强效抑制HIV的脂肽、其衍生物、其药物组合物及其用途制造技术

本发明专利技术公开了强效抑制HIV的脂肽、其衍生物、其药物组合物及其用途。该脂肽为a)该脂肽由具有抗病毒活性的多肽和与多肽的羧基末端相连的亲脂性化合物连接而成，或b)该脂肽由具有抗病毒活性的多肽、末端保护基和与多肽的羧基末端相连的亲脂性化合物连接而成，末端保护基为氨基端保护基和/或羧基端保护基；多肽的序列由28个氨基酸残基组成，对应于HIV‑1病毒株HXB2gp41序列的第127位至154位氨基酸。与T‑20相比，本发明专利技术的脂肽的抗HIV活性高于数千倍甚至上万倍，也显著高于抗HIV脂肽C34‑Chol和LP‑19等目前被认为具有较高活性的脂肽；它们还具有结构简单、稳定长效、易于合成、成本低廉等优势。

【技术实现步骤摘要】
强效抑制HIV的脂肽、其衍生物、其药物组合物及其用途
本专利技术涉及生物医药领域中用于强效抑制HIV的脂肽、其衍生物、其药物组合物及其用途。
技术介绍
艾滋病(AIDS)是当前严重危害人类健康和社会发展的重要传染病。引起艾滋病的人免疫缺陷病毒分为HIV-1型和HIV-2两型。全球现有HIV感染人数大约3600万，HIV-1是主要的病原体(www.unaids.org)。目前尚无有效的艾滋病疫苗问世，阻断病毒不同复制阶段的药物对治疗和预防HIV感染起着重大作用。目前临床上的治疗药物主要包括核苷类逆转录酶抑制剂、非核苷类逆转录酶抑制剂、蛋白酶抑制剂、病毒进入抑制剂、整合酶抑制剂(www.fda.gov)。临床广泛使用的高效抗病毒治疗方案即所谓的“鸡尾酒”疗法主要由3-4种逆转录酶抑制剂和蛋白酶抑制剂组成。由于HIV感染的持续性，病人需要长期给药，所以容易导致耐药性的产生，严重地影响临床治疗效果[1]。因此，研发新的抗HIV药物一直是防控艾滋病的重要策略。不同于其它类型的药物，HIV进入抑制剂作用于病毒复制的早期阶段，通过阻断病毒进入靶细胞而发挥作用，如同“拒敌人于国门之外”，因此在治疗和预防上均具有明显的优势。然而，目前仅有两种HIV进入抑制剂批准用于临床：第一个是HIV膜融合抑制剂恩夫韦肽(enfuvirtide,又名T-20)，其为一来源于HIV融合蛋白gp41的具有36个氨基酸的多肽药物；第二个是辅助受体CCR5拮抗剂马拉维若(Maraviroc)。它们的研发成功为艾滋病临床治疗增添了新的手段，但令人遗憾的是，T-20由于活性相对较低需要每天大剂量给药(每天两次90mg皮下注射)，且容易导致耐药产生；马拉维若选择性地针对CCR5嗜性病毒，而对CRCR4嗜性病毒无效[2]。HIV进入靶细胞由其表面的包膜糖蛋白(Env)介导，该蛋白由表面亚基gp120和跨膜亚基gp41通过非共价键连接而成，在天然状态下呈三聚体结构[3]。首先，gp120先后与细胞受体CD4和辅助受体(如CCR5或CXCR4)结合，导致gp120发生剧烈的构象变化，从而暴露并激活gp41的膜融合功能。gp41在结构上分为膜外区、跨膜区(TM)和膜内区三部分。其膜外区又包括N末端疏水性融合肽(FP)、N-端螺旋重复序列(NHR)、C-端螺旋重复序列(CHR)、近膜区(MPER)等几个重要的功能区(图1)。早在1997年，通过解析来源于NHR的多肽N36与来源于CHR的多肽C34复合物的晶体结构，发现了典型的六股α-螺旋束结构(6-HB)，其中三个NHR通过在a和d位置的氨基酸相互作用形成位于中心的螺旋三聚体，其e和g位置的氨基酸则暴露于中心螺旋体的外围，并与三个CHR螺旋在a和d位置的氨基酸相互作用[4]。三个CHR螺旋以反向平行的方式分别结合在三个NHR螺旋形成的沟槽中，类似于三个叠在一起的发卡结构。基于6-HB结构对HIV膜融合的机制有了更为深入的理解，首先是暴露的gp41融合肽插入靶细胞膜内，紧接着CHR与NHR发生反向结合，通过形成稳定的6-HB将病毒膜与靶细胞膜拉近并导致融合，最终HIV遗传物质进入靶细胞内。6-HB结构还揭示，NHR螺旋的C端部分形成明显的疏水深口袋结构(pocket),而CHR的N端即所谓口袋结合区(PBD)的三个氨基酸插入到NHR疏水口袋，其间的相互作用对稳定6-HB结构起着重要作用，因此也是HIV感染所必需。