《Viruses》:Synthesis and Broad-Spectrum Antiviral Evaluation of Novel 1,2,3-Triazole–Quinoline Derivatives Targeting SARS-CoV-2, Influenza, DENV-2, and CHIKV
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新兴及再现RNA病毒(包括严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)、甲型H1N1 pdm09流感病毒、登革病毒2型(DENV-2)与基孔肯雅病毒(CHIKV))持续构成的全球威胁,凸显了对新型广谱抗病毒药物的迫切需求。基于喹啉骨架已知的抗病毒活性,
新兴及再现RNA病毒(包括严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)、甲型H1N1 pdm09流感病毒、登革病毒2型(DENV-2)与基孔肯雅病毒(CHIKV))持续构成的全球威胁,凸显了对新型广谱抗病毒药物的迫切需求。基于喹啉骨架已知的抗病毒活性,研究人员采用分子杂交策略设计合成了一系列新型1,2,3-三唑–喹啉衍生物(化合物4a–4h),将生物活性喹啉核与药理优势1,2,3-三唑环进行融合。新化合物经三步高效合成,收率中等至较高,结构经确证。研究人员在体外评价了其对四种病毒的抑制能力及相关细胞系毒性。初筛显示4a–4h具广谱抗病毒活性,在10 μM下对SARS-CoV-2、DENV-2和CHIKV抑制率高;其中分别带甲氧基与乙基取代的4c和4e对SARS-CoV-2效力与安全性突出,选择性指数(SI)达1896.5和1265.8。此外,计算机模拟的ADME(吸收、分布、代谢、排泄)与分子对接提示其具良好类药性质,包括改善的亲脂性与非P-糖蛋白底物特征。该结果验证了分子杂交策略,确立此类化合物作为有前景的多靶点抗病毒先导原型,可供进一步临床前探索。
研究背景方面,RNA病毒因高突变与重组能力持续引发公共卫生危机,SARS-CoV-2、甲型H1N1 pdm09流感病毒、DENV-2与CHIKV在全球循环并造成呼吸道及虫媒疾病负担。尽管部分病毒有疫苗,但变异株逃逸、口服可及性不足(如瑞德西韦需静脉给药)及虫媒病毒疫苗效力不均等问题,使有效抗病毒药物仍是必要补充。喹啉类(如甲氟喹)具抗SARS-CoV-2及虫媒病毒微摩尔级抑制先例,而1,2,3-三唑环具氢键接受、π-π堆积与代谢稳定性优势,故研究人员以分子杂交策略将7-氯喹啉、1,2,3-三唑与查尔酮单元整合,合成4a–4h并系统评价其广谱抗病毒与类药潜力,论文发表于《Viruses》。
关键技术方法上,化学合成以4,7-二氯喹啉为起始物,经叠氮取代、1,3-偶极环加成得中间体3,再与取代苯甲醛碱催化缩合得4a–4h,结构由IR、NMR与HRMS确证;病毒学评价使用Vero-E6、Calu-3、MDCK与Huh-7细胞系,病毒株含SARS-CoV-2(MT710714)、甲型H1N1 pdm09(IRR提供)、DENV-2(16881株)与CHIKV(Amilcar Tanuri提供),以resazurin法测CC50,斑块试验或RT-qPCR测EC50;计算部分用SwissADME预测ADME,Spartan’18结合DFT优化后由GOLD套件对CYP2C9(PDB 1R9O)与CYP2C19(PDB 4GQS)作ChemPLP打分对接。
研究结果部分,3.1化学合成表明三步法总收率58–94%,查尔酮引入可行且结构表征一致。3.2体外抗病毒验证显示,10 μM下全系列对SARS-CoV-2与CHIKV抑制率高,4c、4e对SARS-CoV-2的EC50较中间体3降低约5倍与8倍,SI达1265.8与1896.5;对DENV-2中4c、4e较3增强6倍与29倍;流感A(H1N1)pdm09以4h(2,5-二甲氧基)与4d(叔丁基)更安全有效;CHIKV中4f较弱而4h最优。细胞毒性上Calu-3与MDCK的CC50>200 μM,Huh-7中4e的CC50为12 μM但仍具9倍与45倍安全窗。3.3计算机类药与对接预测表明,查尔酮延长提升iLOGP(2.62至5.33),均非P-gp底物,符合Lipinski等规则;分子对接示1,2,3-三唑可能与CYP450血红素Fe(II)配位,提示Huh-7较高毒性的可能机制。
讨论部分指出,查尔酮修饰普遍提升活性但随病毒家族与取代位而异,对位甲氧基(4c)与对位乙基(4e)最利SARS-CoV-2选择性,2,5-二甲氧基(4h)利流感与CHIKV,体现取代模式而非单一基团决定活性;与既往喹啉–三唑抗病毒报道一致,支持喹啉平台多靶点(进入与复制)阻断假设;亲脂性上升助细胞膜摄取,非P-gp底物减少外排,CYP2C9/2C19预测结合解释肝细胞系差异毒性,但需实验验证。
结论部分翻译:研究人员开发了简洁高效的三步合成法,以中等至较高收率获得新型1,2,3-三唑–喹啉衍生物4a–4h;体外评价证实查尔酮引入增强广谱抗病毒力与预测类药性;4e与4c对SARS-CoV-2复制的SI分别达1896.5与1265.8,是具潜力的抗病毒候选。该研究通过分子杂交策略将喹啉、1,2,3-三唑与查尔酮融合,为针对流行病原的广谱多靶点先导物临床前探索提供依据。