新一代非核苷类HIV-RT抑制剂先导物的结构优化和类药性研究

前期研究发现了新骨架结构、高效低毒、能对多种耐药性HIV病毒有强抑制活性（nM水平）的非核苷类HIV-RT抑制剂新先导物。本项目拟以此为起点，基于对先导物构效关系和药代性质的认识，开展系统的结构优化和类药性研究。研究内容将着重于能满足快速、微量、且有一定通量要求的系列体外药代性质评价模型的建立和应用，为本课题及其它抗HIV新药的类药性研究提供可行的系统评价体系；同时评价对野生型和多种耐药性HIV病毒的抑制活性；运用分子模拟技术辅助设计新活性化合物、预测活性和相关成药性（ADME-Tox）；在综合因素的指导下对先导物进行结构优化，以期获得高效低毒且有良好药用性质的HIV-NNRTIs类新候选药。同时还将探索适合中国国情的抗HIV新药早期研究的技术方法和多学科合作模式。拟通过互补性学科的强强合作和国际合作使该项目研究水平跻于国际先进行列，为开发有我国自主知识产权的抗HIV新药奠定基础。

本课题对两类高活性的NNRTI类新先导物二芳烃苯胺(DAANs）和二芳烃吡啶胺（DAPAs）进行了系统的结构优化和类药性研究，以期寻找结构与活性、与类药性的关系，确定临床前候选药。研究内容包括：新化合物的设计与合成，抗HIV活性评价，理化性质和类药性评价及ADME性质研究。这些内容贯穿于项目始终，相互交叉、相辅相成、循环渐近、推动研究趋向预期目标。本项目关键问题是寻找活性与多种成药性间的适当平衡点，确定候选药。优化策略着重修饰并优化不同修饰位点的取代基，增加与靶标的亲和力，改善自身理化性质和成药性。而骨架结构保持了分子形态和柔性,可使新化合物有较高活性。本课题完成了五轮结构优化，合成了200多新化合物，评价了抗HIV活性和抗耐药性，进行了理化性质和多种类药性及参数评估，对20多个优选化合物进行了体内药代性质评价，对代表性化合物进行了ADME研究，建立了体外类药性评价平台和方法。结果发现有30多个化合物的抗HIV活性（EC50 < 0.3-10 nM）可与同类新药TMC125（EC50 1.5 nM）和TMC278（EC50 0.5 nM）相当或更好，并有很高的选择指数（SI > 1000-10000）。特别是有些化合物对TMC278的主要耐药性病毒株（E138K）也有强抑制活性，与野生型相比的活性变化在1-3倍内，提示新化合物有可能克服TMC278的耐药性问题，成为有国际竞争力的抗HIV新药。一些活性化合物还具有良好的类药性质，如水溶性（> 10 μg/mL）、logP值（<4）和药代稳定性（t1/2 > 40 min）等。而20多个优选化合物的大鼠体内口服生物利用度（F% 6-44）均明显低于TMC278（F% 58）。本课题研究使我们对先导物的构效关系比较清楚，对结构与类药性的关系有所了解，发现了诸多高效低毒的新化合物。研究结果同时揭示了活性与成药性及诸多影响因素间的复杂性。为避开口服生物利用度问题，2个高活性化合物被确定为外用的预防性抗HIV新候选药，作为阴道环和凝胶制剂中的活性成分进入到临床前研究。新先导物的发明专利已分别获中国、美国和欧州授权，主要结果在J. Med. Chem.发表研究论文3篇。通过对先导物合成中间体的生物活性普筛，我们还发现了抗癌活性新先导物，并将其发展成为一类新型的微管聚集抑制剂。