉(俗稱“千層塔”)［HuperziaserrafThunb.)Trev.］中分離O 得到的新生物堿，經(jīng)藥理試驗(yàn)證明它對(duì)乙酰膽堿酯酶有高選擇%13性抑制作用。對(duì)腦內(nèi)AChE的抑制和提高ACh%13續(xù)達(dá)6h，提高腦內(nèi)ACh水平主要通過抑制AChE，進(jìn)入腦內(nèi)后在后腦皮層及海馬區(qū)有較高濃度分布，不抑制腦皮層ACh釋放，能改善腦功能譜和老年大、小鼠或各種實(shí)驗(yàn)損傷產(chǎn)生的學(xué)習(xí)、記憶障礙［8,9］。1986年首先應(yīng)用于治療重癥肌無力癥，取得很好的效果［10］，1995年應(yīng)用于腦血管硬化、血管性或早老性癡呆記憶障礙均有改善作用［11］。石杉?jí)A甲是新型的高選擇性膽堿酯酶抑制劑，已經(jīng)成為治療AD的候選藥物。由于其獨(dú)特的藥理特性和確切的療效，而引起人們的廣泛重視。近年來，石杉?jí)A甲也成為國(guó)際上研制開發(fā)新一代乙酰膽堿酯酶抑制劑的熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外的科學(xué)家們對(duì)石杉?jí)A甲的結(jié)構(gòu)改造和構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行了大量的研究，合成和篩選了數(shù)以千計(jì)的石杉?jí)A甲類似物，試圖尋找到療效比石杉?jí)A甲更好、毒性更低的化合物，但至今這方面的研究未有突破。利用我國(guó)石杉?jí)A甲的資源優(yōu)勢(shì)，我們從中草藥千層塔中分離得到石杉?jí)A甲，并對(duì)它的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了化學(xué)修飾，希望從諸多的石杉?jí)A甲衍生物中尋找出比現(xiàn)有石杉?jí)A甲治療效果更佳且毒性較低的化合物。石杉?jí)A甲經(jīng)與相應(yīng)取代醛或與相應(yīng)取代酰氯或/■, 酸酎在無水溶劑中進(jìn)行縮合的通式見圖21-3。...nH Y為-C=O或-R"，R為C1-C5的低烷基；-(CHJn，^OT'L蕓;:-QX，n=0，1，X13 為氫，C1-C5的低烷基，C1-C5的低烷氧基，硝基，圖21-3石杉?jí)A甲縮合通式 鹵素，羧基，酯基，羥甲基，羥基，二-C］-C5的低烷基取代的氨基；-(CH2)mCOOZ基，m=0?5，Z為氫或C「C5的低烷基；-CH=CH-G基，G為苯基，呋喃基，羧基，酯基；及氮上C］-C5低烷基取代的二氫或四氫毗啶基；R，為氫、C1-C5的低烷基，毗啶?；?，C1-C5低烷氧基取代的苯甲?；?；R"為氫及C］-C5低烷基。當(dāng)Y為C=O時(shí)，R為C1-C5低烷基，-(CH2)nYF基，n=0，1，X為氫，C1-C5的低烷氧基，羧基，酯基，毗啶基；氮上C］-C5低烷基取代的二氫或四氫毗啶基，-(CH2)mCOOZ

基，m=0?5,Z為氫或q-C5的低烷基；-CH=CH-G基，G為苯基，呋喃基，羧基，酯基;R'為氫、C1-C5的低烷基，毗啶酰基，C1-C5低烷氧基取代的苯甲酰基；R”為氫及C］-C5低烷基。當(dāng)R”，Y%=CH時(shí)，R為-(CH2)n^gfX^@"，X-OX基，n=0，1，X為氫，C1-C5的低烷基，c1-c5的低烷氧基，硝基，鹵素，羥基，羥甲基，二-C］-C5的低烷基取代的氨基;-CH=CH-G基，G為苯基，呋喃基；R，為氫及C］-C5的低烷基。本品“石杉?jí)A甲衍生物，其制備方法和用途”已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外申報(bào)了專利［12］。從半合成的上百個(gè)化合物中發(fā)現(xiàn)了新化合物希普林(schiperine,14)，其合成路線見圖21-4。希普林是5-Cl-。-vanillin(15)與石杉?jí)A甲縮合后制得，其結(jié)構(gòu)具有席夫堿(schiffbase)的特性，由于該類化合物在酸、甲的理化性質(zhì)設(shè)計(jì)了以無水乙醇為溶劑，對(duì)多種反應(yīng)溫度和Cl時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化結(jié)果發(fā)現(xiàn)在常溫及較長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)為佳［12］。OCH314堿和水介質(zhì)中均不穩(wěn)定，故其制備方法一般是由芳香醛與氨基化合物在乙醇溶液中反應(yīng)而得。根據(jù)5-Cl-o甲的理化性質(zhì)設(shè)計(jì)了以無水乙醇為溶劑，對(duì)多種反應(yīng)溫度和Cl時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化結(jié)果發(fā)現(xiàn)在常溫及較長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)為佳［12］。OCH3140HSO2Cl2och0HSO2Cl2och3ClOH石杉?jí)A甲，無水酒精OCH3NCHOHH：：0ClCl15och314圖21-4希普林合成路線在測(cè)試評(píng)估希普林的抗AChE作用，改善記憶障礙和毒副作用等方面與石杉?jí)A甲、他克林和多奈派齊做了比較。體外試驗(yàn)檢測(cè)了希普林對(duì)大鼠皮層、大鼠、牛及人細(xì)胞膜AChE活性的抑制作用。它的抑制酶活性50%濃度(IC50)分別為83nmo1、90nmo1、99nmo1及78nmo1，抑制作用強(qiáng)度與石杉?jí)A甲相當(dāng)，弱于多奈派齊。希普林對(duì)血清丁酰膽堿酯酶(BuChE)活性抑制最弱，它對(duì)AChE的選擇性抑制作用約比石杉?jí)A甲大1倍。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明希普林對(duì)體外大鼠乙酰膽堿酯酶的選擇性抑制作用大于石杉?jí)A甲、多奈派齊和他克林，它對(duì)多種來源的乙酰膽堿酯酶均有較強(qiáng)的抑制作用。希普林對(duì)乙酰膽堿酯酶的抑制作用是可逆的，屬混合競(jìng)爭(zhēng)型，其Ki值為32nmoLL-1。體內(nèi)試驗(yàn)用小鼠與大鼠兩種，口服希普林各0.5口mol?kg-1、1.0口mol?kg-1、2.0^mol-kg-1

