抗病毒三十六计——浅谈小分子抗病毒药物发展史

引用本文: 王哲祺, 林雅雯, 邓顺柳, 张慧君, 周金梅. 抗病毒三十六计——浅谈小分子抗病毒药物发展史[J]. 大学化学, 2024, 39(9): 85-93. doi: 10.12461/PKU.DXHX202403108 shu

Citation: Zheqi Wang, Yawen Lin, Shunliu Deng, Huijun Zhang, Jinmei Zhou. Antiviral Strategies: A Brief Review of the Development History of Small Molecule Antiviral Drugs[J]. University Chemistry, 2024, 39(9): 85-93. doi: 10.12461/PKU.DXHX202403108 shu

抗病毒三十六计——浅谈小分子抗病毒药物发展史

1.
厦门大学化学化工学院, 福建厦门 361005;
2.
厦门大学化学国家级实验教学示范中心, 福建厦门 361005;
3.
厦门大学药学院, 福建厦门 361102
基金项目:
2021年厦门大学教学改革研究项目(JG20210127)；2021年福建省本科高校教育教学改革研究项目(FBJG20210279)；基础学科拔尖学生培养计划2.0研究课题(20222108)

摘要: 病毒一直是人类生存和发展的重大威胁，近年来新冠肺炎疫情更是直观地凸显了病毒的危害性。小分子药物在人类抗击疾病的历史中扮演着重要的角色。在对抗病毒的过程中，人类发展出一系列防治手段，其中小分子抗病毒药物占据着重要地位。本文借鉴中国古代经典军事策略“三十六计”的智慧，简要回顾了小分子抗病毒药物的发展历程，并着重介绍了碘苷、沙奎那韦、奥司他韦等代表性药物的设计思路与作用原理。此外，本文还展望了小分子抗病毒药物及抗病毒手段未来的发展方向。

关键词:

English

Antiviral Strategies: A Brief Review of the Development History of Small Molecule Antiviral Drugs

1.
College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, Fujian Province, China;
2.
National Demonstration Center for Experimental Chemistry Education, Xiamen University, Xiamen 361005, Fujian Province, China;
3.
School of Pharmaceutical Science, Xiamen University, Xiamen 361102, Fujian Province, China
Received Date: 29 March 2024
Revised Date: 23 May 2024
Available Online: 28 August 2024

Abstract: Viruses have long been a significant threat to human survival and development, with recent events such as the COVID-19 pandemic vividly highlighting their dangers. Small molecule drugs have historically played a crucial role in humanity’s efforts to combat diseases. In the fight against viruses, humans have developed a range of strategies, with small molecule antiviral drugs occupying a pivotal position. Drawing inspiration from the classic “Thirty-Six Stratagems” of ancient Chinese military tactics, this article provides a concise overview of the developmental history of small molecule antiviral drugs, focusing on the design principles and mechanisms of representative drugs like idoxuridine, saquinavir, and oseltamivir. Furthermore, the article provides insights into future directions for small molecule antiviral drugs and antiviral methodologies.

Key words:

