上市小分子抗病毒藥物研究進展

薛圣志，畢金龍，惠新平,＊，武全香,＊

1 蘭州大學化學化工學院，蘭州 730000

2 蘭州大學生命科學學院，蘭州 730000

病毒是一類嚴重危害人類生命健康的病原體，具有傳播速度快、傳播力強等特點。目前，新型冠狀病毒感染(COVID-19)正在全球流行，被世界衛生組織列為緊急情況下優先研究的疾病。雖然抗病毒藥物研發取得了較大進展，但現有的抗病毒藥物和療法仍有較多局限，無法滿足臨床應用需求，研發新機制和新結構的抗病毒藥物迫在眉睫。

抗病毒藥物按照分子量不同分為小分子藥物和大分子藥物。小分子藥物以給藥方式靈活，可口服；潛在作用靶點較多，機制多樣，可進入細胞膜；生產成本相對較低，質量控制相對較好等優勢占據研發領域的絕大部分。近期更多的新模式和新生物方法為小分子藥物的發現和研究帶來了便利，大多數制藥公司都在以更多樣的方式進行藥物研究[1]。目前，每年由美國食品藥品管理局(Food and drug administration，FDA)批準的抗病毒藥物有3–4種，其中小分子藥物2–3種[2]。新型冠狀病毒感染和艾滋病是人類重點關注的疾病，病毒引起的流行性感冒作為一種全球重點公共衛生問題，傳播廣泛，易爆發流行，抗病毒藥物研究受到了人們的廣泛關注。本文介紹了2020年以來上市的抗新型冠狀病毒和抗艾滋病毒藥物的研究進展，同時介紹了一種最近由FDA批準的抗流感病毒藥物。

1 抗新型冠狀病毒藥物

新型冠狀病毒是一類具有包膜、基因組為線性單股正鏈的核糖核酸病毒，外膜存在多種跨膜蛋白，通過結合宿主細胞受體感染。病毒進入細胞后直接以自身遺傳物質為模板指導蛋白質合成，并通過RNA聚合酶生成負鏈模板，進行基因組的擴增和病毒結構蛋白的合成，裝配完成后通過胞吐的方式完成復制。抗新型冠狀病毒藥物研究的作用靶點主要集中在病毒包膜表面刺突蛋白的中和抗體和病毒復制周期關鍵酶抑制劑，藥物通過阻斷刺突蛋白與受體結合或影響病毒復制過程實現抗病毒。目前，抗新型冠狀病毒藥物，如莫努匹韋和瑞德西韋都是核苷類似物，作用人群有明顯局限，較多藥物相互作用更限制了其應用。FDA批準或授權的莫努匹韋和瑞德西韋可抑制病毒復制周期，帕克斯洛維德作為代表性口服藥物在新型冠狀病毒感染的臨床治療中取得了較好效果。

1.1 莫努匹韋

莫努匹韋(Molnupiravir，商品名Lagevrio，1，圖1)是由美國默克(Merck)公司研發，2021年11月4日由英國藥品和保健品管理局批準，全球第一個上市的治療新型冠狀病毒感染藥物，主要用于治療具有發展為中癥和重癥新型冠狀病毒感染風險的輕、中度成人患者。

圖1 莫努匹韋、EIDD-1931和EIDD體內三磷酸化產物的結構

1.1.1 前藥修飾過程

莫努匹韋是β-D-N4-羥基胞苷(EIDD-1931，2，圖1)的前藥[3]。研究發現，EIDD-1931雖具有良好的抗新型冠狀病毒活性，但其結構中存在多個羥基和氮原子，親水性較強，體內代謝迅速。為此，研究者將核糖5’-碳上的羥基用異丁酸酐酯化，降低了親水性，進而降低體內代謝速度，延長藥物作用時間，得到了臨床治療效果良好的莫努匹韋。

