三氮唑類雜合體的抗瘧疾活性

程凡 編寫，徐志,2 審校

(1 武漢弗頓控股有限公司，武漢 430073；2 湖北德信辰科技有限公司，武漢 430080)

1 前言

可感染人類的瘧原蟲有惡性瘧原蟲、間日瘧原蟲、卵形瘧原蟲、三日瘧原蟲和諾氏瘧原蟲五種，其中惡性瘧原蟲和間日瘧原蟲最為常見(jiàn)。惡性瘧原蟲主要分布在東亞、南亞、南美、加勒比地區(qū)、中東和非洲，而間日瘧原蟲則主要分布于中美洲、印度和地中海東部。惡性瘧原蟲最為致命，其導(dǎo)致了約90%的瘧疾死亡。間日瘧原蟲的致病性弱于惡性瘧原蟲，但是它是引起瘧疾復(fù)發(fā)的罪魁禍?zhǔn)?，而?fù)發(fā)性間日瘧疾可引起嚴(yán)重貧血甚至死亡。卵形瘧原蟲和三日瘧原蟲較為少見(jiàn)且不致命，主要分布于非洲和巴布亞新幾內(nèi)亞，而諾氏瘧原蟲則是最近剛發(fā)現(xiàn)的僅分布于東南亞局部地區(qū)的第五種可感染人類的瘧原蟲。

據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)估計(jì)，與2010年相比，2017年全球瘧疾發(fā)病人數(shù)降低了2000萬(wàn)，但在2015—2017年間全球在抗擊瘧疾領(lǐng)域并未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。這主要是由于瘧原蟲的生命周期極為復(fù)雜和耐藥瘧疾的不斷涌現(xiàn)及廣泛傳播所致，故亟需開(kāi)發(fā)可作用于兩個(gè)或多個(gè)生命階段、對(duì)藥敏型和耐藥性瘧疾均有效的新型抗瘧疾藥物。

三氮唑?yàn)槲逶s環(huán)化合物，可分為1,2,3-三氮唑和1,2,4-三氮唑(圖1)。三氮唑可作為酰胺、酯、羧酸和其它一些雜環(huán)如吡唑的電子等排體，由于可形成多種非共價(jià)鍵作用可與多個(gè)生物靶點(diǎn)相結(jié)合，故其衍生物具有抗菌、抗結(jié)核、抗腫瘤和抗瘧疾等多種生物活性。此外，某些三氮唑衍生物如氟康唑和利巴韋林等已被批準(zhǔn)用于臨床治療各種疾病。顯然，三氮唑類化合物在新藥研發(fā)領(lǐng)域舉足輕重。

近年來(lái)，藥物化學(xué)家設(shè)計(jì)合成了數(shù)以千計(jì)的三氮唑衍生物，并研究了它們的體內(nèi)外抗瘧疾活性，并發(fā)現(xiàn)了若干苗頭化合物。本文綜述了近期三氮唑雜合體在抗瘧疾領(lǐng)域的研究進(jìn)展，并歸納總結(jié)了此類化合物的構(gòu)-效關(guān)系(SAR)，為進(jìn)一步研究打基礎(chǔ)。

2 三氮唑-喹啉/喹諾酮雜合體和三氮唑作為連接子的喹啉雜合體

2.1 三氮唑-喹啉/喹諾酮雜合體

圖1 1,2,3-三氮唑、1,2,4-三氮唑母核及其異構(gòu)體的化學(xué)結(jié)構(gòu)

喹啉類抗瘧疾藥物如奎寧(QN)、氯喹(CQ)和甲氟喹(MQ)是一線抗瘧疾藥物，故將三氮唑與喹啉雜合是獲得新型抗瘧疾藥物的有效途徑。含有酰胺結(jié)構(gòu)片段的三氮唑-喹啉雜合體1(圖2)不僅具有良好的抗氯喹敏感型(CQS) D10和耐藥型(CQR) K1惡性瘧原蟲活性，而且可抑制β-血紅素的形成，半抑制濃度(IC50)分別為348.8～27518nmol/L，518.6～130625nmol/L和8.9～46.3μmol/L。其中，這類雜合體的抑β-血紅素形成活性與CQ(IC50:18.2μmol/L)相當(dāng)或更優(yōu)，但抗CQS D10和CQR K1惡性瘧原蟲活性則弱于CQ(IC50:17.4和354.7nmol/L)。SAR研究結(jié)果顯示，喹啉核C-7位取代基與活性息息相關(guān)，且含氯雜合體的活性普遍優(yōu)于氰基衍生物。雜合體1a,b的抗CQS D10和CQR K1惡性瘧原蟲活性最高，IC50分別為348.8, 584.5和518.6, 2399nmol/L，耐藥性指數(shù)(RI:IC50(K1)/IC50(D10))分別為1.5和4.1。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，與相應(yīng)的一級(jí)酰胺雜合體相比，二級(jí)酰胺衍生物的耐藥水平更高。C-7位為氰基的雜合體的耐藥水平低于相應(yīng)的含氯衍生物，提示7-氯喹啉母核本身參與耐藥性。RI與脂溶性參數(shù)log P正相關(guān)，提示水溶性雜合體與CQ的交叉耐藥性較低。雜合體1b和1c對(duì)哺乳動(dòng)物CHO細(xì)胞的毒性較低，IC50分別為10.7和73.2μmol/L，選擇性指數(shù)(SI:IC50(CHO)/IC50(D10))分別為31和125。

