基于p7三维核磁结构抗丙肝病毒抑制剂研究

Hepatitis C virus (HCV) infection is a rising global health problem. The p7 protein is the only viroporin encoded by the HCV genome and has been sought after as a potential anti-HCV drug target. The ion channel activity of p7 can be blocked by several inhibitors, including rimantadine, hexamethylene amiloride (HMA), and long alkylchain iminosugar derivatives. The high variability of HCV is always a potential problem. The depending on the current drug and treatment will be difficult to respond to variations in different genotypes of HCV. This research subject is based on p7 of structure to design new drug molecules or lead compounds combined with structure biology in atomic level mainly using computer aided drug design and the molecular simulation technology. Using NMR technology studies the specific selectivity of p7, the active site of p7-ligand complex and the effect factors of interaction. Combined with site-directed mutagenesis and multiple function test illustrates the relationship between p7 channel activity and biological function as well as the structure-activity relationship between p7 and different inhibitors, and thus open up a new route for new anti-HCV drug development.

丙型肝炎病毒（HCV）是1989年首次分离鉴定出来的一种非甲非乙型的肝炎病毒。HCV的高度变异性以及耐药性突变病毒的产生使得单纯依赖目前的药物及治疗方案将难以应。p7是HCV中唯一的离子通道蛋白，实验表明，p7对病毒晚期颗粒的组装和成熟病毒颗粒的释放是必不可少的，突变和完全删除p7会导致病毒不能产生感染性。因此抑制p7离子通道就可以抑制病毒的感染活性，将p7作为一个新的药物靶点进行抗丙肝病毒药物研发。本研究基于p7核磁结构并结合分子动力学确定了HMA的活性位点；通过计算机辅助设计筛选新的化合物结构；利用体外p7脂质体功能实验及HCV病毒细胞实验评估目标化合物抑制能力，期望找到特异性抑制p7离子通道活性的药物先导化合物，为未来治疗丙肝提供新的药物选择。

丙型肝炎是一种由丙型肝炎病毒(HCV)感染引起的病毒性肝炎。全球HCV的感染率约为3%,估计约1.8亿人感染了HCV,中国亦有约4千万人感染。病人通常表现典型的三个阶段：慢性肝炎期、肝硬化期和肝癌或肝衰竭期。.抗病毒治疗是丙肝的有效手段，药企也上市了多款丙肝药物，但是这些抗病毒药物无法治愈每一个患者，仍有少量患者治疗失败。2020年药物研发巨头吉利德公司6月30日宣布，“吉四代”的索磷维伏片（沃士韦，索磷布韦400mg/维帕他韦100mg/伏西瑞韦100mg）在中国上市，一个疗程12周， 9.9万元。与前三代类似，沃士韦用于治疗既往接受治疗失败的患者接近丙肝患者总数的5%，但是能否成功还有待实际的数据来验证。.p7是HCV中唯一的离子通道蛋白，是一个全新的靶点。实验表明，p7对病毒晚期颗粒的组装和成熟病毒颗粒的释放是必不可少的，突变和完全删除p7会导致病毒不能产生感染性。因此抑制p7离子通道就可以抑制病毒的感染活性，可以作为新药靶点进行药物研发。.我们设计了两个类型的化合物靶向p7都取得了预期成果。第一类及小分子药物，是从抗病毒药物金刚烷乙胺类似物出发，筛选及设计了系列化合物，并通过NMR及体外病毒细胞实验测试了抑制能力；第二类是环肽抑制剂的设计，从设计、合成、NMR、体外活性实验结果看，在未修饰的情况下，抑制病毒的能力就达到IC50在4.6微摩尔左右，环肽更有潜力成为广谱抗HCV的先导物。尤其是与吉利德公司的明星药物索磷布韦(英文名Sofosbuvir）对照时，对具有抗药性的变异病毒抑制能力更有优势。针对这个结果我们分析计算发现环肽结构与上市药物的靶点结构如NS3/4A，NS5A/B的结合能力都很好，尤其是对Sofosbuvir的变异结构位点也有很强的结合，与吉利德四代药物多靶点结合类似，环肽分子也可能是拥有多靶点结合能力的结构分子。从我们的实验结果及吉利德公司的四代丙肝药物可以推测，如果结合p7的靶点药物，HCV的患者才有可能100%治愈，所以p7的抑制剂依然具有开发潜力为完全治愈HCV患者提供治疗机会。