1.1.2 藥物作用機制

如圖2所示，莫努匹韋在人體內轉化為核苷酸類似物2(圖1)，三磷酸化產物3(圖1)在細胞內參與病毒的RNA轉錄過程。3作為三磷酸化核苷酸類似物轉錄完成的病毒RNA存在突變，不能表達出正常蛋白質，影響病毒復制周期，使體內病毒載量保持在低水平，實現抗病毒作用[4,5]。

圖2 莫努匹韋體內系列轉化后參與病毒RNA合成過程

1.1.3 莫努匹韋的合成

莫努匹韋的合成以尿嘧啶核苷(4)為原料(圖3)，首先在酸性條件下用丙酮保護五碳糖的鄰二羥基，同時氨基成鹽。然后用異丁酸酐使5’-位酯化和4-位酰胺化，之后在羥胺溶液中得到化合物7，最后脫保護得到莫努匹韋[6]。分析發現，莫努匹韋以及體內活性物質β-D-N4-羥基胞苷比尿嘧啶更易與腺嘌呤形成氫鍵，通過競爭配對，以代謝拮抗方式實現抗病毒。

圖3 莫努匹韋的一種合成路線

1.2 帕克斯洛維德

帕克斯洛維德(Paxlovid)是由美國輝瑞制藥公司(Pfizer)研發，2021年11月22日FDA批準獲得緊急使用授權。它主要含有兩種藥物：奈瑪特韋(Nirmatrelvir，8，圖4)和利托那韋(Ritonavir，9，圖4)。此藥用于治療SARS-CoV-2病毒檢測陽性且癥狀為輕至中度的成人和兒童，患者必須≥12歲、體重≥40 kg，是目前最為廣泛使用的治療藥物。奈瑪特韋是SARS-CoV-2的3CL特異性蛋白酶(3CL Protease，3CLpro)抑制劑，而利托那韋是蛋白酶抑制藥，對于SARS-CoV-2的3CLpro沒有活性，小劑量利托那韋有助于減緩奈瑪特韋代謝或分解，增加其血漿濃度。

圖4 奈瑪特韋、利托那韋及奈瑪特韋結構修飾關鍵中間體的分子結構

1.2.1 藥物發現和奈瑪特韋的修飾

2003年，在SARS-CoV-1流行期間，Hoffman等人[7]開發了對3CLpro具有強抑制作用的羥甲基酮衍生物(PF-00835231，10，圖4)。因SARS-CoV-2和SARS-CoV-1的3CLpro序列的活性位點具有96%和100%同一性，他們研究用該化合物治療COVID-19。化合物10活性好且代謝穩定，但滲透性和口服利用度低，難以口服給藥。由于較多的氫鍵給體與生物利用度低有關，他們將10的α-羥甲基酮修飾為氰基得到化合物11。11的口服利用度提高，但活性明顯降低。隨后，引入苯并噻唑和環丙烷并四氫吡咯結構得到化合物12。12的滲透性顯著提升，但因環丙烷并四氫吡咯結構單元占據了疏水口袋，導致活性遠不如10。研究發現12的吲哚結構單元并沒有很好地占據口袋，進而將吲哚修飾為甲基磺酰胺，進一步優化為三氟乙酰胺，并將苯并噻唑修飾為氰基得到了奈瑪特韋[8]。

1.2.2 作用機制

3CLpro是SARS-CoV-2在生物體內復制的一種關鍵蛋白酶，抑制3CLpro的活性是抑制SARSCoV-2復制的理想手段。如圖5所示，奈瑪特韋進入細胞后，與3CLpro共價結合，并占據其切割長肽鏈的結合位點[9]，從而抑制3Clpro活性，進而抑制pp1a和pp1ab蛋白水解，阻止病毒復制。

圖5 奈瑪特韋的作用機制

1.2.3 構效關系

在結構上，SARS-CoV-2的3CLpro有嚴格的谷氨酰胺底物偏好。奈瑪特韋分子中，吡咯烷酮作為谷氨酰胺側鏈的模擬物。吡咯烷酮在谷氨酰胺側鏈的較高柔韌性上提供剛性，作用時通過減少結構變化以降低構象熵損失，提高反應活性。在結構修飾中，6,6-二甲基-3-氮雜雙環[3.1.0]己烷結構阻礙了氫鍵形成，提高了藥物口服利用度。相對惰性的氰基提高了與3CLpro蛋白結合時的選擇性[10]。