Taleli等測(cè)定了一系列喹啉-四氮唑雜合體2和3的體外抗CQS NF54和CQR Dd2惡性瘧原蟲活性，結(jié)果表明，所測(cè)雜合體均具有潛在的活性，IC50為8.9～5330nmol/L，但絕大多數(shù)雜合體的抗CQS NF54惡性瘧原蟲活性弱于CQ和青蒿琥酯(IC50:12.1和＜5.2nmol/L)。6個(gè)雜合體2b～d、2h，3g和3i(IC50:50.8～78.6nmol/L)具有優(yōu)秀的抗CQR Dd2惡性瘧原蟲活性，其活性是CQ(IC50:245nmol/L)的3.1～4.8倍，但弱于青蒿琥酯(IC50:24.2nmol/L)。有趣的是，側(cè)鏈含有小體積胺基取代基雜合體的抗CQS NF54惡性瘧原蟲活性優(yōu)于相應(yīng)的大體積芳胺衍生物，但抗CQR Dd2惡性瘧原蟲活性觀測(cè)到類似趨勢(shì)。代表物2d的抗CQS NF54和CQR Dd2惡性瘧原蟲IC50分別為9.8和53.5nmol/L，活性優(yōu)于CQ，值得進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。

三氮唑-QN雜合體4和5的體外抗惡性瘧原蟲SAR研究結(jié)果表明，三氮唑與QN之間連接子的長(zhǎng)度與活性正相關(guān)，即含有次乙基連接子的雜合體5(IC50:27～345nmol/L)的活性高于相應(yīng)的次甲基衍生物4 (IC50:450～20000nmol/L)。與無(wú)取代衍生物相比，向苯環(huán)上引入氯和甲氧基對(duì)活性影響不大，但硝基會(huì)大幅降低活性。向苯環(huán)的對(duì)位引入甲基或延長(zhǎng)苯環(huán)與三氮唑之間連接子長(zhǎng)度則對(duì)活性有利。其中，雜合體5l(IC50:27nmol/L)和5m(IC50:30nmol/L)的抗CQS 3D&惡性瘧原蟲活性分別是QN(IC50:58nmol/L)的2.14和1.93倍，值得進(jìn)一步研究。

次乙基和次丙基連接的三氮唑-喹啉雜合體6 (IC50:0.90～11.52μmol/L)和7(IC50:0.59～4.71μmol/L)具有中等強(qiáng)度的抗CQS D6和CQR W2惡性瘧原蟲活性，且長(zhǎng)鏈連接子的雜合體7活性優(yōu)于相應(yīng)的短鏈雜合體6，這可能是優(yōu)于長(zhǎng)鏈雜合體的脂溶性更高所致。向苯環(huán)不同位點(diǎn)引入鹵素和烷基對(duì)活性影響不大，但向苯環(huán)對(duì)位引入乙酰基則會(huì)提高活性。用萘基取代苯基對(duì)活性有利，但向芳環(huán)引入烷基醇則會(huì)導(dǎo)致活性大幅降低。代表物7c的抗CQS D6和CQR W2惡性瘧原蟲IC50分別為0.59和1.14μmol/L，活性弱于CQ(IC50:0.04和0.42μmol/L)和青蒿素(ART, IC50:0.03和0.25μmol/L)。

如上所述，三氮唑與喹啉之間的連接子對(duì)抗惡性瘧原蟲活性至關(guān)重要。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)連接子的雜合體8和9對(duì)所測(cè)惡性瘧原蟲無(wú)活性或僅顯示出較弱的活性，且烷基連接子的長(zhǎng)度與活性正相關(guān)。三氮唑-喹啉雜合體的SAR如圖3所示。

三氮唑-小檗堿雜合體10(IC50:0.142～28.006μmol/L)具有潛在的抗CQS 3D7惡性瘧原蟲活性，SAR顯示，苯環(huán)上的取代基對(duì)活性有顯著影響：與無(wú)取代衍生物相比，向苯環(huán)引入氟和氯對(duì)活性有利，而甲基和硝基對(duì)活性不利。用哌啶、嗎啉或甲基哌嗪取代磺酰基上的氨基或苯胺對(duì)活性不利。代表物10d的抗CQS 3D7惡性瘧原蟲活性IC50為0.142μmol/L，且對(duì)PC-3 cells無(wú)毒，值得進(jìn)一步優(yōu)化。

喹諾酮類是僅次于頭孢菌素類抗生素的第二大類抗感染化療藥物。除經(jīng)典的抗菌活性外，喹諾酮類化合物還具有包括抗瘧疾在內(nèi)的多種生物活性。在N-1位含有三氮唑結(jié)構(gòu)單元的氟喹諾酮類衍生物11(IC50:1.33～6.96μg/mL)對(duì)CQS 3D7惡性瘧原蟲具有中等強(qiáng)度活性，且優(yōu)于對(duì)照藥環(huán)丙沙星(IC50:8.82μg/mL)。SAR顯示，無(wú)論向三氮唑N-1位引入芳環(huán)或者烷基均不會(huì)提高活性，而烷基醇和芐基的引入將導(dǎo)致活性大幅下降。活性最高的雜合體11a(IC50:1.33μg/mL)的抗CQS 3D7惡性瘧原蟲活性是環(huán)丙沙星的6.63倍，可作為先導(dǎo)物進(jìn)一步優(yōu)化。

