CN111233650B

CN111233650B - 一种抗病毒的蒽醌衍生物及其应用

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Publication number: CN111233650B
Application number: CN202010079269.9A
Authority: CN
Inventors: 黄文�; 张伯礼; 李幼平; 张俊华; 辛光; 钮海
Original assignee: Tianjin University of Traditional Chinese Medicine; West China Hospital of Sichuan University
Current assignee: Tianjin University of Traditional Chinese Medicine; West China Hospital of Sichuan University
Priority date: 2020-02-03
Filing date: 2020-02-03
Publication date: 2023-03-10
Anticipated expiration: 2040-02-03
Also published as: CN111233650A

Abstract

本发明公开了一种抗病毒的蒽醌衍生物及其应用，涉及医药技术领域，解决了现有技术中缺乏新型抗病毒药物的技术问题。本发明抗病毒的蒽醌衍生物具有如下式Ⅰ的结构，其中：R₁、R₂、R₃、R₄为‑F、‑Cl、‑Br、‑I或‑NO₂；R₅、R₆、R₇为‑H、‑CH₃、‑CH₂CH₃或‑COCH₃；并且R₅、R₆、R₇均为H时，R₁、R₂、R₃、R₄不同时为H。本发明提供的抗病毒的蒽醌衍生物经实验证实其具有抗病毒作用的广泛性，利用本发明提供的抗病毒的蒽醌衍生物制得的抗病毒药物与临床一线药物相比，本发明抗病毒的蒽醌衍生物活性更为显著，效果优于利巴韦林、齐多夫定与阿昔洛韦。

Description

一种抗病毒的蒽醌衍生物及其应用

技术领域

本发明涉及医药技术领域，尤其涉及一种抗病毒的蒽醌衍生物及其应用。

背景技术

病毒感染是人类发病率和病死率升高的一个主要原因。于世界范围内，仅仅因甲型流感类似病毒感染乃至死亡的人就数以百万计。流行性病毒感染病具有特定周期性，每隔相应时间，会发生一次，是发病率和死亡率很高的病毒性疫情，且主要高发于免疫力羸弱的中老年人。实际上，尽管接种针对相应的导致流行性感冒的病毒株疫苗可预防60%~80%健康成年人感染，但是其针对高危的人群时，保护率会大幅度降低；并且接种疫苗并不会对非预期及变异性病毒株起到预防作用。

病毒具有类似发病机制，从细胞学上，病毒主要会通过细胞裂解而导致细胞死亡。急性的呼吸道感染作为最常见的病毒传染人类的发病途径，位居急性传染病发病率首位，每年下呼吸道途径感染患者死亡率平均约4000000人。近年来，非典与新型冠状病毒在不断的提醒人类关注病毒性呼吸道传染病。

在自然界中，冠状病毒（Coronavirus）属于一类较常见的病毒，归属于网巢病毒目，下分为环曲病毒亚科以及冠状病毒亚科。而其中的冠状病毒亚科又可分为α、β、γ、δ四个属。电子显微镜下观察，冠状病毒呈现类似皇冠形状，故称为冠状病毒。已研究可知，关于人类易感的冠状病毒分为七种，包括HcoV-OC43、HcoV-229E、HcoV-HKU1、HcoV-NL63四种冠状病毒在内的，是人类感冒常见的病原体；而第七种冠状病毒，命名为2019-nCoV（2019新型冠状病毒）。

疱疹病毒（Herpes Virus）作为一类有包膜的DNA病毒，是疱疹病毒科中的一种。迄今为止，已知100多种，可分为α、β、γ和未分类的疱疹病毒共四个亚科。其中，α疱疹病毒的特点是增殖速度快；β疱疹病毒，具有生长周期长和可诱发细胞水肿的特征；γ疱疹病毒，因可侵袭淋巴样细胞，而导致淋巴增生。疱疹病毒的感染宿主有很多，很易通过黏膜、皮肤和神经组织，严重侵害人及动物的健康。

