褐藻酸衍生物在抗冠状病毒及其所致疾病中的应用的制作方法

1.本发明属于生物医药领域，具体涉及褐藻酸衍生物在防治冠状病毒及其所致疾病中的应用。


背景技术：

2.2019年12月爆发的新型冠状病毒(sars-cov-2)肺炎疫情对各国人民的身体健康和生命安全造成了严重的威胁，2020年1月30日世界卫生组织宣布其为国际突发公共卫生事件。截止2020年7月26日，全世界确诊sars-cov-2感染者超过1610万例，死亡超过64万例。
3.海洋生物资源丰富，特别是酸性多糖及其衍生物具有结构独特、活性广泛的特性，已经成为寻找和发现创新药物的重要源泉。大量研究显示，海洋褐藻，如海带科、马尾藻科、墨角藻科、翅藻科、雷松藻科及德威藻科等或者某些细菌，如铜绿假单胞菌(pseudomonas aeruginosa)和瓦恩兰德固氮菌(azotobacter vinelandii)等来源的褐藻酸(alginic acid)，经过化学修饰，特别是经过硫酸酯化修饰后的衍生物，具有类肝素活性。如褐藻酸硫酸酯(pas)、藻酸双酯钠(pss)、甘糖酯(pms)、古糖脂(pgs)、聚甘古酯(pmgs)等褐藻酸衍生物，具有类肝素性质，但无出血副作用，能与生物体多种功能蛋白结合，并在抗病毒、抗血栓、抗肿瘤等方面展现出独特的生物活性。藻酸双酯钠pss是1985年开发上市的我国第一个海洋药物，经过30多年的临床应用和实践，其口服制剂和注射剂已被广泛用于抗凝血、降血脂、抗肾衰治疗，抗弥漫性微血管栓塞，并发现其具有降血糖和抗肿瘤转移等活性；甘糖酯(pms)是1994年开发上市的具有降血粘度、抗凝血和抗血栓等作用的海洋硫酸多糖药物；聚甘古酯(pmgs)是2003年获得临床批件的抗hiv海洋硫酸多糖药物(代号911)，其作用机制是通过提高机体免疫功能以及抑制hiv病毒的复制发挥作用；聚古罗糖醛酸硫酸酯(pgs)被发现具有抗乙型肝炎病毒(hbv)的作用，以及发现褐藻酸硫酸酯(pas)具有防治人乳头瘤状病毒(hpv)作用等。然而，这些褐藻酸衍生物作为抗冠状病毒药物的研发工作相对滞后，至今仍未见关于褐藻酸衍生物抗新冠病毒的报道。本发明专利将基于褐藻酸的修饰与衍生，开发针对冠状病毒(如sars-cov-2)的抗病毒药物，以期为人类对抗冠状病毒的蔓延做出应有贡献。


技术实现要素：

4.本发明以海洋或者微生物来源的褐藻酸为原料，经过降解、化学修饰和衍生，获得系列衍生物，筛选其在抑制冠状病毒，尤其是新型冠状病毒(sars-cov-2)中的应用，提供用于治疗冠状病毒，尤其是新型冠状病毒肺炎(covid-19)的有效药物。
5.本发明涉及一种褐藻酸衍生物、药学上可接受的盐或立体异构体在制备冠状病毒抑制剂中的应用，所述褐藻酸衍生物具有如下任一结构：
[0006][0007]
[0008]
其中，上述任一结构中，每个重复单元的r1各自分别地选自h；k；na；ca；mg；取代或未取代的直链或具有支链的c
1-c
10
烷基、烯基或炔基；取代或未取代的c
3-c
10
环烷基；取代或未取代的c
6-c
20
芳基；取代或未取代的c
2-c
20
杂芳基。优选的为具有羟基取代的直链或具有直链的c
1-c6烷基、烯基或炔基，k；或na。更优选的为丙基、羟丙基、2-羟基丙基、1-羟基丙基或3-羟基丙基。
[0009]
上述任一结构中，每个重复单元的r2各自分别地选自取代或未取代的直链或具有支链的c
1-c
10
烷基、烯基或炔基；取代或未取代的c
3-c
10
环烷基；具有选自n、s、o、p中一个多个杂原子的3-10元杂环基；取代或未取代的c
6-c
20
芳基；取代或未取代的c
2-c
20
杂芳基；取代或未取代的直链或具有支链的c
