流感是流感病毒引起的一種嚴(yán)重危害人類健康的急性上呼吸道傳染病，流感病毒為負(fù)鏈 RNA 病毒，屬于正粘病毒科。根據(jù)病毒核蛋白和膜蛋白的不同，將流感病分為A、B和C型。A型對人類和多種動物有致病力，B型僅對人類有致病力，C型對人類危害較小。流感病毒抗原的多變性使人體不能永 久免疫，抗原變異是流感病毒最重要的生物學(xué)特征，與流感周期性暴發(fā)和流行、流感的預(yù)防和治療密切相關(guān)。目前預(yù)防治療流感的主要措施有疫苗接種和藥物治療，藥物治療主要包括離子通道m(xù)2阻滯劑金剛烷胺類、受體阻滯劑、反義寡核苷酸和神經(jīng)氨酸酶抑制劑(neuraminidase inhibitors，NIs)等。

       在藥物治療研究中，目前開發(fā)的較為成功的抗流感藥物靶點是神經(jīng)氨酸酶(neuraminidase，NA)。流感病毒表面分布著三種重要蛋白質(zhì)，分別是血凝素(hemagglutinin，HA)、神經(jīng)氨酸酶(neuraminidase，NA)和基質(zhì)蛋白(M2)，在流感病毒傳播周期中分別扮演著重要的角色。首先，流感病毒的血凝素(HA)識別宿主細(xì)胞表面的唾液酸受體并與之結(jié)合，吸附在細(xì)胞膜上，然后病毒通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行復(fù)制?；|(zhì)蛋白負(fù)責(zé)在病毒外膜形成離子通道，以便于病毒遺傳物質(zhì)的釋放和表達(dá)。復(fù)制的病毒蛋白等組分轉(zhuǎn)運到細(xì)胞表面，植入細(xì)胞膜中，組裝成新的病毒粒子，最后，成熟的流感病毒脫離宿主細(xì)胞，進(jìn)行下一步的傳播。在這一階段中，神經(jīng)氨酸酶發(fā)揮著非常重要的作用，成熟的病毒在未脫離宿主細(xì)胞之前，通過病毒的血凝素和細(xì)胞的唾液酸受體保持最后聯(lián)系，神經(jīng)氨酸酶的功能就是將唾液酸受體水解，切斷病毒與宿主細(xì)胞的聯(lián)系，形成新的感染。另外，新生的病毒粒子的表面分布有唾液酸受體，病毒之間通過血凝素相互識別而進(jìn)行聚集，聚集的病毒粒子可以被人體的免疫系統(tǒng)清除。但是神經(jīng)氨酸酶能夠水解掉唾液酸殘基，避免了新生病毒粒子的聚集。因此，神經(jīng)氨酸酶抑制劑(NIs)能阻斷病毒的生命周期，有效控制病毒在呼吸道的進(jìn)一步傳播。目前已發(fā)現(xiàn)的 NA有兩大類，共有 10 種亞型(N1~N10)，第一類有 N1、N4、N5、N8 和 N10；第二類有 N2、N3、N6、N7、N9，二者的區(qū)別在于第一類 NA 活性中心附近具有"150 空腔"，而后者沒有。盡管不同亞型神經(jīng)氨酸酶之間的同源性不高，但是其活性中心的19 個氨基酸高度保守，后續(xù)的研究工作正是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的。近些年來取得階段性成果的神經(jīng)氨酸酶抑制劑主要有：唾液酸類、環(huán)己烯類、五元環(huán)類。

       1、唾液酸類 NAIs

       目前已經(jīng)上市的唾液酸類藥物有扎那米韋(zanamivir)，商品名為樂感清(Relenza)。扎那米韋上市后不久，暴露出口服利用率低以及耐藥等問題，研究學(xué)者開始將目光轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)優(yōu)化上。對扎那米韋甘油側(cè)鏈進(jìn)行成醚化修飾，增加與神經(jīng)氨酸酶的疏水作用得到拉尼米韋（Laninamivir），目前作為一種長效藥已經(jīng)在日本、韓國等國家上市，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。

       近年來，對扎那米韋的胍基進(jìn)行修飾成為藥物改進(jìn)的方式之一，研究發(fā)現(xiàn)對胍基進(jìn)行修飾降低其堿性，得到的新化合物對H1N1和H3N2均有不同程度的抑制作用，通過對比研究發(fā)現(xiàn)，在對扎拉米韋進(jìn)行胍基改造，通過降低胍基的堿性能增加抑制劑的生物利用度，克服扎拉米韋不能口服等缺點，同時通過胍基的修飾能增加與NA的作用，從而提高對 NA 的抑制活性。除了胍基修飾改造之外，通過對 Zanamivir 的 C-1 位羧基結(jié)構(gòu)修飾也是藥物改進(jìn)的另一種方式。此外，Zanamivir 的多聚體也開始進(jìn)入人們的視野中，研究報道 zanamivir 的四聚體(TZ)與神經(jīng)氨酸酶的結(jié)合力強(qiáng)于 zanamivir 單體，TZ 的四個單體藥效團(tuán)可以同時進(jìn)入到 NA 四聚體上的四個活性位點中，而且 TZ 不僅對季節(jié)性的 H3N2 和 H7N9 病毒有效，對二者的突變株仍然有抑制作用，該項研究成果為多價抑制劑的設(shè)計提供了新的思路。

