基于靶标的抗艾滋病药物研究新进展

付志鹏，康东伟,2，刘新泳,2，展鹏,2

（1.山东大学药学院药物化学研究所 化学生物学教育部重点实验室，山东 济南 250012；2. 山东省中比抗病毒创新药物合作研究中心,山东 济南250012）

艾滋病（AIDS）主要是由人体免疫缺陷病毒1型（HIV-1）感染引起，严重危害人类健康。自1981年首例艾滋病患者被发现至今，已造成3200余万人死亡。全球现有3800余万HIV携带者，2019年新增感染人数约170万，死于艾滋病的人数约为69万[1]。HIV-1感染宿主细胞主要分为：侵入、逆转录、整合、转录、翻译、组装、出芽及成熟等过程[2]。理论上，阻断病毒复制周期的任何一个环节，都可以实现抗病毒的目的（见图1）。目前临床用于治疗艾滋病的药物主要分为侵入抑制剂（entry inhibitors）、逆转录酶抑制剂（reverse transcriptase inhibitors，RTIs）、蛋白酶抑制剂（protease inhibitors，PIs）、整合酶抑制剂（integrase inhibitors，INs）。

目前，临床上应用高效抗逆转录病毒疗法（highly active antiretroviral therapy，HAART）进行抗艾滋病治疗，但易出现耐药毒株，大大降低了治疗效果。因此，开发新型高效低毒、抗耐药的HIV-1抑制剂仍是目前抗艾滋病药物研发的重要任务之一[3]。随着对HIV-1致病机制和病毒复制周期的生物学过程深入研究，新的可成药靶标及其抑制剂不断被发现。本综述精选近几年的研究实例，根据HIV-1的复制周期进行分类，从药物化学的角度总结了抗艾滋病药物新靶标及其小分子抑制剂的研究进展。

1 HIV-1侵入抑制剂

HIV-1侵入宿主细胞首先将脂质双层膜的糖蛋白gp120与宿主细胞表面CD4受体蛋白结合，随之gp120发生构象改变，进而引发多个过程，最终使得HIV-1病毒颗粒侵入宿主细胞。将gp120与协同受体（CCR5/CXCR4）的结合阻断，可阻断HIV-1侵入细胞[4]。2020年7月3日，美国FDA宣布新型抗逆转录病毒药物fostemsavir上市，fostemsavir是temsavir的前体药物。Temsavir通过与gp120相结合，阻断病毒的侵入过程，防止宿主细胞被感染。该药的上市标志着一种全新的抗HIV-1药物类型，将有望解决HIV的耐药难题[5]。

此外，苯基草酰胺类化合物可以抑制HIV侵入CD4细胞，通过与CCR5协同受体结合，导致HIV-1无法正常完成侵入过程[6-7]。Curreli等[8]对先导化合物NBD-556（1）进行结构优化得到NBD-14189（2），化合物2对HIV-1型HXB2株表现出抗病毒活性，EC50为0.089 μmol · L-1，但是，其细胞毒性仍然很高（CC50= 21.9 μmol · L-1），且水溶性相对较差。在进一步的结构优化中，吡啶环取代苯环的化合物NBD-14270（3）与2相比，选择系数（selectivity index，SI）提高了3倍，同时水溶性等也得到了改善，表明吡啶环是苯环良好的生物电子等排体（见图2）。化合物3的前药目前处于Ⅲ期临床试验。

Chaiken等[9]以协同受体CCR5抑制剂LJC240（4）和三唑-肽类gp120的抑制剂UM15（5）为先导化合物设计了gp120-CCR5双靶标抑制剂，希望产生协同效应。首先分析靶标结合模型及构效关系（SAR）确定了合适的连接位置，设计得到双功能嵌合体6，与单类化合物4、5混合活性相比（IC50= 34 nmol · L-1），显示出更好的活性（6，IC50= 4 nmol · L-1）（见图3）[10]。