對(duì)各腦區(qū)AChE的抑制呈現(xiàn)劑量依賴相關(guān)。抑制作用強(qiáng)度與石杉?jí)A甲相當(dāng)，但比多奈派齊及他克林各強(qiáng)16與120倍。希普林對(duì)血清內(nèi)BuChE抑制作用最弱，對(duì)腦內(nèi)AChE抑制作用持續(xù)長(zhǎng)達(dá)6h，但對(duì)血清BuChE抑制作用僅維持3h，比之石杉?jí)A甲、多奈派齊和他克林明顯短。用成年小鼠、大鼠、猴及老年猴測(cè)試了希普林的促進(jìn)與改善各種實(shí)驗(yàn)性記憶障礙作用。希普林對(duì)水迷宮、八臂迷宮及延遲反應(yīng)記憶操作均有改善作用，希普林改善記憶功能的有效劑量為0.05?0.1mg.kg-1，作用比之石杉?jí)A甲、多奈派齊及他克林各強(qiáng)1、6及15倍。希普林肌肉注射1~15瞄均顯示有明顯促進(jìn)老年猴記憶功能。大鼠經(jīng)連續(xù)7~8天口服希普林0.2?0.42^mol-kg-1，均未見對(duì)AChE的抑制與改善記憶作用出現(xiàn)耐受現(xiàn)象。小鼠口服希普林0.35^mol-kg-1明顯延長(zhǎng)NaNO2產(chǎn)生腦缺氧死亡的時(shí)間，小鼠生存時(shí)間延長(zhǎng)71%。在等劑量條件下，石杉?jí)A甲延長(zhǎng)53.6%、多奈派齊為11.5%。上述藥效測(cè)試的結(jié)果表明，希普林優(yōu)于石杉?jí)A甲、多奈派齊及他克林，因此具有開發(fā)用于治療早老性癡呆癥前景。為評(píng)價(jià)希普林長(zhǎng)期服用的安全性，進(jìn)行了小鼠急性毒性、大鼠和獼猴長(zhǎng)期毒性、生殖毒性、致突變和致染色體畸變研究。小鼠口服LD50雌性為53.56mg-kg-1（95%可信限43.17?66.44mg/kg），雄性為56.96mg-kg-1（95%可信限48.32~67.15mg.kg-1）。石杉?jí)A甲小鼠口服LD50為4.78mg-kg-1（95%可信限4.3?5.3mg-kg-1）小鼠靜脈LD50為8.9mg-kg-1（95%可信限7.56?10.48mg-kg-1）o分別以0.8mg-kg-1、2.4mg-kg-1、7.2mg-kg-1分為高、中、低三個(gè)劑量組，對(duì)大鼠和獼猴進(jìn)行長(zhǎng)期毒性試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明動(dòng)物可產(chǎn)生對(duì)藥物的耐受性，高劑量組體重增長(zhǎng)減慢，0.8mg-kg-1劑量組除稀便外，無其他明顯毒性反應(yīng)。生殖毒性實(shí)驗(yàn)表明希普林無致畸作用，但在1.8mg-kg-1見吸收胎增加，呈現(xiàn)胚胎毒性。用Ames試驗(yàn)來進(jìn)行致突變檢測(cè)，在TA97、TA98、TA100、TA102、TA1535五個(gè)菌株+S9和-S9兩種試驗(yàn)系統(tǒng)中，劑量在0.5?100|ig?皿-1，均為陰性。通過誘發(fā)培養(yǎng)哺乳動(dòng)物細(xì)胞，以染色體畸變?yōu)橹笜?biāo)，觀察希普林體外試驗(yàn)有否引起CHL細(xì)胞染色體的損傷。測(cè)得希普林對(duì)CHL細(xì)胞IC50值為411pg-m1-1，故選411pg-m1-1、206瞄-m1-1、103瞄-m1-1三個(gè)劑量組測(cè)試誘發(fā)CHL細(xì)跑染色體畸變作用。結(jié)果表明希普林在非代謝活化（-S9）高劑量中有抑制細(xì)胞分裂，故小劑量選為50.2瞄-m1-1。在代謝活化（+S9）中高劑量對(duì)細(xì)胞無抑制細(xì)胞分裂。希普林在非代謝活化（-S9）和代謝活化（+S9）對(duì)CHL細(xì)胞染色體畸變率均小于5%，說明希普林無染色體畸變作用。希普林致突變陰性，對(duì)心血管和神經(jīng)系統(tǒng)也幾無影響。目前，希普林已進(jìn)入臨床試驗(yàn)。第四節(jié)心血管藥?？┝粘Ｉ?DichroafebrifuLour.)用于治療瘧疾已有O HO^.-r^\TOC\o"1-5"\h\z兩千多年歷史，早年已證明其有效成分之一為常山乙 —INCH2COCH2^^./素(^-Dichroine,16),是帶喹唑酮環(huán)的生物堿，因其 ) h有強(qiáng)烈催吐作用，阻止了其臨床應(yīng)用。因此，對(duì)其結(jié) 16構(gòu)進(jìn)行各種改造，保留其喹唑環(huán)，合成了一系列化合物。其中，?？┝誄hangrolin,17)對(duì)瘧原蟲紅內(nèi)期有殺滅作用，經(jīng)臨床試驗(yàn)證實(shí)，近期療效與氯喹相仿，毒性和副作用明顯低于氯喹，但仍有瘧原蟲早期再現(xiàn)的缺點(diǎn)。在抗瘧臨床觀察中，發(fā)現(xiàn)?？┝沼袦p少心臟異位節(jié)律作用，再進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn)證明能阻止烏頭堿、烏巴因、氯化鋇或缺血引起的室性心律失常，并提高刺激室顫閾［13］。再回到臨床驗(yàn)證闡明對(duì)各種病因引起的室性早搏和陣發(fā)性心動(dòng)過速有良好療效，對(duì)使用過其他抗心律失常藥而無效的頑固性心律失?；颊咭灿辛己眯ЧＤ壳?，?？┝找炎鳛榭剐穆墒СＫ帒?yīng)用于臨床。?？┝胀ㄟ^以下反應(yīng)步驟合成獲得(見圖21-5)［14］：圖21-5?？┝蘸铣陕肪€常咯琳在臨床應(yīng)用發(fā)現(xiàn)有改變皮膚色澤的副作用，因此結(jié)構(gòu)改造工作繼續(xù)進(jìn)行。舒心啶(sulcadine,18)是常咯琳進(jìn)一步結(jié)構(gòu)改造的新化合物［15］。

根據(jù)國(guó)內(nèi)制藥工藝設(shè)備條件、化工中間體供應(yīng)現(xiàn)狀及保護(hù)環(huán)境的原則，硫酸舒心啶(19)的合成路線經(jīng)多次改進(jìn)制備工藝，最終確定了其合成路線，見圖21-6[15]CH2NH2MeO_SOg = MeO2）一SO2NHCHOHhcho/hnMeO一SO2NHCH2—— —OH18NH2SOCH2NH2MeO_SOg = MeO2）一SO2NHCHOHhcho/hnMeO一SO2NHCH2—— —OH18NH2SO4/H2ONNMeO^^—SO2NHCH2—j-OH -H2SO4-3H2O19圖2119圖21-6硫酸舒心啶合成路線N其中4-甲氧基苯磺酰氯由苯甲醚與氯磺酸反應(yīng)制得。上述合成路線和制備工藝經(jīng)多次試驗(yàn)驗(yàn)證，表明設(shè)計(jì)合理，反應(yīng)條件溫和，收率穩(wěn)定，成本低，有很好的生產(chǎn)可行性。細(xì)胞電生理實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)舒心啶對(duì)動(dòng)物作電位的0相、2相和3相均有影響，表現(xiàn)它作用于鈉、鉀和鈣離子通道，是種復(fù)合型的離子通道阻滯劑，可能是一種有新型作用機(jī)制的抗心律失常藥。動(dòng)物的體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究證明，舒心啶對(duì)各種心律失常模型具有明顯療效，不少指標(biāo)優(yōu)于?？┝铡５谖骞?jié)抗腫瘤藥一鬼臼毒素鬼臼毒素(podophyllotoxin,20)是眾所周知的具有抗癌活性的天然產(chǎn)物，存在于小檗科，包括八角蓮屬(Dysosma)，鬼臼(足葉草)屬Podophyllum)和山荷葉屬(Diphylleia)三屬10多種植物中。雖然其具有強(qiáng)的抗腫瘤活性，但又具有強(qiáng)的毒性，限制了它的臨床應(yīng)用。因此也吸引了眾多天然藥物化學(xué)家和藥理學(xué)家對(duì)鬼臼毒素進(jìn)行構(gòu)效關(guān)系和結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究，經(jīng)大量研究工作后總結(jié)出了鬼臼毒素及其衍生物的一些構(gòu)效關(guān)系。

