(东华大学生物与技术研究所,上海20051)
[摘要] L—D4FC((-)-β-L-2',3'-双脱氢-2',3'-双脱氧-5-氟胞苷)是目前报道中最具效力的抗病毒逆转录酶抑制剂,正处于Ⅱ期临床试验中。最新临床研究结果显示,L—D4FC具有疗效高、耐药性好、抗病毒谱宽、不良反应小等优点。该药兼具抗HBV和HIV双重活性,有可能成为最佳的抗HBV和HIV核苷类似物抑制剂。综述了L—D4FC的药理作用、临床评价及文献合成方法。
[关键词] L—D4FC;抗HIV病毒药;抗HBV病毒药;药理作用
齐多夫定是第一个被获准治疗人类免疫缺陷病毒(HIV)感染的药物,并且是惟一被FDA核准预防HIV-I母婴传播的药物。从1987年开始,该药被广泛使用,它能有效的阻止病毒DNA链的聚合反应。由此产生了一系列具有很强抗病毒的逆转录酶(RT)有强的抑制效力。
大量临床试验表明,L-核苷类似物具有很高的抗HIV和HBV活性,近年来,已成为医药工作者研究的重点,人们期望L-核苷仅能够被病毒的RT识别,而不会被人体的编码酶年辨认。在-L-核苷方面所取得的成功已证明了这一假设的可行性。
目前临床上用于治疗
HIV感染效果较好的药物主要有
拉米夫定、司他夫定卡韦。拉米夫定是目前临床上最新的抗
HIV的L-核苷类药物,但是,2003年已经有关于病毒体对拉米夫定有抗药性的报道。因此,研发新的核苷或枋苷类似物,克服现有药物的抗药性的工作成了当前重中之重的任务。
L-核苷类似物作为一种RT抑制剂,其最大的问题是对体线粒体的毒性。RT抑制剂会被线粒DNA链中切除,而接入和切除的速度与RT抑制剂的毒性直接相关。据Murakami 等的研究表明,L-D4FC能被HIV的RT快速的接入到病毒DNA聚合酶则是相反。因此,使得L—D4FC对人体的毒性非常低,而对病毒体却有很强的抑制力,从而有可能使其成为一种抗病毒良药。
L-D4FC是由美国Achillion公司于1999年研制开发的核苷类抗病毒的重点药物,该药兼具抗HBV和HIV双重活性。2003年8月,该药在美国已经完成了Ⅰ期临床试验;2004年,进入Ⅱ期临床。同时,2004年欧盟也已批准该药进行了Ⅰ期临床试验。但是,目前国内还未见到关于L-D4FC的临床和研发的报道。下面对L-D4FC的药理作用,临床评价和化学合成方法等进行综述。
1: 药理作用及临床评价
L-D4FC是一种高效的HIV和HBV选择性抑制剂,可在体外和体内抑制HIV和HBV的复制。其最具抗病毒活性的对映体具有β-L构型而不是天然核苷所具有的β-D构型。由于在细胞系统和体现体内表现出良好的药动学特性及低毒性,被视为抗HIV和HBV的潜在良药。
L-D4FC主要用于治疗HIV和HBV感染。能抑制对3TC已经产生耐药性的病毒株。Ras等对M184V的研究表明,本品在HIV感染细胞中被感染诱导产生的脱氧胞嘧啶激酶转化成单磷酸盐,然后被胞苷酸激酶及磷酸甘油激酶代谢成三磷酸盐。L-D4FC主要通过两种方式抑制病毒复制:① 其三磷酸酯被RT整合到病毒DNA中,抑制病毒DNA的第184位的氨基酸的活性,从而阻止病毒DNA链的延长。② 其GTP竞争性抑制三磷酸脱氧胞苷与DNA聚合酶结合,从而抑制病毒DNA聚合酶。
在抗HIV活性方面,Ⅰ期临床数据表明,一日一次的剂量具有良好的生物口服利用率,长期给药可以持续不断的抑制肝脏中病毒DNA的合成。体外试验表明,L-D4FC抗HIV的作用比3TC和FTC(氟代拉米夫定)显著得多。