2 HIV-1逆转录酶抑制剂

在HIV-1的复制周期中，逆转录酶（RT）将HIV-1病毒RNA转变成双链DNA，然后将DNA整合进入宿主基因组中，随着宿主细胞的复制而复制，是抗艾滋病药物的理想靶点。根据逆转录酶抑制剂结合位点的不同，目前临床应用的HIV-1 RTIs可被分为核苷（酸）类逆转录酶抑制剂（nucleoside reverse transcriptase inhibitors，NRTIs/NtRTIs）和非核苷类逆转录酶抑制剂（non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors，NNRTIs）。研发高效、低毒、耐突变的新型RTIs以解决病毒耐药性问题仍然是目前的热点之一。

2.1 核苷（酸）类HIV-1逆转录酶抑制剂

NRTIs/NtRTIs作为天然底物的类似物，通过发挥与酶的竞争性抑制作用和链终止作用而抑制HIV-1复制。Hamon等[11]合成了一系列外消旋的5′-碳环核苷磷酸酯衍生物，并评估了它们的抗病毒活性。该研究发现化合物7在人外周血单核细胞（peripheral blood mononuclear cell，PBMC）中表现出中等的抗病毒活性（EC50= 5.9 μmol · L-1），将碘原子替换为氟原子形成化合物8后，其抗病毒活性（EC50= 0.88 μmol · L-1）强于阳性对照药替诺福韦（EC50= 1.1 μmol · L-1）。

MK-8591（9）[12]是一种新型核苷类似物，属于核苷逆转录酶易位抑制剂（nucleoside reverse transcriptase translocation inhibitors，NRTTIs），其通过阻止3′-末端核酸引物上的RT易位而充当链终止子，还可用作延迟链终止剂，在DNA合成停止之前并入进来的脱氧核苷三磷酸（deoxy-ribonucleoside triphosphate，dNTP）。Alexandre等[13]合成了一系列化学稳定性更强的碳环核苷类似物，其中，单一对映异构体10（PBMC IC50= 24 nmol · L-1）与9相比，在大鼠中表现出良好的药物代谢动力学性质，改善了血浆清除率和延长了半衰期。利用前药策略设计了10的氨基磷酸酯前药11，其抗病毒活性提高了8倍（EC50= 3.0 nmol · L-1）（见图4）。

2.2 非核苷（酸）类HIV-1逆转录酶抑制剂

NNRTIs是一类非竞争性抑制剂，和RT结合后，会诱导产生一个非核苷类抑制剂结合口袋（nonnucleoside inhibitor-binding pocket，NNIBP），调整自身构象，通过疏水作用、氢键等与NNIBP紧密结合，形成相对稳定的构象，进而使RT聚合酶活性中心的活性构象遭到破坏，达到抑制病毒DNA合成的目的。因NNRTIs的选择性高，细胞毒性低，且其在较低浓度下即能有效抑制HIV复制，使得其成为HAART疗法的重要组分，目前已有多种类型的NNRTIs[nevirapine（12）、delavirdine（13）、efavirenz（EFV，14）、etravirine（ETV，15）、rilpivirine（RPV，16）、doravirine（17）]被批准上市（见图5）。

2.2.1 二芳基嘧啶类衍生物NNRTIsFDA批准上市的二芳基嘧啶（diarylpyrimidine，DAPY）类NNRTIs是依曲韦林（ETV）和利匹韦林（RPV），其具有高活性、低毒性，但易产生耐药性、不良反应等特点。因此，对该类化合物的进一步结构修饰是近几年该领域的重要方向。DAPY/RT复合物晶体结构显示，该类化合物在NNIBP中呈现“U”型或“马蹄”型构象。其结构具有较高的柔性，从而保持化合物与RT较高的亲和力，有利于提高抗耐药性。以RPV与HIV-1 RT的复合晶体结构为例（见图6），该类化合物的4点药效团模型包括：1）疏水作用区；2）氢键作用区；3）可容纳区域I；4）可容纳区域Ⅱ。