1. [1]
  刘宁, 李文刚. 时珍国医国药, 2008, 18 (9), 2298.
2. [2]
  Voigt, E. A.; Kennedy, R. B.; Poland, G. A. Expert Rev. Vaccines 2016, 15, 1197.Voigt, E. A.; Kennedy, R. B.; Poland, G. A. Expert Rev. Vaccines 2016, 15, 1197.
3. [3]
  Baer, G. M. The Natural History of Rabies, 2nd ed.; Elsevier Science CA: New York, NY, USA, 2007; pp. 11–19.Baer, G. M. The Natural History of Rabies, 2nd ed.; Elsevier Science CA: New York, NY, USA, 2007; pp. 11–19.
4. [4]
  Isaacs, A.; Lindenmann, J. Proc. R. Soc. Lond. Ser. B 1957, 147, 258.Isaacs, A.; Lindenmann, J. Proc. R. Soc. Lond. Ser. B 1957, 147, 258.
5. [5]
  Pestka, S. J. Biol. Chem. 2007, 282, 20047.Pestka, S. J. Biol. Chem. 2007, 282, 20047.
6. [6]
  Beck, H.; Härter, M.; Haß, B.; Schmeck, C.; Baerfacker, L. Drug Discov. Today 2022, 27, 1560.Beck, H.; Härter, M.; Haß, B.; Schmeck, C.; Baerfacker, L. Drug Discov. Today 2022, 27, 1560.
7. [7]
  Clercq, E.; Li, G. Clin. Microbiol. Rev. 2016, 29, 695.Clercq, E.; Li, G. Clin. Microbiol. Rev. 2016, 29, 695.
8. [8]
  Clercq, E. Nat. Rev. Microbiol. 2004, 2, 704.Clercq, E. Nat. Rev. Microbiol. 2004, 2, 704.
9. [9]
  Ryu, W. S. Molecular Virology of Human Pathogenic Viruses; Elsevier: Amsterdam, the Netherlands, 2017; pp 31−45.Ryu, W. S. Molecular Virology of Human Pathogenic Viruses; Elsevier: Amsterdam, the Netherlands, 2017; pp 31−45.
10. [10]
  Connolly, S.; Jackson, J.; Jardetzky, T.; Longnecker, R. Nat. Rev. Microbiol. 2011, 9, 369.Connolly, S.; Jackson, J.; Jardetzky, T.; Longnecker, R. Nat. Rev. Microbiol. 2011, 9, 369.
11. [11]
  王萍, 饶红华, 林世静, 刘姗姗, 马磊. 化学教育(中英文), 2023, 44 (8), 1.
12. [12]
  Hitchings, G. H.; Elion, G. B.; Falco, E.; Russell, P. B.; Vanderwerff, H. Biol. Chem. 1950, 183, 1.Hitchings, G. H.; Elion, G. B.; Falco, E.; Russell, P. B.; Vanderwerff, H. Biol. Chem. 1950, 183, 1.
13. [13]
  Bieber, S.; Nigrelli, R. F.; Hitchings, G. H. Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 1952, 79, 430.Bieber, S.; Nigrelli, R. F.; Hitchings, G. H. Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 1952, 79, 430.
14. [14]
  孙彦莹, 康东伟, 高升华, 展鹏, 刘新泳. 中国药物化学杂志, 2021, 31 (1), 55.
15. [15]
  Prusoff, W. H. Biochim. Biophys. Acta 1959, 32, 295.Prusoff, W. H. Biochim. Biophys. Acta 1959, 32, 295.
16. [16]
  Herrmann, E. C. Pro. Soc. Exp. Biol. Med. 1961, 107, 142.Herrmann, E. C. Pro. Soc. Exp. Biol. Med. 1961, 107, 142.
17. [17]
  Kaufman, H. E.; Martola, E. L.; Dohlman, C. Arch. Ophthalmol. 1962, 68, 235.Kaufman, H. E.; Martola, E. L.; Dohlman, C. Arch. Ophthalmol. 1962, 68, 235.
18. [18]
  Wilhelmus, K. R. Cochrane Database Syst. Rev. 2010, 12, CD002898.Wilhelmus, K. R. Cochrane Database Syst. Rev. 2010, 12, CD002898.
19. [19]
  Clercq, E. Clin. Microbiol. Rev. 1997, 10, 674.Clercq, E. Clin. Microbiol. Rev. 1997, 10, 674.
20. [20]
  Clercq, E. Biochem. Pharmacol. 2004, 68, 2301.Clercq, E. Biochem. Pharmacol. 2004, 68, 2301.
21. [21]
