核苷酸类化合物在抑制新冠病毒和流感病毒中的用途

摘要

本发明涉及抑制新冠病毒、流感病毒的核苷酸类化合物及其用途。由对新冠病毒、流感病毒的抑制实验可知，本发明所述核苷酸类化合物可有效抑制新冠病毒、流感病毒。本发明所述的化合物或其在药学上可接受的盐或酯可用于制备预防和/或治疗新冠病毒、流感病毒感染的药物。

权利要求

1.结构如式(1)、(2)所示核苷酸类化合物或其在药学上可接受的盐在制备用于预防和/或治疗COVID‑19和流感病毒的药物中的用途：。

2.根据权利要求1所述用途，其特征在于，所述流感病毒为H1N1。

说明书

核苷酸类化合物在抑制新冠病毒和流感病毒中的用途

技术领域

[0001] 本发明涉及基于核苷酸结构的化合物，还涉及该基于核苷酸结构的化合物在抑制新冠病毒和流感病毒的用途。

背景技术

[0002] 新型冠状病毒COVID‑19是自然界产生的一种的冠状病毒，其引起的新冠肺炎疫情对我国民众健康及经济发展带来极大影响，至今无特效治疗药物，采用常规抗生素治疗时
效果并不明显，甚至有些抗生素药物还存在严重的毒副作用。而且COVID‑19为RNA病毒，极
其容易发生变异，如果不及时对患者提供有效治疗，传播范围会越来越大，病毒变异的可能
性同样会越来越高，故研发有效抑制新型冠状病毒COVID‑19，并且潜在毒性较小的药物迫
在眉睫。

[0003] 针对新型COVID‑19复制快、宿主范围广、变异高、跨物种传播快等问题，广谱抗病毒药物的开发是抗新型COVID‑19重要策略。虽然SARS‑CoV、MERS‑CoV及COVID‑19毒株被迅
速发现及鉴定，但由于多种因素的影响，抗病毒药物的研究进展仍受到阻碍。由于目前没有
特异性针对新冠病毒的治疗药物，临床用药多基于抑制病毒的复制与合成的原理。

[0004] 核苷类药物在抗病毒领域发挥着非常重要的作用，尤其是20世纪80年代以来涌现出大量高效低毒的核苷类药物，其中大部分是经过化学修饰的嘌呤、嘧啶核苷类似物，结构
与天然核苷非常相似。

[0005] 2015年FDA曾授予瑞德西韦孤儿药的资格用于抗击埃博拉病毒，研究表明瑞德西韦通过抑制一种RNA依赖的RNA聚合酶(RdRP)，能够提前终止病毒RNA的转录从而起到阻止
病毒复制的作用。瑞德西韦在治疗埃博拉病毒试验中并未表现出显著疗效，但对于SARS‑
CoV和MERS‑CoV却显示出较好的体内以及体外抗病毒活性。而在最新的一项评估瑞德西韦
治疗新型冠状病毒肺炎的安全性和有效性的队列分析试验中并未得到令人期待的结果。

[0006] 法匹拉韦是一种核苷类药物用于阻断病毒的复制达到抑制病毒的效果，药物进入宿主细胞后能被宿主细胞酶磷酸核糖基化生成法匹拉韦RTP(法匹拉韦呋喃核糖基‑5‑三磷
酸肌醇)，该生物活性物质能够被RNA聚合酶错误识别并与之结合，从而抑制病毒RNA的复制
和转录。但是，法匹拉韦在治疗新型冠状病毒肺炎的安全性和有效性的队列分析试验中也
并未得到令人期待的结果。

发明内容

[0007] 本发明提供了基于核苷酸结构的化合物，还化合物对于新型冠状病毒COVID‑19以及流感病毒具有抑制作用。

[0008] 本发明的技术方案如下：

[0009] 结构如式I所示核苷酸类化合物或其在药学上可接受的盐或酯在制备用于预防和/或治疗COVID‑19、流感病毒的药物中的用途：

[0010]

[0011] 其中：

[0012] R1独立地是硝基、炔基、烷氧基、羟基、氰基；

[0013] R2是羟基、烷氧基、C1‑C8烷基。

[0014] 作为对上述技术方案的进一步改进，所述C1‑C8烷基为2‑乙基‑丁基。

[0015] 作为对上述技术方案的进一步改进，所述R1为硝基或炔基。

[0016] 作为对上述技术方案的进一步改进，所述化合物为以下结构所示化合物中的至少一种：

[0017]