1-c
10
羰基；so3m，其中m可以为h、k、na、ca、或mg；no2m，其中m可以为h、k、na、ca、或mg；po3m，其中m可以为h、k、na、ca、或mg。优选的，r2为h、so3na、乙酰基(ch3co-)、或丙酰基。
[0010]
上述任一结构中，每个重复单元的r3各自分别地选自取代或未取代的直链或具有支链的c
1-c
10
烷基、烯基或炔基；取代或未取代的c
3-c
10
环烷基；具有选自n、s、o、p中一个多个杂原子的3-10元杂环基；取代或未取代的c
6-c
20
芳基；取代或未取代的c
2-c
20
杂芳基；取代或未取代的直链或具有支链的c
1-c
10
羰基；so3m，其中m可以为h、k、na、ca、或mg；no2m，其中m可以为h、k、na、ca、或mg；po3m，其中m可以为h、k、na、ca、或mg；优选的，r3为h、so3na、乙酰基(ch3co-)或丙酰基。
[0011]
所述取代是指被oh；nh2；c
1-c
10
烷基、烯基或炔基；c
1-c
10
烷基胺基；巯基；c
1-c
10
烷基巯基；c
1-c
20
烷氧基；c
1-c
10
羰基；c
3-c
10
环烷基；具有选自n、s、o、p中一个多个杂原子的3-10元杂环基；c
6-c
20
芳基；c
2-c
20
杂芳基；硝基或卤素取代；
[0012]
在每个重复单元中，m和n各自独立地为0-20的整数，p为1-2000的整数；q为1-2000的整数；s为1-2000的整数；
[0013]
在每个重复单元中，g和t各自独立地为0-20的整数，z为1-2000的整数；u为1-2000的整数；
[0014]
在每个重复单元中，x和y各自独立地为0-20的整数，w为1-2000的整数；v为1-2000的整数。
[0015]
所述m、n、p、q、s、u、x、y、g、t、z、w、v是在上述范围内的任一整数。如0-20是指0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20。
[0016]
所述1-2000的整数，可以为5-1000，可以为10-500，可以为20-100，可以为50-1500，可以为200-800，可以为70-150，可以为80-180，可以为60-120，可以为15-250，可以为30-300，可以为40-400。
[0017]
如上所述的应用，优选的，所述冠状病毒选自covid-19(sars-cov-2)、hcov-229e、hcov-oc43、hcov-nl63、hcov-hku1、sars-cov和mers-cov。
[0018]
本发明还提供了一种褐藻酸衍生物、药学上可接受的盐或立体异构体在制备与刺突蛋白(spike)结合的药物、制备主蛋白酶(mpro，又称为3clpro)抑制剂、和/或制备木瓜蛋白酶样蛋白酶(plpro)抑制剂中的应用，所述褐藻酸衍生物具有如下任一结构：
[0019][0020]
[0021]
其中，上述任一结构中，每个重复单元的r1各自分别地选自h；k；na；ca；mg；取代或未取代的直链或具有支链的c
1-c
10
烷基、烯基或炔基；取代或未取代的c
3-c
10
环烷基；取代或未取代的c
6-c
20
芳基；取代或未取代的c
2-c
20
杂芳基。优选的为具有羟基取代的直链或具有直链的c
1-c6烷基、烯基或炔基，k；或na。更优选的为丙基、羟丙基、2-羟基丙基、1-羟基丙基或3-羟基丙基。
[0022]
上述任一结构中，每个重复单元的r2各自分别地选自取代或未取代的直链或具有支链的c
1-c
10
烷基、烯基或炔基；取代或未取代的c
3-c
10