  Andrei, G.; Sienaert, R.; McGuigan, C.; Clercq, E.; Balzarini, J.; Snoeck, R. Antimicrob. Agents Chemother. 2005, 49, 1081.Andrei, G.; Sienaert, R.; McGuigan, C.; Clercq, E.; Balzarini, J.; Snoeck, R. Antimicrob. Agents Chemother. 2005, 49, 1081.
22. [22]
  Clercq, E.; Ashwell, M.; Jones, A. S.; Kumar, A.; Sayers, J. R.; Walker, R. T.; Sakuma, T. Tetrahedron 1987, 43, 4601.Clercq, E.; Ashwell, M.; Jones, A. S.; Kumar, A.; Sayers, J. R.; Walker, R. T.; Sakuma, T. Tetrahedron 1987, 43, 4601.
23. [23]
  Asakura, J.; Robins, M. J. J. Org. Chem. 1990, 55, 4928.Asakura, J.; Robins, M. J. J. Org. Chem. 1990, 55, 4928.
24. [24]
  Glinski, R. P.; Khan, M. S.; Kalamas, R. L.; Sporn, M. B. J. Org. Chem. 1973, 38, 4299.Glinski, R. P.; Khan, M. S.; Kalamas, R. L.; Sporn, M. B. J. Org. Chem. 1973, 38, 4299.
25. [25]
  Chu, C. K.; Beach, J. W.; Ullas, G. V.; Kosugi, Y. Tetrahedron Lett. 1988, 29, 5349.Chu, C. K.; Beach, J. W.; Ullas, G. V.; Kosugi, Y. Tetrahedron Lett. 1988, 29, 5349.
26. [26]
  Fleet, G. W. J.; Son, J. C.; Derome, A. E. Tetrahedron 1988, 44, 625.Fleet, G. W. J.; Son, J. C.; Derome, A. E. Tetrahedron 1988, 44, 625.
27. [27]
  Goodyear, M. D.; Hill, M. L.; West, J. P.; Whitehead, A. J. Tetrahedron Lett. 2005, 46, 8535.Goodyear, M. D.; Hill, M. L.; West, J. P.; Whitehead, A. J. Tetrahedron Lett. 2005, 46, 8535.
28. [28]
  王先登, 陈国华, 熊成文. 中国药物化学杂志, 2008, 18 (3), 203.
29. [29]
  Jin, H. L.; Siddiqui, M. A.; Evans, C. A.; Tse, H. L. A.; Mansour, T. S.; Goodyear, M. D.; Ravenscroft, P.; Beels, C. D. J. Org. Chem. 1995, 60, 2621.Jin, H. L.; Siddiqui, M. A.; Evans, C. A.; Tse, H. L. A.; Mansour, T. S.; Goodyear, M. D.; Ravenscroft, P.; Beels, C. D. J. Org. Chem. 1995, 60, 2621.
30. [30]
  孟静芳, 吴雪松, 岑均达. 中国医药工业杂志, 2005, 36 (10), 589.
31. [31]
  Freed, E. O. Virology 1998, 251, 1.Freed, E. O. Virology 1998, 251, 1.
32. [32]
  Kramer, R. A.; Schaber, M. D.; Skalka, A. M.; Ganguly, K.; Wong, S. F.; Reddy, E. P. Science 1986, 231, 1580.Kramer, R. A.; Schaber, M. D.; Skalka, A. M.; Ganguly, K.; Wong, S. F.; Reddy, E. P. Science 1986, 231, 1580.
33. [33]
  Roberts, N. A.; Martin, J. A.; Kinchington, D.; Broadhurst, A. V.; Craig, J. C.; Duncan, I. B.; Galpin, S. A.; Handa, B. K.; Kay, J.; Machin, P. J.; et al. Science 1990, 248, 358.Roberts, N. A.; Martin, J. A.; Kinchington, D.; Broadhurst, A. V.; Craig, J. C.; Duncan, I. B.; Galpin, S. A.; Handa, B. K.; Kay, J.; Machin, P. J.; et al. Science 1990, 248, 358.
34. [34]
  Kaldor, S. W.; Kalish, V. J.; Davies, J. F.; Shetty, B. V.; Fritz, J. E.; Appelt, K.; Burgess, J. A.; Campanale, K. M.; Chirgadze, N. Y.; Clawson, D. K.; et al. J. Med. Chem. 1997, 40, 3979.Kaldor, S. W.; Kalish, V. J.; Davies, J. F.; Shetty, B. V.; Fritz, J. E.; Appelt, K.; Burgess, J. A.; Campanale, K. M.; Chirgadze, N. Y.; Clawson, D. K.; et al. J. Med. Chem. 1997, 40, 3979.
35. [35]
  Inaba, T.; Birchler, A. G.; Yamada, Y.; Sagawa, S.; Yokota, K.; Ando, K.; Uchida, I. J. Org. Chem. 1998, 63, 7582.Inaba, T.; Birchler, A. G.; Yamada, Y.; Sagawa, S.; Yokota, K.; Ando, K.; Uchida, I. J. Org. Chem. 1998, 63, 7582.