1.2.4 奈瑪特韋的合成

Owen等人[11]報道了奈瑪特韋(8)的合成。如圖6所示，(1R,2S,5S)-6,6-二甲基-3-氮雜雙環[3.1.0]己烷-2-羧酸酯(15)發生酰胺化反應得到16，經過水解、脫保護得到17，氨基三氟乙酰化得到18，18與化合物14形成酰胺鍵，最后使用伯吉斯試劑使酰胺脫水生成氰基，得到奈瑪特韋。

圖6 奈瑪特韋的合成路線

1.3 瑞德西韋

瑞德西韋(Remdesivir，商品名：Veklury，20，圖7)是由美國吉利德科學公司(Gilead)研發，2020年10月22日FDA批準上市，用于治療新型冠狀病毒病住院成人和兒童患者。

圖7 瑞德西韋和藥物修飾中間體的結構

1.3.1 藥物修飾過程

瑞德西韋由修飾核苷類藥物GS-441524(21，圖7)得到，是一種具有廣譜抗病毒活性的1’-氰基取代C-核苷核糖類似物[12]，C-核苷更能耐受人體代謝。但大多數核苷膜透過性低，借鑒藥物索菲布韋，將5’-位羥基修飾為氨基膦酰酯得到GS-6620(22)。膦酸化提高了藥物在人體內的轉化率，同時氨基膦酰酯有助于藥物穿過細胞膜進入細胞，釋放核苷單磷酸[13,14]。通過對RNA病毒藥物的高通量篩選，得到了前藥瑞德西韋。

1.3.2 作用機制

瑞德西韋和莫努匹韋均為核苷類藥物，二者均可干擾病毒DNA到RNA的轉錄過程，瑞德西韋在體內的活性形式可與病毒的RNA依賴性RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase，RdRp)結合。如圖8所示，由于核糖5’-位羥基膦酸化，從而實現了轉錄過程的提前終止，導致RNA結構破壞[15]，影響病毒復制，從而降低病毒濃度，達到抗病毒效果。

圖8 瑞德西韋的作用機制及驗證

1.3.3 藥物構效關系

構效關系研究表明，瑞德西韋中核糖5’-位的氨基膦酰胺側鏈可以提高細胞滲透率，單膦酸酯可以提高三膦酸化的速率。1’-位氰基可以提高對病毒聚合酶抑制的選擇性，1’-位取代基的極性和位阻影響藥物毒性。堿基選用非天然胞嘧啶C-核苷降低了體內代謝損耗，其他堿基會降低活性[14]。

1.3.4 瑞德西韋的合成

如圖9所示，氧化半縮醛23得到24，7-碘吡咯并[2,1-f]三嗪-4-胺(25)在正丁基鋰和三甲基氯硅烷作用下與24發生加成反應得到26，26與三甲基氰硅烷發生取代反應形成27，隨后脫芐基、手性拆分得到28，最后用氨基磷酸氯29酯化得到瑞德西韋[16]。

圖9 一種合成瑞德西韋的路線

1.3.5 抗新型冠狀病毒藥物活性比較

新型冠狀疫情爆發初期，發現多種藥物具有抗病毒活性。法匹拉韋作為廣譜抗RNA病毒藥物對新型冠狀病毒也具有活性，具有抗瘧活性的磷酸氯喹也表現出抗新型冠狀病毒活性而入選初期治療藥物。如表1所示，與疫情初期使用的磷酸氯喹和法匹拉韋相比，瑞德西韋具有高的半數有效濃度(Half-effective concentration，EC50)，可以有效降低藥物的使用量。瑞德西韋和磷酸氯喹具有低的半數細胞毒性濃度(Half-cytotoxic concentration，CC50)，對人體正常細胞危害較小，瑞德西韋和磷酸氯喹的藥物選擇性更高，法匹拉韋對新型冠狀病毒的特異性治療效果較差[17]。