长期以来，NHR疏水口袋结构被认为是抗HIV药物的重要靶点，而CHR的PBD基序则是设计抗HIV多肽抑制剂的关键所在[5,6]。已有的研究表明，来源于gp41NHR和CHR的多肽具有显著的抗HIV活性，主要是通过与对应的NHR或CHR结合而竞争性地阻断病毒本身6-HB的形成，从而阻断病毒-细胞膜融合过程[6]。通常原型CHR多肽的抗病毒活性要比原型NHR多肽显著为高。药物T-20属于CHR多肽，其序列见图1所示，对应于HIV-1毒株HXB2gp41的第127位至162位氨基酸序列。T-20在序列结构上的一个特点是其C末端为一富含色氨酸的疏水基序(TRM:WASLWNWF)，但其N末端不包括PBD序列(WMEWDREI)。研究发现，T-20的TRM具有介导多肽与细胞脂膜结合的作用，所以被认为是脂膜结合区(LBD)，这种特性对T-20的抗病毒活性非常重要。随着T-20在临床应用中所表现的明显缺陷，研发新一代HIV膜融合抑制剂一直是国际热点课题，但大都是基于含有34个氨基酸的CHR多肽C34作为模板，罕见以T-20作为模板的报道。这可能因为：1)C34被率先用于6-HB结构的解析，其对应的gp41序列第117-150位氨基酸被认为CHR核心序列；2)C34的N末端包含重要的PBD序列，比T-20具有较强的NHR结合能力以及抗病毒活性；3)C34对T-20耐药病毒株的抑制活性显著提高。新研发的HIV膜融合抑制剂如T2635、SC35EK、SC29EK、西夫韦肽(SFT)、艾博卫泰(ABT)、C34-Chol等都是通过对C34进行序列优化和/或修饰而获得的[6,7]，它们也确实比T-20具有更好的抑制活性以及稳定性等优势。最近，CHR多肽“M-T钩子”结构的发现对设计高活性HIV膜融合抑制剂提供了新的手段[8-10]。研究表明，在CHR多肽的PBD前端加入可以形成M-T钩子结构的两个氨基酸(即Met115和Thr116)可以显著提高抑制剂的靶序列结合能力以及抗病毒活性，特别是提高抑制剂对T-20耐药株的活性，并显著增强抑制剂自身的基因耐药屏障[11,12]。M-T钩子结构也使设计靶向NHR疏水口袋的短肽成为现实，如长度为24个氨基酸的MT-SC22EK，长度为23个氨基酸的HP23和2P23[13-15]。与其他的长序列多肽相比，这些短肽反而具有更高的抗病毒活性以及靶序列结合能力。2P23不但对HIV-1及其T-20耐药性毒株有效，而且对HIV-2及猴免疫缺陷病毒(SIV)亦非常有效，是一个广谱的病毒膜融合抑制剂[13]。细胞膜脂筏结构(lipidraft)富含胆固醇(cholesterol)和鞘磷脂(sphingomyelin)以及许多跨膜蛋白和受体(如HIV受体CD4)，对病毒的进入和感染起着重要的作用；另一方面，来源于细胞膜的包膜病毒脂双层膜结构也富含胆固醇和鞘磷脂，参与维持病毒包膜蛋白的正常结构与功能[16,17]。HIV在侵入靶细胞的过程中，脂筏结构以及所含的脂类(如胆固醇和鞘磷脂)给病毒gp120与细胞受体CD4/辅助受体之间的相互作用提供了适宜的平台。研究表明，通过锚定病毒膜融合抑制剂(如多肽、蛋白以及抗体等)到细胞膜表面，能够提高细胞膜局部的抑制剂浓度，从而显著提高其抗病毒活性[18-20]。事实上，基于CHR多肽的HIV膜融合抑制剂如T-20、T-1249和西夫韦肽等，多肽自身即具有与细胞膜相互作用的能力[21-23]。通过对T-20的TRM氨基酸进行突变分析以及C末端亲脂性功能基团修饰，Peisajovich等人揭示了TRM对T-20与细胞膜作用而发挥抗病毒功能的重要性[24]。通过重组构建技术将T-20表达于细胞膜表面，也能够显著提高其抑制病毒活性[25,26]。近年的研究也本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.