陳蒙儀，孫祥，黃羅儀，王朝杰

1.溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 藥學(xué)部，浙江 溫州 325015；2.溫州醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院，浙江 溫州 325035

瑞德西韋是一種由美國(guó)Gilead生物技術(shù)公司所生產(chǎn)的核糖核苷類似物，主要干擾病毒RNA轉(zhuǎn)錄過程，具有廣譜抗病毒活性[1]。早期臨床研究報(bào)道了瑞德西韋首次用于治療蘇格蘭女性護(hù)士埃博拉腦膜炎，并且完成了治療埃博拉病毒感染的三期臨床試驗(yàn)[2]。在前期細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，瑞德西韋均顯示出對(duì)嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒（severe acute respiratory syndrome coronavirus,SARSCoV）和中東呼吸綜合征冠狀病毒（middle east respiratory syndrome coronavirus,MERS-CoV）有較好的抗病毒活性。小鼠實(shí)驗(yàn)證明瑞德西韋預(yù)防和治療性用藥均可改善肺功能，降低肺病毒載量，減輕肺病理學(xué)損傷[3-4]。這也是在新型冠狀病毒肺炎（corona virus disease 2019,COVID-19）暴發(fā)后選擇瑞德西韋進(jìn)行臨床試驗(yàn)的原因之一。HOLSHUE 等[5]首次報(bào)道了一位美國(guó)COVID-19患者在使用瑞德西韋后臨床癥狀迅速減輕的情況，此后關(guān)于瑞德西韋治療COVID-19的研究大量開展。因此，瑞德西韋及其合成中間體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是值得探索的，SIEGEL等[6]報(bào)道了該藥的合成工作，涉及兩代合成路線，見圖1。

圖1 瑞德西韋兩代合成路線

從反應(yīng)合成路線可知，瑞德西韋（6a）是由鳥嘌呤類似物和戊糖組成核苷，再通過磷酸修飾得到的。瑞德西韋是治療COVID-19的潛在候選藥物，然而，關(guān)于瑞德西韋的結(jié)構(gòu)性質(zhì)及其合成中間體的反應(yīng)活性位點(diǎn)等方面的理論研究甚少。本研究將通過量子化學(xué)方法和藥代動(dòng)力學(xué)計(jì)算，對(duì)瑞德西韋及其合成中間體13種化合物的分子結(jié)構(gòu)、反應(yīng)活性位點(diǎn)、紅外光譜等進(jìn)行分析，并利用ACD/Percept平臺(tái)預(yù)測(cè)這13種化合物的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)并對(duì)其進(jìn)行成藥性評(píng)價(jià)。

1 計(jì)算方法

采用密度泛函理論方法X3LYP，在6-311+G（2d，p）基組水平上對(duì)瑞德西韋及其合成中間體的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，然后進(jìn)行紅外光譜計(jì)算，得到無虛頻的能量極小結(jié)構(gòu)，得到波函數(shù)進(jìn)行電子結(jié)構(gòu)分析。有研究報(bào)道X3LYP雜化密度泛函方法的頻率一致性較好[7]，KOSTJUKOVA等[8]用密度泛函理論計(jì)算研究吖啶橙染料在水溶液中的振動(dòng)吸收光譜，分析了使用各種泛函和基組的計(jì)算，結(jié)果表明X3LYP方法的理論值與實(shí)驗(yàn)值最吻合。密度泛函計(jì)算利用Gaussian 16[9]程序?qū)崿F(xiàn)，GaussView 6.0用于結(jié)構(gòu)可視化，通過Multiwfn3.6[10]程序，對(duì)分子表面靜電勢(shì)、原子電荷、前線分子軌道進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)活性反應(yīng)位點(diǎn)，并基于概念密度泛函活性指數(shù)（化學(xué)勢(shì)、化學(xué)硬度、親電指數(shù)、親核力差值指數(shù)以及親電力差值指數(shù)）重點(diǎn)對(duì)化合物5和6a進(jìn)行分析。

