肝靶向核苷類抗病毒前藥的研究進展

姜良勇，席健峰,殷儷寧,王 璐，周奎臣

(1.佳木斯大學，黑龍江 佳木斯 154007；2.日照市中醫(yī)醫(yī)院，山東日照 276800)

乙型病毒性肝炎(viral hepatitis type B，HBV)是由乙型肝炎病毒引起的嚴重威脅人類健康的肝實變性傳染病[1]。我國臨床常用的HBV治療藥物是干擾素和拉米夫定。干擾素治療HBV的有效率僅30%～50%，且其副作用較大。拉米夫定雖能夠迅速降低病毒載量，但清除殘留病毒的過程相當緩慢，療程過長易產(chǎn)生耐藥性，用藥2年后耐藥率高達40%～50%，由此引發(fā)HBV的急性發(fā)作等嚴重后果；目前，抗乙肝病毒新藥恩替卡韋和泰比夫定的安全性和療效均較好，但恩替卡韋和拉米夫定具有交叉耐藥性，因而對拉米夫定耐藥個體的療效較差[2]。

阿德福韋酯是新近上市的另一款前體抗HBV藥物，口服進入機體后釋放活性形式的阿德福韋。其僅需一步磷酸化即可發(fā)揮抗病毒療效，持續(xù)用藥自身亦不產(chǎn)生耐藥性，且對拉米夫定耐藥個體有效；與核苷類藥物合用具有協(xié)同作用，但在臨床安全劑量下阿德福韋酯難以快速抑制病毒復制，且具有腎臟毒性和起效慢的缺點[3]。阿德福韋酯的藥代動力學性質(zhì)是影響其療效和安全性的重要因素之一。作為一種羧酸酯的前體藥物，阿德福韋酯在胃腸道及血漿中極易水解，生成阿德福韋。由于阿德福韋極性較大，難以透過細胞膜進入肝細胞而達到有效治療濃度，從而影響療效的發(fā)揮；血漿中的阿德福韋經(jīng)腎排泄時，易蓄積，從而產(chǎn)生腎臟毒性[4]。

設(shè)計一款能在血漿中保持穩(wěn)定，且具有選擇性活化的阿德福韋前體藥物?？捎行岣甙⒌赂ｍf在肝內(nèi)的濃度，同時，肝內(nèi)釋放的阿德福韋極性大，難以透過細胞膜，不易擴散進入血液，可以降低阿德福韋的血液濃度，減少其在腎臟的排泄和蓄積，從而降低腎臟毒性。據(jù)此，設(shè)計合成了一系列核苷酸及核苷酸類似物的環(huán)狀磷酸酯/膦酸酯前藥，該類前藥能夠被肝細胞中特異性的代謝酶CYP3A4酶活化，釋放活性形式的核苷酸或核苷膦酸，發(fā)揮抗病毒作用。主要的肝靶向前藥的研究進展綜述如下。

1 HepDirect前藥

HepDirect前藥是專為肝臟疾病設(shè)計的肝靶向藥物，該藥物本身無活性，可被肝實質(zhì)細胞分泌的CYP3A4酶代謝激活為單磷酸核苷，而后磷酸化成核苷三磷酸活性HBV病毒；胞內(nèi)產(chǎn)物因其活化后帶有電荷，減少了其從肝細胞內(nèi)流失，進而實現(xiàn)了前藥的肝靶向作用。

HepDirect前藥為一類芳香化合物，是新型的環(huán)狀磷酸酯或膦酸酯前藥[5](如圖1結(jié)構(gòu)式Ⅰ所示)。在活化過程中，CYP3A4催化其先發(fā)生羥基化反應(yīng)，生成產(chǎn)物(Ⅱ)然后開環(huán)生成負離子(Ⅲ)，因該離子所帶負電而無法擴散到肝細胞外，這使得Ⅲ留在胞內(nèi)發(fā)生β-消除反應(yīng)生成磷酸酯或膦酸酯(Ⅳ)。

圖1 HepDirect前藥的活化原理

核苷類抗病毒藥物轉(zhuǎn)變成核苷三磷酸，進一步轉(zhuǎn)變成單磷酸核苷。HepDirect前藥活化后經(jīng)羥基化和β-消除反應(yīng)可轉(zhuǎn)變成單磷酸核苷，繼而避免核苷激酶的限速來提高藥物生物利用率。該類藥物能被機體磷酸酯酶迅速水解，而磷酸酯較不穩(wěn)定。HepDirect前藥可形成環(huán)狀膦酸酯，提高了其在血液、組織液和大多數(shù)非肝組織中的穩(wěn)定性。

2 阿德福韋前藥

阿德福韋(Adefovir，PMEA)可與細胞激酶或5-磷酸核糖基-1-焦磷酸酯合成酶發(fā)生磷酸化，屬于腺嘌呤的無環(huán)核苷膦酸酯衍生物。PMEA經(jīng)磷酸化為PMEApp后可同脫氧腺苷三磷酸發(fā)生競爭性結(jié)合，實現(xiàn)阻止HBV DNA逆轉(zhuǎn)錄酶的整合，終止DNA鏈轉(zhuǎn)錄。但PMEA的生物利用率低，人體利用率<12%，當在pH值=8的腸道中被離子化時，其通透性較差。為此，將其制成了口服的脂溶性前體藥物阿德福韋酯[6]。