表1 磷酸氯喹和瑞德西韋藥物相關參數比較

1.4 國產藥物研究進展——以普魯克胺為例

普魯克胺(Proxalutamide，30，圖10)是開拓藥業自主研發的新一代雄激素受體(Androgen Receptor，AR)拮抗劑和降解劑，具有競爭性抑制AR和下調AR表達的雙重機制，對新型冠狀病毒感染早期和中后期均有很好的療效，已獲得巴拉圭國家公共衛生和社會福利部的緊急使用授權。

圖10 普魯克胺的結構

2020年2月，開拓藥業與蘇州大學收集了1339例新型冠狀病毒患者使用普魯克胺的臨床數據，分析發現病毒通過將自身的刺突蛋白與人體細胞上的血管緊張素轉化酶2(Angiotensin converting enzyme 2，ACE2)受體結合完成入侵，人體細胞中跨膜絲氨酸蛋白酶2(Transmembrane protease serine 2，TMPRSS2)能激活病毒的刺突蛋白。普克魯胺能下調ACE2和TMPRSS2表達，抑制體內新型冠狀病毒進一步感染其他正常宿主細胞。普魯克胺目前處于III期臨床試驗(NCT04869228)，已有的臨床數據表明，其可以有效解決新型冠狀病毒患者各階段的感染情況[18]。除普魯克胺外，已有多個國產抗新型冠狀病毒藥物，如VV116等進入研究階段。

2 抗艾滋病病毒藥物

艾滋病，即獲得性免疫缺陷綜合征(Acquired immunodeficiency syndrome，AIDS)，是由人類免疫缺陷病毒(Human immunodeficiency virus，HIV，艾滋病病毒)引起的一種致死率很高的惡性傳染病[19]。艾滋病病毒的類脂包膜來自宿主細胞，并嵌有病毒蛋白gp120與gp41。其中gp120位于表面，gp41是跨膜蛋白，與gp41通過非共價作用結合。目前，針對艾滋病的治療方法多為高效聯合抗逆轉錄病毒治療，俗稱“雞尾酒療法”，抗艾滋病病毒藥物聯合使用有效抑制了艾滋病病毒增殖。抗艾滋病病毒藥物主要有六類，分別為核苷類逆轉錄抑制劑、非核苷類逆轉錄酶抑制劑、蛋白酶抑制劑、整合酶抑制劑、融合酶抑制劑和輔助受體拮抗劑。雖然艾滋病治療效果不斷提高，但抗艾滋病毒藥物研發仍面臨無法治愈與預防疾病、藥物長效性不足等挑戰。近兩年上市的阿茲夫定作為雙靶點抗艾滋病病毒藥物進一步降低了艾滋病患者的用藥成本，卡博努瓦作為新一代“雞尾酒療法”藥物有效降低了用藥頻率，福替沙韋作為病毒附著類藥物為抗艾滋病病毒藥物的研發提供了新的思路。

2.1 阿茲夫定

阿茲夫定(Azvudine，31，圖11)是由河南真實生物科技有限公司和鄭州大學、河南師范大學、北京協和藥廠等共同研發的全球首個艾滋病毒逆轉錄酶與Vif(Virion infectivity factor，病毒感染因子)輔助蛋白雙靶點抑制劑，是國內第一個擁有自主知識產權的抗艾滋病毒口服藥物，2021年7月21日由國家藥品監督管理局批準上市。