获得性免疫缺陷综合征（Acquiredimmunodeficiency Syndrome， AIDS），即艾滋病病原体是导致人类免疫缺陷的病毒（Human Immunodeficiency Virus， HIV），又称艾滋病病毒。HIV主攻机体免疫系统，主攻目标为CD4T淋巴细胞，使淋巴细胞发生坏死，导致人体丧失主要的免疫功能。当人感染HIV后，极易感染各疾病，甚至可数显并发恶性肿瘤情况，促使病死率升高。

因此，针对日益增多的病毒疫情，探寻新型抗病毒药物是十分必要的。

发明内容

发明的其中一个目的是提出一种抗病毒的蒽醌衍生物及其应用，解决了现有技术中缺乏新型抗病毒药物的技术问题。本发明优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明抗病毒的蒽醌衍生物具有如下式Ⅰ的结构：

式Ⅰ

其中：

R₁、R₂、R₃、R₄为-F、-Cl、-Br、-I或-NO₂；

R₅、R₆、R₇为-H、-CH₃、-CH₂CH₃或-COCH₃；

并且R₅、R₆、R₇均为H时，R₁、R₂、R₃、R₄不同时为H。

根据一个优选实施方式，所述的抗病毒的蒽醌衍生物为下列衍生物中的一种或多种：

。

根据一个优选实施方式，所述的抗病毒的蒽醌衍生物为式Ⅰ结构化合物在药学上接受的盐和/或药学上接受的载体。

根据一个优选实施方式，式Ⅰ结构化合物在药学上接受的盐为：式Ⅰ结构化合物与氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁和/或氨水反应后生成的盐。

根据一个优选实施方式，式Ⅰ结构化合物在药学上接受的载体为靶向纳米载体。

本发明的另一方面还提供了本发明任一技术方案所述的抗病毒的蒽醌衍生物在制备抗病毒药物中的应用。

根据一个优选实施方式，所述的病毒为HIV、疱疹病毒、冠状病毒。

根据一个优选实施方式，所述的抗病毒药物包括具有治疗病毒性感染及其并发症功效的药物。

根据一个优选实施方式，将式Ⅰ结构化合物制备成口服制剂、喷雾制剂、含片制剂、注射制剂中的一种或多种。

本发明提供的抗病毒的蒽醌衍生物及其应用至少具有如下有益技术效果：

本发明提供的抗病毒的蒽醌衍生物经实验证实其具有抗病毒作用的广泛性，例如显著抑制冠状病毒HcoV-OC43、HcoV-229E、HcoV-HKU1、HcoV-NL63，HIV以及I型单纯疱疹病毒的活性；其中化合物2对以上病毒的抑制率IC50为0.03 ng/mL、0.05 ng/mL、0.04 ng/mL、0.03 ng/mL、0.05 ng/mL和0.06 ng/mL。

利用本发明提供的抗病毒的蒽醌衍生物制得的抗病毒药物与临床一线药物相比，本发明化合物的活性更为显著，效果优于利巴韦林、齐多夫定与阿昔洛韦。

另外，本发明提供的抗病毒的蒽醌衍生物的制备方法简单，原材料经济，具有成本低，且便于工业化生产的特点。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

据现有报道，从1982年至2002年，全球被批准上市的药物中，大于50%是源于天然产物。本发明则报道了具有抗病毒高活性作用的14个抗病毒的蒽醌衍生物。下面结合实施例1~4对本发明的抗病毒的蒽醌衍生物及其应用进行详细说明。

实施例1：

本实施例提供了蒽醌衍生物的细胞毒性检测。

HCoV-OC43、HCoV-NL63、MERS-CoV及MHVA59四种冠状病毒，其敏感的细胞系分别为BHK-21、LLC-MK2、Vero-E6和DBT，为检测蒽醌衍生物用药的安全浓度，本实施例通过MTT法检测了蒽醌衍生物对其四种细胞系的毒性。