所有三氮唑-喹諾酮-亞胺雜合體12均未顯示出抗CQR Gambia Cl D-3惡性瘧原蟲活性，但其脲衍生物13a,b具有中等強(qiáng)度的活性，IC50分別為3.89和3.91μmol/L，這可能是由于雜合體13a,b可抑制二氫葉酸還原酶所致。

圖2 三氮唑-喹啉雜合體1～10的化學(xué)結(jié)構(gòu)

2.2 三氮唑作為連接子的喹啉雜合體

藥效團(tuán)之間的連接子對(duì)生物活性有極大影響，而三氮唑不僅易于合成，而且具有各種生物活性，是良好的連接子。1,2,3-三氮唑連接的喹啉-均三嗪雜合體14(圖5，IC50:0.96～5.97μmol/L)和15(IC50:0.58～2.24μmol/L)對(duì)CQS D6和CQR W2惡性瘧原蟲具有良好的活性，且在濃度高達(dá)48μmol/L時(shí)對(duì)VERO細(xì)胞未顯示出毒性。SAR顯示，雜合體15的活性優(yōu)于其衍生物14，提示延長(zhǎng)三氮唑與喹啉之間的連接子對(duì)活性有利。對(duì)R1位而言，含有芳基取代基的雜合體活性優(yōu)于相應(yīng)的烷基和環(huán)烷基衍生物，且向苯環(huán)引入供電子的甲基或甲氧基對(duì)活性有利。對(duì)R1位而言，引入堿性哌啶、嗎啉和二甲胺基取代氯原子對(duì)活性有利，且取代基對(duì)活性的貢獻(xiàn)順序?yàn)槎装坊締徇具哙ぃ韭取４砦?5f(IC50:0.58和0.73μmol/L)的抗CQR W2惡性瘧原蟲活性與CQ(IC50:0.42μmol/L)相當(dāng)，但抗CQS D6惡性瘧原蟲活性低于CQ(IC50:0.04μmol/L)和ART(IC50:0.03μmol/L)。

1,2,3-三氮唑連接的喹啉-脫藻糖泰藻浴星雜合體16a,b不僅具有潛在的抗金黃色葡球菌和表皮葡葡球菌活性，最小抑制濃度(MIC)為0.5～1.0μg/mL，而且對(duì)CQR K1惡性瘧原蟲也具有相當(dāng)?shù)幕钚裕琁C50分別為2.0和0.73μg/mL，提示長(zhǎng)鏈連接子對(duì)活性有利。雜合體16b對(duì)人二倍體細(xì)胞系MRC-5細(xì)胞的毒性較低，CC50為43μg/mL，SI為59。研究表明，疏螺體素及其衍生物具有潛在的抗CQS和CQR惡性瘧原蟲活性。其中，1,2,3-三氮唑連接的喹啉-疏螺體素雜合體17抗CQS FCR3和CQR K1惡性瘧原蟲的IC50分別為0.079和0.067ng/mL，活性是母藥疏螺體素(IC50:0.88和0.93ng/mL)的＞10倍。雜合體17對(duì)MRC-5細(xì)胞的CC50為1050ng/mL，SI和RI分別為≥13400和0.848，具有治療耐藥瘧疾的潛力。1,2,3-三氮唑連接的喹啉-kauranoid雜合體17a和17b在濃度為50μg/mL時(shí)對(duì)CQR W2惡性瘧原蟲的生長(zhǎng)抑制率僅為31.0%和44.0%，仍需進(jìn)一步優(yōu)化。

喹啉-查爾酮和三氮唑-查爾酮雜合體均具有潛在的抗瘧疾活性，而包含三個(gè)藥效團(tuán)的喹啉-三氮唑-查爾酮雜合體可能具有更高的抗瘧疾活性。雜合體19～21(圖6，IC50:0.04～＞20μmol/L)對(duì)所測(cè)CQS Dd10, CQR Dd2和W2惡性瘧原蟲具有一定的活性，且SAR顯示，連接方式與活性息息相關(guān)，且雜合體19(IC50:0.04～5.0μmol/L)＞20(IC50:0.3～11.7μmol/L)＞21(IC50:2.1～＞20μmol/L)。總體而言，向苯環(huán)引入2,4-二甲氧基和2,3,4-三甲氧基對(duì)活性有利。其中，代表物19b (IC50:0.04, 0.07和0.09μmol/L)的抗CQS Dd10, CQR Dd2和W2惡性瘧原蟲活性與CQ(IC50:0.017, 0.097和0.069μmol/L)相當(dāng)，但抑β-血紅素形成能力優(yōu)于CQ。

圖3 三氮唑-喹啉雜合體的SAR

喹啉- 三氮唑- 查爾酮雜合體2 2 ( I C50:114.1～1909.0nmol/L)和23(IC50:337.1～＞10000nmol/L)也具有潛在的抗CQR W2惡性瘧原蟲活性，且SAR顯示雜合體22的活性優(yōu)于相應(yīng)的23，提示短鏈連接子對(duì)活性有利。對(duì)雜合體22而言，與R1位無(wú)取代的雜合體相比，甲氧基的引入可提高活性。代表物22b的抗CQR W2惡性瘧原蟲IC50為114.1nmol/L，活性不亞于CQ (IC50:150nmol/L)，且對(duì)HeLa細(xì)胞的毒性(CC50:35.6μmol/L)較低。