圖11 阿茲夫定及其發現過程關鍵中間體結構

2.1.1 藥物發現過程

阿茲夫定是由2’-脫氧核苷(32，圖11)修飾得到的抗艾滋病藥物。研究發現抗藥性HIV可以從病毒前體DNA中截取2’,3’-二脫氧核苷結構片段，保留3’-OH實現抗病毒活性。進一步的研究發現，核苷的糖部分用電子缺陷基團修飾可以影響電子性質并誘導構象變化，顯著提高活性。4’-疊氮基的引入可以使呋喃糖構象轉變，提高抗病毒活性和疊氮胸苷的磷酸化效率。由于4’-取代-2’-脫氧核苷(4’-substituted-2’-deoxynucleosides，4’-sdN)不能用于病毒DNA生物合成，研究人員設計了新的4’-sdN(33，圖11)，通過對4’-位和堿基篩選，發現未取代堿基對抗病毒活性十分重要。2’-β-氟原子有效提高了藥物的穩定性，特別是酸穩定性。基于以上過程，成功研發了阿茲夫定[20]。

2.1.2 藥物作用機制

如圖12所示，作為艾滋病病毒逆轉錄酶和輔助蛋白Vif雙靶點抑制劑，阿茲夫定在體內有兩種抑制HIV機制，一種是在HIV逆轉錄過程中實現抑制，阻斷HIV遺傳物質的合成；另一種是在HIV組裝過程中，通過阻斷Vif蛋白和APOBEC3G(一種胞嘧啶脫氨酶，能使逆轉錄病毒HIV-1基因組發生G → A的堿基突變，抑制HIV復制過程)蛋白結合，此時釋放的HIV沒有感染性。

圖12 阿茲夫定抗HIV機制

常俊標教授團隊的抗新型冠狀病毒藥物篩選和臨床試驗發現，阿茲夫定具有一定的抗病毒活性。阿茲夫定的抗病毒作用機制與瑞德西韋和莫努匹韋類似，都是通過特異性抑制病毒RdRp活性，阻斷病毒RNA的轉錄異常實現抗病毒[21]。

2.1.3 構效關系

阿茲夫定的主要構效關系包括：(a)用其他核堿或三唑取代胞苷會降低抗HBV活性；(b)2’-β-氟原子可以提高核苷的穩定性；(c)3’-OH基團對于抗HIV活性很重要，該位點修飾會導致抑制活性顯著降低，3’-OH基團還能夠降低交叉耐藥/耐藥性的風險；(d)4’-疊氮基不影響核苷作為延遲DNA鏈終止劑的能力；(e)與其他核苷一樣，5’-OH基團是磷酸化的特定位點；(f)胞苷結構的5-位修飾通常導致活性降低，N4胞苷的修飾可調節抗病毒效力、毒性和其他生物特性[20]。

2.1.4 類似藥物比較

在阿茲夫定上市之前，拉米夫定(Lamivudine，3TC，34，圖13)和齊多夫定(Zidovudine，AZT，35)是治療艾滋病的常用藥。拉米夫定是目前臨床應用療效最好、最具代表性的核苷類似物。齊多夫定是第一個獲得美國FDA批準的抗艾滋病藥物，因其療效確切，成為“雞尾酒療法”最基本的組合成分，在體外對逆轉病毒包括HIV具有高活性。阿茲夫定、拉米夫定和齊多夫定在C8166細胞中對不同類型HIV病毒的抑制活性見表2，阿茲夫定對野生型HIV-1IIIB和HIV-1RF顯示出強抑制活性，EC50為30–110 pmol?L-1[22]。

表2 31、34和35對C8166細胞RT耐藥株的抗HIV-1活性a[23]

圖13 三種抗艾滋病毒藥物的結構

2.1.5 阿茲夫定的合成

如圖14所示，1,3,5-O-三苯甲酰基-2-脫氧-2-氟-D-阿拉伯呋喃糖苷(36)與HBr-HOAc作用產生37，其與尿嘧啶偶聯得到化合物38，脫除保護基得到核苷39。39用I2/Ph3P處理，然后在甲醇鈉作用下發生消除反應得到41，41與ICl/NaN3發生親電加成反應得到42，進而發生酯化、脫保護和成鹽得到阿茲夫定[23]。