36. [36]
  Parkes, K. E. B.; Bushnell, D. J.; Crackett, P. H.; Dunsdon, S. J.; Freeman, A. C.; Gunn, M. P.; Hopkins, R. A.; Lambert, R. W.; Martin, J. A.; Merrett, J. H.; et al. J. Org. Chem. 1994, 59, 3656.Parkes, K. E. B.; Bushnell, D. J.; Crackett, P. H.; Dunsdon, S. J.; Freeman, A. C.; Gunn, M. P.; Hopkins, R. A.; Lambert, R. W.; Martin, J. A.; Merrett, J. H.; et al. J. Org. Chem. 1994, 59, 3656.
37. [37]
  Corey, E. J.; Zhang, F. Y. Angew. Chem. Int. Ed. 1999, 38, 1931.Corey, E. J.; Zhang, F. Y. Angew. Chem. Int. Ed. 1999, 38, 1931.
38. [38]
  Kim, B. M.; Bae, S. J.; So, S. M.; Yoo, H. T.; Chang, S. K.; Lee, J. H.; Kang, J. S. Org. Lett. 2001, 3, 2349.Kim, B. M.; Bae, S. J.; So, S. M.; Yoo, H. T.; Chang, S. K.; Lee, J. H.; Kang, J. S. Org. Lett. 2001, 3, 2349.
39. [39]
  Ghosh, A. K.; Kincaid, J. F.; Walters, D. E.; Chen, Y.; Chaudhuri, N. C.; Thompson, W. J.; Culberson, C.; Fitzgerald, P. M. D.; Lee, H. Y.; McKee, S. P.; et al. J. Med. Chem. 1996, 39, 3278.Ghosh, A. K.; Kincaid, J. F.; Walters, D. E.; Chen, Y.; Chaudhuri, N. C.; Thompson, W. J.; Culberson, C.; Fitzgerald, P. M. D.; Lee, H. Y.; McKee, S. P.; et al. J. Med. Chem. 1996, 39, 3278.
40. [40]
  Yu, R. H.; Polniaszek, R. P.; Becker, M. W.; Cook, C. M.; Yu. L. H. L. Org. Process Res. Dev. 2007, 11, 972.Yu, R. H.; Polniaszek, R. P.; Becker, M. W.; Cook, C. M.; Yu. L. H. L. Org. Process Res. Dev. 2007, 11, 972.
41. [41]
  Canoy, W. L.; Cooley, B. E.; Corona, J. A.; Lovelace, T. C.; Millar, A.; Weber, A. M.; Xie, S. P.; Zhang, Y. Org. Lett. 2008, 10, 1103.Canoy, W. L.; Cooley, B. E.; Corona, J. A.; Lovelace, T. C.; Millar, A.; Weber, A. M.; Xie, S. P.; Zhang, Y. Org. Lett. 2008, 10, 1103.
42. [42]
  Ghosh, A. K.; Shin, D.; Packiarajan, M. Chem. Commun. 1999, 1025.Ghosh, A. K.; Shin, D.; Packiarajan, M. Chem. Commun. 1999, 1025.
43. [43]
  Benedetti, F.; Norbedo, S. Chem. Commun. 2001, 203.Benedetti, F.; Norbedo, S. Chem. Commun. 2001, 203.
44. [44]
  曾祥兴, 李文刚. 时珍国医国药, 2008, 18 (9), 2298.
45. [45]
  陈丹阳, 郑思钰, 郑锐林, 苏静瑶, 朱冰, 李英华. 检验医学, 2023, 38 (7), 696.
46. [46]
  Skehel, J. J.; Wiley, D. C. Annu. Rev. Biochem. 2000, 69, 531.Skehel, J. J.; Wiley, D. C. Annu. Rev. Biochem. 2000, 69, 531.
47. [47]
  Palese, P.; Jobita, K.; Ueda, M.; Compans, R. W. Virology 1974, 61, 397.Palese, P.; Jobita, K.; Ueda, M.; Compans, R. W. Virology 1974, 61, 397.
48. [48]
  Liu, C.; Eichelberger, M. C.; Compans, R. W.; Air, G. M. J. Virol. 1995, 69, 1099.Liu, C.; Eichelberger, M. C.; Compans, R. W.; Air, G. M. J. Virol. 1995, 69, 1099.
49. [49]
  Balakin, K. V.; Filosa, R.; Lavrenov, S. N.; Mkrtchyan, A. S.; Nawrozkij, M. B.; Novakov, I. A. Russ. Chem. Rev. 2018, 87, 509.Balakin, K. V.; Filosa, R.; Lavrenov, S. N.; Mkrtchyan, A. S.; Nawrozkij, M. B.; Novakov, I. A. Russ. Chem. Rev. 2018, 87, 509.
50. [50]