1,2,3-三氮唑連接的4-胺基喹啉-二茂鐵-查爾酮雜合體24～26具有潛在的抗CQR W2惡性瘧原蟲活性，其中喹啉環(huán)上連有烷基胺的雜合體26(IC50:0.37～2.92μmol/L)活性高于相應(yīng)的哌嗪(24, IC50:2.55～5.08μmol/L)和胺基苯醚(25, IC50:1.16～4.98μmol/L)衍生物。雜合體26j(IC50:0.37μmol/L, CC50:18.20μmol/L)的活性最高且毒性較低，但活性弱于CQ和FQ(IC50:0.060和0.0081μmol/L)。

β-內(nèi)酰胺-三氮唑-喹啉雜合體27(圖7)和β-內(nèi)酰胺-雙(三氮唑-喹啉)雜合體28的抗CQR W2惡性瘧原蟲活性SAR顯示，雜合體28(IC50:1.1～2.8μmol/L)的活性優(yōu)于相應(yīng)的27(IC50:1.9～＞10μmol/L)，這可能由于三氮唑增強(qiáng)了雜合體的溶解性或提高了7-氯喹林與血紅素的結(jié)合能力所致。雜合體27a和28c抗CQR W2惡性瘧原蟲活性的IC50分別為1.9和1.1μmol/L，而進(jìn)一步研究顯示，這類雜合體可通過(guò)抑制瘧原蟲的二氫葉酸還原酶(PfDHFR)發(fā)揮功效。

喹啉-三氮唑-靛紅雜合體29(IC50:118～346nmol/L)和30(IC50:69.0～509nmol/L)具有優(yōu)秀的抗CQR W2惡性瘧原蟲活性，且后者的活性優(yōu)于前者。與無(wú)取代的雜合體相比，向靛紅的C-5位引入吸電子基如氟、氯或供電子基甲基并不能提高活性。雜合體30c (IC50:69.0nmol/L)的抗CQR W2惡性瘧原蟲活性與CQ (IC50:60.0nmol/L)相當(dāng)，但弱于ART(IC50:7.0nmol/L)。

喹啉-三氮唑-靛紅雜合體31～33的抗CQR W2惡性瘧原蟲活性SAR表明，7-氯喹啉與靛紅之間烷基連接子的長(zhǎng)度與活性正相關(guān)，且雜合體33(IC50:1.21～3.85μmol/L)≥32(IC50:1.37～3.07μmol/L)＞＞31 (IC50:＞5μmol/L)。與無(wú)取代的雜合體相比，向靛紅的C-5位引入吸電子基如氟、氯和溴或供電子基甲基對(duì)活性有利，且氯最優(yōu)。雜合體32c和33c(IC50:1.37和1.21μmol/L)是每個(gè)系列里活性最高的化合物，但活性遠(yuǎn)遜于CQ和ART(IC50:0.099和0.014μmol/L)。

3 三氮唑-香豆素/黃酮/查爾酮雜合體

圖4 三氮唑-喹諾酮雜合體11～13的化學(xué)結(jié)構(gòu)

圖5 三氮唑作為連接子的喹啉雜合體14～18的化學(xué)結(jié)構(gòu)

香豆素和黃酮是天然產(chǎn)物中的常見(jiàn)片段，其衍生物具有潛在的抗瘧疾活性。三氮唑-香豆素雜合體34(IC50:0.763～15.40μg/mL)具有抗CQS 3D7惡性瘧原蟲活性，且與無(wú)取代衍生物34r(IC50:1.187μg/mL)相比，向三氮唑引入取代芐基、7-氯喹啉基、羥基次乙基、酯基及除2,4-二甲氧基苯基(34i, IC50:0.763μg/mL)和3,5-二甲基苯基(34l, IC50:0.893μg/mL)之外的苯基取代基對(duì)活性不利。作用機(jī)制研究結(jié)果顯示，這類雜合體可抑制瘧原蟲DNA促旋酶的催化活性，阻止其超螺旋進(jìn)而誘導(dǎo)瘧原蟲死亡。

香豆素-三氮唑-查爾酮雜合體35和36的抗惡性瘧原蟲SAR顯示，連接方式與活性息息相關(guān)：①所有苯環(huán)對(duì)位含有三氮唑結(jié)構(gòu)片段的雜合體35d～f和36d～f(IC50:＞10μg/mL)均對(duì)耐多藥K1惡性瘧原蟲無(wú)活性; ②三氮唑在香豆素C-4位優(yōu)于C-7位。含有2,3-二甲氧基和2,3,4-三甲氧基的雜合體活性最高，IC50為1.60～13.03μmol/L，提示向查爾酮的鄰位和間位引入甲氧基對(duì)活性有利。其中，雜合體36e不僅對(duì)VERO細(xì)胞無(wú)毒性，而且對(duì)耐多藥K1惡性瘧原蟲的活性(IC50:1.6μmol/L)最高，但活性弱于二氫青蒿素(IC50:0.0011μmol/L)。

圖6 三氮唑連接的喹啉-查爾酮雜合體19～26的化學(xué)結(jié)構(gòu)

圖7 雜合體β-內(nèi)酰胺-三氮唑-喹啉雜合體27和28的化學(xué)結(jié)構(gòu)