2 結(jié)果和討論

2.1 幾何結(jié)構(gòu)分析 所有化合物均在X3LYP水平上用6-311+G（2d，p）進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，相應(yīng)的理論計(jì)算幾何結(jié)構(gòu)均為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。據(jù)報(bào)道[6]，在瑞德西韋以及其合成中間體中，瑞德西韋（6a）和中間體（12b）均得到了單晶結(jié)構(gòu)，因此將理論計(jì)算參數(shù)和晶體數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。6a和12b的優(yōu)化幾何構(gòu)型和原子編號(hào)如圖2所示，表1列出了它們的部分結(jié)構(gòu)參數(shù)（鍵長(zhǎng)和鍵角）和XRD單晶衍射得到的結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸，得到6a和12b的鍵長(zhǎng)和鍵角計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值的線性擬合圖。以化合物6a的鍵長(zhǎng)擬合為例，得到計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值的函數(shù)關(guān)系為：y=1.00639x-0.00773，其中y是6a的鍵長(zhǎng)計(jì)算值，x是實(shí)驗(yàn)值，R2=0.981，接近于1，表明實(shí)驗(yàn)值和計(jì)算值吻合得很好；此外，化合物6a的鍵角擬合函數(shù)關(guān)系為y=0.99373x+1.02514，R2=0.969；化合物12b的鍵長(zhǎng)擬合函數(shù)關(guān)系為y=1.04285x-0.06025，R2=0.994，鍵角擬合函數(shù)關(guān)系為y=1.01187x-0.67776，R2=0.980，都接近于1，體現(xiàn)理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值吻合得很好，也說明選取的計(jì)算方法是可靠的。

表1 瑞德西韋(6a)和中間體(12b)的計(jì)算及實(shí)驗(yàn)的部分鍵長(zhǎng)（?）和鍵角（°）

圖2 優(yōu)化后的瑞德西韋（6a）和中間體（12b）的分子結(jié)構(gòu)及原子編號(hào)

2.2 反應(yīng)活性位點(diǎn)

2.2.1 分子表面靜電勢(shì)（electrostatic surface potential，ESP）：ESP是通過識(shí)別親核和親電攻擊的潛在位點(diǎn)來表征分子反應(yīng)活性位點(diǎn)的一種方法。ESP常被用于研究分子間的相互作用、反應(yīng)部位以及分子識(shí)別，可以解釋分子化學(xué)反應(yīng)活性與分子性質(zhì)（局部電荷、偶極距、電負(fù)性等）之間的關(guān)系，ESP越負(fù)的位置對(duì)應(yīng)的原子越容易發(fā)生親電反應(yīng)，越正的位置對(duì)應(yīng)的原子越容易發(fā)生親核反應(yīng)[11]。優(yōu)化13種分子結(jié)構(gòu)后分析其表面靜電勢(shì)，ESP圖上顏色深淺反映靜電勢(shì)的強(qiáng)弱，靜電勢(shì)為負(fù)的區(qū)域用藍(lán)色表示，易受到親電試劑的進(jìn)攻；靜電勢(shì)為正的區(qū)域用紅色表示，易受到親核試劑的進(jìn)攻。分子表面不同區(qū)域有若干極大值點(diǎn)和極小值點(diǎn)，其中，橙色小球?qū)?yīng)靜電勢(shì)極大值點(diǎn)，青色小球?qū)?yīng)靜電勢(shì)極小值點(diǎn)，見圖3。我們發(fā)現(xiàn)靜電勢(shì)在全局的最大值點(diǎn)大都位于吡咯并三嗪環(huán)上的氨基氫或支鏈胺基氫附近（除化合物1），表明此區(qū)域親核性較高，容易發(fā)生親核反應(yīng)。靜電勢(shì)在全局的最小值點(diǎn)大都位于羥基氧或芐氧基的氧原子附近，這是因?yàn)镺的電負(fù)性比較強(qiáng)，周圍電子云密度較大，具有親電活性，易發(fā)生親電反應(yīng)。因此推斷戊糖環(huán)上的芐氧基或羥基氧易受到親電試劑的攻擊，而鳥嘌呤類似物環(huán)上的氨基氫或支鏈胺基氫易受到親核試劑的攻擊。這與SIEGEL等[6]研究結(jié)果相一致。