环烷基；具有选自n、s、o、p中一个多个杂原子的3-10元杂环基；取代或未取代的c
6-c
20
芳基；取代或未取代的c
2-c
20
杂芳基；取代或未取代的直链或具有支链的c
1-c
10
羰基；so3m，其中m可以为h、k、na、ca、mg；或no2m，其中m可以为h、k、na、ca、或mg；po3m，其中m可以为h、k、na、ca、或mg。优选的，r2为h、so3na、乙酰基(ch3co-)、或丙酰基。
[0023]
上述任一结构中，每个重复单元的r3各自分别地选自取代或未取代的直链或具有支链的c
1-c
10
烷基、烯基或炔基；取代或未取代的c
3-c
10
环烷基；具有选自n、s、o、p中一个多个杂原子的3-10元杂环基；取代或未取代的c
6-c
20
芳基；取代或未取代的c
2-c
20
杂芳基；取代或未取代的直链或具有支链的c
1-c
10
羰基；so3m，其中m可以为h、k、na、ca、mg；或no2m，其中m可以为h、k、na、ca、或mg；po3m，其中m可以为h、k、na、ca、或mg；优选的，r3为h、so3na、乙酰基(ch3co-)或丙酰基。
[0024]
所述取代是指被oh；nh2；c
1-c
10
烷基、烯基或炔基；c
1-c
10
烷基胺基；巯基；c
1-c
10
烷基巯基；c
1-c
20
烷氧基；c
1-c
10
羰基；c
3-c
10
环烷基；具有选自n、s、o、p中一个多个杂原子的3-10元杂环基；c
6-c
20
芳基；c
2-c
20
杂芳基；硝基或卤素取代；
[0025]
在每个重复单元中，m和n各自独立地为0-20的整数，p为1-2000的整数；q为1-2000的整数；s为1-2000的整数；
[0026]
在每个重复单元中，g和t各自独立地为0-20的整数，z为1-2000的整数；u为1-2000的整数；
[0027]
在每个重复单元中，x和y各自独立地为0-20的整数，w为1-2000的整数；v为1-2000的整数。
[0028]
所述m、n、p、q、s、u、x、y、g、t、z、w、v是在上述范围内的任一整数。如0-20是指0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20。
[0029]
所述1-2000的整数，可以为5-1000，可以为10-500，可以为20-100，可以为50-1500，可以为200-800，可以为70-150，可以为80-180，可以为60-120，可以为15-250，可以为30-300，可以为40-400。
[0030]
如上所述的应用，优选的是冠状病毒中的刺突蛋白(spike)、主蛋白酶(mpro，又称为3clpro)、和/或木瓜蛋白酶样蛋白酶(plpro)；更优选的，所述冠状病毒选自covid-19(sars-cov-2)、hcov-229e、hcov-oc43、hcov-nl63、hcov-hku1、sars-cov和mers-cov。
[0031]
如上所述的应用，优选的，褐藻酸衍生物来源于海洋褐藻或微生物；优选的，微生物为铜绿假单胞菌(pseudomonas aeruginosa)和/或瓦恩兰德固氮菌(azotobacter vinelandii)。
[0032]
如上所述的用途，优选的，通过与冠状病毒刺突蛋白(spike)结合，抑制其侵染寄主细胞；抑制冠状病毒主蛋白酶(mpro，又称为3clpro)和/或木瓜蛋白酶样蛋白酶(plpro)
活性，抑制病毒的复制和扩增。
[0033]
本发明还提供了如上所述的褐藻酸衍生物、药学上可接受的盐在制备冠状病毒抑制剂中的应用。
[0034]
