劉婧 付小梅 吳建華等
[摘要]良性前列腺增生癥又稱前列腺肥大,是一種以前列腺增大為明顯特征的常見的老年性疾病,其給生活帶來巨大困擾。本文通過對(duì)近些年來國內(nèi)外文獻(xiàn)的查閱,對(duì)α1-腎上腺素受體拮抗劑類藥治療前列腺增生進(jìn)行綜述,最終為開發(fā)新型α1-腎上腺素受體拮抗劑類治療前列腺藥物提供參考依據(jù)。
[關(guān)鍵詞] α1-腎上腺素受體拮抗劑;良性前列腺增生癥;研究進(jìn)展
[中圖分類號(hào)] R697.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-0616(2014)13-38-06
良性前列腺增生癥(benign prostatic hyperplasia,BPH)又稱前列腺肥大,是多發(fā)于50歲以上的人群以前列腺增大為明顯特征的常見老年性的疾病。前列腺為男性特有腺體,位于膀胱頸的下方、包繞著膀胱口與尿道結(jié)合部位,其異常增生將直接壓迫尿道,使膀胱內(nèi)的尿液排出受阻,引起泌尿系統(tǒng)的一系列病變,例如尿頻、尿急、尿流細(xì)弱等排尿障礙。這些癥狀的出現(xiàn)都使得患者的生活質(zhì)量受到嚴(yán)重影響,最終很可能導(dǎo)致更為嚴(yán)重的并發(fā)癥,使得患者的生命受到危害[1]。該病在我國發(fā)病率較高,并且與年齡密切相關(guān),在31~40歲男性中,BPH發(fā)病率約為8%,而在51~60歲男性,其發(fā)病率會(huì)增加到40%~50%,當(dāng)男性的年齡在80歲以上時(shí),其發(fā)病率則達(dá)到83%。隨著我國老齡化社會(huì)的到來,BHP的患病人數(shù)將不斷增加,給社會(huì)發(fā)展帶來沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。目前,手術(shù)是治療BPH最有效的手段,但由于該病患者年齡一般過大,生理機(jī)能較弱,雖然手術(shù)效果好,病死率不高,但仍給患者帶來不同程度的損害[2]。因此開發(fā)有效又安全的BHP治療藥物將給患者特別是年齡較大的患者帶來新的福音。
當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的BPH治療藥物主要分為兩種類型:5α-還原酶抑制劑和α1-腎上腺素(α1-AR)受體拮抗劑。5α-還原酶抑制劑是基于“雙氫睪酮學(xué)說開發(fā)的一類藥物”[3]。前列腺作為雄激素主要的依賴性器官,它依靠雄性激素來維持的自身的生長、結(jié)構(gòu)的維持及功能的完整。但當(dāng)雄激素代謝異常,前列腺基質(zhì)和上皮細(xì)胞則會(huì)過度生長,因此導(dǎo)致了排尿困難。5α-還原酶是能將睪酮還原為具有更強(qiáng)活性的雙氫睪酮(DHT)的一種酶,抑制該酶能阻止睪酮向雙氫睪酮轉(zhuǎn)化。前列腺中的雄激素主要為雙氫睪酮,因此5α-還原酶抑制劑可以降低前列腺中雙氫睪酮的含量,從而達(dá)到縮小前列腺體積、改善排尿困難的治療目的。目前上市的5α-還原酶抑制劑有非那雄胺(finasteride),度他雄胺(dutasteride)和依立雄胺(epristeride),雖然這些藥物能縮小前列腺體積,但一般起效時(shí)間較長,并且患者服用周期很長。前列腺增生產(chǎn)生的最主要原因是前列腺的增生壓迫尿道產(chǎn)生一系列尿梗阻等下尿路癥狀(lower urinary tract symptoms,LUST),故對(duì)于前列腺增生的治療的首要原則就是減輕、解除梗阻,從而防止病情的進(jìn)一步發(fā)展。由于α1-AR 在前列腺組織上的分布和功能效應(yīng)緊密聯(lián)系著前列腺增生的梗阻,因此α1-AR拮抗劑可以作為減輕括約肌緊張和前列腺增生程度的治療藥物,故作為現(xiàn)在公認(rèn)的治療BPH及由其引起的LUTS的首選藥物[4-5]。因此,開發(fā)和發(fā)展活性更強(qiáng)的、新的α1-AR拮抗劑對(duì)BPH治療有著積極的意義。
1 α1-腎上腺素受體