笔者课题组以DAPY类化合物为先导，运用基于药效团与靶标结构的药物设计对DAPY类NNRTIs进行结构优化，设计合成了多系列五元杂环并嘧啶类HIV-1 NNRTIs。生物活性结果表明多个化合物（18 ～ 21）抑制HIV-1野生株（WT）和临床常见突变株的活性较先导化合物ETV均有大幅提高，而且具有极高的SI和优良的药代动力学性质（见图7）[14-19]。目前，化合物18、19正在进行后续的临床前评价。18、19和RT的晶体结构表明，由于其结构的灵活性，它们能够适应NNIBP内某个氨基酸突变所引起的RT构象变化，可通过改变自身多个扭转角来优化与突变口袋的互补性。能量计算表明，不同RT结合构象的NNRTIs几乎是等能量的，表明NNIBP残基突变诱导的化合物构象变化不会带来明显的应变能损失。另外，与ETV和RPV相比，极性基团（噻吩硫、哌啶氮和溶剂暴露的磺酰胺）与NNIBP的残基主链之间形成了更广泛的氢键，特别是主链氢键促进了RT与抑制剂结合，并且不易受到口袋中侧链突变的影响[20]。

DAPY类NNRTIs左翼取代芳香环处于由Tyr181、Tyr188、Phe227和Trp229 构成的疏水亚口袋中，并与这些芳香性氨基酸残基形成π-π堆积作用，对小分子配体与NNIBP结合发挥主导作用。基于此靶标，陈芬儿课题组采用噻吩并嘧啶优势结构并尝试延长分子左翼的π-π共轭体系的长度来增强其芳香性，从而增强目标分子与NNIBP的π-π堆积作用。他们将左翼上的苯基替代为联苯基，开发了一系列安全性更高的噻吩并嘧啶-联苯DAPYs[21-22]。在联苯环上，带有2，2′-二甲基取代基的化合物22和2，3-二氟取代基的化合物23的细胞毒性都较低，CC50分别为66和216.9 μmol · L-1。但是，它们的抗病毒活性EC50分别为 14和13.5 nmol · L-1比ETV（EC50= 4.1 nmol · L-1）较低。为了改善其代谢稳定性、溶解性、安全性及口服利用度，他们又开发了二氟取代衍生物24，它对WT、突变株表现出较高的抗病毒活性，其盐酸盐的溶解度提高至5.6 μg · mL-1，且其体外代谢稳定性也有所提高，大鼠经口给药剂量为5和10 mg · kg-1时，生物利用度达到44.0%，且无明显急性毒性[23]。

笔者课题组在前期研究基础上，靶向可容纳区域Ⅱ中的“进入通道”（即Leu100、Lys101、Glu138残基附近）进行药物设计，设计并合成了新颖的具有末端“三唑环”结构的二芳基烟酰胺衍生物，该类衍生物与该位点关键残基形成额外的相互作用[24]。所有化合物均表现出抗WT活性，EC50为0.02 ～ 1.77 μmol · L-1。25对WT、E138K和Y181C突变株表现出良好的活性，EC50分别为20、1.5、8.9 nmol · L-1。最近，笔者课题组针对毗邻位点（NNRTI Adjacent），该位点由Thr139（p51）、Pro140（p51）、Thr165、Leu168、Lys172和Ile180等组成，合成了新系列DAPYs，可以同时占据经典的NNIBP和“NNRTI Adjacent”[25]。生物活性测试表明，化合物26表现出较强的抗病毒活性。而且细胞毒性比ETV低。陈芬儿课题组设计并合成了一系列保留联苯结构的化合物，该系列化合物对WT表现出优异的活性，EC50为2.6 ～ 39 nmol · L-1[26]。代表性化合物27和28对WT、单突变株和双突变株以及RT均具有较好的活性。

