[发明专利]抗日本血吸虫药物作用靶标、药物筛选方法及药物先导化合物

说明书

技术领域

本发明涉及生物信息学和药理学技术筛选药物，具体涉及抗日本血吸虫药物作用靶标及用此靶标筛选抗血吸虫药物的方法。

背景技术

化疗是控制血吸虫病患病率的重要措施之一。自高效低毒的抗血吸虫药物吡喹酮广泛应用以来，血吸虫病的化疗有了突破性进展，实施周期性群体化疗已成为血吸虫病控制的重要手段^[1，3，4]。然而，目前对五种感染人体的血吸虫均有效的药物仅吡喹酮一种，长期反复使用同一化学药物控制寄生虫感染，有可能导致抗药性的产生。最近，有报道显示在实验室已成功地用吡喹酮诱导曼氏血吸虫产生了抗性，埃及和塞内加尔的现场研究也显示了吡喹酮的极低治愈率，提示似乎已产生吡喹酮抗性^[2，5]。虽然到目前为止动物实验尚未发现吡喹酮诱导日本血吸虫产生抗性，但是研究抗性产生机理和应对策略，以及积极研制新型的后备药物势在必行。此外，吡喹酮是一个对血吸虫成虫有效而对童虫无效的治疗药物，虽可降低人群的感染率，但不能防止重复感染。我国在七十年代末和八十年代初发现青蒿素、蒿甲醚、青蒿琥酯具有抗血吸虫的作用，该类药物对各个虫期的血吸虫均有一定效果，特别是对血吸虫童虫有很强的杀灭作用，已于二十世纪末被发展成为预防血吸虫病的药物^{[5，6，7，8]}。蒿甲醚和青蒿琥酯的问世为血吸虫病的早期治疗提供了条件，但杀成虫的效果不佳。因此，WHO/TDR于2002年提出要发展一个治疗血吸虫病(抗血吸虫成虫)的新药，而且最好是既具有杀灭成虫又有杀童虫的效果的新药。

目前，虽然国内外已有部分实验室开始进行抗血吸虫新药的研究，但尚无理想的二线侯选药物的报道。有多种原因制约了抗血吸虫新药的研制，其中包括：现有抗血吸虫药物的作用靶点仍然不明确，药物杀虫的分子机制仍不清楚，传统的药物筛选方法不适合于高通量的新药筛选等^{[9，10，11]}。因此，专家认为抗日本血吸虫新药的研究需要技术创新，新的药物靶点的发掘将有助于抗日本血吸虫新药的开发。

药物作用靶标包括受体、酶、转运蛋白、DNA、RNA等。在基因组时代，药物研究首先将是药物靶标的鉴定与确证，随后以药物作用靶标为基础，筛选或设计与靶标结构互补结合从而激活或抑制靶标介导的生理生化过程，具有治疗作用的药物先导化合物。这种基于药物作用靶标的结构的新药发现和设计技术，将有助于高效、快速地进行新药研究，并且有助于提高药物作用的特异性。

现有研究显示，血吸虫的嘌呤代谢和终宿主存在明显差异。据研究，血吸虫不能利用简单化合物从头合成嘌呤核苷，而只能利用已形成的内源性和/或外源性嘌呤为原料通过补救途径合成嘌呤核苷^[12，13]；而且由于血吸虫与其终宿主在种系发生上存在的巨大差异，血吸虫嘌呤补救途径中的某些酶可能与终宿主存在着明显差别，利用这个特点可以设计针对血吸虫某些酶的特异性抑制剂或破坏性底物(subversive substrates)^[14]对付寄生的血吸虫。因此，血吸虫补救途径中的酶可能是抗血吸虫化疗的潜在靶点。

由于血吸虫具有极高的产卵量，如曼氏血吸虫的成熟雌虫每天可产300个卵，日本血吸虫成熟雌虫每天的产卵量最高可达5000个^[15]，这些虫卵是引起人、牛、鼠等终宿主器官和组织病变的主要因素；高产卵量表明雌性血吸虫有着极旺盛的核酸代谢活性，需要大量的嘌呤核苷，这意味着只能通过补救途径合成嘌呤核苷酸可能是血吸虫产卵及其致病的限制因素之一。

迄今，嘌呤合成的补救途径已经为抗寄生虫的化疗提供了许多成功的药物靶点^{[14，16，17]}，研究日本血吸虫嘌呤代谢途径中的一些与嘌呤合成的补救途径相关的关键酶将有助于发现新的抗血吸虫药物靶点，用于高通量筛选抗血吸虫病化合物。

在嘌呤补救合成途径中，IMP可作为AMP和GMP合成的前体，腺苷酸基琥珀酸合成酶(ADSS)催化天冬氨酸的氨基与IMP中的酮基缩合形成腺苷酸基琥珀酸，反应的能量来自于在Mg²⁺存在的情况下由GTP水解生成GDP^[18]：GTP+IMP+L-天冬氨酸＝GDP+磷酸+N6-(1，2-二羧基乙基)-AMP。