圖3 13種化合物在X3LYP/6-311+G（2d，p）水平下的靜電勢(shì)等值面圖

2.2.2 原子電荷：原子偶極矩校正的Hirshfeld電荷可表征分子內(nèi)不同原子所帶電荷大小，是探究分子親核或親電特性強(qiáng)弱及確定化學(xué)活性位點(diǎn)的一種有效方法，其中帶負(fù)電荷越多的原子相應(yīng)的親電活性可能也越強(qiáng)[12]。計(jì)算得到瑞德西韋及其具相同母核五種中間體的Hirshfeld電荷，對(duì)于化合物3，其中羥基氧O5（-0.72 a.u.）帶有最多的負(fù)電荷，戊糖環(huán)氧O4（-0.41 a.u.）次之，表明羥基氧O5具有較好的親電活性，羥基氫H45（0.49 a.u.）和氨基氫H72（0.45 a.u.）、H73（0.47 a.u.）都具有較高正電荷，表明這幾個(gè)位置親核活性較高，易發(fā)生親核反應(yīng)。同理對(duì)于化合物4，帶負(fù)電荷順序是戊糖環(huán)氧O4（-0.44 a.u.）＞三個(gè)芐氧基O5（-0.39 a.u.）、O6（-0.34 a.u.）、O8（-0.34 a.u.），氨基氫H72（0.46 a.u.）、H73（0.47 a.u.）具有較高正電荷；化合物5，負(fù)電荷是三個(gè)羥基氧O5（-0.70 a.u.）、O6（-0.74 a.u.）、O8（-0.71 a.u.）多于戊糖環(huán)氧O4（-0.50 a.u.），羥基氫H25（0.45 a.u.）、H26（0.48 a.u.）、H29（0.44 a.u.）和氨基氫H33（0.48 a.u.）、H34（0.49 a.u.）都具有較高正電荷；化合物6a，帶負(fù)電荷順序是羥基氧O35（-0.71 a.u.）、O36（-0.76 a.u.）＞磷氧基O18（-0.69 a.u.）＞羰基氧O25（-0.62 a.u.）＞戊糖環(huán)氧O11（-0.44 a.u.）＞芐氧基O19（-0.38 a.u.），羥基氫H71（0.47 a.u.）、H72（0.47 a.u.），氨基氫H69（0.48 a.u.）、H70（0.48 a.u.）和支鏈胺上氫H51（0.44 a.u.）都具有較高正電荷；化合物10與11有類似的分布情況?？梢钥闯鋈鸬挛黜f及其中間體結(jié)構(gòu)上羥基氧附近是具有最多的負(fù)電荷分布，最易發(fā)生親電反應(yīng)，氨基氫和羥基氫附近親核活性較高，易發(fā)生親核反應(yīng)。這與分子表面靜電勢(shì)得到的結(jié)果相一致。有研究表明，N-羥乙酰神經(jīng)氨酸分子的羥基氧原子具有多的負(fù)電荷，有較強(qiáng)的親電活 性[13]；高子飛等[14]的研究結(jié)果表明綠原酸分子中的羥基氫原子所帶正電荷較大；賈壯等[15]用量子化學(xué)方法指導(dǎo)普萘洛爾類似物的合成研究中，通過原子電荷分布和靜電勢(shì)圖確定反應(yīng)位點(diǎn)，這些都與本研究的結(jié)論和依據(jù)相似。