OHOMe20'4鬼臼毒素C4位是一個(gè)母核上4OHOMe20'4氧的手性碳原子，許多化學(xué)反應(yīng)都易在此發(fā)生，并影響它的構(gòu)型，鬼臼毒素4-位碳氧是a-構(gòu)型，若轉(zhuǎn)為6-構(gòu)型，成表鬼臼毒素則毒性顯著降低；反式內(nèi)酯環(huán)是抗腫瘤活性必須基團(tuán)，任何改變內(nèi)酯環(huán)構(gòu)型的鬼臼毒素類化合物均降低或失去抗腫瘤活性；E-環(huán)中的C-4，酚羥基若被烷基或?；Ｗo(hù)，活性顯著下降。即使以磷酸酯基封閉也如此，只有當(dāng)C-4'酚羥基上的取代基進(jìn)入體內(nèi)恢復(fù)酚羥基才可能具有抗腫瘤活性。因此國(guó)內(nèi)外研究者均在保留C-4取代的6-構(gòu)型、反式內(nèi)酯環(huán)和C-4'游離酚羥基的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾。目前主要集中在46-0-取代-4J去甲基表鬼臼毒素（21）結(jié)構(gòu)修飾，其中代表性并已成為臨床用藥的是4，-去甲表鬼臼毒素-46-葡萄糖衍生物：依托泊苷(teniposide,VM-26,23)。OOOHOMe21R=OH圖21-7VP-16合成路線(etoposide,VP-16,(teniposide,VM-26,23)。OOOHOMe21R=OH圖21-7VP-16合成路線早期VP-16的合成路線見圖21-7，是鬼臼毒素經(jīng)漠化氫處理和水-丙酮水解得到去4，-甲基的4位立體異構(gòu)體（24），再制備成4-0-芐氧羰基衍生物，進(jìn)一步與2,3,4,6-四乙?；?。-葡萄糖在BF3.Et2O催化糖苷元，經(jīng)氫解脫除芐氧羰基和乙?；螅鸵胰┬纬煽s醛VP-16［16,17］,以24計(jì)得率為18%。若用同一保護(hù)基保護(hù)糖的醇羥基和4，-位酚羥基，并將亞乙基反應(yīng)置合成路線之首，顯著提高合成總產(chǎn)率，以24計(jì)為35%。馬維勇等［18］在鬼臼毒素結(jié)構(gòu)修飾中發(fā)現(xiàn)化合物24分子中處于C4位的碳正離子能與B環(huán)的兀電子形成缺電子的p-兀共軛，其結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，多數(shù)親核取代其歷程為SN1。同時(shí)，構(gòu)象分析表明，由于C1位上的芳環(huán)以及C-1a位聯(lián)接的y-內(nèi)酯同處于C環(huán)的一側(cè)，占據(jù)了『面較大的空間，給親核試劑造成較大的立體障礙，因此有利親核試劑選擇位阻較小的0面進(jìn)攻，形成6構(gòu)型衍生物。BF3.Et2O催化的親核取代對(duì)C4位酚羥基應(yīng)無影響。因此用未經(jīng)保護(hù)的24和邊鏈糖部分直接在BF3-Et2O催化下即得VP-16，該方法路線簡(jiǎn)短，操作方便，便于工業(yè)化生產(chǎn)，以24計(jì)得率達(dá)到54%?56%。由于VP-16和VM-26兩個(gè)藥存在著抗瘤譜窄、生物利用度低、骨髓抑制和胃腸道毒副作用等不足，因此對(duì)鬼臼毒素的結(jié)構(gòu)改造研究還在廣泛地進(jìn)行中，目前主要在保留內(nèi)酯環(huán)的反式取向和C4游離酚羥基的基礎(chǔ)上，對(duì)C4位氧原子或其電子等排同系物的6-構(gòu)型取代基的變換：1.在VP-16和VM-26的基礎(chǔ)上將糖基側(cè)鏈改為同時(shí)含羥基和氨基或烴?；Ⅺu代?；?、磺酰胺基等，其中像4-去氧-46-芳甲磺酰胺基-4'-去甲鬼臼毒素，對(duì)KB細(xì)胞和L1210比VP-16有較好的抑制活性［19］；2.以4-位氧原子變換為電子等排同系物的6-構(gòu)型取代基，如4p-N-取代、46-S-取代、46-Se-取代表鬼臼毒素衍生物，其中GP-7,4-氨基-2,2,6,6-四甲基-哌唆氮氧自由基衍生物較VP-16毒性低，活性相近，很有希望成為新藥上市［2。］。二喜樹堿喜樹堿［20(S)-camptothecin,CPT,25)是1966年由Wall等從琪桐科植物喜樹(CamptothecaacuminataDecne.)［21］，后又從Nothapodytesfoetida［22］、Ervatamiaheyneana［23］、Pyrenacanthaklaineana［24］中分離得到的毗咯［3,4-b］喹啉生物堿，是重要的廣譜抗癌活性天然產(chǎn)物。雖然后來在臨床上喜樹堿治療胃癌、直腸結(jié)腸癌、肝癌、白血病等惡性腫瘤有較好療效，但它有骨髓抑制、出血性膀胱炎及腹瀉等嚴(yán)重的毒副反應(yīng)，限制了它的應(yīng)用。直到1985年Hsiang［25,26］等發(fā)現(xiàn)喜樹堿能夠抑制參與DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的拓?fù)洚悩?gòu)酶I(topoisomeraseI,topoI)，它通過與topoI-DNA的可裂解復(fù)合物可逆結(jié)合形成三元復(fù)合物而抑制DNA的解旋，導(dǎo)致磷酸二酯鍵的斷裂，產(chǎn)生細(xì)胞毒作用，再次激起人們對(duì)喜樹堿的興趣［27］。CPT在作用過程中其內(nèi)酯環(huán)打開，?；cTOPO中的親核部分相互作用，抑制TOPO。由于喜樹堿水溶性差和上面提到的臨床使用毒副作用較嚴(yán)重的缺點(diǎn)，人們一直致力于結(jié)構(gòu)修飾，尋找高效、低毒及

水溶性的喜樹堿衍生物。HO1.HOAc,H2/PtO2,1atm_2.Pb(OAc),HOAc43.HOAc,H2OHOHO1.HOAc,H/PtO,1atm223.HOAc,HOHO喜樹堿的結(jié)構(gòu)修飾主要集中在水溶性喜樹堿衍生物半合成(見圖21-8),其中之一是喜樹堿氧化得10-羥基喜樹堿，隨后經(jīng)Mannich反應(yīng)產(chǎn)生N-取代9-(二乙基胺)-10-羥基喜樹堿類或Mannich反應(yīng)后繼續(xù)修飾。也有的從10位羥基進(jìn)行修飾，還包括全合成7-取代的喜樹堿類似物，共合成了34個(gè)類似物［28］，其中9-二甲胺甲基-10羥基-喜樹堿(9-［(Dimethylamino)methyl］-10-hydroxycampotothecin,TPT，26)，顯示廣譜抗腫瘤活性，商品名為拓?fù)涮乜?topotecan)，是一種水溶性的半合成喜樹堿衍生物，在9位上有一個(gè)穩(wěn)定的堿性側(cè)鏈，血漿中TPT的內(nèi)酯占總藥的33%，血漿蛋白結(jié)合率低于HO1.HOAc,H2/PtO2,1atm_2.Pb(OAc),HOAc43.HOAc,H2OHOHO1.HOAc,H/PtO,1atm223.HOAc,HOHO25HO