α1-AR作為G蛋白偶聯(lián)的受體,其中包括7個(gè)跨膜螺旋,在組織中分布非常廣泛,如血管平滑肌、前列腺平滑肌收縮和大腦微循環(huán)等。分子克隆實(shí)驗(yàn)和藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)α1-AR可分為三種不同的類型:α1A,α1B和α1D,其三種類型在組織中的分部和生理功能各不相同。α1A主要分布在人的心臟,肝臟,輸精管和前列腺中介導(dǎo)平滑肌收縮。α1B主要分布在腎臟,肺,大腦皮層和血管中同1A一起促進(jìn)心臟結(jié)構(gòu)生長,α1D主要分布在血小板,大腦大腦皮層,海馬組織,同時(shí)也分布于前列腺中,主要是調(diào)節(jié)主動(dòng)脈和冠狀動(dòng)脈血管的收縮。除了分為這三種類型外,根據(jù)對(duì)哌唑嗪親和力大小的不同又分為:α1L,α1H和α1N[6]。
2 α1-腎上腺素受體拮抗劑
近些年來,由于α1-AR在治療高血壓和BPH上的作用,無數(shù)的拮抗劑被設(shè)計(jì)合成,特別是具有亞型選擇性的拮抗劑是目前設(shè)計(jì)合成研究的熱點(diǎn),選擇性拮抗劑可以降低非選擇性α1-AR拮抗劑帶來的副作用,如在治療BHP中的出現(xiàn)的直立性低血壓等,這些亞型選擇型拮抗劑同其堿性中心,芳香環(huán)上的取代基密切相關(guān)。了解其結(jié)構(gòu)可以更好的設(shè)計(jì)合成高活性、高選擇性的α1-AR拮抗劑。按照α1-AR拮抗劑的結(jié)構(gòu)可以大致的將其分為以下幾種類型,2,4-雙氨基-6,7-二甲氧基喹唑啉類,苯并二惡烷類,N-芳基哌嗪類、二氫吡啶和雙氫嘧啶類。
2.1 2,4-雙氨基-6,7-二甲氧基喹唑啉類
此類是最有效也是臨床上應(yīng)用最廣的一類選擇性α1-AR拮抗劑藥物。它們?chǔ)?/α2的親和力指數(shù)很高。其中最為代表性的是哌唑嗪(prazosin),此外還有它的類似物特拉唑嗪(terazosin),多沙唑嗪(doxazosin),硫噠唑嗪(tiodazosin),布那唑嗪(bunazosin),阿呋唑嗪(alfuzosin),曲馬唑嗪(trimazosin)等是這類結(jié)構(gòu)(圖1-2)。這類藥物對(duì)微動(dòng)脈血管床有非常強(qiáng)的作用,并且還能耐受和保持血容量,減少心悸等副作用,使得腎血流量和腎小球?yàn)V過率得到保持 [7]。但是由于缺乏對(duì)α1-AR的亞型選擇性,也表現(xiàn)出了一定的副作用,比如頭疼,疲勞,首劑效應(yīng)(體位性低血壓)等。因此開發(fā)亞型選擇性α1-AR拮抗劑是α1-AR受體研究的新方向。哌唑嗪作為上市已久藥物被廣泛的改造以及修飾的研究,現(xiàn)在對(duì)于其構(gòu)效關(guān)系已經(jīng)有很好的研究表明,4位的氨基是作為這類藥物的必須基團(tuán),因此其結(jié)構(gòu)修飾多集中在嘧啶環(huán)(a),哌嗪中間結(jié)構(gòu)(b)和末端呋喃環(huán)上(c)(圖1-3)。
2.1.1 對(duì)嘧啶環(huán)上的改造 將喹啉替換為喹唑啉環(huán),得到2個(gè)化合物,分別為 1-1 和 1-2,但是這2個(gè)化合物的活性并沒有減少[8],但如果將異喹啉環(huán)替換喹唑啉環(huán),同樣得到2個(gè)化合物: 1-3 和 1-4,通過藥理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,其活性顯著性減少。因此說明 N 1作為保證活性的必須原子,但N 3則不是[9]。endprint
尤其值得關(guān)注的是,6,7-二甲氧基對(duì)于活性的貢獻(xiàn)非常重要,因此上述所有的化合物都含有6,7-二甲氧基這個(gè)基團(tuán)。但如果二甲氧基苯環(huán)被二甲基吡啶環(huán)替換,將會(huì)得到一系列4-氨基-5,7-二甲基-2-(取代的)-氨基-吡啶類的化合物。其中1-7這個(gè)化合物的活性將優(yōu)于哌唑嗪 [12]。
2.1.2 對(duì)哌嗪環(huán)上的改造 將哌啶環(huán)替代哌嗪環(huán),得到化合物1-8,經(jīng)過藥理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)其活性增加,若把哌啶環(huán)上4位的甲氨基移到3位,得到另外一個(gè)化合物為1-9,活性卻降低了13~100倍,說明末端哌啶環(huán)的取代位置對(duì)活性有著重要影響[13]。替換哌嗪環(huán)為異喹啉環(huán)時(shí),得到活性非常好的化合物1-10[14]。