本发明还提供了如上所述的一种褐藻酸衍生物、药学上可接受的盐或立体异构体在制备预防和/或治疗冠状病毒感染，或预防和/或治疗与冠状病毒感染相关的疾病或症状的药物中的应用。
[0035]
如上所述的用途，优选的，所述冠状病毒选自covid-19(sars-cov-2)、hcov-229e、hcov-oc43、hcov-nl63、hcov-hku1、sars-cov和mers-cov。
[0036]
本发明还提供了如上所述的褐藻酸衍生物、药学上可接受的盐或立体异构体在制备与刺突蛋白(spike)结合的试剂盒或试剂、制备主蛋白酶(mpro，又称为3clpro)抑制剂的试剂盒或试剂、和/或制备木瓜蛋白酶样蛋白酶(plpro)抑制剂的试剂盒或试剂中的应用。
[0037]
本发明还提供了一种预防和/或治疗冠状病毒感染的药物组合物，其中包含治疗有效量的如上所述的褐藻酸衍生物、药学上可接受的盐或立体异构体。优选的还包括药学上可接受的载体。
[0038]
本发明还提供了一种预防和/或治疗冠状病毒感染的药物组合物，其中包含如上所述的一种褐藻酸衍生物、药学上可接受的盐、或立体异构体，和另外的一种或多种预防和/或治疗冠状病毒感染的活性剂。
[0039]
本发明中的褐藻酸衍生物优选的为藻酸双酯钠pss、古糖脂pgs、多聚古罗糖醛酸丙酯硫酸酯pggs、甘糖酯pms、褐藻酸多硫酸酯pas、聚甘古酯pmgs或乙酰化褐藻酸硫酸酯aas。
[0040]
藻酸双酯钠pss：是经褐藻来源的褐藻酸(下同)降解后，进一步羟丙基化和硫酸酯化修饰而得，其重均分子量是3kda-20kda之间；结构中甘露糖醛酸(m)与古罗糖醛酸(g)的比例是7:3；50％的羧基被羟丙基酯化修饰；75％的羟基被硫酸酯化修饰。
[0041]
古糖脂pgs：是经过褐藻酸降解二次分级后，获得高纯度均聚古露糖醛酸pg，再直接硫酸酯化修饰而得。重均分子量是6kda-12kda之间；结构中古罗糖醛酸(g)含量在90％以上，且90％的羟基被硫酸酯化修饰。
[0042]
多聚古罗糖醛酸丙酯硫酸酯pggs：是经过褐藻酸降解多次分级后，获得高纯度均聚古露糖醛酸pg，再经过硫酸酯化修饰以及进一步羟基化化修饰而得。重均分子量是8kda-15kda之间；结构中古罗糖醛酸(g)含量在80％以上，90％的羟基被硫酸酯化修饰，50％的羧基被羟丙基化修饰。
[0043]
甘糖酯pms：是经褐藻酸降解后分级，获得高含量的均聚甘露糖醛酸pm，进一步羟丙基化和硫酸酯化修饰而得。其重均分子量是8kda-12kda之间；结构中甘露糖醛酸(m)含量在90％以上；50％的羧基被酯化修饰；90％的羟基被硫酸酯化修饰。
[0044]
褐藻酸多硫酸酯pas：是将褐藻酸经稀酸适当降解后，直接进行硫酸酯化修饰而得。重均分子量是10kda-30kda之间；分子结构中甘露糖醛酸(m)与古罗糖醛酸(g)的比例是7:3至6:4；分子中90％的羟基被硫酸酯基修饰。
[0045]
聚甘古酯pmgs：是经褐藻酸可控降解后，产物经进一步羟丙基化和硫酸酯化修饰而得。其重均分子量是8kda-12kda之间；结构中甘露糖醛酸(m)与甘露糖醛酸(m)的比例是4:1，50％的羧基被酯化修饰；90％的羟基被硫酸酯化修饰。
[0046]
乙酰化褐藻酸硫酸酯aas：将铜绿假单胞菌来源的乙酰化褐藻胶用2mol/l氢氧化钠溶解，在50℃水浴中搅拌反应去除乙酰基，在经稀酸可控降解，得到部分乙酰化褐藻酸，再经硫酸化修饰而得。其重均分子量是15kda-35kda之间；结构中甘露糖醛酸含量100％，50％的羧基被羟丙基化修饰且90％的羟基被硫酸酯化修饰。
[0047]
可选的，本发明中的褐藻酸衍生物是由甘露糖醛酸(m)和/或古罗糖醛酸(g)组成的线性嵌段化合物，优选的，甘露糖醛酸(m)和/或古罗糖醛酸(g)结构中的羧基或羟基进一步被如上所定义的r1、r2和r3所修饰。