26圖21-8水溶性喜樹堿衍生物半合成路線另一條路線是喜樹堿先轉(zhuǎn)化到7-乙基喜樹堿，再氧化到7-乙基-10-羥基喜樹堿，10位酚羥基通過羧酸酯轉(zhuǎn)化到10位二胺基類邊鏈，共合成了36個(gè)衍生物，其中7-乙基-10-(哌啶基-1-哌啶基)羰氧喜樹堿［7-ethyl-10-(4-piperidinopiperidino-carbonyloxy)-camptothecin］，又稱CPT-11(27)［30］，商品名為伊諾替康(irinotecan)，其合成路線見圖21-9。在血漿中CPT-11的內(nèi)酯占總藥(內(nèi)酯+羧酸鹽)的36.8±3.5%。CPT-11對(duì)轉(zhuǎn)移性結(jié)腸直腸癌有效，對(duì)經(jīng)5-Fu治療過的結(jié)腸直腸癌病人也有效。已經(jīng)于1996年得到FDA批準(zhǔn)。CPT-11每周使用1次作為轉(zhuǎn)移性結(jié)腸直腸癌的二線治療藥物，這標(biāo)志著自5-Fu發(fā)現(xiàn)以來，第一個(gè)用于治療轉(zhuǎn)移性結(jié)腸直腸癌的新型藥物問世了。CPT-11對(duì)非小細(xì)胞肺癌和小細(xì)胞肺癌均有一定療效［30］。

25HOHOAcO圖21-9CPT-1125HOHOAcO圖21-9CPT-11合成路線除上述兩個(gè)喜樹堿衍生物已應(yīng)用臨床外，尚有幾個(gè)衍生物有應(yīng)用前途的，如9-氨基喜樹堿(9-aminocamptothecin,9-AC)［31］，9一硝基喜樹堿(9-Nitrocamptothecin)［32］等在臨床試驗(yàn)中。我國(guó)在喜樹堿結(jié)構(gòu)修飾方面也做了不少工作，藥理研究證明喜樹果中分離得到的10-羥基喜樹堿有較廣的抗瘤譜，對(duì)小鼠艾氏腹水瘤、吉田肉瘤和肝癌腹水瘤等均有顯著效果，毒性較喜樹堿為小，并首次應(yīng)用于臨床，對(duì)肝癌和頭頸部腫瘤如涎腺癌等有一定療效［33］。為了進(jìn)一步擴(kuò)大藥源，更好地滿足臨床使用的需要，朱關(guān)平等［34］進(jìn)行了喜樹堿轉(zhuǎn)為10-羥基喜樹堿的生物轉(zhuǎn)化研究，從150株真菌中篩選了T-36菌株能將喜樹堿轉(zhuǎn)化為10-羥基喜樹堿，得率為喜樹堿投料量的1/10左右。進(jìn)一步選用帶有不同取代基原料合成了12位取代喜樹堿類似物，其中12位氯代、羥基代或甲氧基喜樹堿對(duì)小鼠艾氏腹水瘤的作用比喜樹堿強(qiáng)，如喜樹堿內(nèi)酯環(huán)上的羥基酰化或還原均失去抗癌活性［35］。三長(zhǎng)春堿長(zhǎng)春堿(vinblastine,VLB,28)和長(zhǎng)春新堿(vincristine,VCR,29)均是從夾竹桃科植物

長(zhǎng)春花(VincaroseL.)中分離得到的雙分子吲哚生物堿，它們均有抗白血病作用。OHROHR=CHOHROH3R=CHO長(zhǎng)春堿和長(zhǎng)春新堿因神經(jīng)毒性而限制臨床應(yīng)用，所以對(duì)它們進(jìn)行了一系列結(jié)構(gòu)修飾。在眾多的衍生物中，長(zhǎng)春地辛(vindesine,VDS,31)是一個(gè)比較典型的代表，它是由長(zhǎng)春堿、28R=COCH330R=HNNHORCOOCH3H8也CH3△,MeOHNH331長(zhǎng)春堿硫酸鹽或者去乙?；L(zhǎng)春堿(3028R=COCH330R=HNNHORCOOCH3H8也CH3△,MeOHNH331藥理學(xué)研究表明:當(dāng)劑量為0.4mg-kg-1和0.25mg-kg-1時(shí)，長(zhǎng)春地辛對(duì)Ridgeway骨髓藥理學(xué)研究表明:瘤(ROS)和Gardner淋巴瘤(GLS)具有抑制活性，而它的母體生物堿長(zhǎng)春堿在劑量0.5mg-kg-1時(shí)對(duì)這兩種腫瘤細(xì)胞沒有活性。長(zhǎng)春地辛抑制Mecca淋巴瘤的活性與長(zhǎng)春新堿相當(dāng)，分別為60%和68%，而長(zhǎng)春堿的抑制率為41%。長(zhǎng)春地辛對(duì)Ca755乳腺癌顯示中度抑制，抑制率為46%，長(zhǎng)春新堿為39%，長(zhǎng)春堿則無抑制反應(yīng)。長(zhǎng)春地辛可以明顯延長(zhǎng)帶有B16黑素瘤小鼠的存活時(shí)間。在記錄存活45天的同一個(gè)試驗(yàn)中，長(zhǎng)春地辛給藥組有30%和100%的存活率，而長(zhǎng)春堿則是20%和80%。在另一個(gè)試驗(yàn)中，觀察促使培養(yǎng)中國(guó)倉(cāng)鼠卵細(xì)胞有絲分裂細(xì)胞積累的最小有效濃度，當(dāng)達(dá)到10?15%的細(xì)胞積累時(shí)，測(cè)得長(zhǎng)春地辛、長(zhǎng)春堿和長(zhǎng)春新堿的最小有效濃度分別是2.3x10-9mol?L-1、2.2x10-8mol-L-1和7.3x10-9mol?L-1；而當(dāng)達(dá)到40?50%的細(xì)胞積累時(shí)，測(cè)得它們的最小有效濃度分別又是2.8x10-8mol?L-1、8.3x10-8mol-L-1和2.4x10-8mol?L-1。長(zhǎng)春地辛、長(zhǎng)春堿和長(zhǎng)春新堿均可使接種了P388白細(xì)胞、Walker256和Ehrlich腹水瘤動(dòng)物延長(zhǎng)存活時(shí)間，有效率為100%。當(dāng)每天劑量為1.0mg-kg-1時(shí)，長(zhǎng)

春地辛對(duì)L1210春地辛對(duì)L1210、AKR、L5178和C1498白細(xì)胞無抑制作用［36］。長(zhǎng)春地辛的活性在抑制侵蝕性腫瘤系統(tǒng)方面相似于長(zhǎng)春新堿但強(qiáng)于長(zhǎng)春堿，但在把雞和猴用做測(cè)定神經(jīng)肌肉障礙試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑囼?yàn)中，通過比較長(zhǎng)春地辛和長(zhǎng)春新堿發(fā)現(xiàn)前者的神經(jīng)毒性卻要小于后者。臨床研究表明長(zhǎng)春地辛對(duì)成年非淋巴細(xì)胞白血病和兒童急性淋巴細(xì)胞白血病有顯著療效，且神經(jīng)毒性要比長(zhǎng)春堿和長(zhǎng)春新堿低［37］。目前，長(zhǎng)春地辛已應(yīng)用于臨床。四紫杉醇紫杉醇(Taxol,32)是近年來發(fā)現(xiàn)的療效顯著的抗癌藥物之一，它是1992年獲美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市，用于治療卵巢上皮癌，也可用于轉(zhuǎn)移性乳腺和小細(xì)胞肺癌及頭頸部癌的治療。32微管是真核細(xì)胞獨(dú)特的組成部分，具有重要的細(xì)胞功能包括有絲分裂染色體的移動(dòng)、細(xì)胞形成的調(diào)節(jié)、激素的分泌、顆粒的運(yùn)輸、膜上受體的固著和細(xì)胞活動(dòng)。紫杉醇所以引起世界上各相關(guān)學(xué)科的科技人員的關(guān)注是由于：首先是它的獨(dú)特的作用機(jī)制，它通過促進(jìn)極為穩(wěn)定的微管聚集，并阻止微管正常性的生理解聚，從而避免了癌細(xì)胞的快速分裂，使其停止在C2期和M期，直至死亡，并抑制組織再生；對(duì)化學(xué)家而言，分子中含有多個(gè)不同位置和立體取向的含氧取代基，母核含九個(gè)手性中性，側(cè)鏈含兩個(gè)手性中心，同時(shí)其分子骨架呈“籠狀”結(jié)構(gòu)，使得經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)重排反應(yīng)和鄰位基團(tuán)參與反應(yīng)，為研究選擇性反應(yīng)提供了很好的機(jī)會(huì)。