三氮唑-黃酮雜合體37(IC50:3.85～12.07μg/mL)和黃酮-雙三氮唑雜合體38(IC50:8.98～14.48μg/mL)僅具有弱到中等強(qiáng)度的抗CQS 3D7惡性瘧原蟲活性，且活性遠(yuǎn)遜于ART(IC50:1.117ng/mL)。SAR顯示，第二個(gè)三氮唑結(jié)構(gòu)單元的引入對(duì)活性不利，三氮唑-查爾酮雜合體39(圖10，IC50:2.74～6.27μg/mL)和查爾酮-雙三氮唑雜合體40(IC50:4.92～11.02μg/mL)也觀測(cè)到了類似的結(jié)果，且查爾酮雜合體的活性普遍高于相應(yīng)的黃酮雜合體。

4 三氮唑-吲哚/靛紅雜合體

三氮唑-靛紅雜合體41(圖11)的抗CQS 3D7和CQR K1惡性瘧原蟲SAR研究結(jié)果表明，向苯環(huán)上引入氯原子41b, 41f和41g(IC50:＞10μmol/L)，將導(dǎo)致活性消失，而其他取代基雜合體具有潛在的活性，IC50為2.25～8.77μmol/L，活性弱于CQ(IC50:0.007和0.44μmol/L)。三氮唑-靛紅雜合體42的抗CQS 3D7惡性瘧原蟲較弱，IC50僅為40μg/mL，但其活性是(S,S)-光學(xué)異構(gòu)體的10倍，提示手性對(duì)活性影響巨大。

除化合物43g外的三氮唑并三嗪并吲哚43(IC50:7.10～142.00μmol/L)具有潛在的抗CQS和CQR惡性瘧原蟲活性，其中無(wú)取代或甲基取代衍生物43a～c (IC50:7.10～48.00μmol/L)的活性與CQ (IC50:29.64和277.50μmol/L)和MQ(IC50:38.45和8.12μmol/L)處于同一水平，但向1,2,4-三氮唑結(jié)構(gòu)單元(R1位)引入大取代基如三氟甲基或2-氯苯基將導(dǎo)致活性大幅降低。對(duì)R2位而言，引入三氟甲基對(duì)活性不利。1,2,4-三氮唑-吲哚啉44a,b抑falcipain-2的IC50分別為4.59和48.78μmol/L，但二者無(wú)抗CQR W2惡性瘧原蟲活性(IC50:＞10μmol/L)。

圖8 雜合體喹啉-三氮唑-靛紅雜合體29～33的化學(xué)結(jié)構(gòu)

除化合物45b～d之外的三氮唑連接的靛紅-二茂鐵雜合體45(IC50:3.76～26.50μmol/L)均顯示出抑CQS 3D7和CQR W2惡性瘧原蟲生長(zhǎng)活性，但弱于CQ (IC50:0.021和0.49μmol/L)。SAR顯示，連接子的長(zhǎng)度與活性正相關(guān)，含有次丙基連接子的雜合體45e～h (IC50:3.76～16.20μmol/L)活性高于相應(yīng)的次乙基衍生物45a～d(IC50:24.43～＞100μmol/L)。與無(wú)取代衍生物相比，向靛紅的C-5位引入氯或甲基對(duì)活性不利，但氟可提高活性。代表物45f(IC50:3.76和5.97μmol/L)的抗CQS 3D7和CQR W2惡性瘧原蟲活性最高，且對(duì)HeLa細(xì)胞的毒性(CC50:82.14μmol/L)較低，可進(jìn)一步優(yōu)化。

靛紅- 三氮唑- 查爾酮雜合體46 (IC50:2.18～＞20μmol/L)和47(IC50:2.09～＞20μmol/L)抗CQR W2惡性瘧原蟲SAR研究表明，三氮唑與苯環(huán)的連接方式與活性息息相關(guān)，且對(duì)雜合體46而言，間位＞對(duì)位＞鄰位，而對(duì)雜合體47而言，間位＞鄰位 ＞對(duì)位。雜合體47b抑制falcipain-2的IC50為15.04μmol/L，但抗CQR W2惡性瘧原蟲活性(IC50:2.09μmol/L)弱于CQ (IC50:0.0694μmol/L)。

5 三氮唑-β-內(nèi)酰胺雜合體

絕大多數(shù)三氮唑-β-內(nèi)酰胺雜合體48(圖12，IC50:1～7.86μmol/L)具有中等強(qiáng)度的抗CQS 3D7, CQR K1和W2惡性瘧原蟲活性，但活性遠(yuǎn)遜于CQ(IC50:0.002～0.02366μmol/L)。SAR顯示，R2位和R3位為甲酯的雜合體48a～c抗惡性瘧原蟲活性較弱。R3位為苯酯的雜合體48d～g抗惡性瘧原蟲活性與R1位取代基相關(guān)，且環(huán)己基優(yōu)于取代苯基。代表物48e(IC50:1.13, 1.21和1μmol/L)對(duì)所測(cè)所有雜合體的活性最高，可作為先導(dǎo)物進(jìn)一步優(yōu)化。

圖9 三氮唑-香豆素/黃酮/查爾酮雜合體34～38的化學(xué)結(jié)構(gòu)

圖10 三氮唑-查爾酮雜合體39和40的化學(xué)結(jié)構(gòu)

圖11 三氮唑-吲哚/靛紅雜合體41～47的化學(xué)結(jié)構(gòu)

