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为应对 SARS-CoV-2 持续威胁及现有药物耐药性等问题，研究人员设计合成硫代酰胺连接螺吡咯烷衍生物并评估其对 3CLpro抑制活性。发现化合物 9g 抑制效果显著（IC50=35 nM），具开发潜力，为抗新冠药物研发提供新思路。
新冠病毒（SARS-CoV-2）自爆发以来，虽世界卫生组织在 2023 年 5 月宣布其不再构成国际关注的突发公共卫生事件，但它依然是全球健康的重大挑战。截至 2025 年 1 月，全球累计报告病例超 7.77 亿，死亡超 700 万。病毒不断变异，导致现有疫苗和抗病毒药物面临耐药性问题，开发针对多种变异株、尤其是耐药突变株有效的新型抗病毒药物迫在眉睫。
在病毒生命周期中，3 - 氯蛋白酶（3CLpro，由 nsp5 基因编码）至关重要，它负责切割病毒多聚蛋白 pp1a 和 pp1ab 的 11 个位点，形成 16 种非结构蛋白，抑制该蛋白酶可阻断病毒复制。因其在病毒复制中的关键作用、在冠状病毒中的高度保守性以及人类蛋白酶中缺乏同源底物识别，3CLpro成为抗 SARS-CoV-2 药物开发的热门靶点。目前全球虽有 5 种 3CLpro抑制剂获批或附条件批准，如 ritonavir 增强的 nirmatrelvir（Paxlovid）等，还有多种抑制剂进入临床研究，但 ritonavir 作为 CYP3A4 强抑制剂，会带来不良反应和禁忌症，且病毒基因突变引发的耐药性问题亟需新型替代疗法。
中国科学院上海药物研究所的研究人员基于前期发现的具强 3CLpro抑制活性的拟肽螺吡咯烷衍生物 SD-9b，开展了新型 3CLpro抑制剂的研究，相关成果发表在《Bioorganic》。
研究人员采用的主要关键技术方法包括：通过混合碳酸酐反应等化学合成方法制备目标化合物；运用酶活性测定评估化合物对 3CLpro的抑制能力；利用细胞实验（如 HCoV-OC43 感染的 Huh7 细胞模型）检测化合物的抗病毒 efficacy 和细胞毒性；借助药代动力学分析比较化合物与 nirmatrelvir 的体内代谢特性。
Chemistry
研究人员设计合成了一系列硫代酰胺连接的螺吡咯烷衍生物（9a–9h）。以市售 (S)-2-((tert - 丁氧基羰基) 氨基)-3 - 环丙基丙酸（1a）等 N-Boc 氨基酸为起始原料，通过与 4 - 硝基 - 1,2 - 苯二胺经混合碳酸酐反应等步骤合成目标化合物，旨在通过将 SD-9b 中的氧原子替换为硫，将 P1-P2酰胺键转化为硫代酰胺，并在 P2位引入不同取代基，探究结构 - 活性关系。
生物学评价
在酶抑制实验中，多种化合物展现出对 3CLpro的抑制活性，其中化合物 9g（P2位为 4 - 氟苄基）表现最佳，IC50为 35 nM，优于已获批药物 nirmatrelvir（IC50=54 nM）。
细胞实验显示，在 HCoV-OC43 感染的 Huh7 细胞中，9g 的 EC50为 0.52 μM，显示出显著抗病毒 efficacy，且细胞毒性低，CC50>10 μM。
药代动力学研究表明，9g 的药代动力学特征与 nirmatrelvir 相当，具备进一步开发的潜力。
研究设计合成的硫代酰胺连接螺吡咯烷衍生物中，9g 作为新型 3CLpro抑制剂，在酶抑制、细胞抗病毒活性和药代动力学方面均表现出色，为抗 SARS-CoV-2 药物开发提供了新方向。该研究不仅拓展了 3CLpro抑制剂的结构类型，还为应对病毒耐药性、开发更安全有效的抗病毒药物奠定了基础，对全球抗新冠病毒治疗具有重要意义。
