三、HIV蛋白酶抑制剂

HIV蛋白酶是HIV复制的关键酶，属天冬氨酸蛋白酶类。其作用是将gag基因和gag-pol基因表达产生的多聚蛋白裂解，变成各种有活性的病毒结构和酶。此过程在HIV病毒的成熟和复制过程中起到非常关键的作用。研究结果表明抑制该酶的活性会产生无感染能力的未成熟的子代病毒，从而阻止病毒进一步感染的进行。

HIV蛋白酶为含有99个氨基酸残基的同源二聚体，其中Asp25和Asp25'的羧基参与底物蛋白肽键的裂解过程。在催化过程中，作为底物的多聚蛋白与蛋白酶的Gly27和Gly27'的羰基形成一对氢键，Ile50和Ile50'与水分子的氧原子形成氢键，水分子的两个氢原子与底物的羰基形成另一对氢键，酶的疏水腔与底物疏水基团构成疏水相互作用。当酶的底物肽键被水解时，被剪切的酰胺的羰基由sp2杂化的平面结构转变成偕二醇的sp3四面体构型的过渡态，而形成的偕二醇的羟基与Asp25和Asp25'形成一对氢键（图13-3）。

图13-3　HIV蛋白酶水解病毒蛋白的示意图

HIV蛋白酶抑制剂（HIV Protease Inhibitors，PI）能阻断蛋白酶的正常功能，使新产生的病毒不成熟从而失去感染性。目前已有沙奎那韦（Saquinavir），利托那韦（Ritonavir），茚地那韦（Indinavir），奈非那韦（Nelfinavir），安普那韦（Amprenavir），罗匹那韦（Lopinavir），阿他那韦（Atazanavir），福沙帕那韦（Fosamprenavir）等上市。

沙奎那韦是第一个上市的HIV-1蛋白酶抑制剂。与核苷类逆转录酶抑制剂联合使用治疗晚期HIV感染。沙奎那韦的口服吸收效果良好，生物利用度明显提高，与利托那韦联用效果良好，基本取代了老的剂型。沙奎那韦对HIV蛋白酶的抑制常数为0.9nM，体外抗病毒的IC50值为0.020μM。由于HIV蛋白酶与人蛋白酶的差异很大，沙奎那韦直接抑制HIV蛋白酶活性而抑制病毒的复制，所以沙奎那韦毒性较小。沙奎那韦单独使用时其作用与AZT类似，与AZT合用时效果更好。对曾长期使用AZT治疗及未经AZT治疗的晚期HIV感染的病人，临床效果显著。

安普那韦（Amprenavir）结构中含有对氨基苯磺酰胺基，通过抑制HIV病毒编码的蛋白酶发挥作用，对病毒编码的天冬氨酸蛋白酶具有特异性，能抑制病毒编码的天冬氨酸蛋白酶，从而阻断gag和gag包膜多聚蛋白的加工，导致病毒无法处理gag和gagpol，从而产生无功能病毒，达到控制艾滋病的目的。

罗匹那韦（Lopinavir）为HIV蛋白酶抑制剂，可减少HIV的病毒量，提升CD4细胞数量。利托那韦（Ritonavir）能和HIV蛋白酶的活性部位可逆地结合，阻止多肽的形成及后期的病毒的成熟。经利托那韦治疗后的病毒颗粒仍能产生，但不具有感染性。罗匹那韦-利托那韦合用时，利托那韦可以抑制细胞色素P450（CYP3A）对罗匹那韦的代谢，增加罗匹那韦的血药浓度。

奈非那韦抑制病毒的蛋白酶，可以阻止gagpol聚合蛋白的裂解，从而产生未成熟、非感染性的病毒。本品对HIV-1有良好的抑制作用，治疗后可使HIV感染者体内HIV-RNA水平下降和CD4细胞计数升高。本品和逆转酶抑制剂合用时产生相加至增效的作用。奈非那韦对HIV蛋白酶的抑制常数为1.9nM，抗病毒活性的IC90为60nM。