  Kadam, R. U.; Wilson, I. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2017, 114, 206.Kadam, R. U.; Wilson, I. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2017, 114, 206.
51. [51]
  Air, G. M.; Laver, W. G.; Luo, M.; Stray, S. J.; Legrone, G.; Webster, R. G. Virology 1990, 177, 578.Air, G. M.; Laver, W. G.; Luo, M.; Stray, S. J.; Legrone, G.; Webster, R. G. Virology 1990, 177, 578.
52. [52]
  Blok, J.; Air, G. M.; Laver, W. G.; Ward, C. W.; Lilley, G. G.; Wood, E. F.; Roxburgh, C. M.; Inglis, A. S. Virology 1982, 119, 109.Blok, J.; Air, G. M.; Laver, W. G.; Ward, C. W.; Lilley, G. G.; Wood, E. F.; Roxburgh, C. M.; Inglis, A. S. Virology 1982, 119, 109.
53. [53]
  Colman, P. M. Pept. Protein Rev. 1984, 4, 215.Colman, P. M. Pept. Protein Rev. 1984, 4, 215.
54. [54]
  Itzstein, M.; Wu, W. Y.; Kok, G. B.; Pegg, M. S.; Dyason, J. C.; Jin, B.; Phan, T. V.; Smythe, M. L.; White, H. F.; Oliver, S. W.; et al. Nature 1993, 363, 418.Itzstein, M.; Wu, W. Y.; Kok, G. B.; Pegg, M. S.; Dyason, J. C.; Jin, B.; Phan, T. V.; Smythe, M. L.; White, H. F.; Oliver, S. W.; et al. Nature 1993, 363, 418.
55. [55]
  Chong, A. K. J.; Pegg, M. S.; Taylor, N. R.; von Itzstein, M. Eur. J. Biochem. 1992, 207, 335.Chong, A. K. J.; Pegg, M. S.; Taylor, N. R.; von Itzstein, M. Eur. J. Biochem. 1992, 207, 335.
56. [56]
  Kim, C. U.; Lew, W.; Williams, M. A.; Liu, H. T.; Zhang, L. J.; Swaminathan, S.; Bischofberger, N.; Chen, M. S.; Mendel, D. B.; Tai, C. Y.; et al. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 681.Kim, C. U.; Lew, W.; Williams, M. A.; Liu, H. T.; Zhang, L. J.; Swaminathan, S.; Bischofberger, N.; Chen, M. S.; Mendel, D. B.; Tai, C. Y.; et al. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 681.
57. [57]
  Rohloff, J. C.; Kent, K. M.; Postich, M. J.; Becker, M. W.; Chapman, H. H.; Kelly, D. E.; Lew, W.; Louie, M. S.; McGee, L. R.; Prisbe, E. J.; et al. J. Org. Chem.; 1998, 63, 4545.Rohloff, J. C.; Kent, K. M.; Postich, M. J.; Becker, M. W.; Chapman, H. H.; Kelly, D. E.; Lew, W.; Louie, M. S.; McGee, L. R.; Prisbe, E. J.; et al. J. Org. Chem.; 1998, 63, 4545.
58. [58]
  Federspiel, M.; Fischer, R.; Hennig, M.; Mair, H. J.; Oberhauser, T.; Rimmler, G.; Albiez, T.; Bruhin, J.; Estermann, H.; Gandert, C.; et al. Org. Process Res. Dev. 1999, 3, 266.Federspiel, M.; Fischer, R.; Hennig, M.; Mair, H. J.; Oberhauser, T.; Rimmler, G.; Albiez, T.; Bruhin, J.; Estermann, H.; Gandert, C.; et al. Org. Process Res. Dev. 1999, 3, 266.
59. [59]
  占弋丰, 张小林, 欧阳红霞. 化工中间体, 2012, 9 (5), 1.
60. [60]
  张伟东, 崔恩惠, 徐露, 张凯育, 罗巧云. 化工设计通讯, 2019, 45 (11), 108.
61. [61]
  张中朋. 中国现代中药, 2006, 8 (4), 41.
62. [62]
  Sagandira, C. R.; Mathe, F. M.; Guyo, U.; Watts, P. Tetrahedron 2020, 76, 131440.Sagandira, C. R.; Mathe, F. M.; Guyo, U.; Watts, P. Tetrahedron 2020, 76, 131440.
63. [63]
  Hayashi, Y. J. Org. Chem. 2021, 86, 1.Hayashi, Y. J. Org. Chem. 2021, 86, 1.
64. [64]
  曹瑞源, 赵磊, 钟武. 临床药物治疗杂志, 2018, 16 (1), 1.