2.2.3 前線軌道分析：根據(jù)前線分子軌道理論可知，前線分子軌道在分子反應(yīng)過程中具有重要作 用[16]。前線軌道包括最高占據(jù)軌道（highest occupied molecular orbital,HOMO）和最低未占軌道（lowest unoccupied molecular orbital,LUMO），HOMO電子優(yōu)先提供，而LUMO也先接受電子。HOMO和LUMO之間的能隙是分子化學(xué)穩(wěn)定性的指標(biāo)，也是決定分子電荷流動(dòng)特性的重要參數(shù)，能隙（Δε（LUMO-HOMO））越小，表示分子中電子越容易發(fā)生躍遷，反應(yīng)活性就越強(qiáng)，能隙越大，電子被激發(fā)的難度也越大，分子的穩(wěn)定性也會(huì)較好。嚴(yán)茜茜等[17]研究表明通過HOMO與LUMO的能極差能反應(yīng)化合物活性大小。前線軌道分布圖上的藍(lán)色區(qū)域代表軌道波函數(shù)負(fù)相位，綠色區(qū)域代表軌道波函數(shù)正相位。從前線軌道分布圖可看出，只要含有吡咯并三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物，HOMO和LUMO軌道都集中分布在吡咯并三嗪環(huán)上，說明瑞德西韋及其具相同母核中間體的吡咯并三嗪環(huán)上的原子是主要的親電或親核反應(yīng)位點(diǎn)，即鳥嘌呤類似物結(jié)構(gòu)是瑞德西韋的母核結(jié)構(gòu)，是發(fā)揮抑制作用的活性中心。這與金興輝 等[18]用量子化學(xué)研究1，2，3-三氨基胍二硝基胍鹽中，因大部分HOMO和LUMO分布在二硝基胍陰離子上，說明二硝基胍陰離子是該化合物的反應(yīng)活性位點(diǎn)的依據(jù)相似。所有化合物的HOMO和LUMO軌道能量均為負(fù)值，說明這些化合物的電子結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，且化合物5的Δε（LUMO-HOMO）相對(duì)比6a的小，說明化合物5具有較高的活性。

2.3 紅外吸收光譜 紅外光譜是分子中基團(tuán)由于發(fā)生伸縮振動(dòng)、變形振動(dòng)等產(chǎn)生的，其可用于定性分析分子結(jié)構(gòu)。13種化合物在800～1 800 cm-1處都有不同強(qiáng)度的吸收，見圖5。在1 100 cm-1附近有CO-C的伸縮振動(dòng)峰，歸屬于化合物的芐氧基和戊糖環(huán)結(jié)構(gòu)；在1 500 cm-1附近都有強(qiáng)吸收峰，歸屬于吡咯并三嗪環(huán)及苯環(huán)的C=N和C=C的伸縮振動(dòng)；在1 600 cm-1附近有N-H彎曲振動(dòng)引起的較強(qiáng)吸收峰，對(duì)應(yīng)吡咯并三嗪環(huán)的氨基。其他特征吸收峰如在1 200 cm-1附近的峰，歸屬于6a、8、11、12a、12b的P=O伸縮振動(dòng)；在1 750 cm-1附近有C=O伸縮振動(dòng)引起的強(qiáng)吸收峰，對(duì)應(yīng)1、6a、7、8、11、12a、12b的酯基C=O結(jié)構(gòu)；化合物4、5、6a、10、11都在2 300 cm-1附近有吸收峰，是由氰基C≡N的伸縮振動(dòng)引起的；在3 500 cm-1和3 800 cm-1附近的O-H吸收峰，歸屬于化合物3、5、6a、10中羥基的O-H伸縮振動(dòng)。對(duì)比化合物1、3、4、5的譜圖，可以看出三個(gè)芐氧基的C-O-C的吸收峰，變成三個(gè)羥基O-H的吸收峰；對(duì)比化合物5、10、11的譜圖，可以看出從化合物5有3處O-H吸收峰，到化合物10只有1處O-H吸收峰，到化合物11無O-H吸收峰。根據(jù)對(duì)計(jì)算所得的譜圖信息進(jìn)行分析歸屬，與理論的頻率范圍基本吻合。并且我們也可以看出化合物的羥基氧、芐氧基、羥基氫、胺基氫均是活性反應(yīng)位點(diǎn)，與前面分子靜電勢(shì)和原子電荷得到的結(jié)論一致。文獻(xiàn)[6]中沒有提供各合成中間體或產(chǎn)物的紅外光譜數(shù)據(jù)。