基于共晶结构的分子杂合是生成高结合、高亲和力的抗病毒新型抑制剂的重要策略之一[27]。笔者课题组前期将ETV/RT与3-碘-4-苯氧基吡啶酮（IOPY，29）类似物R221239/RT通过分子杂合设计并合成了一系列2-吡啶酮衍生物，生物活性测试结果表明，多个衍生物低微摩尔水平下抑制HIV-1 IIIB[28]。其中，化合物30抗HIV活性最强，EC50为0.15 μmol·L-1，SI为166。分子对接表明，该类抑制剂/RT的结合模式与ETV/RT的结合模式相似。陈芬儿课题组将EFV/RT与ETV/RT通过分子杂合设计并合成了一系列二氢喹唑啉衍生物[29]。生物活性测试结果表明，所有衍生物均表现出抗WT的活性，EC50为0.00084 ～ 0.61 μmol · L-1。活 性 最 强的31对HIV-1 IIIB的EC50为0.84 nmol · L-1，比阳性对照药EFV和ETV的抗病毒活性更强，而且抑制常见突变株E138K和RES056的EC50为3.5和66 nmol · L-1。另外他们还将化合物32、33利用该策略得到一类新型含吲唑结构的DAPY类化合物，均对WT表现出抑制活性，代表性化合物34抑制WT的EC50为6.4 nmol · L-1，抑制常见突变株K103N和RES056的EC50分别为77 和57 nmol · L-1（见图8）[30]。

2.2.2 吲哚芳基砜类衍生物NNRTIs吲哚芳基砜（indolylarylsulfones，IASs）类分子L-737（35）对HIV-1 WT和耐药株的抑制活性达到纳摩尔水平。笔者课题组基于分子杂合和生物电子等排策略，利用不同的N-取代杂环、磷酸基团以及磺酰胺基来探索“进入通道”的化学空间（见图9）。生物活性测试表明，新系列化合物对WT表现出较强的活性，EC50为0.0043 ～ 4.42 μmol · L-1，SI为60 ～ 18727。化合物36对WT和突变株E138K的EC50分别为4.7和13 nmol · L-1。分子对接发现吡咯烷部分可以很好地占据NNIBP的“进入通道”，其取代基朝向蛋白质/溶剂界面[31]。

2.2.3 二氢烷氧基苯基氧代嘧啶类NNRTIs2019年，Nawrozkij等[32]基于已有二氢烷氧基苯基氧代嘧啶（dihydrobenzylpyrimidin-4-(3H)-ones，DABO） 的构效关系（SAR），利用立体化学的构象限制策略在重要药效位点引入合适的立体中心，设计并合成了多系列C6-苄基取代的DABOs。他们将苄基部分的α位上的甲基替换为给电子基团甲氧基，且没有明显增加空间位阻。代表性化合物37、38与相应的α-甲基DABOs 化合物39、40表现出相似的抗HIV-1 WT活性，对临床多个突变株的抑制活性提高10 ～ 100倍，证明了甲氧基取代的重要性，进一步研究证明R构型的37、38更有利于提高抗病毒活性。

2.3 靶向核糖核酸酶H的逆转录酶抑制剂

HIV-1 靶向核糖核酸酶H（RNase H）的裂解功能几乎贯穿了逆转录的全过程，是抗艾滋病药物设计中的一个非常有前景的靶点。研究发现前期合成的聚合酶（RT pol）与整合酶链转移（INST）双功能抑制剂41、42具有抗RNase H活性，两者IC50均为0.90 μmol · L-1，随后他们设计合成了6-联苯甲基-3-羟基嘧啶-2，4-二酮（HPD）型化合物[33]（见图11）。生物活性评价结果显示，它们均在低纳摩尔范围内有效抑制RT RNase H，而在最高测试浓度下却不抑制RT pol或INST，化合物43的活性最强（IC50= 7.7±0.01 nmol · L-1，CC50＞ 100 μmol · L-1）。将C6位柔性-CH2-基团替换为羰基，降低连接处的旋转自由度，合成了新系列HPD衍生物44（IC50=0.019±0.001 μmol · L-1，CC50＞ 100 μmol · L-1），整体活性略有下降，说明柔性连接链的重要性[34]。