三氮唑-β-內(nèi)酰胺雜合體49(IC50:5.02～57.51μmol/L), 50(IC50:5.14～＞125μmol/L)和β-內(nèi)酰胺-雙三氮唑雜合體51(IC50:＜0.97～42.81μmol/L)的抗CQR K1惡性瘧原蟲SAR顯示，第二個(gè)三氮唑藥效團(tuán)的引入對(duì)活性有利，且51＞49＞50。對(duì)β-內(nèi)酰胺-雙三氮唑雜合體51而言，用酰胺取代R1位醚鍵對(duì)活性不利，且R2位為芐基最優(yōu)。雜合體51a, 51c和51f的抗CQR K1惡性瘧原蟲IC50＜0.97μmol/L，活性與CQ(IC50:0.80μmol/L)相當(dāng)，值得進(jìn)一步研究。

三氮唑連接的β-內(nèi)酰胺-單/雙二茂鐵雜合體52(IC50:2.89～26.85μmol/L)和53(圖13，IC50:2.36～＞100μmol/L)的抗CQS 3D7和CQR W2惡性瘧原蟲活性弱于CQ(IC50:0.021和0.49μmol/L)。SAR顯示，此類雜合體的活性取決于β-內(nèi)酰胺N-1位取代基，而連接子的長(zhǎng)度及二茂鐵的個(gè)數(shù)對(duì)活性影響較低。對(duì)β-內(nèi)酰胺N-1位取代基而言，烷基優(yōu)于芳基。值得一提的是，所有雜合體的RI＜1，提示這類雜合體可能具有全新的作用機(jī)制。

6 三氮唑-糖雜合體

圖12 三氮唑-β-內(nèi)酰胺雜合體48～53的化學(xué)結(jié)構(gòu)

Matayoside D, 是從Matayba guianensis根部提取的雙糖甙化合物，具有中等強(qiáng)度的抗CQR FcB1惡性瘧原蟲活性，IC50為3.48μmol/L。三氮唑-matayoside D雜合體53(IC50:12.55～41.55μmol/L)也具有中等強(qiáng)度的抗CQS 3D7和CQR W2惡性瘧原蟲活性，但弱于CQ(IC50:0.06和1.11μmol/L)。雜合體53b～e的RI＜1，具有治療耐藥瘧疾的潛力。雜合體53b(IC50:12.55μmol/L)和53d(IC50:12.99μmol/L)分別是抗CQS 3D7和CQR W2惡性瘧原蟲活性最高的化合物，活性優(yōu)于母體matayoside D (IC50:17.28和24.59μmol/L)。

糖-三氮唑-靛紅雜合體54～60(IC50:1.27～9.34μmol/L)的抗CQS 3D7和CQR K1惡性瘧原蟲活性弱于CQ(IC50:0.007和0.5μmol/L)，且SAR證實(shí)，活性與糖結(jié)構(gòu)單元息息相關(guān)，且55≈58＞57≈56≈60＞59≈54。乙?；Ｗo(hù)的雜合體57和58的活性優(yōu)于羥基衍生物59和60，提示化合物的脂溶性與活性呈正比。雜合體的RI＜1，說(shuō)明這類雜合體的作用機(jī)制不同于CQ。

7 三氮唑-氧肟酸雜合體

三氮唑-氧肟酸雜合體61～63(圖14)具有潛在的抗CQS 3D7和CQR W2惡性瘧原蟲活性，且大多數(shù)雜合體的IC50在ng/mL水平。SAR顯示，三氮唑與氧肟酸之間連接子的長(zhǎng)度與活性息息相關(guān)，且含有次戊基和己基連接子的雜合體活性最高。對(duì)1,2,3-三氮唑結(jié)構(gòu)單元的C-4位取代基而言，萘基和喹啉基(63, IC50:31～165ng/mL)＞雜環(huán)(62, IC50:36.5～1687ng/mL) ＞取代苯基(61, IC50:24.5～3500ng/mL)。對(duì)雜合體61而言，向苯環(huán)的間位引入取代基最有利于活性，且該位點(diǎn)引入第二個(gè)苯基可大幅提高活性。所有雜合體的RI在1左右，說(shuō)明這類雜合體具有治療耐藥瘧疾的潛力。其中的14個(gè)雜合體的抗CQS 3D7和CQR W2惡性瘧原蟲活性與CQ(IC50:17和125ng/mL)相當(dāng)或更優(yōu)，且對(duì)VERO細(xì)胞的毒性較低，可作為先導(dǎo)物進(jìn)一步優(yōu)化。

三氮唑-氧肟酸雜合體64(IC50:80～＞1200nmol/L)及其位置異構(gòu)體65(IC50:17～＞730nmol/L)具有較高的抗CQS D6, CQR W2, 耐多藥TM90C235和TM90C2A惡性瘧原蟲活性，且所有雜合體(IC50:0.02～43μmol/L)也具有良好的抗腫瘤活性。雜合體65d(IC50:17～35nmol/L)對(duì)所測(cè)所有惡性瘧原蟲的活性與MQ(IC50:5.9～46nmol/L)，且抗CQR W2，耐多藥TM90C235和TM90C2A惡性瘧原蟲活性是CQ(IC50:138～405nmol/L)的3.94～12.65倍。

