当前
临床使用的
艾滋病治疗药物主要有蛋白酶抑
制剂和逆转录酶抑制剂，但
这两类药物极易产生耐药性和毒性，所以寻找新的作用机制而不易产生耐药性的
药物成为当今抗艾滋病药物研究的热点。近日，由世界首富比尔·盖茨夫妇创立
的盖茨基金会捐款2.87亿美元，帮助19个国家的研究人员加快对艾滋病疫苗的研
究。这些拨款将于未来5年分到全球16个科学小组手中，以尽快找出破解艾滋病
的方法。此外，在日前召开的第16届世界艾滋病大会上，科学家们公布了约4500
项研究成果，内容涉及艾滋病疫苗最新研究进展、新疗法的临床测试结果和艾滋
病病毒的抗药性研究等。可以说，世界各国科研人员对艾滋病及其防治药物的研
究正在如火如荼地开展。
——编者按
在HIV的复制周期中，转录的反式激活起着十分重要的调节作用，是艾滋病
药物研究的理想靶点之一。随着分子生物学等相关学科的发展，对反式激活机理
的研究已经深入到分子水平，目前基于反式激活过程各个环节为靶点的合理药物
设计和药物筛选模型的建立，为抗艾滋病药物研发提供了大量的先导化合物，且
部分已进入临床试验，对HIV-1转录反式激活抑制剂的研究将为艾滋病的化学治
疗拓展更广阔的领域。
■HIV-1转录的反式激活
人类免疫缺陷病毒1型（HIV-1）是一种RNA病毒。在转录过程中，没有反式
激活因子（Tat）的情况下，整合的病毒DNA转录不完全，只有短的转录体生成。
Tat与病毒新生RNA的反式激活应答区（TAR）相互作用，反式激活病毒RNA的转录，
使得转录得以持续进行下去，生成完整的RNA。
Tat是含有86~106个氨基酸残基的柔性很强的蛋白质，在HIV-1病毒的转录过
程中起着关键的调节作用。Tat的碱性区含有保守序列RKKRRQRRR（49~57），富
含碱性氨基酸，可以特异性地与TARRNA的凸起区相互作用，是Tat与TAR相互作用
进行反式激活所必需的。TAR是具有59个碱基的茎环结构，位于所有HIV-1mRNA的
5′末端上，凸起区（UCU）是TAR与Tat相互作用的重要功能区。
HIV-1RNA聚合酶Ⅱ从5′长末端引发转录。如果没有Tat蛋白，转录的单延伸
过程就有缺陷，只生成短的转录体（包含TAR）。Tat碱性区直接与TAR凸起区的U
23及其两端的碱基对A22·U40和G26·C39结合。在Tat与TAR的结合过程中，PTEF
-b也起着重要的作用。TAR上、下游茎间角度减小，由游离构象转变为稳定的Tat
结合构象。RNA聚合酶Ⅱ通读终止序列（TAR），转录生成全长的病毒RNA。
■以Tat为靶点的抑制剂
法国研究人员发现，TDS是根据对Tat测定的NMR结构，利用计算机辅助设计
的分子对接设计的抑制剂。TDS与Tat含保守残基（L43-R53）的疏水口袋结合，
阻断Tat活性构象的形成。作为计算机辅助设计的化合物，TDS对于寻找更有效的
HIV-1转录反式激活抑制剂具有十分重要的意义。
日本研究人员发现，氟喹诺酮类衍生物以非依赖于TAR的方式抑制Tat的功能，
代表药物是K-12及其类似物K-37、K-38。在外周血单核细胞（PBMCs）中，K-38
抑制HIV-1的半数有效浓度为3.8纳摩尔/升。
EM2487是从链霉素产物中分离得到的小分子化合物，对HIV-1急性和慢性感
染细胞都有抑制作用。日本研究人员发现，EM2487对HIV-1的抑制作用部分基于
其对Tat功能的选择性抑制。
■以TAR为靶点的抑制剂
靶向于TAR凸起区的抑制剂 吖啶衍生物CGP40336A的芳杂环堆积在凸起区中，
使TAR形成与Tat结合相似的构象，从而抑制Tat-TAR复合物的生成。瑞士研究人
员发现，CGP40336A对Tat-TAR复合物的半数竞争剂量为22纳摩尔/升，对HIV-1复
制的半数抑制浓度为1.2微摩尔/升。研究人员还对一类二苯呋喃衍生物进行了研
究，发现其可以选择性地与TAR凸起区结合而抑制HIV-1的反式激活。其中，化合