3 HIV-1整合酶抑制剂

在逆转录后的病毒DNA整合入宿主DNA的过程中，HIV-1整合酶（integrase， IN）参与并催化整个整合反应，是HIV-1复制周期中必不可少的酶。LEDGF/p75是整合过程的主要宿主辅助因子，将整合酶链合到特定的DNA序列上，促进链转移反应和整合过程的完成。IN-LEDGF/p75相互作用成为抗HIV药物研究的新靶标。4-芳基喹啉类代表化合物45是最早报道的IN-LEDGF/p75相互作用抑制剂。Jentsch等[35]选取4-芳基喹啉骨架进行构效关系（SAR）研究，活性结果表明，氯原子单取代的化合物45活性最强（EC50= 100 nmol · L-1），对接显示氯原子参与苯丙氨酸、组氨酸和色氨酸残基组成的共轭系统相互作用，增强其亲和力。将4-苯环替代为双环时，化合物46的抑制活性较为突出，EC50为80 nmol · L-1。Wilson等[36]基于骨架跃迁策略，合成一系列异喹啉环衍生物。与抑制INLEDGF/p75结合相比，活性最高的化合物47表现出诱导IN多聚的较强活性（EC50＜1.79 ± 0.19 μmol · L-1）。

Li等[37]运用基于晶体结构的计算机辅助药物设计（computer aided drug design，CADD）的方法，对一系列骨架进行评价，发现吡唑并嘧啶环化合物48具有较大的应用前景。随后，对化合物48的2-苯基间位进行修饰使其更深地延伸到变构位点的结合口袋中，以增加抗病毒活性。其中，化合物49对HIV-1 WT的EC50为3 nmol · L-1，而化合物50在C7位引入了二甲基哌啶取代基，其HIV-1 WT EC50为60 nmol · L-1，在大鼠的药代动力学试验中，2个衍生物均表现出良好的药代动力学性质和口服生物利用度。

化合物51是非芳环并吡啶类IN-LEDGF/p75相互作用抑制剂，对NL4-3表现出适度的抑制活性（EC50= 0.47 μmol · L-1）。Peese等[38]通过计算模拟发现51的N-苯环位于IN相对开放的疏水口袋中，在氮原子与苯环之间引入不同的连接链以提高两者的结合能力。其中，化合物52的抗病毒活性提高了近50倍（EC50= 10 nmol · L-1）。随之将C-4处的甲苯基替换为双环结构，53与54的EC50均为1 nmol · L-1。

目前，双靶标抑制剂的开发是提高疗效的有效方法[39]，HIV-1 IN和RNase H均是具有前景的药物研发靶标，开发HIV-1 RNase H-IN双靶点抑制剂有望成为一种抗HIV-1的高效策略[40]。笔者课题组在已有的代表性RNase H抑制剂的结构基础上，综合考虑2类抑制剂的药效团模型，利用骨架跃迁策略，设计并合成了多个系列化合物，值得注意的是，大多数衍生物在微摩尔浓度下都能抑制RNase H和IN[41-42]。其中，一类化合物55对RNase H和IN表现出相似的抑制活性[RNase H的IC50=（1.77±0.62）μmol · L-1，IN的IC50=（1.18±0.37）μmol · L-1]，而另一类化合物56对HIV-1 RNase H的抑制活性[IC50=（0.41±0.13）μmol · L-1]较强，约为阳性对照化合物β-thujaplicinol活性的5倍[IC50=（1.98±0.22）μmol · L-1]，另外，它也是有效的HIV-1 IN抑制剂，IC50为（0.85±0.18）μmol · L-1。但是由于其较高的细胞毒性或者较差的细胞膜通透性，这些化合物均未能在被感染的细胞中表现出显著的抗病毒活性。因此，改善化合物的细胞膜通透性和降低其细胞毒性将是未来的研究目标。

4 蛋白酶抑制剂

蛋白酶（protease，PR）是HIV复制所必需。目前已上市了10种拟肽和非肽类HIV蛋白酶抑制剂，但随着病毒耐药性的大量出现和药物的不良反应，仍需寻找和开发新的HIV蛋白酶抑制剂。