       2、環(huán)己烯類 NAIs

       目前上市的環(huán)己烯類藥物有奧司他韋(oseltamivir)，商品名為達(dá)菲(Tamiflu)。奧司他韋作為 GS-4071 的前藥，是第一個上市的口服神經(jīng)氨酸酶抑制類藥物，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。隨著藥物的廣泛使用，耐藥株的出現(xiàn)也局限了奧司他韋的使用。

       近年來，對GS-4071的修飾改進(jìn)研究主要包括對氨基的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、對C-5位的結(jié)構(gòu)改造、對胍基衍生物的改造，以及根據(jù)生物電子等排原理，利用磷酸基取代羧基等。研究發(fā)現(xiàn)，對 GS-4071 的氨基進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以增加與"150 空腔"的親和作用，從而增加抑制作用。對 GS-4071 的C-5 位進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造得到一系列 5-氨基衍生物，對多種突變型病毒株具有抑制作用。通過對胍基的改造得到的化合物，對野生型和耐藥型神經(jīng)氨酸酶都具有強(qiáng)效的抑制作用。

       3、五元環(huán)類 NAIs

       目前上市的五元環(huán)類藥物主要是帕拉米韋(peramivir)，對peramivir 的后期臨床研究發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行靜脈給藥和肌肉注射后，能有效的抑制高致病性 H5N1流感病毒，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。

       peramivir環(huán)上胍基的存在降低了其口服利用度，有學(xué)者研究去除了 peramivir上的胍基后，但其抗病毒活性卻大大降低。根據(jù) zanamivir 和 oseltamivir胍基衍生物成功設(shè)計的經(jīng)驗，在胍基上進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾以增加其口服利用度具有極大的前景，同時，在對 zanamivir 和oseltamivir 的羧基成功改造也可以運用到針對 peramivir 的修飾中。研究發(fā)現(xiàn)，將 peramivir 的羧基改造成磷酸基，并且合成了一系列單、雙酯衍生物，不僅對人和鳥類野生型的流感病毒具有強(qiáng)烈的抑制作用，對 oseltamivir耐藥株 H275Y 也有較強(qiáng)的抑制作用，并且單酯的抑制活性普遍高于相應(yīng)的磷酸類衍生物。

       4、其他類 NAIs

       隨著合成類神經(jīng)氨酸酶抑制劑的研究，具有神經(jīng)氨酸酶抑制活性的天然產(chǎn)物也逐漸成為研究的熱點。其中黃酮類化合物具有很好的神經(jīng)氨酸酶抑制活性，如從苦參(Sophora flavescens)中提取出了 7 種具有中等抑制活性的二氫黃酮，IC50為12~20 μM；從拓樹(Cudrania tricuspidata)中分離出一種呫噸酮，對神經(jīng)氨酸酶的抑制活性達(dá)到了納摩爾級別；從甘草(Glycyrrhiza inflate) 中得到了三種具有抗流感病毒的查爾酮類，對H1N1、H1N1(H274Y)和H9N2均有不同程度的抑制作用。

       除了黃酮類天然產(chǎn)物之外，其他的天然產(chǎn)物同樣也具有神經(jīng)氨酸酶活性。如從草豆蔻(Alpinia katsumadai)中提取的Katsumadain A 對 H1N1(A/PR/8/34)具有很強(qiáng)的抑制活性，IC50 值為1.05 µM；從紫草 (Lithospermum erythrorhizon) 中提取的shikometabolin E 和 shikometabolin F 對神經(jīng)氨酸酶也具有很強(qiáng)的抑制活性，IC50值分別為1.91、2.79 µM。此外，黃連解毒湯中的黃連堿、黃藤素、表小檗堿、木蝴蝶素、黃連素、黃芩苷、黃芩素等，通過與 NA 的分子對接以及藥理活性測試，發(fā)現(xiàn)這些有效成分均具有一定的神經(jīng)氨酸酶抑制活性。

       參考資料

       [1]張黎明,王德傳.神經(jīng)氨酸酶抑制劑的研究進(jìn)展[J].廣東化工,2018,45(05):120-122.

       [2]田野,楊品,尹志東,周立飛,張振興,王帥,王鵬,王彬.抗流感病毒 藥物神經(jīng)氨酸酶抑制劑的研究進(jìn)展[J].中國藥物化學(xué)雜志,2010,20(06):531-542.

       [3]元科陽,廖洪梅,李東林.神經(jīng)氨酸酶抑制劑類抗流感病毒 藥物的研究進(jìn)展[J].抗感染藥學(xué),2022,19(07):938-942.

       作者簡介：小泥沙，食品科技工作者，食品科學(xué)碩士，現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事營養(yǎng)食品的開發(fā)與研究