检测原理：针对活细胞线粒体的唬珀酸脱氢酶，可将外源性MTT还原成水不溶性蓝紫色结晶甲攒，沉积于细胞中，区别于死细胞不会体现出此功能。二甲亚砜可溶解甲臜，使用酶标仪于相应波长，检测吸光值；在规定的细胞数范围内，MTT结晶形成量将与细胞数呈正比。据所测吸光度值（OD值），判断活细胞数量：OD值越高，细胞的活性越强，药物毒性越弱。

具体操作：按照1×104/孔限定数量，将BHK-21、LLC-MK2、Vero-E6和DBT四种细胞分别接种于96孔板，使用含10%胎牛血清-DMEM培养16h后，细胞数量达至80%，吸弃培养液，换2%胎牛血清-DMEM培养基培养。将不同浓度的蒽醌衍生物做三组平行，且设空白和细胞对照组。置于37℃，5%CO₂孵箱中，培养72h，每孔加5g/LMTT溶液（PBS配制）20μL，培养4h后，弃上清液，每孔加入100μL异丙醇溶解沉淀，用96孔板振荡器混匀30min，再用多功能酶标仪于570nm波长下测其吸光值。根据公式计算：细胞活性抑制率（％）=（药物组-空白对照组）/（细胞对照组-空白组）×100%。设定蒽醌衍生物药物浓度为横坐标，细胞增殖抑制率为纵坐标，经Prism7软件计算其平均值和标准差，拟合曲线后作图。将药物浓度转换为对数值后，计算IC50表征蒽醌衍生物的细胞毒性。

表1蒽醌衍生物细胞CC50

从表1的结果可知，本发明的14个蒽醌衍生物的细胞毒性很弱。

实施例2：

本实施例提供了蒽醌衍生物的体外抗冠状病毒活性的检测。

病毒感染与药物作用：

按照1×104/孔限定数量，将BHK-21、LLC-MK2、Vero-E6和DBT四种细胞分别接种于96孔板，使用含10%胎牛血清-DMEM培养16h后，细胞数量达至80%，吸弃培养液，换2%胎牛血清-DMEM培养基培养。相应孔中加入蒽醌衍生物，并设置不加药物的对照孔以及仅加病毒的对照孔；加药1h内，于相应细胞孔中以每孔l0ul量，分别加入HCoV-OC43、HCoV-NL63、MERS-CoV和MHV-A59，病毒感染复数为0.01（Multiplicity of infection，MOI=0.01），置于37℃，5%CO₂孵箱中培养72h，收集上清。

RT-PCR荧光定量测定药物对HCoVOC43、HCoVNL63和MERS-CoV的抑制效果

利用RT-PCR方法测定HCoV-OC43、HCoV-NL63与MERS-CoV相应病毒靶标的转录水平变化，以便于评估病毒复制水平。按QiagenViral RNA Mini Kit说明书操作，提取病毒的RNA后，进行RT-PCR检测。检测各病毒的引物探针序列如下：

检测HCoVC43的引物探针序列如下：

上游引物序列（q-OC43-F）为：5’=GCTCAGGAAGGTCTGCTCC-3''

下游引物序列（q-OC43-R）为：5'=TCCTGCACTAGAGGCTCTGC-3'

探针序列（q-OC43-probe）为：5’=TTCCAGATCTACTTCGCGCACATCC-3'

检测HCoV-NL63引物探针序列如下：

上游引物序列（q-NL63-F）为：5’=AGGACCTTAAATTCAGACAACGTTCT-3''

下游引物序列（q-NL63-R）为：5’=GATTACGTTTGCGATTACCAAGACT-3''

探针序列（q-NL63-probe）为：5’=AACAGTTTTAGCACCTTCCTTAGCAACCCAAACA-3'

检测MERS-CoV的引物探针序列如下：

上游引物序列（q-MERS-F）为：5’=GGCACTGAGGACCCACGTT—3''