8 三氮唑-嘧啶雜合體

三氮唑并嘧啶66(圖16)作為惡性瘧原蟲二氫乳清酸脫氫酶(PfDHODH)抑制劑抑DHODH活性與抗CQS 3D7惡性瘧原蟲活性正相關(guān)，提示DHODH是這類雜合體的作用靶點(diǎn)。雜合體66a～t的抑制PfDHODH活性極高，IC50＜100nmol/L。三氮唑R1位可引入乙基、異丙基、叔丁基、仲丁基、甲氧基、乙氧基和環(huán)丙基等多種取代基，但1,1-二氟乙基, 1,1-二氟丙基和甲硫基最優(yōu)。代表物66e(IC50:38nmol/L)和66f(DSM265, IC50:33nmol/L)與人和小鼠血漿的蛋白結(jié)合率高達(dá)97.4%～99.9%，在人和小鼠體內(nèi)的清除率(CLint)分別為＜5, ＜5, 10.1和8.1μL/min/mg，提示二者具有良好的代謝穩(wěn)定性。二者對(duì)血期和肝期的CQS D6, HB3, NF54, CQR Dd2, K1, 耐阿托伐他汀TM90C2B和TM90C2A惡性瘧原蟲的活性極高，EC50低至4.6～57nmol/L。細(xì)胞毒性試驗(yàn)結(jié)果表明，二者即使在濃度高達(dá)50μmol/L時(shí)對(duì)L1210和HepG2細(xì)胞也未顯示出明顯毒性。藥代動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果表明，靜脈注射雜合體66f的清除速率較慢[4～6mL/(min·kg)]、分布容積較高(3～6L/kg)、半衰期較長(zhǎng)(10～13h)，而雜合體66e的清除速率較快[13～23mL/(min·kg)]、分布容積較高(3L/kg)，但半衰期較短(4～6h)。二者在口服給藥時(shí)的口服生物利用度較高，半衰期較長(zhǎng)。在感染SCID惡性瘧原蟲的小鼠模型中，二者(ED90:25.9和8.1mg/kg)抑制外周血寄生蟲血癥的活性極高，且雜合體66f的活性優(yōu)于66e。良好的體內(nèi)外活性和藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)及低毒性使得雜合體66f極具進(jìn)一步研究?jī)r(jià)值。

三氮唑-巰嘌呤雜合體67(腹腔注射給藥)在小鼠感染NK 65伯氏瘧原蟲的小鼠模型中具有良好的活性，且代表物67c在給藥d9和d12的活性與CQ相當(dāng)。遺憾的是，感染小鼠均在26d內(nèi)死亡。

嘧啶- 三氮唑- 喹啉雜合體68(IC50:7.86～84.15μmol/L)和69(IC50:0.048～10.38μmol/L)具有潛在的抗CQS NF54和CQR Dd2惡性瘧原蟲活性，但活性弱于CQ(IC50:0.018和0.275μmol/L)。SAR顯示，三氮唑與喹啉之間連接子的長(zhǎng)度對(duì)活性有顯著影響，且長(zhǎng)度越長(zhǎng)活性越高。對(duì)R1位的取代基而言，異丙基＞乙基＞甲基。對(duì)R2位的取代基而言，4-硝基苯最優(yōu)。作用機(jī)制研究結(jié)果表明，這類雜合體可與包括DNA和血紅素在內(nèi)的多個(gè)靶點(diǎn)結(jié)合。代表物69j (IC50:0.048μmol/L)的抗CQS NF54惡性瘧原蟲活性與CQ相當(dāng)，且對(duì)VERO無(wú)明顯毒性，SI為317.50。

除此之外，其它一些三氮唑-嘧啶雜合體也具有一定的體外抗惡性瘧原蟲和體內(nèi)抗瘧疾活性，但絕大多數(shù)這類雜合體的活性遠(yuǎn)弱于對(duì)照藥，無(wú)進(jìn)一步研究?jī)r(jià)值。

圖13 三氮唑-糖雜合體53～60的化學(xué)結(jié)構(gòu)

9 三氮唑-唑/啉雜合體

1,2,3-triazole二聚體70(IC50:0.58～8.36μmol/L)具有潛在的抗CQS D6和CQR W2惡性瘧原蟲活性，但抗CQS D6惡性瘧原蟲活性弱于CQ(IC50:0.052μmol/L)。所有二聚體的抗CQS D6活性與抗CQR W2惡性瘧原蟲活性相當(dāng)，提示這類化合物與喹啉類抗瘧疾藥物無(wú)交叉耐藥性。代表物70a的抗CQS D6和CQR W2惡性瘧原蟲IC50分別為0.697和0.583μmol/L，抗CQR W2惡性瘧原蟲活性與CQ(IC50:0.46μmol/L)相當(dāng)。絕大多數(shù)三氮唑-二者雜合體71無(wú)抑制falcipain-2活性，但化合物71a,b(IC50:19.88和38.97μmol/L)顯示出中等強(qiáng)度的活性。三氮唑-吡唑雜合體73(IC50:0.041～1.50μg/mL)具有中等到優(yōu)秀的抗惡性瘧原蟲活性，且其中的73b, 73e和73g(IC50:0.041, 0.054和0.092μg/mL)活性與CQ(IC50:0.020μmol/L)相當(dāng)，但優(yōu)于QN(IC50:0.286μmol/L)。

圖14 三氮唑-氧肟酸雜合體61～65的化學(xué)結(jié)構(gòu)