[0048]
优选的，如上所述的褐藻酸衍生物的分子量范围为3～350kda；优选的为10-25kda、6-12kda、8-15kda、5-30kda、7-50kda、16-20kda、80-150kda、100-200kda、250-350kda。
[0049]
优选的，如上所述的褐藻酸衍生物的甘露糖醛酸(m)与古罗糖醛酸(g)的比例是1-100:1-100；更具体的可以为1-10:10-1。
[0050]
优选的，如上所述的褐藻酸衍生物的羟基被硫酸酯化、乙酰化，羧基被羟丙基酯化或成盐。
[0051]
优选的，如上所述的褐藻酸衍生物的甘露糖醛酸(m)和/或古罗糖醛酸都是通过1,4糖苷键进行连接。
[0052]
优选的，如上所述的褐藻酸衍生物的甘露糖醛酸(m)和/或古罗糖醛酸的2,3位的羟基被硫酸酯化或乙酰化。
[0053]
本发明通过实验筛选研究表明，系列褐藻酸衍生物对冠状病毒，尤其是新型冠状病毒(sars-cov-2)的刺突蛋白(spike)、主蛋白酶(mpro或者3cl pro)以及plpro均有较好的抑制作用。本发明提供了褐藻酸衍生物在抗冠状病毒，尤其是sars-cov-2中的应用潜力，证实其具有很好的临床开发应用前景。
[0054]
本发明提供的褐藻酸衍生物，优选的，其结构特征如下：
[0055][0056][0057]
更优选的，所述褐藻酸衍生物的分子量范围为：5～50kda。
[0058]
本发明中的褐藻酸衍生物，优选的为pss，其为羟丙基化褐藻酸硫酸酯衍生物，是由β-1,4-甘露糖醛酸(m)和α-1,4-古罗糖醛酸(g)组成的线性嵌段化合物，m与g的比例在2:1～5:1之间，其羧基上连有部分羟丙基，羟丙基取代度为0.4～0.6(以糖残基的总游离羧基计，下同)，糖残基的c2和c3位羟基被部分硫酸基修饰，硫酸基取代度为0.5～2.0％(以糖残基的总游离羟基计，下同)。
[0059]
本发明中的褐藻酸衍生物，优选的为pggs，其为聚古罗糖醛酸羟丙基化的褐藻酸硫酸酯衍生物，主要由古罗糖醛酸g组成，其羧基被部分羟丙基化，羟丙基取代度为0.2～0.6，糖残基的c2和c3位羟基被部分硫酸酯基修饰，硫酸酯基取代度为0.5～2.0；
[0060]
本发明中的褐藻酸衍生物，优选的为pms，其为甘糖酯，即聚甘露糖醛酸硫酸酯，其主链主要由甘露糖醛酸m组成，糖环上羟基被部分硫酸酯基修饰，硫酸酯基取代度为0.5～
2.0；
[0061]
本发明中的褐藻酸衍生物，优选的为pmgs，其为聚甘古酯，其主链由甘露糖醛酸和古罗糖醛酸杂合而成，糖环上羟基被硫酸酯基修饰，硫酸酯基取代度为0.5～2.0；
[0062]
本发明中的褐藻酸衍生物，优选的为pgs，其为古罗糖醛酸硫酸酯，其主链主要由古罗糖醛酸组成，糖环上羟基被部分硫酸酯基修饰，硫酸酯基取代度为0.5～2.0；
[0063]
本发明中的褐藻酸衍生物，优选的pas，其为褐藻酸硫酸酯，主链由不同比例的m和g组成，糖环上羟基被硫酸酯基修饰，硫酸酯基取代度为0.2～2.0。
[0064]
本发明中的褐藻酸衍生物，优选的aas，其为部分乙酰化褐藻酸硫酸酯，且其主链均由m组成，糖环上c2和c3位羟基被部分硫酸酯基和乙酰基修饰，羧基被部分羟丙基修饰，羟丙基取代度为0.2～0.6，硫酸酯基取代度为0.5-2.0。
[0065]
虽然各种结构的褐藻酸主要从不同海域和不同种类的褐藻中提取，且含有不同比例的m与g，但某些细菌如铜绿假单胞菌(pseudomonas aeruginosa)和瓦恩兰德固氮菌(azotobacter vinelandii)可以产生褐藻胶，这些由细菌发酵获得的褐藻胶主要是乙酰化多聚甘露糖醛酸组成，他们经过稀碱处理可以去除乙酰基，再经过硫酸化修饰及羟丙基化修饰，可以得到乙酰化褐藻酸硫酸酯(aas)。