[0018] 核苷类药物作为亲水性化合物，不能自由穿过细胞膜，尤其是不能穿过血脑屏障到达脑组织来抑制病毒复制，且存在胃肠道的首过效应，可导致药物失效或引起严重的胃
肠道反应。因此核苷类前药是近年核苷类药物结构修饰的一个重要方向前药策略可以改善
核苷类药物的口服生物利用度及药动学性质，靶向药物到特定病变部位，长作用时间，降低
毒副作用，从而提高抗病毒效果以及扩大抗病毒谱。

[0019] 本发明核苷酸类似物具有阻断作用的磷酸基团，还在特定部位进行了取代，具有良好的细胞渗透性，使其能够进入受感染的真核细胞，其是一种前药，通过细胞酶转化为活
性三磷酸形式，激活后的药物结合在RNA聚合酶(RdRP)的活性部位，之后被整合到RNA中，由
于在2’位的修饰，可抑制RNA链的进一步延伸并终止RNA的复制，它作为RNA聚合酶抑制剂可
与天然核糖核苷酸竞争。本发明所述的化合物或其在药学上可接受的盐或酯对于新冠病
毒、流感具有良好的抑制作用。

附图说明

[0020] 图1显示不同浓度的不同化合物对于COVID‑19的抑制效果；

[0021] 图2显示不同浓度的不同化合物对于COVID‑19的抑制效果。

具体实施方式

[0022] 为了更充分的理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。

[0023] 以下实验由广州海关技术中心BSL‑3级实验室进行。

[0024] 实施例1

[0025] 不同化合物对新冠病毒抑制效果

[0026] Day 0细胞铺板

[0027] Vero E6细胞进行96孔细胞板铺板，1.6×104cells/well，D10培养基进行37℃、5％CO2培养过夜。

[0028] Day 1抗病毒实验

[0029] 1.药物稀释：药物储存浓度为10mM，用DMEM培养基将其分别稀释至10μM、5μM、1μM作用浓度组和20μM、10μM、2μM作用浓度组。

[0030] 2.预处理：实验分别设置细胞对照组、病毒感染组、药物病毒作用组、药物对照组共计4组实验，每种药物3个复孔。在Vero E6细胞感染病毒前吸弃细胞培养上清，在药物病
毒作用组及药物对照组中加入相应10μM、5μM、1μM作用浓度培养液，100μL/well。37℃、5％
CO2培养2h。

[0031] 3.抗病毒作用：预处理之后在BSL‑3实验室中，吸弃所有细胞板内上清，用D2培养基稀释2019‑nCoV病毒(COVID‑19)，使其MOI＝0.05，体积为25μL/well。将稀释好的病毒25μ
L/well与药物20μM、10μM、2μM作用浓度组(25μL/well)混合，形成药物病毒作用组50μL/
well。其余的组用相应的D2培养基来代替药物或病毒进行混合。将混合后的培养基孵育细
胞，37℃、5％CO2培养1h。

[0032] 4.细胞培养：混合孵育后的细胞吸弃上清，分别药物病毒作用组内加入10μM、5μM、1μM药物培养基(D2作为稀释液)100μL/well。在其他组内加入相应的D2或药物培养基100μ
L/well，37℃、5％CO2培养24h。

[0033] Day 2IFA检测

[0034] 1.细胞板固定：在BSL‑3级实验室，细胞板内弃去培养上清，加入4％PFA 200μL/well，室温固定大于3h。

[0035] 2.IFA检测：Triton打孔破膜封闭后，SARS‑N兔单抗作为一抗作用1h，A488anti‑Rabbit IgG为二抗作用1h，洗板，荧光观察。

[0036] 实验结果：

[0037] Row A：细胞对照组；无任何药物处理及病毒感染

[0038] Row B：病毒感染对照组；无任何药物处理仅感染病毒

[0039] Row C：10μM药物病毒作用组；药物与病毒共作用

[0040] Row D：5μM药物病毒作用组；药物与病毒共作用

[0041] Row E：1μM药物病毒作用组；药物与病毒共作用

[0042] Row F：10μM药物处理组；仅药物全程作用细胞，不进行病毒感染

[0043] Row G：5μM药物处理组；仅药物全程作用细胞，不进行病毒感染

[0044] Row H：1μM药物处理组；仅药物全程作用细胞，不进行病毒感染

[0045] 第1‑3列：化合物1；第4‑6列：化合物6；第7‑9列：化合物2；第10‑12列：化合物7。其中化合物6和7的结构式如下：

[0046]

[0047] 实验结果如图1和图2所示，化合物1和化合物2在10μM作用下有明显的病毒抑制作用，在5μM作用下有50％‑70％病毒抑制作用，在1μM作用下无明显的病毒抑制作用。化合物6
和化合物7在3种作用浓度下对新冠病毒的抑制作用不明显。