圖5 13種化合物在X3LYP/6-311+G（2d，p）水平下的紅外譜圖

2.4 綜合比較中間體（5）和瑞德西韋（6a）的藥理活性作用 YAN等[19]研究表示母體核苷5是瑞德西韋到達(dá)肺部的主要代謝物，由于其合成的簡(jiǎn)單性和在獸醫(yī)環(huán)境中的體內(nèi)功效，認(rèn)為5在COVID-19治療中優(yōu)于瑞德西韋（6a）。我們通過密度泛函理論方法，分析中間體（5）和瑞德西韋（6a）的藥理活性與分子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，為后續(xù)藥效關(guān)系的深入研究提供理論基礎(chǔ)。

從表2中可知，化合物5的O4、O5、O6、O8、C11、C13、N14等原子具有較大的負(fù)電荷，說明這些原子易與受體蛋白的正電荷區(qū)域結(jié)合而發(fā)揮作用，對(duì)比瑞德西韋（6a）中相應(yīng)結(jié)構(gòu)的原子電荷，發(fā)現(xiàn)化合物5原子上所帶的電荷稍多，更易與受體蛋白的正電荷區(qū)域作用。因此，從電荷分析可以預(yù)測(cè)，化合物5與受體蛋白的作用強(qiáng)于瑞德西韋（6a），即化合物5可能具有較強(qiáng)的藥理活性。

表2 化合物5和6a的部分原子電荷

根據(jù)上述圖4 的前線軌道分布圖，化合物5和6a的HOMO和LUMO軌道基本相近，均集中分布在吡咯并三嗪環(huán)上。由它們的能級(jí)差可知，化合物5的 Δε（LUMO-HOMO）略小于6a，表明其穩(wěn)定性較弱，活性較6a強(qiáng)。SIEGEL等[6]研究的瑞德西韋的合成方法中說到，經(jīng)過對(duì)化合物5及其結(jié)構(gòu)相似的化合物進(jìn)行細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)化合物5比其他化合物對(duì)病毒活性作用較強(qiáng)，說明化合物5的活性和選擇性在篩選的化合物中都呈現(xiàn)一定優(yōu)勢(shì)。

圖4 化合物5和6a在X3LYP/6-311+G（2d，p）水平下的HOMO和LUMO軌道分布圖及能差

概念密度泛函活性指數(shù)（如化學(xué)勢(shì)μ、化學(xué)硬度η、親電指數(shù)ω、親核力差值指數(shù)Δεn、親電力差值指數(shù)Δεe等）常被應(yīng)用于化合物活性研究?；瘜W(xué)勢(shì)μ越小，化學(xué)硬度η越大，分子越穩(wěn)定，反之分子越不穩(wěn)定，活性越大。親電指數(shù)ω表示分子對(duì)親電試劑的結(jié)合程度，而親核力差值指數(shù)Δεn和親電力差值指數(shù)Δεe則表示分子的親核和親電活性大小[20-21]。根據(jù)化合物5 和6a的概念密度泛函活性指數(shù)，化合物6a的化學(xué)勢(shì)μ（-4.019 eV）比5 的化學(xué)勢(shì)μ（-4.012 eV）低，6a的化學(xué)硬度η（4.624 eV）比5的化學(xué)硬度η（4.621 eV）大，即6a的穩(wěn)定性比5好，則化合物5的活性較大；化合物6a的親電指數(shù)ω（1.746 eV）比5的親電指數(shù)ω（1.742 eV）大，即6a對(duì)親電試劑結(jié)合程度比5大；化合物5的親核力差值指數(shù)Δεn（0.040 eV）比6a的親核力差值指數(shù)Δεn（0.040 eV）大，親電力差值指數(shù)Δεe（8.065 eV）比6a的親電力差值指數(shù)Δεe（8.077 eV）小，即化合物5親核的活潑性能較大，親電的活潑性能比6a小。

綜上所述，化合物5的活性比瑞德西韋（6a）強(qiáng)，我們推測(cè)化合物5 的治療作用可能優(yōu)于瑞德西韋（6a），需待進(jìn)一步開展更多的體外和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證。