脂肽、其药用盐、或其衍生物，其特征在于：所述脂肽为下述a)或b)：a)所述脂肽由具有抗病毒活性的多肽和与所述多肽的羧基末端相连的亲脂性化合物连接而成；b)所述脂肽由具有抗病毒活性的多肽、末端保护基和与所述多肽的羧基末端相连的亲脂性化合物连接而成；所述末端保护基为氨基端保护基和/或羧基端保护基；a)和b)中，所述多肽为P1至P5中的任一种：所述P1的序列为下述(式Ⅰ)所示，(式Ⅰ)X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13X14X15X16X17X18X19X20X21X22X23X24X25X26X27X28(式Ⅰ)中，X1至X28均分别为一个氨基酸残基，所述X1为W、L或Y，所述X2为E或T，所述X3为Q、A或S，所述X4为K、N或L，X5为I或L，X6为E、D、K、R或A，X7为E、D、K、R或A，X8为L或I，X9为L或I，X10为K、R、E、D或A，X11为K、R、E、D或A，X12为A或S，X13为E、D、K、R或A，X14为E、D、K、R或A，X15为Q，X16为Q，X17为K、R、E、D或A，X18为K、R、E、D或A，X19为N，X20为E或D，X21为E、D、K、R或A，X22为E、D、K、R或A，X23为L或I，X24为K、R、E、D或A，X25为K、R、E、D或A，X26为L或I，X27为E或D，X28为K或R；所述P2为缺失所述P1的氨基末端的1至4个氨基酸残基得到的多肽；所述P3为缺失所述P1的羧基末端的1至3个氨基酸残基得到的多肽；所述P4为在所述P1的羧基末端添加半胱氨酸残基得到的多肽；所述P5的序列为下述(式Ⅱ)所示，(式Ⅱ)X5X6X7X8X9X10X11X12X13X14X15X16X17X18X19X20X21X22X23X24X25(式Ⅱ)中，X5至X25的定义同(式Ⅰ)；所述病毒为下述v1‑v7中的任一：v1、HIV‑1、HIV‑2和SIV；v2、HIV‑1和HIV‑2；v3、HIV‑1和SIV；v4、HIV‑2和SIV；v5、HIV‑1；v6、HIV‑2；v7、SIV。...

【技术特征摘要】
1.脂肽、其药用盐、或其衍生物，其特征在于：所述脂肽为下述a)或b)：a)所述脂肽由具有抗病毒活性的多肽和与所述多肽的羧基末端相连的亲脂性化合物连接而成；b)所述脂肽由具有抗病毒活性的多肽、末端保护基和与所述多肽的羧基末端相连的亲脂性化合物连接而成；所述末端保护基为氨基端保护基和/或羧基端保护基；a)和b)中，所述多肽为P1至P5中的任一种：所述P1的序列为下述(式Ⅰ)所示，(式Ⅰ)X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13X14X15X16X17X18X19X20X21X22X23X24X25X26X27X28(式Ⅰ)中，X1至X28均分别为一个氨基酸残基，所述X1为W、L或Y，所述X2为E或T，所述X3为Q、A或S，所述X4为K、N或L，X5为I或L，X6为E、D、K、R或A，X7为E、D、K、R或A，X8为L或I，X9为L或I，X10为K、R、E、D或A，X11为K、R、E、D或A，X12为A或S，X13为E、D、K、R或A，X14为E、D、K、R或A，X15为Q，X16为Q，X17为K、R、E、D或A，X18为K、R、E、D或A，X19为N，X20为E或D，X21为E、D、K、R或A，X22为E、D、K、R或A，X23为L或I，X24为K、R、E、D或A，X25为K、R、E、D或A，X26为L或I，X27为E或D，X28为K或R；所述P2为缺失所述P1的氨基末端的1至4个氨基酸残基得到的多肽；所述P3为缺失所述P1的羧基末端的1至3个氨基酸残基得到的多肽；所述P4为在所述P1的羧基末端添加半胱氨酸残基得到的多肽；所述P5的序列为下述(式Ⅱ)所示，(式Ⅱ)X5X6X7X8X9X10X11X12X13X14X15X16X17X18X19X20X21X22X23X24X25(式Ⅱ)中，X5至X25的定义同(式Ⅰ)；所述病毒为下述v1-v7中的任一：v1、HIV-1、HIV-2和SIV；v2、HIV-1和HIV-2；v3、HIV-1和SIV；v4、HIV-2和SIV；v5、HIV-1；v6、HIV-2；v7、SIV。2.