圖14 一種阿茲夫定的合成路線

2.2 卡博努瓦

卡博努瓦(Cabenuva)是由英國ViiV Healthcare公司申請，2021年1月21日美國FDA批準上市的艾滋病治療藥物，用于治療成人HIV-1感染。該藥是兩種可注射藥物卡博特韋(Cabotegravir，45，圖15)和利匹韋林(Rilpivirine，46，圖15)的聯合制劑，每月給藥一次。作為替代當前抗HIV治療方案的一種選擇，可用于在穩定治療方案下病毒學上受到抑制(HIV-1 RNA每毫升少于50個拷貝)、無既往治療失敗史，且對卡博特韋和利匹韋林均無已知或疑似耐藥性的患者。

圖15 卡博特韋和利匹韋林的結構

2.2.1 卡博特韋

卡博特韋是由ViiV Healthcare公司研發的第2代整合酶鏈轉移抑制劑，用于AIDS治療和暴露前預防，具有半衰期長、抗病毒能力強及水溶性低等優勢。如圖16所示，卡博特韋有兩個結構特征，可以與整合酶活性位點結合：在活性位點附近的疏水口袋內結合的取代芐基和配位兩個Mg2+離子形成螯合物，實現藥物與活性位點相互作用[24]。其合成路線如圖17所示，首先“一鍋法”四步反應得到4-吡啶酮衍生物51，之后經過酰胺化反應、脫保護、環化反應得到卡博特韋[24]。

圖16 卡博特韋作為整合酶抑制劑的作用機制

圖17 一種合成卡博特韋的路線

2.2.2 利匹韋林

利匹韋林(Rilpivirine，46，圖15)由Janssen公司研發，2011年5月在美國上市。適用于治療成年1型人類免疫缺陷病毒HIV-1感染的初治患者，與其他抗逆轉錄病毒藥物聯用。利匹韋林片劑2018年11月在中國上市。

構效關系研究表明[25]，利匹韋林分子中苯環2,6-位是單甲基和未取代衍生物對野生型病毒有較高效力，失去疏水作用和π–π相互作用會降低對于突變型病毒的效果。苯環6-位引入乙基或異丙基對活性影響較小，取代基的空間位阻與活性成反比，而取代基的電子效應對活性影響不大。

利匹韋林的合成如圖18所示，化合物54與3,5-二甲基-4-氨基苯甲酸乙酯發生取代反應得到化合物55，經還原和氧化得到化合物57，最后發生Wittig-Wadsworth-Emmons反應得到利匹韋林[26]。

圖18 一種合成利匹韋林的路線

2.2.3 藥物作用機制

卡博特韋和利匹韋林都是整合酶抑制劑，HIV的RNA逆轉錄首先得到病毒DNA，該DNA在整合酶作用下整合到宿主細胞DNA，實現新RNA的合成。卡博特韋和利匹韋林通過抑制整合過程中的整合酶達到抗病毒效果。

2.2.4 藥物治療方案的特點

傳統的艾滋病病毒治療方案是高效聯合抗逆轉錄病毒治療(俗稱“雞尾酒療法”)，即針對HIV復制的三種酶——逆轉錄酶、整合酶和蛋白酶，通過三種或三種以上抗病毒藥物聯合使用，避免了單一用藥產生的抗藥性。該治療方法需要每天口服藥物，患者的藥物依從性差。卡博努瓦是首個每月注射一次的藥物，極大地方便了患者。

2.3 福替沙韋

福替沙韋(Fostemsavir，商品名：Rukobia，58，圖19)是英國ViiV Healthcare公司開發的抗逆轉錄病毒藥物，是HIV病毒附著抑制劑，用于治療成人HIV-1感染，2020年7月FDA批準上市。

圖19 福替沙韋、先導化合物和前體化合物的結構

2.3.1 藥物修飾過程

福替沙韋的先導化合物是吲哚乙醛酰胺(59，圖19)，化合物59僅對HIV-1有抑制性，對其他病毒沒有顯著活性。構效關系表明，用雜環取代苯環，只有親脂性類似物有活性；前體化合物60的7-位1,2,4-三唑改善了藥代動力學性質。通過膦酰氧基修飾和與氨基丁三醇成鹽得到福替沙韋[27]。