2.5 藥代動(dòng)力學(xué)分析 ACD/Percepta是基于QSAR模型精確計(jì)算化合物的吸收（absorption,A）、分布（distribution,D）、代謝（metabolism,M）、排泄（excretion,E）、毒性（toxicity,Tox）以及理化（PhysChem）等方面性質(zhì)的新一代預(yù)測(cè)化合物藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)的軟件。ADME/Tox特性在藥物發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用，計(jì)算ADME/Tox特性評(píng)估的目的是正確預(yù)測(cè)候選藥物的體內(nèi)藥代動(dòng)力學(xué)特性。有研究表明，60%的藥物因不良ADME/Tox性質(zhì)而退出臨床試驗(yàn)[22]。因此在新藥研發(fā)早期開展候選藥物的成藥性研究有利于縮短藥物的研發(fā)周期，降低研發(fā)成本，同時(shí)提高新藥開發(fā)的成功率。在這項(xiàng)研究中，主要關(guān)注的是評(píng)價(jià)理化性質(zhì)，如氫鍵供體數(shù)（hydrogen bond donor,HBD）、氫鍵受體數(shù)（hydrogen bond acceptor,HBA）、拓?fù)錁O性表面積（topological polar surface area,TPSA）、親脂性（lipophilicity,LogP）、水溶性（water solubility,LogS）、藥代動(dòng)力學(xué)，如胃腸吸收、BBB通透劑、P-gp底物和藥物相似性。除此之外，還考慮了一些重要的毒性參數(shù)，如急性口服毒性、致癌性、基因毒性[23]。

藥物通過細(xì)胞膜的滲透性直接受到藥物分子量和拓?fù)錁O性表面積（topological polar surface area,TPSA）的影響。分子量較高、TPSA較高的藥物不利于吸收。LogP代表親脂性，是指藥物在有機(jī)相和水相中分配系數(shù)的對(duì)數(shù)，此性質(zhì)影響藥物的吸收，LogP值較高，藥物越易吸收。LogS與溶解度相關(guān)，可接受的溶解度范圍為不溶＜-10＜難溶＜-8＜微溶＜-6＜可溶＜-2＜易溶＜0。HBD和HBA影響藥物穿過細(xì)胞膜的能力。可旋轉(zhuǎn)鍵的數(shù)量代表口服生物利用度，應(yīng)該保持在10以下[24-25]。

Lipinski類藥五規(guī)則（rule-of-five,Ro5）是廣泛用于評(píng)估化合物類藥性是否良好的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，類藥性的篩選有利于獲得藥動(dòng)學(xué)藥效學(xué)性質(zhì)平衡的候選藥物[24]。符合Lipinski規(guī)則的化合物可能有更好的藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，在生物體內(nèi)代謝過程中有更高的生物利用度，因而也更有可能成為口服藥物。13種化合物的理化性質(zhì)預(yù)測(cè)結(jié)果見表3?；衔?、5、7、8、9、10、12a、12b均符合Lipinski五規(guī)則，類藥性較好。

13 種化合物的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)見表4。其中Caco-2細(xì)胞源于人體結(jié)腸癌細(xì)胞，結(jié)構(gòu)和功能與腸上皮近似，細(xì)胞內(nèi)有藥物代謝酶。Caco-2細(xì)胞模型是一種研究藥物轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制和預(yù)測(cè)藥物腸吸收的體外篩選工具[26]，從藥物吸收的預(yù)測(cè)結(jié)果來看，除化合物5，其余吸收性均較好。血漿蛋白結(jié)合率（plasma protein binding,PPB）即當(dāng)藥物進(jìn)入人體后與血漿內(nèi)白蛋白結(jié)合的比例。藥物在血漿中常以結(jié)合型和游離型兩種形式存在，只有游離型藥物才具有藥物活性，所以PPB對(duì)藥物的治療效果有著重要影 響[27]。從藥物分布的預(yù)測(cè)結(jié)果來看，化合物1、3、4與藥物血漿蛋白結(jié)合能力較強(qiáng)；化合物2、9、12a、12b與藥物血漿蛋白結(jié)合能力中等。藥物代謝又稱為藥物的生物轉(zhuǎn)化，是機(jī)體對(duì)外源物質(zhì)的處理方式。肝臟作為人體最重要的代謝器官，主要以細(xì)胞色素P450（CYP450酶）介導(dǎo)參與口服藥物的首過效應(yīng)，其中CYP1A2、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6和CYP3A4參與了90%外源物的代謝活動(dòng)[28]。表4中結(jié)果表明13種化合物對(duì)五種CYP450亞型的抑制作用都較低或沒有抑制作用，因此對(duì)體內(nèi)代謝產(chǎn)生的影響較小。糖蛋白（P-gp）是一種外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，細(xì)胞膜中的P-gp使藥物能夠在細(xì)胞內(nèi)移動(dòng)，對(duì)P-gp的抑制可能會(huì)干擾藥物的轉(zhuǎn)運(yùn)[29]。從表中看出，沒有化合物是磷-糖蛋白底物的抑制劑。污染物致突變性檢測(cè)（Ames試驗(yàn)）與癌癥有關(guān)，陽(yáng)性的Ames試驗(yàn)表明有可能導(dǎo)致突變，表中數(shù)據(jù)表明，13種化合物的毒性均不明確。