阿德福韋酯(Adefovir dipivoxil)經(jīng)口服吸收后，經(jīng)非特異性酯酶迅速水解后形成PMEA，再經(jīng)兩次磷酸化轉(zhuǎn)變?yōu)榘⒌赂ｍf三磷酸酯實現(xiàn)抗病毒。Ⅰ、Ⅱ期臨床研究表明：經(jīng)其治療4周后，平均97%的病患血清HBV DNA發(fā)生了下降，12周后HBeAg有20%轉(zhuǎn)陰，且持續(xù)用藥6年的病患亦未發(fā)生耐藥性。該藥物十分適合對拉米夫定具有耐藥性的病患。其在30mg劑量時療效最佳，但該劑量時可引發(fā)腎毒性，42%的病患血清肌酸酐增高至3mg/L以上。研究認為，它可迅速并完全的由非特異性酯酶水解成PMEA，然后經(jīng)陰離子轉(zhuǎn)運載體hOAT1轉(zhuǎn)運至腎近端小管，堆積于此形成腎毒性損傷。

帕拉德福韋(Pradefovir，又名Remofovir)，為PMEA的HepDirect前藥。該藥物吸收迅速，在口服Pradefovir后1.2～1.5h血漿中藥物濃度便達到峰值。Adefovir dipivoxil在血中可很快被酯酶降解為PMEA(t1/2<2 min)，而Pradefovir在血中具有良好的穩(wěn)定性(t1/2=10h)。這使得其可更好的抵達肝臟并轉(zhuǎn)化為PMEApp，繼而降低PMEA在血和腎中的濃度。

研究顯示，在23名健康的受試者中進行Pradefovir安全性與耐受性測試時發(fā)現(xiàn)，其具有良好的安全性和耐受性。其單次口服劑量為10mg、30mg、60mg時，均可表現(xiàn)出良好的耐受性；其副作用亦較輕微，最常見的為上呼吸道感染，僅有2名受試者出現(xiàn)輕微消化道反應(yīng)。

3 拉米夫定前藥

拉米夫定(Lamivudine，LMV)是由美國食品及藥品管理局(FDA)批準的首個用于HBV治療的核苷類似物。它能經(jīng)磷酸化為5-三磷酸酯(LMV-TP)，而后在HBV DNA鏈上同dCTP競爭結(jié)合，從而終止轉(zhuǎn)錄鏈或停止病毒復制[7]。研究發(fā)現(xiàn)，HBV DNA和HBeAg陽性的慢性HBV病人用LMV治療12周后，血清HBV DNA高達92.2%實現(xiàn)轉(zhuǎn)陰，60.3%病患ALT實現(xiàn)正常，肝組織活檢顯示其病理改變明顯減輕，且進行性發(fā)展為肝纖維化和肝硬化的機率顯著下降。但LMV的缺陷亦十分明顯，首先，該類藥物清除殘留病毒的過程十分緩慢，必需長期用藥。因此，具有引發(fā)YMDD區(qū)發(fā)生基因突變而產(chǎn)生耐藥性的風險；其次，LMV分子中具有游離的5-OH，可與腺苷脫氨酶(ADA)反應(yīng)迅速降解為無活性的化合物，因而，藥物利用率會降低；最后，LMV與其它核苷類似物一樣，在機體被核苷激酶磷酸化為5-單磷酸酯十分困難，其藥物利用率進一步降低。

針對LMV所具有的缺陷，研究人員將其制成HepDirect前藥(Ⅵ)，繼而避免了LMV的不足。研究其穩(wěn)定性發(fā)現(xiàn)：Ⅵ在機體中具有良好的穩(wěn)定性，而在肝組織中可迅速裂解并釋放出原藥而實現(xiàn)抗病毒療效。測定注射Ⅵ的小鼠血清中沒有LMV，而測定肝中，則可檢測到較高水平含量的LMV-TP。這表明Ⅵ在血清中能穩(wěn)定存在，未發(fā)生裂解反應(yīng)釋放LMV，而在肝組織中可迅速裂解。對化合物Ⅵ的肝靶向性用藥療效的研究顯示，Ⅵ具有很好的肝靶向性。 該化合物組的肝靶向指數(shù)是2.3，而 LMV組的肝靶向指數(shù)僅有0.004，Ⅵ的肝靶向性比 LMV高出500多倍。 此外，Ⅵ能夠避免核苷激酶的限速而產(chǎn)生大量高活性的核苷三磷酸鹽，LMV在小鼠肝細胞中濃度最大為6±0.5( pmol /mg)，而Ⅵ的最大濃度則可高達201±35( pmol/mg)。

4 總結(jié)與展望

病毒性疾病是嚴重危害人類生命健康的傳染病，核苷類抗病毒藥物在治療病毒性疾病中占有重要的地位。基于HepDirect前藥的機制理論所構(gòu)建核苷類抗病毒藥物的肝靶向藥物。成功增加了該類藥物治療成功率、同時減小了其毒副作用和耐藥性。目前，科研人員已實現(xiàn)核苷類HepDirect前藥的高通量合成，該進展必將極大的提高其藥物合成與篩選的效率。相信隨著越來越多的核苷類抗病毒肝靶向藥物的研發(fā)，HBV這一困擾人類很久的頑疾必將被攻克。