另外，紫杉醇在植物體內(nèi)含量極低，目前臨床上紫杉醇用藥靠植物中提取，或由植物中含量較高的10-去乙酰白卡亭III(10-Deacetyl-baccatinIII,10-DABIII,33)半合成轉(zhuǎn)化而成。由于該類植物生長(zhǎng)緩慢，天然資源有限；紫杉醇也存在水溶性差、對(duì)某些癌癥無效、易產(chǎn)生多藥耐受性等缺點(diǎn)，因此進(jìn)行構(gòu)效關(guān)系和結(jié)構(gòu)修飾優(yōu)化研究，以求尋找高效低毒、抗瘤譜廣、綜合性能好又不依賴自然資源的新一代紫杉醇類抗癌藥具有重要意義［38］紫杉醚(Taxotere,34)［49］是3，-N上修飾改造最成功的代表，其活性甚至高于紫杉醇［41］。NMR,X-單晶衍射及計(jì)算機(jī)分子模型計(jì)算均表明yewneedlesOHOOAcOBzBoc...yewneedlesOHOOAcOBzBoc...紫杉醚是10-去乙?；涂ㄍII的衍生物。將適當(dāng)保護(hù)的10-去乙?；涂ㄍII與全合成的具有活性的側(cè)鏈(35)連接，然后去保護(hù)而生成結(jié)晶的紫杉醚，合成路線見圖21-10［42］。Cl3CCH2OCOCl.Pyridine/C2H4Cl2圖21-10紫杉醚合成路線迄今為止，紫杉醚是紫杉醇結(jié)構(gòu)改造惟一被批準(zhǔn)生產(chǎn)上市的新藥，它是所有紫杉醇結(jié)構(gòu)修飾衍生物中最成功的例子。體外實(shí)驗(yàn)表明，在缺少鳥苷三磷酸(GTP)的情況下，紫杉醚具有較強(qiáng)的誘導(dǎo)微管聚合的功能。作為微管解聚抑制劑，紫杉醚不但具有很強(qiáng)的活性，而且不改變微管原絲體的數(shù)目，它能使多重陣式的無規(guī)則微管呈束狀平行排列。鼠和人體的幾個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)系被用來測(cè)定紫杉醚的細(xì)胞毒性，減少增殖細(xì)胞的50%(IC5O)范圍為4?35ng/ml，此濃度也適合于臨床試驗(yàn)?？乖鲋撤磻?yīng)的測(cè)定采用與臨床相關(guān)濃度的紫杉醚對(duì)新鮮的外植人體腫瘤品種和克隆單位(胸、肺、卵巢、結(jié)腸癌和黑素瘤的細(xì)胞毒性進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明紫杉醚對(duì)外植人體腫瘤具有廣泛的生物活性，對(duì)增殖細(xì)胞的毒性要強(qiáng)于非增殖細(xì)胞，且毒性的強(qiáng)弱取決于增殖細(xì)胞的生長(zhǎng)時(shí)間和濃度。小鼠藥代動(dòng)力學(xué)研究顯示雙相組織消除時(shí)最終半衰期為2.2?4.5h，而腫瘤存活顯著延長(zhǎng)時(shí)消除最終半衰期為22h。毒性主要表現(xiàn)為神經(jīng)運(yùn)動(dòng)毒性(小鼠)、胃腸道毒性(狗)和造血機(jī)能毒性(所有物種)。狗是表現(xiàn)最敏感的物種。臨床給藥劑量為5mg/m2，這是基于狗低毒性劑量(15mg/m2)的三分之一而確定。紫杉醚幾種不同療程的治療方案已經(jīng)被用于一系列I期臨床研究，注入延續(xù)時(shí)間的增加或者一個(gè)5天的療程，引起了粘膜炎發(fā)生率增加而抗腫瘤活性沒有明顯的提高。較短的注入時(shí)間與更加頻繁的皮膚反應(yīng)有關(guān)。根據(jù)可接受毒性最大劑量，II期臨床的推薦劑量為100mg/m2,1h注入延續(xù)3周。臨床研究表明，紫杉醚用于治療乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌、非小細(xì)胞肺癌和頭頸部癌等疾病，療效顯著［57］。并已于1996年得到美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市。有關(guān)紫杉醇的結(jié)構(gòu)修飾詳見第七章。五斑螯素里。OOKI ?■1-\\CH3里。OOKI ?■1-\\CH3。36動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明斑螯素對(duì)小鼠腹水型肝癌、網(wǎng)織細(xì)胞肉瘤有一定的抑制作用，對(duì)小鼠免疫狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)研究指出沒有明顯的免疫抑制作用。臨床治療原發(fā)性肝癌有一定的療效，不降低周圍血象中的白細(xì)胞。在臨床應(yīng)用中，比較明顯的不良反應(yīng)是泌尿系統(tǒng)和消化道系統(tǒng)的毒副反應(yīng)。因此，以此為先導(dǎo)化合物進(jìn)行大量類似物合成，以尋找降低其毒副作用的新化合物成為斑螯素的替代品。斑螯素為酸酎化合物，經(jīng)氫氧化鈉水解，所成斑螯酸鈉對(duì)小鼠艾氏腹水癌細(xì)胞有明顯的

抑制作用，臨床治療肝癌和膀胱癌有效，但有泌尿道和消化道副作用。將酸酎與各種胺作用，可生成帶不同取代基的酰亞胺，水解將慢于酸酎，逐漸釋放斑螯酸，毒性自應(yīng)降低。迄今為止，已經(jīng)合成了許多類似物，其中去甲斑螯素(norcantharidine,37)和羥基斑螯胺(N-hydroxycantharidine,38)兩者毒性均已較大地降低。氮上帶有多種其他取代基的酰亞胺化合物對(duì)艾氏腹水癌皮下型和肉瘤180腹水型等也有不同程度抑制作用，但分子內(nèi)二個(gè)角甲基或環(huán)內(nèi)氧橋去除便失去活性。小鼠靜脈注射斑螯素、去甲斑螯素、羥基斑螯胺的ld50分別為2.1mg.kg-1、11.8mg.kg-1、1037mg-kg-1。目前，這兩種化合物已用于臨床治療原發(fā)性肝癌［43］。OO383738六靛玉紅靛玉紅(Indirubin,39)是從中藥青黛(Indigoferatinctdfcia分離得到的有效成分，青黛是成藥當(dāng)歸蘆薈丸11味中藥中的一味，此成藥有活血化淤和消腫，中醫(yī)用作治療慢性粒細(xì)胞白血病取得一定效果，后來拆方研究發(fā)現(xiàn)其中主要為青黛有抗白血病活性，最后從中分離得到活性成分為雙吲哚類化合物-靛玉紅。0__39靛玉紅無論對(duì)動(dòng)物移植腫瘤及人體腫瘤都有一定的治療作用，經(jīng)臨床證實(shí)其對(duì)慢性粒細(xì)胞白血病有一定療效，但其水溶性與脂溶性均低，口服吸收受到限制，因而臨床生效較慢，部分病人引起腹痛、腹瀉，甚至便血等胃腸道刺激癥狀，另外，其結(jié)構(gòu)比較新型，引起人們的興趣，因此對(duì)靛玉紅進(jìn)行構(gòu)效關(guān)系和結(jié)構(gòu)修飾研究，尋找療效更好、毒副反應(yīng)低的類似物。經(jīng)合成了大量的類似物和抗腫瘤試驗(yàn)后得出如下構(gòu)效關(guān)系：雙吲哚骨架無論在2,3位、2,2位或3,3位相連，均能保持其療效；N1,位取代能增該類化合物的抗癌活性，但取代基鏈