喹啉- 三氮唑- 吡唑啉雜合體73(IC50:53.7～425.8nmol/L)和74(IC50:77.0～3,003nmol/L)的抗惡性瘧原蟲活性與連接子的長(zhǎng)度和R1及R2位的取代基息息相關(guān)。含有次乙基取代基的雜合體73活性高于相應(yīng)的次丙基衍生物74，且向R1位引入甲氧基對(duì)活性有利。雜合體73f, 73g和74m(IC50:58.7, 53.7和77.0nmol/L)的抗CQR W2惡性瘧原蟲活性ART(IC50:32.1nmol/L)相當(dāng)，但優(yōu)于CQ(IC50:150nmol/L)。

10 其它三氮唑雜合體

硫代戊內(nèi)酯-三氮唑-查爾酮雜合體75(IC50:1.14～5.04μmol/L)和76(IC50:0.68～6.08μmol/L)具有潛在的抗CQR W2惡性瘧原蟲活性，且連接方式和甲氧基的個(gè)數(shù)與活性息息相關(guān)：鄰位≈間位＞對(duì)位，且甲氧基越多越對(duì)活性有利代表物76f和76i(IC50:0.68和0.81μmol/L)的抗CQR W2惡性瘧原蟲活性最高，但低于CQ(IC50:0.0694μmol/L)。

三氮唑-脒雜合體77(IC50:14.2～866.0nmol/L)具有優(yōu)秀的抗CQS和CQR惡性瘧原蟲活性，且77a＞ 77b＞＞77c＞77d，提示連接方式與活性相關(guān)。作用機(jī)制研究結(jié)果顯示，這類雜合體的作用機(jī)制與CQ類似，提示可能有交叉耐藥性。代表物77a,b(IC50:14.2和79.5nmol/L)的抗CQR惡性瘧原蟲活性高于CQ (IC50:95.63nmol/L)，且在感染279 BY文氏瘧原蟲的小鼠模型中，二者(0.8和2mg/kg, 腹腔注射給藥)可完全抑制寄生蟲血癥、完全治愈小鼠且無(wú)復(fù)發(fā)。進(jìn)一步研究顯示，雜合體77a的體內(nèi)外活性最高，且口服給藥的ED50為18mg/kg，在口服給藥30mg/kg時(shí)可完全治愈小鼠。顯然，該雜合體可作為先導(dǎo)化合物進(jìn)一步研究。

三氮唑-磺酰胺雜合體如78a～d(IC50:23～62ng/mL)也具有良好的抗惡性瘧原蟲活性，四者的抗CQR惡性瘧原蟲活性與CQ(IC50:20ng/mL)相當(dāng)，而優(yōu)于QN(IC50:268ng/mL)。

三氮唑-脲雜合體79抗CQS 3D7惡性瘧原蟲的IC50為10～3430nmol/L，但弱于對(duì)照藥阿托伐他汀(IC50:1nmol/L)。SAR顯示，用環(huán)丙基或異丙基代替脲上的甲基對(duì)活性不利。芐基上的取代基對(duì)活性的貢獻(xiàn)順序?yàn)榧籽趸臼宥』疽阴；痉炯谆酋；韭龋救谆厩杌?。代表?9g(IC50:10nmol/L)不僅對(duì)HepG2細(xì)胞無(wú)毒(IC50:＞100μmol/L)，而且藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)(Clint:3.0mL/min/g;t1/2:22.6min)較優(yōu)。在SCID惡性瘧原蟲感染的小鼠模型中，口服給藥雜合體79g的ED50和ED90分別為100和150mg/kg，值得進(jìn)一步研究。

三氮唑-磷酸雜合體80(IC50:2.75～8.96μmol/L)具有中等強(qiáng)度的抗CQR K1惡性瘧原蟲活性，而三氮唑-喹喔啉雜合體81(IC50:7.10～153μmol/L)、三氮唑-雙喹喔啉雜合體82(IC50:9.76～3540μmol/L)和三氮唑-硫代氨基脲雜合體也具有弱到中等強(qiáng)度的抗CQS 3D7惡性瘧原蟲活性。

圖15 三氮唑-嘧啶雜合體66～69的化學(xué)結(jié)構(gòu)

圖16 三氮唑-唑/啉雜合體70～74的化學(xué)結(jié)構(gòu)

11 結(jié)束語(yǔ)

隨著耐藥瘧疾的不斷涌現(xiàn)和廣泛傳播，抗瘧疾藥物的療效不斷下降。為實(shí)現(xiàn)對(duì)瘧疾尤其是耐藥瘧疾的防控，亟需研發(fā)新型藥物。三氮唑類化合物具有多種生物活性，在藥物化學(xué)領(lǐng)域舉足輕重。三氮唑類雜合體如77a和79g具有良好的體內(nèi)外抗CQS和CQR瘧疾活性，證明三氮唑類雜合體可能會(huì)在抗瘧疾領(lǐng)域大有作為。

圖17 三氮唑雜合體75～82的化學(xué)結(jié)構(gòu)

本文綜述了今年來(lái)三氮唑-喹啉/喹諾酮、三氮唑-香豆素/黃酮/查爾酮、香豆素-吲哚/靛紅、三氮唑-β-內(nèi)酰胺、三氮唑-糖、三氮唑-氧肟酸、三氮唑-嘧啶、三氮唑-唑/啉等雜合體在抗瘧疾領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展，并總結(jié)了SAR，為進(jìn)一步研究打下基礎(chǔ)。