茚地那韦（Indinavir）

化学名2，3，5-三脱氧-N-［（1S，2R）-2，3-二氢-2-羟基-1H-茚-1-基］-5-［（2S）-2-［［（1，1-二甲基乙基）氨基］羰基］-4-（3-吡啶甲基）-1-哌嗪基］-2-（苯甲基）-D-赤式-戊酰胺；2，3，5-trideoxy-N-［（1S，2R）-2，3-dihydro-2-hydroxy-1H-inden-1-yl］-5-［（2S）-2-［［（1，1-dimethylethyl）amino］carbonyl］-4-（3-pyridinylmethyl）-1-piperazinyl）-2-（phenylmethyl）-Derythro-pentonamide。

硫酸茚地那韦是HIV蛋白酶抑制剂。HIV蛋白酶是在传染性HIV中发现的使病毒聚合蛋白前体裂解成单个功能蛋白的一种酶。茚地那韦可与该蛋白酶的活性部位结合并抑制其活性。这种抑制作用阻断了病毒蛋白前体裂解，形成不成熟的非传染性病毒颗粒。在与核苷类似物齐多夫定、去羟肌苷及一种非核苷类抑制剂合并用药的体外研究中，茚地那韦显示出协同作用。

在一些使用茚地那韦的患者身上已经发现了对该药敏感性下降的HIV分离株。病毒的耐药性与突变增加有关，这些突变导致病毒蛋白酶上氨基酸的替换表达。已证实11个氨基酸残基位点的替换与耐药性有关。耐药性由这些位点多种氨基酸替换的共同表达所介导，更高程度的耐药通常与更大量的替换有关。茚地那韦与蛋白酶抑制剂利托那韦之间有完全的交叉耐药性。茚地那韦与其他HIV蛋白酶抑制剂之间也观察到不同程度的交叉耐药性。

茚地那韦在空腹状态时被快速吸收，在0.8小时血药浓度达峰值。超过用药剂量200～1000mg范围应用茚地那韦，健康人和HIV-1感染者体内的血浆浓度增长均高于相应比例剂量的增加量。在稳定状态，用药间歇期的茚地那韦平均血浆浓度超过HIV-1的IC95。由于半衰期短（1.8小时），在多次每8小时用药800mg后，血浆浓度只有轻度升高（12%）。每6小时给药600mg，连续给药70周后，血浆的药代动力学没有变化。单次给药800mg的生物利用度大约是65%。

健康人和HIV-1感染者，在口服用药200～1000mg范围内，尿中茚地那韦浓度增长略快于相应比例剂量的增加量。在临床用药剂量范围内，茚地那韦肾脏清除率（116ml/min）是浓度依赖性的，低于20%，药物经肾脏原型排泄。空腹单次给药700mg和1000mg，平均经肾原型排泄的药物为10.4%和12%。茚地那韦半衰期为1.8小时，很快从体内清除。人肝微粒体体外研究表明细胞色素CYP3A4是在茚地那韦氧化代谢过程中起主要作用的P450同工酶。分析服药后人的血浆和尿液样本，结果表明茚地那韦代谢产物几乎无蛋白酶抑制作用。

茚地那韦不得与利福平、特非那定、阿司咪唑、西沙必利、三唑仑咪达唑仑合用。如与去羟肌苷合用，应在空腹时至少间隔1小时分开服用。利福平是强效的P4503A4诱导剂，能明显地降低本药的血浆浓度。对CYP3A4诱导作用弱于利福平的其他药物，如苯巴比妥、苯妥英、卡马西平和地塞米松，与本药合用时应谨慎，因为它们也可能降低茚地那韦的血浆浓度。

合成方法：以顺-（1S，2R）-二氢茚二醇为起始原料，与乙腈-浓硫酸反应，在三乙胺存在下，再与3-苯基丙酰氯和异丙烯基甲醚缩合、环合，后与（S）-（+）-甲苯磺酸缩水甘油酯在六甲基二硅亚胺锂（LHS）作用下缩合，得到手性环氧化物，然后与4-（叔丁氧羰基）-哌嗪-2（S）-甲酰叔丁胺缩合、水解，最后与3-（氯甲基）吡啶缩合，得茚地那韦。