4.1 拟肽类HIV-1蛋白酶抑制剂

4.1.1 Darunavir类似物蛋白酶催化蛋白水解过程需要经过蛋白酶单体的二聚化，而达芦那韦（darunavir，DRV，57）就可以有效地抑制蛋白酶单体的二聚化，是近些年研究最多的拟肽类HIV蛋白酶抑制剂。DRV是由P1、P2、P1′和P2′共4个配体区域构成，其与HIV蛋白酶之间形成多个主链氢键（见图12）。

Akbar Ali课题组基于先导化合物58和59的结构，将4-（1-羟乙基）苯基（Ⅰ）和4-（1，2-二羟乙基）苯基（Ⅱ）的立体异构体作为P2′配体，以增强与S2′位点的氢键作用[43]。生物活性测试表明，由于类型Ⅱ较低的疏水性导致其细胞活性比阳性对照药DRV的活性低，类型Ⅰ的抗耐药（MDR）蛋白酶突变体的活性则得到提高。（R）-4-（1，2-二羟乙基）苯基部分（代表性化合物60）与S2′位点的Asp29和Asp30的主链NH形成氢键作用，与相应的（S）构型相比，活性更强。

Ghosh等[44]将DRV的P2配体替换成双环噁唑烷酮，在各种N-取代基衍生物中发现具有小脂肪族烷基的N-烷基噁唑烷酮能更好占据活性位点。其中，N-甲基、N-异丁烯基和N-异丁基衍生物61、62、63分别表现出优异的抑酶活性和抗病毒活性，但不能有效抑制DRV突变株的复制，仍需进一步结构优化。

4.1.2 其他多肽类似物为了克服多药耐药性突变，Hidaka等[45]基于allophenylnorstatine（Apns，64）的结构，改变P3、P2和P2′配体来设计类三肽化合物。P2配体为四氢呋喃基甘氨酸（Thfg）的衍生物对野生型HIV-1蛋白酶和病毒均有活性，且对DRV没有交叉耐药性，进一步修饰得到对多个突变株具有高抑制活性的化合物KNI-1657（65）（见图13）。共晶结构显示，其与野生型IN存在10个氢键，这表明结合口袋的稳定性可应对多种突变株的影响。

4.2 Atazanavir的药物设计

Atazanavir（ATV，66）是一种氮杂肽蛋白酶抑制剂，在碱性条件的溶解度较差、外排量高以及首过代谢，其口服生物利用度欠佳。Subbaiah等[46]利用酰基迁移策略设计66的前药，以提高其口服利用度并延长母体药物的释放。在生物活性评价中，其前药表现出有效的抗病毒活性，说明前药可通过细胞渗透并转化为母体药物。在体外研究中，67和68的代谢得到降低、暴露量得到改善，这表明前药部分增强了CYP3A代谢的稳定性。另外，氨基酸基前药69在大鼠经口给药后将母体药物的暴露量提高了4倍。尽管其在大鼠身上的表现优异，但仍需要在其他物种上进行药代动力学研究[47]。

5 针对其他靶点的HIV抑制剂

5.1 HIV-1核衣壳蛋白抑制剂

HIV-1核衣壳蛋白（nucleocapsid，NC）是一种锌指蛋白，起着核酸伴侣的作用，它参与了HIV-1复制周期的多个步骤[48]。2-氨基-4-苯基噻唑衍生物70结合NC的疏水口袋，而其衍生物71优先结合位于NC 的N末端区域附近的残基，即Met1-Lys14（N-ter）。最近，Mori等[49]将70与71的药效基团和化学部分连接起来，设计了一系列双功能核衣壳蛋白杂合分子。生物活性评价表明，大多数化合物都能有效抑制HIV-1复制，EC50处于低至亚微摩尔浓度下，活性最强的化合物72、73的EC50分别为0.8 和0.3 μmol · L-1，并且未检测到对PBMC的细胞毒性。