同時(shí)也有打開哌嗪環(huán)的研究,例如化合物:1-11,經(jīng)過藥理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)其它體內(nèi)外活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于哌唑嗪。因此,我們推測(cè):α1-AR在哌唑嗪的喹唑啉環(huán)和呋喃環(huán)之間存在一個(gè)親脂區(qū)域[15]。
因此,為了更好的活性,所以要讓化合物的整體構(gòu)象和哌唑嗪類似。故有研究在化合物 1-11上引入聚合烷基鏈,得到3個(gè)化合物: 1-12,1-13,1-14。經(jīng)過藥理研究表示,這些化合物對(duì)于α1-AR的選擇性和親和力都將增加更多。近一步研究發(fā)現(xiàn),1-14不單單對(duì)α1-AR有較高的選擇性和親和力,同時(shí)在治療高血壓疾病中也產(chǎn)生一定的效果[16]。若在呋喃環(huán)的2位引入一個(gè)甲基,得到:1-15,藥理研究表明它有一定的選擇性,對(duì)α1B的選擇性約是對(duì)α1Α的11倍。
2.1.3 對(duì)呋喃環(huán)的改造 同時(shí)為了更好地了解呋喃環(huán)在這類化合物中所起的作用,因此1-16被設(shè)計(jì)合成:2-(4-六元芳環(huán)哌嗪-1-基)喹唑啉類衍生物 [17],其中藥理研究表明此化合物與哌唑嗪有相同的活性,但研究表明1-17的活性至少增加了100倍,其主要原因?yàn)槭?-17上未被取代的2-哌嗪-1-基喹唑啉。這說明取代基在化合物與α1-AR的親和力方面有著至關(guān)重要的作用。
2.2 苯并二惡烷類及其類似物
苯并二惡烷類作為最主要的α1-AR拮抗劑之一,其中1,4-苯并二噁烷-2-基是起主要的基團(tuán)。1-18作為這類化合物的代表,藥理研究揭示其中1,4-苯并二惡烷和2,6-二甲氧基苯基至對(duì)于活性起著主要貢獻(xiàn)作用。所以有許多的改造圍繞這兩個(gè)基團(tuán)。因此以1-18為代表對(duì)這類化合物的構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行分析。對(duì)1-18的結(jié)構(gòu)修飾主要也集中在三個(gè)部分(圖1-4),1,4-二惡烷部分,中間連接鏈和末端2,6-二甲基苯酚[18-19]。
2.2.1 1,4-二惡烷的結(jié)構(gòu)改造化合物 二惡烷的改造主要通過幾個(gè)方面,(1)對(duì)1,4位氧的改變,將1位氧原子替換為S或者羰基,將4位氧變?yōu)轸驶?,S或者CH2;(2)在三位引入苯環(huán)或者取代的苯環(huán)。結(jié)果表明1位氧原子或者是羰基是保持其活性的關(guān)鍵基團(tuán),改變3位苯環(huán)的立體構(gòu)型可以影響對(duì)亞型的選擇性。如1-20顯示出了高的α1A選擇性[20]。
2.2.2 中間鏈的改變 中間鏈的變化主要集中在改變中間鏈的柔性方面,通過引入一些閉環(huán)的結(jié)構(gòu)來調(diào)查對(duì)活性的影響。這其中較為典型的例子是將一個(gè)已知的α1-AR拮抗劑的中間連接鏈替換化合物1-18的氨基鏈。例如將化合物1-26中的環(huán)戊醇引入到1-18中得到的1-27,表現(xiàn)出了強(qiáng)的α1D-AR拮抗活性[21]。
2.2.3 末端2,6-二羥基苯酚 末端修飾主要是通過引入不同的取代基,一系列化合物1-28被設(shè)計(jì)合成。結(jié)果顯示,末端苯環(huán)上的取代對(duì)活性有著明顯影響,尤其對(duì)于α1A-AR和5-HT1A受體的作用方式[22]。
2.3 N-芳基哌嗪類
芳基哌嗪是一類經(jīng)典的α1-AR拮抗劑,近年來被研究最為廣泛,一些芳基哌嗪類化合物,如5-Methylurapidil,WAY-100635,REC-15/2739 和 RA36表現(xiàn)出了很好的α1-AR拮抗活性。
芳基哌嗪類化合物主要特點(diǎn)是芳基哌嗪的N-4位通過一個(gè)柔性亞甲基鏈同一個(gè)芳香雜環(huán)相連接,芳基哌嗪中芳基上的取代基及中間鏈長對(duì)活性有著顯著影響,但基本骨架變化較小,最為主要的變化是同哌嗪相連的芳香雜環(huán),其結(jié)構(gòu)的不同對(duì)α1-AR的選擇性和活性有著本質(zhì)的影響。無數(shù)的含有不同結(jié)構(gòu)的芳香雜環(huán)被引入到芳基哌嗪結(jié)構(gòu)中作為α1-AR拮抗劑。