[0048] 由对新冠病毒的抑制实验可知，本发明所述化合物1和2可有效抑制新冠病毒，本发明所述的化合物或其在药学上可接受的盐或酯可用于制备预防和/或治疗新冠病毒感染
的药物。

[0049] 实施例2

[0050] 不同化合物抑制流感病毒H1N1和仙台病毒

[0051] 病毒感染性测定(TCID50的测定)

[0052] 取出病毒液溶解后，用无血清无双抗培养基进行连续10倍的梯度稀释，可稀释为101～109(可按情况增加或减少稀释度)将各稀释度的病毒接种于相应的宿主细胞中，其中
流感病毒H1N1、仙台病毒接种于MDCK(NBL‑2)细胞，每个稀释度设6‑8个复孔，将不同浓度的
病毒液分别接种到相应的长成单层细胞的96孔板中，每孔100μL，置于5％CO2恒温培养箱
内，流感病毒(H1N1)于35℃，仙台病毒于37℃吸附1‑2h后弃上清，以PBS洗1‑2次；加细胞维
持液每孔100μL继续培养，同时设正常细胞对照组6‑8个，分别置35℃、37℃5％CO2培养箱培
养，每日观察病毒生长情况，在倒置显微镜下观察细胞的形态变化并记录特征性细胞病变
(CPE)的孔数，3‑7d后记录结果，细胞病变率达50％及以上的培养孔计为病变孔，细胞病变
率小于50％者计为非病变孔。

[0053] 细胞出现病变(CPE)程度按6级标准记录：

[0054] ‑：细胞生长正常，无病变出现；

[0055] ±：细胞病变少于整个单层细胞的10％；

[0056] +：细胞病变少于整个单层细胞的25％；

[0057] ++：细胞病变少于整个单层细胞的50％；

[0058] +++：细胞病变少于整个单层细胞的75％；

[0059] ++++：细胞病变占整个单层细胞的75％以上。

[0060] 结果判定及计算方法：

[0061] 根据Reed‑Muench法，计算病毒的半数感染量TCID50。

[0062] 比例距离(PD)＝(病变高于50％的百分数‑50％)/(病变高于50％的百分数‑病变低于50％的百分数)

[0063] 其中细胞病变率达50％及以上的培养孔计为病变孔，细胞病变率小于50％者计为非病变孔。

[0064] 体外抗病毒试验

[0065] (1)实验方法

[0066] 待96孔板细胞长成单层后进行体外抗病毒试验。病毒攻击量为10～100TCID50。病毒吸附单层细胞1～2h后，洗去病毒液，各孔分别加入100μL药液和100μL维持液，同时设病
毒对照，空白细胞对照。置于相应温度的CO2培养箱内培养，每天在倒置显微镜下观察病变，
连续观察数天，记录各孔CPE。当病毒对照组细胞病变达到“++++”，且正常细胞对照组无病
变时，确定为CCK‑8检测的最适时间点，进行CCK‑8检测，在酶标仪450nm波长处测定吸光度
值(OD值)。实验重复2次，计算3次实验结果的平均值。

[0067] (2)计算方法：

[0068] 根据Reed‑Muench法，计算药物50％有效浓度(IC50)和治疗指数(TI)。

[0069] 病毒抑制率＝(药物组OD450‑病毒对照组OD450)/(正常细胞对照组OD450‑病毒对照组OD450)。

[0070] TI＝TC50/IC50。

[0071] 化合物1～5对H1N1的病毒抑制效果如下表1所示。

[0072] 表1

[0073]化合物名称 浓度 H1N1病毒抑制率
化合物1 10μM 56.859
化合物2 10μM 20.882
化合物3 10μM 36.639
化合物4 10μM 27.873
化合物5 10μM 10.716

[0074] 化合物1～5对仙台病毒抑制效果如下表2所示。

[0075] 表2

[0076]化合物名称 浓度 仙台病毒抑制率
化合物1 10μM ‑23.784
化合物2 10μM ‑19.202
化合物3 10μM ‑22.834
化合物4 10μM ‑31.735
化合物5 10μM ‑36.742

[0077] 由分别对H1N1和仙台病毒的抑制实验可知，本发明所述化合物可有效抑制H1N1病毒，但对仙台病毒并无抑制作用。虽然仙台病毒和H1N1均为RNA病毒，但是本发明的化合物
对于H1N1和仙台病毒体现出不同的抑制作用，其具体的机理还有待进一步阐明。推测可能
与具体RNA链终止和致死性突变的效率相关。

[0078] 根据所述化合物的抑制机理可以推断，本发明所述的化合物或其在药学上可接受的盐或酯可用于制备治疗和/或预防RNA病毒感染的药物。

[0079] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修
改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。