笔者课题组将靶向RT的核苷类NRTI齐多夫定（zidovudine，74）和核衣壳蛋白7（nucleocapsid protein 7，NCp7）抑制剂（MT，75）结合，设计合成了一系列双靶点前药抑制剂，其中，化合物76在MT-4细胞对HIV-1野生株的抑制活性达到纳摩尔水平（EC50= 42 nmol · L-1），在TZM-bl细胞中对HIV-1 NL4-3的抑制活性达到亚微摩尔水平（EC50=0.308 μmol · L-1），且首次发现该类抑制剂对HIV-1 K103N/Y181C双突变株也显示出有效的活性（EC50= 1.329 μmol · L-1）。代谢稳定性研究表明，化合物76以时间依赖性的方式释放出母体药物，是具有潜力的RT和NCp7双靶点前药[50]。

5.2 HIV衣壳蛋白抑制剂

HIV-1衣壳蛋白（capsid，CA）在HIV-1生命周期的早期和后期均发挥至关重要的作用。PF-74（77）是研究最广泛的靶向HIV-1 CA的小分子，由美国辉瑞公司开发，与CA六聚体的结合亲和力是分离或未组装的CA单体的数十倍，但其抗病毒活性相对较低和代谢稳定性极差。笔者课题组根据PF-74与靶标的结合模式，保留其结构中的苯丙氨酸核心骨架，利用基于点击化学优势片段组合库的构建与快速筛选策略构建1，2，3-三唑环衍生物的组合库[51-53]。生物活性评价结果表明，78、79表现出较强的抗HIV-1活性（EC50= 4.33 μmol · L-1，SI ＞ 13.33；EC50= 3.13 μmol · L-1，SI ＞ 1.22），与 先导 化 合 物PF-74相 似（EC50= 5.95 μmol · L-1，SI ＞11.85）。通过表面等离振子共振（surface plasmon resonance，SPR）结合试验表明，不论HIV-1 CA寡聚状态如何，78、79均与其相互作用，并证明它们在HIV-1复制的早期和晚期均表现出抗病毒活性。

近期，笔者课题组得到了多个系列的含苯磺酰胺的苯丙氨酸衍生物，代表性化合物80对HIV-1抑制活性是先导化合物PF-74的5.78倍。化合物80表现出较强的抗HIV-2 ROD活性（EC50= 31 nmol · L-1），比PF-74高出近120倍[54]。SPR实验结果证实其结合靶标为衣壳蛋白，并证明这些抑制剂可以与衣壳蛋白单体以及六聚体形成直接且紧密的相互作用。研究还发现这些抑制剂对早期与晚期阶段的HIV复制均具有抑制作用，化合物80活性最佳（早期：IC50= 8.96 nmol · L-1、晚期：IC50= 0.24 μmol · L-1），早期阶段的抑制活性是PF-74的6.25倍（IC50= 56 nmol · L-1），且比晚期阶段的抑制活性高出26.79倍，它可以防止新细胞感染，同时使已感染细胞感染能力降低。另外，与PF-74相比，80在人血浆中的代谢稳定性得到提高，药代动力学性质得到改善，具有良好的口服生物利用度，是具有开发价值的先导化合物。

6 HIV潜伏激活剂

静息记忆性CD4+T细胞中潜伏前病毒储存库的存在使HAART疗法不能彻底清除病毒。科学家认为在HAART环境下重新激活潜伏病毒库，然后通过HARRT或自身免疫系统将激活的病毒及其宿主细胞杀死是彻底治愈HIV的方法之一，被称为“Shock and Kill”策略。李国雄课题组是从瑞香科植物中分离出的一种daphnane型二萜化合物81（Gnidimacrin，GM），它通过选择性激活蛋白激酶C βⅠ和βⅡ型，在浓度为皮摩尔水平下激活潜伏的HIV-1进行复制，EC50为0.19 nmol · L-1，在不引起整体T细胞激活或刺激炎症性细胞因子产生的浓度下能降低潜伏HIV-1感染细胞的频率[55-56]。GM与组蛋白去乙酰化酶抑制剂TPB（82）在细胞模型中组合使用时，将GM对HIV-1潜伏激活的作用增强了2 ～ 3倍。与单独使用GM相比，GM/TPB组合进一步将潜伏感染患者PBMC中的潜伏HIV-1感染细胞的频率降低到1/3，与溶剂对照组相比降低到1/5。因此，GM与TPB代表了LRAs的新颖组合，可以协同减少HIV-1潜伏库。