扫一扫看文章

计量

PDF下载量: 1
文章访问数: 43
HTML全文浏览量: 12

通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

抗病毒三十六计——浅谈小分子抗病毒药物发展史

English

Antiviral Strategies: A Brief Review of the Development History of Small Molecule Antiviral Drugs

CCS Chemistry：嵌段共聚物自组装成 “三明治”二维有机材料，实现纳米级压力传感功能

CCS Chemistry：颜徐州、鲍哲南：你的皮肤可能是一片SPMs

CCS Chemistry：工作高效不疲劳，只须让催化剂动起来

CCS Chemistry：静电组装导向聚合- 聚电解质纳米凝胶量化制备新策略

CCS Chemistry：金黄色葡萄球菌醛基脱氢酶是如何识别特异性底物的？

计量

通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

中国化学会秘书处

抗病毒三十六计——浅谈小分子抗病毒药物发展史

English

Antiviral Strategies: A Brief Review of the Development History of Small Molecule Antiviral Drugs

CCS Chemistry：嵌段共聚物自组装成 “三明治”二维有机材料，实现纳米级压力传感功能

CCS Chemistry：颜徐州、鲍哲南： 你的皮肤可能是一片SPMs

CCS Chemistry：工作高效不疲劳，只须让催化剂动起来

CCS Chemistry：静电组装导向聚合- 聚电解质纳米凝胶量化制备新策略

CCS Chemistry：金黄色葡萄球菌醛基脱氢酶是如何识别特异性底物的？

计量

文章相关

通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

中国化学会秘书处

CCS Chemistry：颜徐州、鲍哲南：你的皮肤可能是一片SPMs