[0066]
本发明的褐藻酸衍生物均具有抑制冠状病毒，尤其是新型冠状病毒(sars-cov-2)的作用。实验结果显示，本发明提供的各种褐藻酸衍生物均具有显著的抗新型冠状病毒作用，抑制spike的ic
50
值在1.0～8μm之间，抑制mpro的ic
50
值在40nm～100nm之间。如褐藻酸衍生物pss和pgs抑制mpro的ic
50
分别为44nm和60nm，抑制spike蛋白ic
50
分别为3.3μm和1.0μm，抑制木瓜蛋白酶样蛋白酶(plpro)的ic
50
分别为2.0μm和5.4μm，且效果均明显好于肝素(约10μm)。
[0067]
作为优选方案，以上所述的应用，所述的冠状病毒包括但不限于新型冠状病毒(covid-19)、hcov-229e、hcov-oc43、hcov-nl63、hcov-hku1、sars-cov(引发重症急性呼吸综合征)和mers-cov(引发中东呼吸综合征)。
[0068]
本发明提供的海洋来源褐藻酸衍生物在抗新型冠状病毒中的应用，可以将褐藻酸衍生物制备成喷雾剂、注射剂、胶囊剂、软膏剂、乳膏剂、凝胶剂、搽剂、涂剂。
[0069]
优选地将治疗有效量的本发明褐藻酸衍生物、药学上可接受的盐或立体异构体，根据通常给药途径并且根据本领域已知方法以常规药物组合物(该药物组合物包含有效量的活性成分和合适的药用载体)和剂型配制而施用至需要这样治疗的患者。
[0070]
所述“治疗有效量”是指这样的活性成分的量，当施用时，其足以防止所针对的疾病的一种或多种症状的发展，或在某种程度上缓解所述一种或多种症状。根据本发明施用的化合物的具体剂量将由围绕该病例的具体情况确定，所述情况包括所施用的化合物、给药途径、治疗的具体病况以及类似的考虑因素。特别地，“治疗有效量的化合物”是指足以防止或在某种程度上缓解一种或多种冠状病毒感染的化合物的量。
[0071]
进一步根据待治疗的冠状病毒感染的类型和严重性以及具体患者对药物治疗的反应，单个剂量以及日剂量不同。因此，将根据在医生的指导下的标准医学原理来确定准确的单个剂量。
[0072]
用于在治疗缺血性血管疾病中使用本发明褐藻酸衍生物、药学上可接受的盐的人体有效日剂量为0.01mg至约500mg、约5mg至约250mg、或约10mg至约150mg，以及可选的约
0.01mg至约2000mg、约10mg至约1000mg、约100mg至约800mg、或约200mg至约600mg的其他活性剂的口服剂型。
[0073]
本发明的褐藻酸衍生物、药学上可接受的盐可以单独使用或组合使用或与其他治疗剂的联合疗法使用。
[0074]
在本发明的一个实施方案中，褐藻酸衍生物、药学上可接受的盐用于在预防和/或治疗冠状病毒感染中使用，其中所述预防或治疗包括施用作为唯一活性成分使用。
[0075]
在本发明的另一个实施方案中，上述褐藻酸衍生物、药学上可接受的盐用于在预防和/或治疗冠状病毒感染中使用，其中所述预防或治疗包括以与选自其它的治疗剂的联合疗法使用。
[0076]
如对于本领域技术人员将明显的是，包含本发明褐藻酸衍生物、药学上可接受的盐与另外的治疗剂的本发明的组合不仅在这些活性成分以单一组合物使用时是有效的，而且在以两个不同组合物(同时、依次或在一段时间之后分开地施用)使用时也是有效的。此外，本领域技术人员将理解，本发明褐藻酸衍生物、药学上可接受的盐可以开处方为与联合疗法中的其他活性成分一起使用，以预防和/或治疗冠状病毒感染。
[0077]