下游引物序列（q-MERS-R）为：5’=TTGCGACATACCCATAAAAGCA—3''

探针序列（q-MERS-probe）为：5’=CCCCAAATTGCTGAGCTTGCTCCTACA—3'。

反应体系为：12.5µL 2 X One Step SYBR RT—PCR Buffer III、 0.5µL TakaraEx

Taq HS、0.5µL PrimeScript RT Enzyme Mix II、l.5µL上游引物、l.5µL下游引物、2µL RNA模板，用无菌双蒸水补至25µL。反应参数为：42℃，5min、95℃，10s，一个循环；95℃，5s、60℃，30s，共循环40次，延伸后收集荧光信号。各样品重复3组后，统计样品CT值，将所测得的样品CT值代入标准曲线后，计算样品中病毒的拷贝数。根据公式计算：病毒复制抑制率（％）＝（病毒对照组-药物照组）／病毒对照组×l00%。

表2中列出了14个蒽醌类化合物对HCoVOC43、HCoVNL63和MERS-CoV的抑制活性CC50。上市药物利巴韦林也被作为参考药物同时测试。

表2 蒽醌化合物对HCoVOC43、HCoVNL63和MERS-CoV的抑制活性CC50

由表2可知，所测14个蒽醌化合物均具备对HCoVOC43、HCoVNL63和MERS-CoV病毒的抑制活性，且其抑制活性强于抗病毒药物利巴韦林。

实施例3：

本实施例提供了蒽醌化合物体外抗HSV-l、HSV-2的活性评价。

细胞、病毒和实验材料

单纯疤疹病毒1型（HSV-l，F strain）、HSV-1耐药株（RV-117strain，TKmutation）、单纯疤疹病毒2型（HSV-2，MS strain）和HSV-2耐药株（AG-3 strain，TK mutation）宿主细胞分别是非洲绿猴肾细胞（Vero）和人视网膜上皮细胞（ARPE-19）。于10%胎牛血清（FBS）-DMEM培养基中生长；维持液（MM）是含2%FBS的DMEM培养基。

蒽醌类化合物体外抗HSV-1和HSV-2活性评价：HSV-1和HSV-2分别利用Vero和ARPE-19细胞系进行活性评价。Vero和ARPE-19细胞以1.2×104个细胞／孔接种于96孔板，培养过夜，形成单层细胞。据毒性实验，使用化合物的最大无毒浓度作为起始浓度，使用含有2%血清的培养基对化合物进行稀释，针对每个化合物设置6个倍比稀释的浓度，于每孔中加入50μL不同浓度化合物，随后加50μL 100TCID50病毒，并设病毒对照组以及细胞对照组，每组有三个复孔。将细胞于37°C、5%CO₂环境下培养48h后，测定细胞病变效应（CPE）程度，根据CPE结果，统计得出化合物的IC50。

蒽醌类化合物体外抗疱疹病毒的活性评价：以2×104个细胞／孔，将ARPE-19细胞接种于96板中，在形成单层细胞后，以该化合物最大的无毒性浓度为起始浓度，用2%血清-培养基稀释化合物，每个化合物共设6个两倍稀释的浓度，每孔加入不同浓度化合物50μL，继而加入100TCID50病毒50µL，且设置病毒对照组和细胞对照组，每组有三个复孔。将细胞置于37°C、5%CO₂环境中，培养3~4天或待模型组完全病变作为终点。显微镜下观察细胞病变程度，根据CPE结果统计化合物IC50。