7 老靶标，新机制

随着病毒基因组学、蛋白质组学、分子生物学等生命相关学科的快速发展，人们对HIV-1的生命周期中的经典药物靶点有新的认识，为新作用机制药物研发奠定了基础。例如，在HIV-1侵入宿主细胞过程中，除了包膜糖蛋白（gp120和gp41）可作为侵入抑制剂的靶标之外，还可以通过拮抗CD4细胞和协同受体CCR5/CXCR4相互作用来阻止病毒侵入。其中，双重协同受体抑制剂可能产生更强的抗病毒活性，阻止双重嗜性HIV病毒株的复制[57-58]。此外，与HIV-1 RT相关的新作用机制的抑制剂研究较多，包括：1）核酸竞争类逆转录酶抑 制 剂（nucleotide-competing RT inhibitors），通过可逆性地抑制进入RT活性位点脱氧核苷三磷酸底物与酶结合发挥抑制作用[59]；2）引物/模板-竞争性逆转录酶抑制剂（primer/template-competing RT inhibitors），它们可以竞争性占据RT的结合位点，导致模板引物无法进入DNA多聚酶活性位点；3）易位缺陷型抑制剂（translocation-defective RT inhibitors），通过减少从核苷酸结合位点到引物结合位点的易位而充当链终止剂[60]。

8 结语与展望

临床上治疗艾滋病一般采取高效抗逆转录病毒疗法（HAART），但长期服用抗HIV-1药物，将面临病毒的耐药性和药物不良反应等问题。随着对HIV-1致病机制以及结构生物学的深入研究，陆续有多个抗艾滋病药物靶标及其抑制剂被报道，为新一代抗艾滋病药物的发现奠定了基础。

首先，先导化合物的发现与优化是新药开发的基础与主导，发现具有潜在成药性的先导化合物能克服现有抗HIV药物的不足，促进抗HIV药物研发进程。目前，各种新理论、新方法大大加速了抗HIV先导化合物的发现进程，例如，笔者课题组综合运用基于点击化学优势片段库的构建与原位筛选技术，筛选得到多个活性较好的HIV-1衣壳蛋白抑制剂的苗头化合物；然后，运用多种药物化学策略对先导化合物进行结构优化，例如，1）运用生物电子等排原理提高苯基草酰胺类HIV-1侵入抑制剂的理化性质；2）基于共晶结构的分子杂合策略设计了多类NNRTIs，大多数均表现出较好的抗HIV活性；3）利用前药策略设计合成了ATV的各类前药，提高了口服后母体药物的暴露量。另外，笔者课题组还利用双靶点的药物设计策略，开发HIV-1 RNase H-IN双靶点抑制剂，使其成为合理设计抗艾滋病药物的新途径。

而目前，抗艾滋病药物临床应用中亟待解决其耐药性难题，药物化学中有多种策略可以运用于抗耐药性HIV-1抑制剂的设计中：1）提高化合物的构象灵活性从而保持其位置适应性；如笔者课题组通过提高DAPYs类NNRTIs右翼构象的灵活性，增强其抗HIV-1耐药株的抑制活性；2）与蛋白质主链形成广泛的氢键相互作用以抵抗突变导致的亲和力降低；3）针对高度保守的残基精准设计，如靶向毗邻位点设计的化合物，其抗病毒活性较强且毒性较低；4）共价抑制剂的设计等。

未来，随着药物化学、结构生物学和计算机科学等多学科交叉发展，抗HIV-1药物研发中的老靶标、新机制将会逐渐被揭秘，为新类型的抗艾滋病药物奠定基础。此外，科学家们也将着眼于新技术的创新应用，比如，蛋白降解靶向联合体 （proteolysis targeting chimera，PROTAC）技术、DNA编码库技术等都可以创造性地应用于研发抗艾滋病药物，加快新一代抗艾滋病药物的研制。