Valeria Pittalà等[23]設(shè)計(jì)合成了一系列含有吡咯并嘧啶雙酮結(jié)構(gòu)的苯基哌嗪衍生物1-29,1-30, 1-31,α1-AR結(jié)合能力顯示大部分化合物表現(xiàn)出了納摩爾級(jí)活性,并且對(duì)比D1,D2和5-HT1A表現(xiàn)出了很好的選擇性。尤其是1-31不僅顯示出了納摩爾的活性在結(jié)合實(shí)驗(yàn)中,而且也表現(xiàn)出了好的活性在機(jī)能實(shí)驗(yàn)中。同時(shí)還顯示出了對(duì)α1A-AR的亞型選擇性。
Abou-Seri等[24]將喹唑啉酮結(jié)構(gòu)同芳基哌嗪通過不同的鏈長連接起來,設(shè)計(jì)、合成了一系列喹唑啉酮-芳基哌嗪類衍生物1-32,并且通過引入不同大小和位置的取代基到末端雜環(huán)上,考察其對(duì)活性的影響。在對(duì)大鼠體內(nèi)高血壓活性評(píng)價(jià)中,大部分都表現(xiàn)出了體內(nèi)抗高血壓活性,在隨后的離體大鼠主動(dòng)脈環(huán)α1-AR活性評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn)4個(gè)化合物表現(xiàn)出了高的活性對(duì)比哌唑嗪,尤其是化合物1-33表現(xiàn)出了最高的活性,2倍高于哌唑嗪。對(duì)這類化合物的構(gòu)效關(guān)系研究發(fā)現(xiàn),同芳基哌嗪類一般構(gòu)效關(guān)系相似,鏈長是關(guān)鍵的活性決定因素,芳基哌嗪中苯基的鄰位甲氧基取代要好于無取代苯基和對(duì)取代苯基。
Jadwiga Handzlik等[25]按照?qǐng)?bào)道的N-哌嗪類α1-AR拮抗劑藥效團(tuán)設(shè)計(jì)合成了一系列含有二苯異內(nèi)酰脲結(jié)構(gòu)的苯基哌嗪類化合物,其中化合物1-34和化合物1-35是其中最好的活性化合物顯示出了納摩爾級(jí)的活性,在體外機(jī)能實(shí)驗(yàn)中其PKB值分別達(dá)到了7.79和7.44。
Giuseppe Romeo等[26]通過在α1-AR拮抗劑RN5上的結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)合成了一系列新的含有嘧啶并吲哚的苯基哌嗪衍生物1-36。其結(jié)構(gòu)改造主要是考慮了一下幾個(gè)方面:(1) 增加苯基哌嗪中苯環(huán)上的位阻;(2) 延長其中間碳鏈到3碳原子; (3) 將原有的pyrimido [5,4-b]indole-2,4-dione中的羰基去掉或者是電子等排為benzothieno[3,2-d]pyrimidine -2,4-dione?;钚越Y(jié)果顯示,所有的化合物都表現(xiàn)出了強(qiáng)的α1D-AR選擇性。構(gòu)效關(guān)系研究發(fā)現(xiàn),嘧啶酮上的羰基為必須基團(tuán),替換掉后活性下降,鏈長對(duì)α1D-AR的活性至關(guān)重要。endprint
Laura Bett等將黃酮片段同芳基哌嗪連接起來設(shè)計(jì)合成了一類含黃酮母核的芳基哌嗪衍生物1-37。在芳基哌嗪的芳基選擇上考察了苯基和噠嗪酮對(duì)活性的影響。結(jié)果顯示,苯基哌嗪類表現(xiàn)出了好的活性,特別是苯環(huán)上為鄰位大取代基時(shí),活性有顯著上升。
3 結(jié)語
α1-AR拮抗劑在治療良性前列腺增生中扮演著重要的角色,是一類快速有效的治療藥物,對(duì)前列腺早期發(fā)病治療及控制病情發(fā)展有著獨(dú)特的治療作用。α1-AR拮抗劑的研究從來沒有間斷過,很多不同類型的拮抗劑被設(shè)計(jì)、合成,但由于這些分子在亞型選擇性及藥物代謝動(dòng)力上的缺點(diǎn),仍需要繼續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì),不斷的發(fā)現(xiàn)新的高活性、高選擇性分子,為人類的生命健康提供更好的保障。
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(收稿日期:2014-05-19)endprint
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(收稿日期:2014-05-19)endprint
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