物DB60抑制Tat-TAR相互作用的活性最强。
意大利研究人员对喹诺酮化学库进行随机筛选得到了6-氨基喹诺酮衍生物WM
5。尽管WM5的结构与K-12的相似，但作用机制完全不同。WM5通过与TAR凸起区高
亲和力结合，从而抑制Tat-TAR复合物的生成而阻断HIV-1复制。
美国研究人员以TAR的凸起区为靶点，先后使用分子对接软件DOCK和ICM从现
有化学品目录数据库进行虚拟筛选后发现丙氯拉嗪、氯丙嗪和乙酰丙嗪的活性最
强。乙酰丙嗪在100纳摩尔/升可完全抑制Tat-TAR相互作用，是很好的先导化合
物。
北京大学研究人员合成的β-咔啉衍生物由一条碳链连接精氨酸残基和咔啉
而成。其作用机制是咔啉与TAR的凸起区结合，精氨酸残基模拟Tat的精氨酸残基
与TAR凸起区之间特异性结合。英国研究人员合成了RBT系列化合物，利用NMR和
计算方法建模得到其作用机制：RBT550的吲哚部分插入并堆积在TAR的凸起区中
而使TAR形成无活性构象，氨基通过静电互作用与TAR的骨架结合，抑制Tat与TAR
间的相互作用。RBT550对Tat-TAR复合物的抑制常数为39纳摩尔/升。
靶向于TAR环区的抑制剂 美国研究人员发现，2，4，5，6－四氨基喹唑啉
与TAR的环区结合，抑制Tat-TAR相互作用，下调细胞内的反式激活而抑制HIV-1
的复制。
同时靶向于凸起区和茎区的抑制剂 加拿大科研人员合成的氨基糖苷－精氨
酸共轭物（AACs）与TAR的凸起区和上游茎区相互作用，阻断Tat与TAR的相互作用。
AAC类的代表化合物有新霉素B的六精氨酸衍生物（NeoR）、庆大霉素的三精氨酸
衍生物（R3G）和卡那霉素A的四精氨酸衍生物（R4K）。在HIV-1感染的PBMCs中，
NeoR对HIV-1的半数有效浓度为纳摩尔浓度级别。
靶向于TAR的反义核酸类 基于TAR序列的反义核酸可以与TAR特异性结合，阻
断Tat-TAR复合物的生成。法国研究人员证实，2′-氧-甲基R0624适体的UCCCAGA
部分通过与TAR特异性互补的环－环相互作用，生成稳定的复合物。美国研究人员
发现，聚酰胺核苷酸类似物（PNA）与TAR的环和凸起区互补结合，阻断Tat-TAR
复合物的生成进而抑制HIV-1复制。
靶向于TAR的Tat拟肽类抑制剂 竞争Tat-TAR相互作用的肽或肽模拟物可以阻
断HIV-1的复制。此类的第一个肽先导化合物是序列与Tat碱性区类似的ALX40-4C。
后来，瑞士研究人员用组合化学的方法筛选得到CGP64222。NMR数据显示，CGP64
222和Tat一样，与TAR的凸起区及其两侧的两个碱基对相互作用，使得TAR由自由
构象变为与Tat-TAR相似的结合构象，从而抑制Tat-TAR复合物的生成。CGP64222
在MT-4细胞中对HIV-1的半数抑制浓度为8.4纳摩尔/升，在125纳摩尔/升未发现细
胞毒作用。然而，进一步研究发现，CGP64222在培养细胞中的抗HIV-1活性主要来
自于其与CXCR4的选择性相互作用。此外，美国研究人员合成了基于(L)Lys-(D)
Lys-(L)Asn序列的环肽，并发现其在人细胞内对反式激活的半数抑制浓度为40纳
摩尔/升。
■以P-TEFb为靶点的抑制剂
美国研究人员发现，黄酮类抗
肿瘤药Flavopiridol通过与P-TEFb的CDK9亚单
位的ATP结合口袋作用而阻断反式激活。1991年《科学》上发表文章报道苯二氮
类化合物（Ro5-3335和Ro24-7429）可在转录的反式激活阶段抑制HIV-1的基因表
达。后来有研究显示，其活性可能依赖于P-TEFb的CycT1亚单位。Ro24-7429虽进
入了I期临床，但由于高神经毒性已被放弃。
此外，比利时研究合成的抑制剂N-氨基咪唑衍生物（NAIMS）和吡啶氧化物
衍生物（JPL-32、JPL-88、JPL-133），可能通过作用于转录的反式激活过程而
抑制HIV-1的复制。
□白如珺 刘新泳
作者：
2006-9-21