2.3.2 藥物作用機制

如圖20所示，正常情況下，病毒蛋白質外殼上的gp120蛋白在與宿主細胞接觸前通過形態改變，暴露CD4連接活性位點實現與宿主細胞膜上CD4蛋白結合，實現病毒侵入。而作為HIV病毒附著抑制劑，福替沙韋直接與病毒包膜表面的gp120蛋白結合，使其形態不能變化，無法暴露活性位點，阻止了HIV病毒對宿主細胞膜上CD4蛋白的識別和HIV附著[28]。

圖20 福替沙韋的作用機制

2.3.3 藥物構效關系

先導化合物構效關系研究發現，氮雜吲哚4-、7-位取代基不宜采用位阻大且吸電子基團，如-OiPr，-NO2等。氮雜吲哚1-位氮上只能是氫原子，取代后活性降低。哌嗪環可以修飾，但需保留六元環結構，哌嗪環2-位小位阻取代基可以增強活性。酰胺中的苯環僅能用親脂性的雜環替代[26]。氮雜吲哚7-位雜環取代時，需要保證雜環和氮雜吲哚6-位氮具有相互作用以穩定構象，但引入的雜環2’-位可能與吲哚1-位N―H鍵存在相互作用，阻止了氮雜吲哚1,3-烯丙位張力作用導致的結構變化[28]。

2.3.4 合成路線

福替沙韋的第一種合成方法如圖21所示[16]，3-甲基-1H-1,2,4-三唑(62)和63在銅催化下偶聯生成64，64和2-氯-2-氧代乙酸甲酯(65)發生Friedel-Crafts反應得到66，堿性水解得到67。然后，67在縮合劑1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺(EDC)存在下與苯基(哌嗪-1-基)甲酮(68)縮合得到69。最后，69與70發生親核取代反應，再用三氟乙酸脫保護得到福替沙韋。

圖21 一種合成福替沙韋的路線

3 抗流感病毒藥物

流感是由流感病毒引起的急性上呼吸道疾病。流感病毒一般是一種單股、負鏈RNA病毒。流感病毒感染宿主細胞后的復制速度非常迅速，其生命周期大體可分為吸附、內吞、融合、復制、翻譯、裝配、出芽和釋放8個環節。目前，對抗流感病毒的策略有疫苗和小分子抗流感藥物。疫苗每年都需要重新配置，以適應抗原變異，其研發周期長、成本高，這些缺點使得小分子藥物成為防治流感的主要手段。已經上市和處于臨床階段的抗病毒小分子藥物主要包括特異性流感病毒抑制劑和廣譜抗病毒藥物。近期抗流感病毒藥物集中在聚合酶三聚體抑制劑研究，巴洛沙韋瑪波西酯(Baloxavir Marboxil，71，商品名：Xofluza，圖22)是藥效十分顯著的抗流感病毒新藥[29]。

圖22 巴洛沙韋瑪波西酯和巴洛沙韋酸的結構及作用靶點

巴洛沙韋瑪波西酯是由日本鹽野義制藥(Shionogi)與瑞士羅氏共同研發的一種針對甲型、乙型流感病毒的新型抗流感藥物。在國內用于治療12周歲及以上急性無并發癥的流感患者，包括存在流感并發癥的高風險患者。在日本獲批用于治療甲型、乙型流感病毒感染；在美國、新加坡、泰國、中國香港及臺灣等地用于癥狀出現不超過48小時的12歲及以上急性無并發癥的流感患者。巴洛沙韋瑪波西酯在體內的活性物質是巴洛沙韋酸(Baloxavir acid，72，圖22)。2018年2月，首先在日本獲批上市。同年10月，FDA接受巴洛沙韋酯的新藥上市申請，該藥是近20年在美國首個獲批的新型作用機制的抗流感藥物。2021年4月，巴洛沙韋片獲批在國內上市。