根据权利要求1所述的脂肽、其药用盐、或其衍生物，其特征在于：所述脂肽的抗病毒活性高于LP-19和/或T-20和/或C34-Chol；所述脂肽的衍生物为将所述脂肽的所述多肽中的一个或多个氨基酸残基用构象为L-型或D-型的氨基酸残基、人工修饰的氨基酸残基和/或自然界存在的稀有氨基酸残基进行替换，得到的生物利用度、稳定性和/或抗病毒活性高于所述脂肽的脂肽衍生物。3.根据权利要求1或2所述的脂肽、其药用盐、或其衍生物，其特征在于：所述P1的序列为X1X2X3X4IEELX9KKX12EEQQKKNEEELKKLEK；所述P2为P2-1、P2-2、P2-3或P2-4，所述P2-1的序列为X2X3X4IEELX9KKX12EEQQKKNEEELKKLEK；所述P2-2的序列为X3X4IEELX9KKX12EEQQKKNEEELKKLEK；所述P2-3的序列为X4IEELX9KKX12EEQQKKNEEELKKLEK；所述P2-4的序列为IEELX9KKX12EEQQKKNEEELKKLEK；所述P3的序列为X1X2X3X4IEELX9KKX12EEQQKKNEEELKK；所述P4的序列为X1X2X3X4IEELX9KKX12EEQQKKNEEELKKLEKC；P1、P2-1、P2-2、P2-3、P2-4、P3和P4中，X1、X2、X3、X4、X9和X12的定义同(式Ⅰ)。4.根据权利要求1-3中任一所述的脂肽、其药用盐、或其衍生物，其特征在于：所述P1为P-80/84/85/52、P-87/51或P50，所述P-80/84/85/52为序列表中序列1所示的多肽，所述P-87/51为序列表中序列2所示的多肽，所述P50为序列表中序列3所示的多肽；所述P2-1为P-88/62，所述P-88/62为序列表中序列4所示的多肽；所述P2-2为P63或P60，所述P63为序列表中序列5所示的多肽，所述P60为序列表中序列6所示的多肽；所述P2-3为P-89/64，所述P-89/64为序列表中序列7所示的多肽；所述P2-4为P-90/65或P61，所述P-90/65为序列表中序列8所示的多肽，所述P61为序列表中序列9所示的多肽；所述P3为P-91/55，所述P-91/55为序列表中序列10所示的多肽；所述P4为P83或P86，所述P83为序列表中序列11所示的多肽，所述P86为序列表中序列12所示的多肽。5.根据权利要求1-4中任一所述的脂肽、其药用盐、或其衍生物，其特征在于：所述亲脂性化合物为含8到20个碳原子的脂肪酸、胆固醇、二氢鞘氨醇或维生素E；和/或，所述含8到20个碳原子的脂肪酸为硬脂酸或棕榈酸。6.根据权利要求1-5中任一所述的脂肽、其药用盐、或其衍生物，其特征在于：所述脂肽为LP-80/84/85/52、LP-90/65、LP-87/51、LP-88/62、LP-50、LP-83、LP-91/55、LP-86、LP-63、LP-89/64、LP-60和LP-61这12种脂肽中的任一种；所述LP-80/84/85/52为LP-80/84/85/52a或LP-80/84/85/52b；所述LP-80/84/85/52a由名称为P-80/84/85/52的多肽和与所述P-80/84/85/52的羧基末端相连的亲脂性化合物连接而成；所述LP-80/84/85/52b由所述LP-80/84/85/52a与所述末端保护基连接而成；所述LP-80/84/85/52a和LP-80/84/85/52b中，所述P-80/84/85/52为序列表中序列1所示的多肽，所述亲脂性化合物为二氢鞘氨醇、硬脂酸或维生素E；所述LP-90/65为LP-90/65a或LP-90/65b，所述LP-90/65a由名称为P-90/65的多肽和与所述P-90/65的羧基末端相连的亲脂性化合物连接而成；所述LP-90/65b由所述LP-90/65a与所述末端保护基连接而成；所述LP-90/65a和LP-90/65b中，所述P-90/65为序列表中序...

【专利技术属性】
技术研发人员：何玉先，种辉辉，朱园美，
申请(专利权)人：中国医学科学院病原生物学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11