長(zhǎng)超過4C以上則療效降低或消失；N1位上取代烷基，可能破壞化合物平面關(guān)系，產(chǎn)生位阻而失去活性；增加化合物溶解度也可提高療效。溶解度小并熔點(diǎn)高的原因，可能由于亞氨基與羰基形成氫鍵，因?qū)⒌弦肴〈?，以阻礙氫鍵形成，結(jié)果N1,-乙基化合物（40）對(duì)大鼠Walker256肉瘤及小鼠Lewis腫瘤的抑制作用增強(qiáng)，N1-甲基（41）、正丙基（42）、乙?；?3）及乙氧羰基（44）取代化合物的抑制作用也較強(qiáng)。其合成方法以靛玉紅為原料，采用相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)合成。一般用25%氫氧化鈉水溶液及四氫呋喃為兩相系統(tǒng)，烷化劑在芐基氯化銨（BTEAC）為催化劑下完成，此反應(yīng)一般只發(fā)生在N］,上。為證明相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)烷化基取代位置，用N-甲基吲哚滿二酮與吲羥縮合而得N1,_甲基靛玉紅與化合物（41）完全一致而得到證實(shí)［44］。RR=C2H5RR=CH3R=R=T-CH3H—。-R=R=T-CH3H—。-C2H5靛玉紅的位置異構(gòu)體靛藍(lán)（45）或異靛藍(lán)（46）本無抗癌活性，同樣在N］,上引入取代基如甲基、乙基也產(chǎn)生抗癌活性，但丙基取代時(shí)失去抗癌活性，在州,和N1上同時(shí)取代則無效。甲基靛玉紅的羰基轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)肟后，抗癌活性更強(qiáng)［45］。。45HH46。45HH46在臨床上，靛玉紅應(yīng)用于慢性粒細(xì)胞白血病，作用相似于busuifan，但毒性較低［46］。進(jìn)步研究又分離得到效果更好的trytanthrin（47）和qingdainone（48）［47］。4747最近有報(bào)道靛玉紅及其衍生物可阻斷依賴細(xì)胞周期蛋白的激酶（CDKS）的作用，該酶與細(xì)胞分裂有關(guān)，阻斷這種酶的作用可很大程度上延緩疾病進(jìn)程，因此隨著對(duì)靛玉紅類化合物作用機(jī)制研究的深入，對(duì)這類化合物的結(jié)構(gòu)修飾將進(jìn)入一個(gè)新的高潮。第六節(jié)免疫抑制劑免疫抑制劑在器官移植和治療自身免疫性疾病，如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、銀屑病等有著重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。1980年，日本Fujita等從一種冬蟲夏草菌(Isariasinclarii,ATCC24400)的發(fā)酵培養(yǎng)液分離得到的ISP-1是一種小分子的親脂氨基酸，經(jīng)結(jié)構(gòu)測(cè)定，即曾從其他菌中如：無孢菌類(Myceliasterillia)、多球菌類(Myriococcumalbomyces)及木霉多孢菌(Trichodermapolysporum)分離得到的多球殼菌素(myriocin,49)即ISP-1。49它在鼠同種的混合淋巴白細(xì)胞反應(yīng)(MLR)中，對(duì)淋巴細(xì)胞抑制作用比環(huán)孢素強(qiáng)10余倍，對(duì)抗源促進(jìn)的淋巴細(xì)胞是專一的，而不是由于其非專一的生長(zhǎng)抑制作用。在體外實(shí)驗(yàn)并不影響各種白細(xì)胞株的生長(zhǎng)，在體內(nèi)抑制各種反應(yīng)細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞傳代和依賴T-細(xì)胞的抗體產(chǎn)生比環(huán)孢素要大10?100倍。其作用機(jī)制亦與環(huán)孢素不同。它抑制白細(xì)胞介素-2(IL-2)誘導(dǎo)的T-細(xì)胞增殖，但不影響同種抗原促進(jìn)的T-細(xì)胞的IL-2的產(chǎn)生。通過進(jìn)一步研究，又從無孢菌類(M.sterillia)中分離得到一系列的類似物mycestericinsA-G，研究其構(gòu)效關(guān)系，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造和類似物合成，開始將羧基還原到羥甲基化合物50，50雖然抑制活性比49低，但在體內(nèi)試驗(yàn)時(shí)能延長(zhǎng)移植皮膚的存活時(shí)間，毒性小近30倍。50在構(gòu)效關(guān)系研究中，簡(jiǎn)化疏水部分是可能的，先合成了先導(dǎo)化合物51。51化合物可以分成親水和親脂兩部分，在50親脂部分的雙鍵是對(duì)活性有利的，因此在二部中間引入苯環(huán)，合成了一系列化合物。對(duì)同種小鼠移植動(dòng)物的藥理試驗(yàn)證明，其中FTY720

(52)可大大延長(zhǎng)皮膚移植的存活時(shí)間，0.1mg-kg-1口服即可延長(zhǎng)動(dòng)物皮膚存活時(shí)間，腹腔注射10日對(duì)同種移植動(dòng)物的免疫抑制作用比環(huán)孢素強(qiáng)30倍。對(duì)動(dòng)物心臟、腎臟移植可明顯延長(zhǎng)存活時(shí)間。FTY720與環(huán)孢素聯(lián)合應(yīng)用有協(xié)同作用，在狗腎移植試驗(yàn)時(shí)，單獨(dú)用5mg-kg-1FTY720或10mg-kg-1環(huán)孢素，分別可使狗存活時(shí)間為12日和11日。而以5mg-kg-1FTY720和10mg-kg-1環(huán)孢素聯(lián)合用藥，平均存活時(shí)間為80日。HO52H2NC8HO52H2NC8H17FTY720的作用機(jī)制與ISP-1相同并不抑制IL-2的產(chǎn)生，體外對(duì)人白細(xì)胞株生長(zhǎng)無抑制作用［48,49］。第七節(jié)抗菌素紅霉素紅霉素(erythromycin,53)是臨床上使用的第一個(gè)有代表性的大環(huán)內(nèi)酯抗生素，它是由紅霉內(nèi)酯(erythronolides)的5位與紅霉脫氧糖胺(desosamine)，3位與紅霉支糖(cladinose)縮合而成堿性苷。自1952年紅霉素臨床應(yīng)用以來，由于其對(duì)多種病菌有效，如耐藥的金葡菌、肺炎球菌、溶血鏈球菌、年團(tuán)病菌、彎曲桿菌、肺炎支原體、衣原體感染和性病等有治療作用，因此對(duì)紅霉素引起極大興趣。然而紅霉素存在著水溶性差、血藥濃度低、抗菌譜窄、服用計(jì)量大，對(duì)胃腸道副作用大，尤其他對(duì)酸極不穩(wěn)定，開始針對(duì)水溶性和穩(wěn)定性差，半合成了一些紅霉素2,位的酯類化合物，如紅霉素碳酸乙酯(ethylcarbonate)、紅霉素硬脂酸(stearate)和無味紅霉素。最近臨床上正在進(jìn)行評(píng)估的這類衍生物是2'-O-乙酰紅霉素硬脂酸鹽，還有兩個(gè)正在研究的新2'-O-丙酰紅霉素奎巰基琥珀酸鹽和N-乙酰紅霉素半胱氨酸鹽［50］在酸性條件下，紅霉素C-6位羥基與C-9位酮基形成半縮酮羥基，接著與C-8上氫消去一分子水，