3.1 藥物發現過程

巴洛沙韋瑪波西酯的開發基于鹽野義公司早期合成的Dolutegravir(73，圖22)[30]，他們參考Dolutegravir抑制HIV整合酶的關鍵結構，通過巴洛沙韋酸的7-位羥基和6,8-位兩個羰基與2個鎂離子形成螯合結構，實現了對端粒(Centromer，CEN)蛋白的抑制。之后，換用二苯并硫?結構單元與CEN的氨基酸殘基的范德華相互作用，進一步提高了抗流感效果[31]。借助細胞表型篩選，優化化學結構，得到前藥巴洛沙韋瑪波西酯，提高了巴洛沙韋酸在體內的吸收[32]。

3.2 藥物作用機理

由酸性聚合酶(Acidic polymerase，PA)、堿性聚合酶1(Basic polymerase 1，PB1)和2(Basic polymerase 2，PB2)組成的RNA聚合酶在流感病毒復制和轉錄過程中起著至關重要的作用[33]。病毒轉錄mRNA取決于獨特的“搶帽”機制[34]。如圖23所示，巴洛沙韋瑪波西酯在體內水解為巴洛沙韋酸，選擇性抑制帽依賴性核酸內切酶(一種參與流感病毒mRNA起始合成的關鍵酶)，流感病毒無法完成正常轉錄、翻譯過程。

圖23 巴洛沙韋瑪波西酯體內抑制流感病毒機制

3.3 巴洛沙韋瑪波西酯的合成

巴洛沙韋瑪波西酯的合成路線如圖24所示，3-芐氧基-4-氧代-4H-吡喃-2-甲酸(74)經酯化、肼解得到化合物76。N-羥乙基鄰苯二甲酰亞胺(77)經成醚和脫保護得到化合物79。化合物76在DBU作用下與79發生胺解反應得到80，隨后在甲基磺酸作用下成環得到外消旋體81。使用R-四氫呋喃-2-羧酸(82)對81進行手性拆分，得到手性產物83，83在堿性條件下水解得到84，84與85發生縮合反應，脫去保護基，再與氯甲基碳酸甲酯成醚得到巴洛沙韋瑪波西酯[29]。

圖24 一種合成巴洛沙韋瑪波西酯的方法

4 總結與展望

目前，各種病毒感染疾病給人類生命健康帶來了巨大挑戰。截至2023年1月，全球累計確診新型冠狀病毒感染病例超過6億6851萬例，死亡病例超過673萬例。雖然已經上市了新型冠狀病毒疫苗和藥物，但病毒快速變異仍是當前疫情防控的難點，尋找病毒新的作用靶點，并以此為基礎進行藥物研發是當前的研究熱點之一。上市的抗新型冠狀病毒藥物，如莫努匹韋、帕克斯洛維德等，其作用人群有明顯局限，較多藥物相互作用更限制了其應用，藥物也有較大副作用。此外，大多數藥物用于治愈感染人群，但尚未有治療感染新型冠狀病毒治愈人群后遺癥的藥物。因此，研究準確識別新型冠狀病毒的特異性藥物和后遺癥藥物可能是未來新型冠狀病毒藥物的研發方向之一。艾滋病是一個全球公共衛生問題，目前已造成近4010萬人死亡，雖然已經有較多的藥物和藥物聯合使用治療取得了較好的效果，但仍然沒有徹底治愈的方法。當前，對于艾滋病毒儲存庫以及耐藥性等方面，也沒有較好的應對手段，已經成為攻克艾滋病的難題。病毒性流行感冒雖被人們廣泛認識，但由于流感病毒變異速度快，對藥物的耐藥性提升，對新型抗流感藥物的需求也更加迫切[35]。

近三十年來，抗病毒藥物研究，特別是對抗慢性病毒感染方面已經取得了多項重大突破性進展。截至2020年，獲批的抗病毒藥物中艾滋病藥物數量最多。但新型冠狀病毒疫情表明，現有抗病毒藥物嚴重不足，我國更是在抗病毒藥物研發方面落后于西方國家，抗病毒藥物有待繼續深入研究。相信隨著科技水平的不斷進步和新的藥物靶點的不斷發現，人類必將研制出更多高效、副作用小的抗病毒藥物。