基于奥司他韦的有机盐与离子液体：理化性质、细胞毒性与神经氨酸酶抑制活性

《Pharmaceutics》：Oseltamivir-Based Organic Salts and Ionic Liquids: Physicochemical Properties, Cytotoxicity, and Neuraminidase Inhibition

　　

背景：神经氨酸酶（neuraminidase, NA）抑制剂广泛用于治疗流感，但耐药性的出现和药物制剂方面的局限性可能损害其治疗效果。研究人员研究了反离子交换是否能在保持奥司他韦（oseltamivir, OS）共价结构的同时调节其理化性质、细胞毒性和NA抑制活性。方法：研究人员合成了五种OS基离子制剂，即[OS][C1SO3]、[OS][C3SO3]、[OS][C6SO3]、[OS][TolSO3]和[OS][CSA]，并通过NMR和ATR-FTIR光谱进行表征，分离产率为84%–88%。光谱数据证实形成了预期的1:1盐，并显示OS乙酯在化学上保持完整。研究人员评估了这些制剂的水溶性、辛醇/水分配系数、对MDCK-SIAT1细胞的细胞毒性，以及使用基于MUNANA的检测方法对来自A(H1N1)pdm09、其H275Y奥司他韦耐药变异株、A(H3N2)和B型流感病毒的NA的抑制活性。结果：所有制剂均表现出低细胞毒性，CC₅₀值高于1200 μM。所有OS离子制剂对四种流感病毒的IC₅₀值均低于磷酸奥司他韦，改善幅度约为2.5倍至393倍。[OS][TolSO3]显示出最高效力，对H275Y病毒NA和B型流感病毒NA的IC₅₀分别降低约336倍和393倍。IC₉₀值显示出相同的总体效力排序，尽管50%抑制时的改善在90%抑制时并不总是按比例维持。结论：总体而言，反离子选择显著影响了OS的理化性质和生物学特征。[OS][TolSO3]提供了最高的NA抑制效力，而[OS][CSA]表现出最均衡的整体特征，支持将反离子工程作为优化基于奥司他韦的离子制剂的潜在方法。

流感是重要的公共卫生问题，神经氨酸酶（neuraminidase, NA）抑制剂广泛用于抗流感治疗，但耐药性出现和药物制剂缺陷可削弱其疗效。奥司他韦（oseltamivir, OS）是使用最广的口服NA抑制剂前药，其磷酸盐形式提供合适的水溶性，但如H275Y等耐药突变及理化性质限制仍影响其表现。活性药物成分有机盐与离子液体（API-OSILs）策略可通过反离子交换调节药物性质而不改变其共价结构，但该策略尚未系统应用于奥司他韦。为此，研究人员将OS与五种磺酸类反离子配对，考察反离子选择对OS理化性质、细胞毒性与NA抑制活性的影响。

研究人员从磷酸奥司他韦出发，经温和去磷酸化获得OS游离碱，再与甲磺酸、丙烷-1-磺酸、己烷-1-磺酸、对甲苯磺酸和樟脑磺酸成盐，制备了五种OS基离子制剂：[OS][C1SO3]、[OS][C3SO3]、[OS][C6SO3]、[OS][TolSO3]和[OS][CSA]，并对其进行了结构表征、理化性质测定、细胞毒性评价及NA抑制活性检测。结果显示，所有制剂均保持低细胞毒性，且NA抑制活性显著优于磷酸奥司他韦，其中[OS][TolSO3]效力最高，[OS][CSA]综合特性最均衡。该研究表明反离子工程可在不改变OS共价结构的前提下优化其抗病毒药物性能。

关键技术方法：研究人员使用核磁共振（NMR）与衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）确认盐的形成及乙酯结构完整；采用紫外-可见分光光度法测定水溶性和辛醇/水分配系数（K_ow）；以MDCK-SIAT1细胞（表达人α-2,6-唾液酸转移酶的犬肾细胞，来源于ECACC）结合CellTiter-Glo发光法评估细胞毒性；采用基于MUNANA底物的荧光法检测NA抑制活性，针对A(H1N1)pdm09、H275Y耐药变异株、A(H3N2)和B型流感病毒的NA，通过点对点线性插值计算IC₅₀和IC₉₀；离群值经中位数绝对偏差（SMAD）法剔除，统计采用单向方差分析和Tukey多重比较检验。

3.1 合成与结构表征：研究人员用温和磷酸盐去除和质子化策略合成了五种OS基盐，产率为84%–88%。核磁共振和红外光谱数据证实形成了约1:1的OS/反离子盐，且OS乙酯未被水解。反离子交换显著影响热性质，产物的熔点（76–158 °C）远低于磷酸奥司他韦（206 °C），其中[OS][C3SO3]、[OS][C6SO3]和[OS][TolSO3]熔点低于100 °C，被归类为API离子液体，其余为有机盐。

3.2 理化性质：水溶性与K_ow测定显示，[OS][C1SO3]水溶性最高（1727 mg/mL），[OS][C3SO3]兼顾高水溶性和适度脂溶性（K_ow=0.46），平衡最佳；[OS][C6SO3]的K_ow最高（2.78），但水溶性降至39 mg/mL；[OS][TolSO3]与[OS][CSA]的K_ow相近但溶解度差异大，说明反离子身份决定整体理化特征，需实验评估。

3.3 细胞毒性评估：在MDCK-SIAT1细胞中暴露72小时后，所有OS制剂均显示低细胞毒性，CC₅₀值在1281–1816 μM之间，与磷酸奥司他韦相当（1790 μM）。[OS][C3SO3]的CC₅₀显著低于磷酸奥司他韦（p<0.05），但仍属低毒。单独的反离子盐在5000 μM浓度下无细胞毒性，支持其生物相容性。

3.4 神经氨酸酶抑制：基于MUNANA的酶活性检测显示，所有OS制剂对四种流感病毒NA的IC₅₀均低于磷酸奥司他韦，改善2.4–393倍，总体效力顺序为[OS][TolSO3] > [OS][C6SO3] > [OS][CSA] > [OS][C1SO3] ≈ [OS][C3SO3]。[OS][TolSO3]对H275Y耐药株NA和B型流感病毒NA的IC₅₀分别降低336倍和393倍。IC₉₀排序类似，但幅度不一定成比例。反离子单独无抑制活性，说明增强作用源于离子制剂整体。

讨论部分指出，活性增强与反离子的疏水性和芳香性有关，但并非唯一因素，需要分子对接等进一步研究。这与研究人员先前在羟氯喹API-OSIL中观察到的抗病毒活性增强现象一致。未来研究将扩展至OS羧酸盐活性代谢物和细胞模型。研究结论可概括为：研究人员采用温和的磷酸盐去除和质子化策略制备了五种OS基有机盐和离子液体，产率84%–88%，保留了前药乙酯结构；反离子交换在维持低细胞毒性的同时显著改变了热学、理化及抑制性质；所有制剂的NA抑制活性均优于磷酸奥司他韦，[OS][TolSO3]效力最高，[OS][CSA]整体平衡最佳；反离子工程可在不改变OS共价结构的前提下改善其抗病毒性能，是优化现有抗病毒药物的有前景策略。