表3中列出了14个蒽醌类化合物对HSV-l、HSV-1耐药株、HSV-2、HSV-2耐药株的抑制活性EC50。上市药物阿昔洛韦也被作为参考药物同时测试。

表3 蒽醌化合物对HSV-l、HSV-1耐药株、HSV-2、HSV-2耐药株的抑制活性EC50

由表3可知，所测14个蒽醌类化合物均具备对HSV-1、HSV-2及其耐药型病毒的抑制活性，且其抑制活性强于一线抗HIV药物阿昔洛韦。

实施例4：

本实施例提供了蒽醌化合物进行抗HIV生物活性测试。

在体外，从细胞水平考察抗HIV病毒活性，分别检测对HIV感染的MT-4细胞的抑制活性和细胞毒性。具体方法如下：将化合物加入HIV感染的MT-4细胞中，于感染HIV的不同时间，采用MTT法，测定药物对HIV感染的细胞病变的保护作用，计算出导致50%细胞免于HIV诱导的细胞病变时，所需浓度的半数有效浓度EC50；同时用MTT法测量使50%的正常细胞出现细胞病变的浓度（CC50）。

材料与方法如下：各化合物具有的抗HIV活性，是通过药物对HIV所引起的细胞病变率的抑制率进行监控。采用MT-4细胞进行试验。采用HIV-1病毒株IIIB为研究对象。具体操作为：使用DMSO或水将化合物溶解后，用PBS稀释，设置100μL 3×105 MT-4细胞，加入不同浓度的各化合物，37°C培养lh，加入100μL病毒稀释液，培养lh，洗三次，将细胞重悬于有或没有化合物的培养基中，连续培养7天。在感染后第三天，用有或没有化合物的培养基替换成补充培养液。各条件如上，再重复操作两次。用反向光学显微镜观察病毒感染的细胞病变程度。总的来说，本实验中的病毒稀释液常在病毒感染的第五天发生细胞病变。药物抑制浓度是以药物对病毒感染的细胞病变作用，产生了50%的抑制作用，而又对细胞无直接毒性的浓度（CC50）为适宜。值得注意的是，因化合物的水溶性较差，需用DMSO溶解，且考察后可知，DMSO最终浓度（1/1000）远低于影响HIV-l在T细胞中复制所需浓度。

表4中列出了14个蒽醌类化合物对HIV-l野生株的抑制活性EC50、CC50以及选择性指数（SI）。上市药物齐多夫定也被作为参考药物同时测试。

表4蒽醌化合物对HIV-l野生株的抑制活性EC50、CC50和选择性指数（SI）

由表4可知，所测14个蒽醌类化合物均具备对HIV-l野生株的抑制活性，且其抑制活性强于一线抗HIV药物齐多夫定。其中，部分化合物的选择性极高，可达2000，毒性小，可开发作为为抗艾滋病药物。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种抗病毒的蒽醌衍生物在制备抗冠状病毒药物中的应用，其特征在于，所述冠状病毒为HcoV-OC43、HcoV-229E、HcoV-HKU1、HcoV-NL63，所述抗病毒的蒽醌衍生物具有式1～式14中任意一个的结构：

2.根据权利要求1所述的抗病毒的蒽醌衍生物在制备抗冠状病毒药物中的应用，其特征在于，所述的抗病毒的蒽醌衍生物为式1～式14结构化合物在药学上接受的盐和/或药学上接受的载体。

3.根据权利要求2所述的抗病毒的蒽醌衍生物在制备抗冠状病毒药物中的应用，其特征在于，式1～式14结构化合物在药学上接受的盐为：式1～式14结构化合物与氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁和/或氨水反应后生成的盐。

4.根据权利要求2所述的抗病毒的蒽醌衍生物在制备抗冠状病毒药物中的应用，其特征在于，式1～式14结构化合物在药学上接受的载体为靶向纳米载体。

5.根据权利要求1所述的抗病毒的蒽醌衍生物在制备抗冠状病毒药物中的应用，其特征在于，所述抗冠状病毒药物包括具有治疗冠状病毒性感染及其并发症功效的药物。

6.根据权利要求1所述的抗病毒的蒽醌衍生物在制备抗冠状病毒药物中的应用，其特征在于，将式1～式14结构化合物制备成口服制剂、喷雾制剂、含片制剂、注射制剂中的一种或多种。