中大研发新型抗病毒分子骨架 有助研发安全高效药物应付病毒变异
由中大医学院药剂学院副教授吴潍龙教授(前排中左)、儿科学系副教授陈韵怡教授(前排中右)领导的研究团队研发出新型抗病毒分子骨架。其作用机制犹如将病毒的「影印机」卡住,阻止病毒在人体细胞内繁殖,为研发新抗病毒药物开拓新方向。
香港中文大学(中大)医学院科研团队成功研发出全新的抗病毒分子骨架,为应对病毒不断演变及抗病毒治疗逐渐失效所带来的全球衞生威胁,提供崭新的解决方案。此关键「化学分子骨架」由新型碳双环核苷类似物组成,能在不影响正常人体细胞的情况下阻止病毒复制,亦可加以改造,用於研发多种潜在候选药物。
此突破性发现有望解决传统抗病毒药物毒性高、制药难及效用单一的限制,为研发用於不同呼吸道病毒感染及慢性感染疾病的药物,提供一个更安全、更高效及更灵活的合成平台,并为应对未来病毒变异及大流行,开拓全新研发方向。
是次研究由中大医学院药剂学院副教授吴潍龙教授及儿科学系副教授陈韵怡教授共同领导。研究结果已於国际科学期刊《Journal of Medicinal Chemistry》上发表。
以新分子骨架引发「卡纸」效应 开创新抗病毒策略
病毒无法自行繁殖,必须入侵人体细胞来自我复制。现时部分抗病毒药物,例如核苷类似物,正是透过模仿病毒复制过程中所需的组件发挥作用。这些「结构相似」的分子可令病毒复制酵素误将其用於复制过程,从而减慢或阻止病毒复制。这类药物已广泛应用於治疗慢性乙型肝炎、人类免疫力缺乏病毒(HIV)感染及新型病毒感染等疾病。
然而,传统的核苷分子骨架相当复杂,不但合成过程繁复,亦可能对人体带来毒性及副作用。面对病毒变异的挑战,突破传统抗病毒药物研发模式的限制尤为重要。
研究团队重新设计分子,将原本以糖组成的骨架,改为更稳定、以碳为核心的双环分子骨架。此新型分子并非单纯模仿病毒复制时所需的组件,而是与病毒复制所需的关键酵素结合,从而阻止其运作。研究团队形容,此情况如同令影印机「卡纸」一样,让复制系统无法继续正常运作。
新型抗病毒分子骨架的三大优点:
- 更安全:不会对人体带来毒性,降低副作用风险;
- 更迅速:将合成过程缩短为十步以内,加快新候选药的设计及测试;
- 更灵活:可随时加以改造,研发多款候选药物来对抗不同病毒,更有望应对未来出现的新变异株。
这项发现突破传统药物研发的限制,不再局限於单一分子或特定病毒,而是提供一个可迅速调整、可供多款候选药物设计及测试的全新分子骨架。为抗病毒研究带来新契机,亦为药物研发的整体发展开拓更广阔的空间。
为药物研发开拓新方向
传统药物研发一般从大量已知化合物中,筛选可针对特定疾病靶点的分子。然而,设计新药的化学空间[1]极为庞大,而目前已知的化合物仅占其中一小部分。药物研发人员如要研制新药,必须进一步探索未知的空间;因为单靠改良现有疗法,难以应对抗病毒研究的需要,唯有另辟蹊径,才能研发出新一代药物。
共同通讯作者吴潍龙教授指出:「药物研发是否成功,除了有赖我们对生物学的理解,更关键的是能否发掘新的分子骨架,开创更多可能。化学的价值,不只是创造新分子,而是赋予分子的新功能。因此,开发既易於合成、又具备生物活性的分子骨架,已成为现代药物研发的重要方向。」
研究团队现正进一步探索此分子骨架的其他用途,期望研发出疗效更佳的抗病毒候选药,应对病毒抗药性日益严重的问题。
结合化学与生物学 推进医学成果转化
是次开创性研究突显研究团队的独特优势,成功运用精湛的化学合成技术应对临床需要。研究人员从生物学角度深入了解病毒行为,并结合探索性化学研究,加快将实验室的研究成果转化成潜在治疗方案。
另一共同通讯作者陈韵怡教授补充说:「这项研究融合化学、病毒学、药理学及结构生物学多个领域的专业知识,充分展现跨学科团队合作的力量。我们通过整合各领域的观点,开创出全新的抗病毒药物研发平台,成果令人鼓舞。」
是次研究从自然分子骨架中获得启发,并持续创新,继而将科研成果转化为具潜力的治疗方案。是次项目获得比尔及梅琳达·盖兹基金会及香港特别行政区政府创新科技署「创新及科技基金」(ITF)的支持。
[1] 化学空间指可选择的候选药物







































