青蒿素二倍体衍生物的合成与药理活性研究文献综述

 2023-08-09 04:08
  1. 文献综述(或调研报告):

青蒿素及其衍生物的研究

青蒿素是从菊科植物黄花蒿叶中提取得到的一种倍半萜内酯类化合物,被世界卫生组织认定为“世界上唯一有效的疟疾治疗药物”。屠呦呦因发现青蒿素,获得2011年的拉斯克临床医学奖和2015年诺贝尔生理学或医学奖。 青蒿素的出现一度使全球的疟疾发病得到了较好的控制,但是由于其水溶性和油溶性较差,所以其临床应用具有很大的局限性。由于青蒿素溶解性差、生物利用度低及复燃率高等问题,科学家们在青蒿素基础上又开发出了多种衍生物,如双氢青蒿素、青蒿琥酯、蒿甲醚、蒿乙醚等青蒿素及其衍生物的作用机制虽然没有彻底破解,但是普遍认为铁离子、血红素和线粒体在激活青蒿素的过程中发挥了重要的作用。除此以外,青蒿素及其衍生物可能还具有影响血红素的烷基化、抑制血红蛋白酶等复杂的作用机制。研究发现,青蒿素及其衍生物还具有抗肿瘤、抗寄生虫、抗菌、抗病毒、调节免疫、抗炎、抑制肺纤维化及抗动脉粥样硬化等多种作用。

  1. 青蒿素及其衍生物

青蒿素分子具有过氧桥结构,当血红素或游离铁破坏过氧化物桥时会导致青蒿素分子结构降解,形成具有C中心的亲核自由基代谢物;该自由基可充当烷化剂攻击高分子轴承电子基团或中心,最终导致疟原虫的死亡。为了寻找溶解性好、抗疟活性高的青蒿素衍生物,科学家对青蒿素的结构进行了大量的研究,发现青蒿素经硼氢化钠还原后羟基取代羰基,得到还原产物双氢青蒿素,其抗疟效果要强于青蒿素。 以双氢青蒿素为底物,科学家又陆续合成了醚类、羧酸酯类和碳酸酯类等青蒿素衍生物。 其中,青蒿素的醚类化合物有较好的脂溶性,其中以beta;构型青蒿素甲醚的活性最强。青蒿素及其主要衍生物的化学结构见图1。

图1 青蒿素及其主要衍生物的化学结构

  1. 青蒿素及其衍生物的药理作用

2.1 抗寄生虫作用

2.1.1 抗疟疾

疟疾是经按蚊叮咬或输入带疟原虫者的血液而感染疟原虫所引起的虫媒传染病。寄生于人体的疟原虫共有四种,即间日疟原虫,三日疟原虫,恶性疟原虫和卵形疟原虫。本病主要表现为周期性规律发作,全身发冷、发热、多汗,长期多次发作后,可引起贫血和脾肿大。目前,疟疾在某些国家和地区依然流行,对人类的健康造成了很大的威胁,青蒿素在疟疾治疗中发挥了非常重要的作用。青蒿素通过扰乱疟原虫表膜-线粒体功能从而破坏虫体结构以达到抗疟的作用。研究表明,肿瘤坏死因子-alpha;、巨噬细胞游走抑制因子、白细胞介素-12等多种促炎细胞因子与疟疾所致发热及肝损伤密切相关,而青蒿素类药物可以明显抑制促炎因子的表达,并通过抑制NO合酶基因表达、烷化核因子-kappa;B或阻断抑制性蛋白Ikappa;B的降解、降低核因子-kappa;B的活性等方面来发挥其抗疟活性。在随后的深入研究中,研究者发现蒿甲醚的抗疟活性是青蒿素的6 ~ 8倍,成为广泛应用于临床治疗疟疾的青蒿素类衍生物之一。蒿甲醚具有水溶性差、脂溶性好的特点,因此肌肉注射是进行抗疟治疗给药方式。

2.1.2 抗血吸虫病

血吸虫病是由裂体吸虫属血吸虫引起的一种慢性寄生虫病,主要流行于亚、非、拉美的73个国家,患病人数约2亿。血吸虫病主要分两种类型,一种是肠血吸虫病,主要为曼氏血吸虫和日本血吸虫引起;另一种是尿路血吸虫病,由埃及血吸虫引起。目前,吡喹酮是治疗血吸虫病的主要药物,但虫体容易对其产生抗性。有研究结果显示,日本血吸虫吡喹酮抗性株幼虫对青蒿素衍生物包括双氢青蒿素、青蒿琥酯和蒿甲醚都非常敏感,表明吡喹酮与青蒿素类药物对于日本血吸虫尚无交叉抗药性。而不同发育阶段的日本血吸虫对双氢青蒿素的敏感度也显著不同,尤其对于7d龄的童虫,该药物具有显著效果。过氧桥是青蒿素类药物抗血吸虫的活性基团,作用机制是影响虫体的糖代谢,如肝期血吸虫在蒿甲醚处理后会发现虫体的糖原、蛋白质含量减少、生殖腺退化,雌虫变化尤其明显。

2.1.3 抗其他寄生虫

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