形成8,9-脫水-6,9半縮酮化合物，然后C-12上羥基與C-8,C-9雙鍵加成，得6,9-9,12-螺縮酮；C-11羥基與C-10上氫脫去一分子水，同時(shí)水解成紅霉胺和紅霉素糖，從而失去抗菌活性［51］。加成.紅霉胺紅霉素糖螺縮酮加成.紅霉胺紅霉素糖因此對(duì)紅霉素的結(jié)構(gòu)修飾關(guān)鍵點(diǎn)是要阻止酸催化下分子內(nèi)環(huán)合降解作用，根據(jù)上述降解歷程，降解位點(diǎn)是C-9酮羰基、C-6羥基、C8-質(zhì)子和C-11，12二醇，如果對(duì)這些部位進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾改造，有望阻止失效，從而提高有效藥物的血藥濃度，延長(zhǎng)了半衰期，改進(jìn)組織移行性，減少用藥量和不良反應(yīng)，增強(qiáng)療效。對(duì)紅霉素9位酮羰基的結(jié)構(gòu)修飾，制備了一系列肟衍生物。其中羅紅霉素(roxithromycin,54)抗菌譜與體外抗菌活性與紅霉素相似，但路線見圖21-11［52~54］。5453對(duì)酸穩(wěn)定，并能迅速經(jīng)胃腸道吸收，有較高血藥濃度，每12h服一次，即可維持有效血藥濃路線見圖21-11［52~54］。5453圖21-11羅紅霉素合成路線使氮原子引入到大紅霉素肟進(jìn)一步經(jīng)Beckmann重排、擴(kuò)環(huán)、還原、N-甲基化等反應(yīng)環(huán)內(nèi)酯骨架上，得到一個(gè)15員大環(huán)內(nèi)酯紅霉素衍生物阿齊霉素(azithromycin,55)［55,56,57］，使氮原子引入到大合成路線見圖21-12。

dehydration.53dehydration.53圖12阿齊霉素合成路線本品對(duì)酸穩(wěn)定，組織濃度大于血藥濃度，半衰期長(zhǎng)，其抗菌特點(diǎn)是對(duì)需氧和厭氧格氏陰性菌、細(xì)胞內(nèi)病原體、支原體和衣原體有較強(qiáng)的抗菌作用。9-位酮基修飾尚有地紅霉素(dirthromycin,56)先將9-位酮基轉(zhuǎn)化為胺基得紅霉胺(erythromycylamine)再與2-甲氧基乙氧基乙醛縮合制得地紅霉素［58,59］。本品對(duì)酸穩(wěn)定，半衰期長(zhǎng)達(dá)20?50h，增強(qiáng)了格氏陽(yáng)性菌、幽門螺旋菌和衣原體、年團(tuán)菌活性，并且一定的免疫調(diào)節(jié)作用和藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。紅霉素8-位修飾：應(yīng)用電子等排序，將原子半徑與氫相近的氟代替8-位質(zhì)子，得到氟紅霉素(flurithromycin,57)，其合成路線是用8，9-脫水紅霉素-6，9-半縮酮衍生物與三氟甲基次氟酸或氟化高氯酸反應(yīng)，然后對(duì)N-氧化物催化還原制得，合成路線見圖21-13［58］。HOoxidation■HOHO,HO--OCF,OF-orFClO々HOoxidation■HOHO,HO--OCF,OF-orFClO々38,9-脫水-6,9-半縮酮OjHO,,>H+HOPd/CHO--JOjHO,,>H+HOPd/CHO--J57pOHHO>,"0-一oL_、—圖21-13氟紅霉素合成路線本品對(duì)酸穩(wěn)定，血藥濃度較高、組織分布廣，半衰期8小時(shí)，并有一定的抗生素后效應(yīng):對(duì)肝臟無毒性，是廣譜低毒抗菌素，且對(duì)化膿性鏈球菌，肺炎鏈球菌和金黃色葡萄球感染小鼠的保護(hù)作用優(yōu)于紅霉素。紅霉素6位修飾：紅霉素得到羥肟用三甲基氯硅烷做保護(hù)基，甲基化后再脫保護(hù)基得到克拉霉素(clarithromycin,58)，或者用紅霉素制備3-N-脫甲基紅霉素，然后用氯甲酸芐酯作保護(hù)基，經(jīng)甲基化后，催化氫解脫去保護(hù)基，最后還原甲基化得克拉霉素：61］。5858克拉霉素耐酸，血藥濃度高而持久，對(duì)需氧菌、厭氧菌、支原體、脲原體、衣原體等病原菌有效。體內(nèi)活性比紅霉素強(qiáng)2~4倍，ED50相當(dāng)于紅霉素的1/2?1/24,臨床應(yīng)用表明對(duì)非淋球菌及衣原體所致尿路感染有效率達(dá)90%以上，對(duì)呼吸道、泌尿道、皮膚、耳鼻喉科多種感染療效顯著［56］。綜觀近年來紅霉素的結(jié)構(gòu)修飾及構(gòu)效關(guān)系研究已取得很多實(shí)質(zhì)性的成果，為臨床提供了不少療效比紅霉素更好的新藥品種，但以紅霉素作為先導(dǎo)化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾研究方興未艾，還在深入的進(jìn)行研究中。第八節(jié)甾體藥物甾體化合物(steroids)是一類重要的天然產(chǎn)物，廣泛存在于生物體內(nèi)并有著重要的生理活性?，F(xiàn)在不少藥物是甾體類化合物，如腎上腺皮質(zhì)激素類藥物：氫化可的松(dihydrocortisone)、地塞米松(dexamethasone)、氫化潑尼松(hydroprednisone)；避孕藥：雙炔失碳酯(anodrine)、甲地孕酮(megestrol)、炔諾酮(norethisterone)；性激素：甲基睪丸酮(methyltestesterone)；強(qiáng)心苷類藥：地高辛(digoxine)、洋地黃毒苷(digitoxine)、西地蘭(cedilanide)、毒毛旋花子苷k(strophanthine)；利膽藥：去氫膽酸(dehydrocholicacid)、鵝去氧膽酸(chenodeoxycholicacid)等。它們有的完全來自天然產(chǎn)物，有的來自天然甾體化合物的半合成品，尤其薯芋和劍麻甾體皂苷元是各類甾體藥物的重要合成前體。1988年，Pettit［6i］從海洋生物Cephalodiscusgilchristi中分離得到一個(gè)具有顯著抗腫瘤活性的毗嗪雙甾體化合物cephalostatine1(59)，它對(duì)P-388的ED50為1x10-7-1x10-9，隨后又分離得到一系列同類化合物，包括cephalostatines2-19。1994年Fusetani等［62］從日本海的海洋生物Ritterellatokioka中分離得到結(jié)構(gòu)類似于cephalotatine的毗嗪雙甾體ritterazineA(60)，繼而又分到ritterazinesB?Z.,它們的抗腫瘤活性比cephalotatine類要弱。毗嗪雙甾體類分子右側(cè)部分稱“北片段”，左側(cè)為“南片段”這類化合物南北兩片段有不對(duì)稱的，亦有對(duì)稱的。由于其顯著抗腫瘤活，引起了藥物化學(xué)家的興趣。目前主要對(duì)南北兩片段進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾或進(jìn)行類似物合成，田偉生等［63］綜合了有關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)了初步的構(gòu)效關(guān)系。由于此類化合物的抗腫瘤活性初露端倪，相信隨著工作深入，找到突破口，有望研究開發(fā)出新的抗腫瘤藥。第九節(jié)計(jì)算機(jī)藥物設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)修飾通過上面的一些例子，可以了解天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)修飾先合成一系列化合物或類似物，再進(jìn)行生物活性測(cè)試，搞清結(jié)構(gòu)和活性關(guān)系，找出活性優(yōu)于先導(dǎo)化合物的衍生物或類似物，進(jìn)一步進(jìn)行包括多個(gè)指標(biāo)活性和毒性等的綜合比較，是否從中挑出候選化合物作為新藥開發(fā)，這個(gè)過程可能成功開發(fā)出一個(gè)新藥，但也可能存在某些不足而失敗告終，又得考慮新的修飾路線，因此這樣的研究工作量很大，而且?guī)в幸欢ǖ拿つ啃浴ｋS著分子生物學(xué)的發(fā)展和人類基因研究的深入，搞清了一些藥物靶標(biāo)-酶、受體的三維結(jié)構(gòu)，為進(jìn)行合理性藥物開發(fā)提供的數(shù)據(jù)幾乎可達(dá)天文數(shù)字。