3TC在抗HBV的活性方面疗效好,但长时间服用,会引起HBV DNA聚合酶中蛋氨酸向缬氨酸或异亮酸突变,而产生抗药性而无效。而在细胞质中的病毒对L-D4FC抵抗要比3TC来的慢,在同样药物浓度下,L-D4FC被代谢成三磷酸酯的量要高于3TC。且L-D4FC治疗HBV上比3TC有更好的疗效。
Afdhal等对L-D4FC治疗HBV的安全性和有效性进行了评估。对40例慢性HBV患者进行了随访、双盲的临床试验。结果表明,该药没有明显的不良反应。在试验中,患者有轻微的恶心,这可能和肝脏中的抗酸剂和酶的变化有关,而与药物本身没有直接相关性。在14d的治疗后,患者的HBV DNA和ALT水平降到了正常水平。这个试验结果表明,相对其他药物,L-D4FC有更显著的疗效。
为显示L-D4FC在抗病毒活性和细胞毒性方面的卓越性能,选择了3TC和FTC,比较他们的生物活性。见表1(略)。
表1数据显示,不论是在抗HBV和HIV活性的EC50值方面,还是在MT-2和CEM细胞类的细胞毒性的IC50值方面,与3TC和FTC相比,L-D4FC都具有更显著有效的活性的可接受的安全性。
国外最新临床研究结果显示,L-D4FC具有疗效高、耐药性好、抗病毒谱宽、不良反应小等优点,有可能成为最佳的抗HBV和HIV核苷类似物抑制剂。在体外试验中显示该药活性较其他同类药物强10倍以上,并且血清药物浓度可达到甚至超过拉米夫定耐药病毒的IC50水平。
1 化学合成方法
有关L-D4FC的化学合成,从1980年至今,先后有多条化学合成路线的报道。根据主原料不同,合成L-D4FC的方法主要有5种。
2.1 合成路线一 以D-谷氨酸为起始原料,环合成环内酸,在-78℃用N-邻苯二甲酰亚胺苯硒作为苯硒基化试剂,得到苯硒基内酯的α和β的混合物,在相同的温度下,使用甲苯的DIBAL-H还原2'-苯硒基内酯α得内醚。内醚乙酰化后与硅烷基化的5-氟胞嘧啶缩合得到核苷,再经过过氧化氢氧化,脱除硅烷基,得到
2.2 合成路线二 以L-木糖为起始原料,合成L-呋喃木糖,再经双苯酰化,异亚内基保护基团的脱除后,得到二醇,二醇转化为烯糖,然后进行N-糖基化反应,与被保护的5-氟胞嘧啶缩合,得到2α碘的β核苷,最后脱除保护基团,得到β-L-D4FC。以5-氟胞嘧啶计,总摩尔收率为13%。L-D4FC。以5-氟胞嘧啶计,总摩尔收率为10%。
2.3 合成路线三 以邻硅烷内酯为起始原料,在LiHMDS和TMS-Otf存在下,经缩合和DIBAL还原,然后进行O-酰基化反应,再与被保护的5-氟尿嘧啶缩合,得到β-核苷,最后脱除保护基团,将羰基转化为氨基,得到β-L-D4FC。以5-氟尿嘧啶计,总摩尔收率约为10%。
2.4 合成路线四 以2'脱氧核苷为起始原料,与硅烷基化的5-氟胞嘧啶进行碱基交换,脱苯基得到5-氟尿嘧啶再进行甲酰化,环合,羰基转化,开不,得到β-L-D4FC。以5-氟尿嘧啶计,总摩尔收率为7%-10%。
上述文献报道的5条合成路线收率都比较低摩尔总收率都在10%左右;而且成本高,实验室的合成成本1g至少需要200美元;化学合成的条件比较苛刻,需在—78℃下操作,工业化难度比较大;在化学合成的过程中需要用不可回收的重金属催化剂,不仅对操作者的身体有毒害,而且会污染环境,不符合现在倡导的绿色友好化学的主题。利用生物和化学相结合的方法将是今后发展的趋势。