綜合表3和表4的參數(shù)，表明化合物2、9、12a、12b的藥代動(dòng)力學(xué)評(píng)價(jià)較佳，然而前面重點(diǎn)討論的化合物5和6a的理化性質(zhì)和藥代動(dòng)力學(xué)的參數(shù)都不理想，我們推測(cè)瑞德西韋（6a）可能對(duì)COVID-19療效甚微或基本無效。SHRESTHA等[30]通過隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)得出瑞德西韋10 d療程的不良反應(yīng)多于5 d療程，且無顯著療效；世界衛(wèi)生組織“團(tuán)結(jié)實(shí)驗(yàn)”初步結(jié)果顯示，瑞德西韋對(duì)降低重癥患者病死率或者減少住院時(shí)間影響很小或沒有影響[31]。雖然早期臨床前數(shù)據(jù)表明瑞德西韋可能對(duì)COVID-19具有潛在的活性，但對(duì)COVID-19到底有沒有療效還需要等待進(jìn)一步的研究結(jié)果。

表3 瑞德西韋及其中間體13種化合物的理化性質(zhì)

表4 瑞德西韋及其中間體13種化合物的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)

3 結(jié)論

本研究利用密度泛函理論對(duì)瑞德西韋及其合成中間體的分子結(jié)構(gòu)、反應(yīng)活性位點(diǎn)、紅外光譜以及概念密度泛函活性指數(shù)進(jìn)行分析，并利用ACD/Percepta分析模型預(yù)測(cè)化合物的ADME/Tox。幾何結(jié)構(gòu)分析表明計(jì)算方法是可靠的。分子表面靜電勢(shì)、原子電荷、前線軌道理論結(jié)果表明，戊糖環(huán)上的芐氧基或羥基氧易受到親電試劑的攻擊，鳥嘌呤類似物環(huán)上的氨基氫或支鏈胺基氫易受到親核試劑的攻擊，且鳥嘌呤類似物結(jié)構(gòu)是瑞德西韋的母核結(jié)構(gòu)，瑞德西韋及其具相同母核結(jié)構(gòu)的化合物中，化合物5的活性較強(qiáng)。通過綜合對(duì)比化合物5和瑞德西韋（6a）的藥理活性，也表明了化合物5的活性優(yōu)于瑞德西韋（6a）。最后通過ACD/Percepta分析預(yù)測(cè)13種化合物的理化性質(zhì)和藥代動(dòng)力學(xué)評(píng)價(jià)，推測(cè)瑞德西韋可能對(duì)COVID-19療效甚微或基本無效，以待進(jìn)一步的大規(guī)模臨床試驗(yàn)去評(píng)估其療效和安全性。本研究結(jié)果為揭示瑞德西韋及其合成中間體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系提供了理論基礎(chǔ)，也對(duì)深入探索瑞德西韋及其合成中間體生理活性，拓寬其在藥物研發(fā)中的應(yīng)用提供了參考依據(jù)。