而高性能計(jì)算機(jī)的發(fā)展，就有可能對(duì)這些數(shù)據(jù)有效地進(jìn)行存儲(chǔ)、分類、檢索和計(jì)算，使先導(dǎo)化合物的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)與作用靶標(biāo)、酶、受體等之間的相互作用關(guān)系通過數(shù)學(xué)模式表示出來，再進(jìn)一步設(shè)計(jì)改造先導(dǎo)化合物的結(jié)構(gòu)，使其更好地作用于靶標(biāo)的作用位點(diǎn)上，以期具有更好的活性?，F(xiàn)在已經(jīng)有許多非常成功的藥物設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)修飾的程序和軟件包，如DOCK、sybyl等。這種計(jì)算機(jī)藥物輔助設(shè)計(jì)的方法為天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)修飾提供了一個(gè)有力工具，將為新藥篩選提高命中率，縮短開發(fā)周期，降低成本。我國(guó)從20世紀(jì)70年代開始進(jìn)行藥物定量構(gòu)效關(guān)系(QSAR)研究。20世紀(jì)80年代，研究水平有了一定的提高。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，我國(guó)開始進(jìn)行基于受體三維結(jié)構(gòu)的CADD研究。與國(guó)外相比，我國(guó)在這方面研究起步較遲，但由于各方面研究人員的積極努力，迄今也已取得了一些可喜的成績(jī)。為搜尋藥物小分子與受體作用時(shí)的活性構(gòu)象，陳凱先等［64］發(fā)展了一種基于受體三維結(jié)構(gòu)搜尋配體活性構(gòu)象的BCSPL方法。用此方法獲得了磷酰肽類［D-Ala-Pro-Ala(Oph)2］和三肽類(R-Pro-Arg-H)凝血酶抑制劑的活性構(gòu)象［65,66］。用分子力學(xué)方法計(jì)算了這些抑制劑與凝血酶的相互作用，發(fā)現(xiàn)活性與相互作用能有良好的相關(guān)性，并且直接用BCSPL方法對(duì)搜尋出來的活性構(gòu)象及其在凝血酶活性部位的疊合方式進(jìn)行比較分子力場(chǎng)(CoMFA)［67］研究，得到了預(yù)測(cè)能力較強(qiáng)的三維定量構(gòu)效關(guān)系模型。這一研究成果不僅證實(shí)了配體結(jié)合構(gòu)象搜尋程序(BindingConformationSearchingProgranforbLigand,BCSPL)方法的可靠性，同時(shí)為進(jìn)一步實(shí)際新的凝血酶抑制劑提供了線索。在此基礎(chǔ)上，陳凱先等設(shè)計(jì)了四類凝血酶抑制劑，包括肽類和有機(jī)分子，合成和藥理測(cè)試工作正在進(jìn)行之中。銀杏內(nèi)酯是治療心腦血管系統(tǒng)疾病的天然藥物。我國(guó)研究人員運(yùn)用量子化學(xué)、分子力學(xué)計(jì)算方法，計(jì)算了一系列銀杏內(nèi)酯類化合物的分子結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)，并計(jì)算了溶劑對(duì)銀杏內(nèi)酯類似物分子結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)的影響［66］。由計(jì)算結(jié)果從分子和電子水平上探究了銀杏內(nèi)酯類化合物在體內(nèi)的作用機(jī)制。在上述理論計(jì)算的基礎(chǔ)上，運(yùn)用比較分子力場(chǎng)分析方法，對(duì)銀杏內(nèi)酯類化合物進(jìn)行了三維定量構(gòu)效關(guān)系分析，得到了銀杏內(nèi)酯作用受體三維結(jié)構(gòu)的假想模型(其膜蛋白血小板受體三維結(jié)構(gòu)尚未被測(cè)定)，設(shè)計(jì)了新的銀杏內(nèi)酯類似物。經(jīng)合成和藥理活性測(cè)試，證實(shí)其中兩個(gè)類似物活性分別比銀杏內(nèi)酯高2倍和4倍。多奈派齊是用QSAR方法成功開發(fā)的治療旱老性癡呆癥的藥物，商品為Aricept.Cardozo等通過對(duì)一系列二氫茚酮和芐基哌啶類化合物進(jìn)行了構(gòu)象分析，分子形狀比較和QASR研究，獲得了一系列對(duì)乙酰膽堿酯酶(AChE)有較高活性的二氫茚酮芐基哌啶類化合物，經(jīng)過進(jìn)一步的藥理和臨床研究，選定多奈派齊進(jìn)入臨床研究，最后獲得成功。多奈派齊與AChE的復(fù)合物結(jié)構(gòu)也己被測(cè)定。通過比較多奈派齊和石杉?jí)A甲與AChE的結(jié)合方式，陳凱先等發(fā)現(xiàn)兩者存在不同的結(jié)合位點(diǎn)，于是他們?cè)O(shè)計(jì)并合成了能同時(shí)利用兩者結(jié)合的化合物[68]希望能提高其抑制AChE的活性，但最后的藥理測(cè)試的結(jié)果，最好的化合物抑制活性僅為石杉?jí)A甲的1/850。因此，通過以上實(shí)例可以說明在充分認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)在當(dāng)今藥物開發(fā)中的重要作用的同時(shí)，我們絲毫不能忽視實(shí)驗(yàn)的重要性，只有實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的最終標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)可以縮短新藥開發(fā)周期，為新藥的設(shè)計(jì)，先導(dǎo)化合物的結(jié)構(gòu)修飾提供參考，減少盲目性。但計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)本身也存在一個(gè)不斷發(fā)展的過程，尚存在不少問題，如對(duì)人體內(nèi)多種層次的復(fù)雜問題，即使經(jīng)過計(jì)算得到的有苗頭的化合物，也必須經(jīng)過生化、藥理實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)，以及隨后的一系列的步驟，才能成為一個(gè)真正的藥物，藥物設(shè)計(jì)的程序也會(huì)越來越完善。參考文獻(xiàn)：ChinaCoorperativeResearchGrouponQinghaosuandItsDerivativesasAntimalarials.JTraditionalChineseMed19822：45⑵朱大元等藥學(xué)學(xué)報(bào)1980,15：509朱大元等中國(guó)藥理學(xué)