在一个特别的实施方案中，联合疗法包括向受试者同时、依次或分开地施用本发明的褐藻酸衍生物、药学上可接受的盐和另外的治疗剂。备选地，联合疗法包括向受试者施用在单一组合物中的本发明褐藻酸衍生物、药学上可接受的盐或立体异构体和另外的治疗剂。
[0078]
在本发明的一个实施方案中，本发明的褐藻酸衍生物、药学上可接受的盐或立体异构体可以方便地施用至患者。因此，用于本发明的用途的化合物可以为包含与药用赋形剂或载体组合的有效量的本发明的褐藻酸衍生物、药学上可接受的盐的药物组合物的形式。这一方面也可以表达为，包含与药用赋形剂或载体组合的有效量的本发明的褐藻酸衍生物、药学上可接受的盐的组合物用于在预防和/或治疗冠状病毒感染。
[0079]
在本发明的一个实施方案中，使用的化合物可以以包含常规药用载体的剂量单位制剂通过口腔、注射、皮下、呼吸道、透皮、非肠道、直肠、局部外用、静脉、肌肉或通过其它方式来给予。可以将药物组合物配制成任何药用形式，如：片剂、颗粒剂、注射剂、凝胶剂、丸剂、胶囊剂、栓剂、植入剂、纳米制剂、粉针剂。诸如片剂和胶囊剂的一些剂型可以再分成包含诸如达到期望目的的有效量的适当量活性组分的适当剂量单位剂型。
[0080]
在另一个实施方案中，用于本发明的用途的本发明的褐藻酸衍生物、药学上可接受的盐为待施用至要治疗的患者的注射制剂，适用于本发明的注射剂是指药物与适宜的溶剂或分散介质制成供注入人体内的灭菌或无菌溶液、乳状液或悬浮液，以及供使用前配制成溶液或悬浮液的粉末无菌制剂。所述注射剂包括注射液(其中供静脉滴注用的大体积注射液也称静脉输液)、注射用无菌粉末与注射用浓溶液。
[0081]
载体包括赋形剂和稀释剂，并且必须具有足够高的纯度和十分低的毒性以使它们适于被给予待治疗的患者。载体可以是惰性的或其可以本身具有药用益处。
[0082]
载体的种类包括但不限于：稀释剂如填料和疏松剂、粘合剂、润滑剂、抗结块剂、崩解剂、增甜剂、缓冲剂、防腐剂、增溶剂、等张剂、悬浮剂和分散剂、润湿剂或乳化剂、调味剂和芳香剂、增稠剂和媒介物。
[0083]
可选的活性剂可以包括在药物组合物中，其基本上不影响本发明的化合物的活
性。
[0084]“烷基”包括支链和直链饱和脂肪族烃基两者，并具有指定数量的碳原子数量，一般1至约20个碳原子。如在本文中使用的术语c1-c6烷基表示具有1至约6个碳原子的烷基。当本文中结合另一基团使用c0-cn烷基时，以(苯基)c0-c4烷基为例，指定的基团，在这种情况下，苯基是通过单个共价键(c0)直接键合或通过具有指定的碳原子数(在这种情况下，1至约4个碳原子)的烷基链连接。烷基的实例包括但不限于：甲基、乙基、羧甲基、正丙基、异丙基、正丁基、3-甲基丁基、叔丁基、正戊基、和仲戊基。
[0085]“烯基”或“烯烃基”指包括一个或多个不饱和的碳-碳键的直链和支链烃链，碳-碳键可以出现在沿着链的任一稳定点。本文中所述的烯基通常具有2至约12个碳原子。优选烯基是低级烯基，那些烯基具有2至约8个碳原子，如：c2-c8、c2-c6、和c2-c4烯基。烯基的实例包括乙烯基、丙烯基、和丁烯基。
[0086]“烷氧基”是指具有通过氧桥连接的指定数量的碳原子的如上所定义的烷基。烷氧基的实例包括但不限于甲氧基、乙氧基、3-己氧基、和3-甲基戊氧基。
[0087]
术语“杂环”表示5-至8-元饱和环、部分不饱和环、或包含选自n、o和s的1至约4个杂原子且剩余的环原子是碳的芳族环，或是7至11元饱和环、部分不饱和环、或芳族杂环系统和10至15-元三环系统，该系统包含选自n、o和s的多环系统中的至少1个杂原子并且在多环系统中的各环中包含独立地选自n、o和s的至多约4个杂原子。除非另外指明，否则杂环可以连接至它在任何杂原子和碳原子处取代并且产生稳定结构的基团。当指明时，本文中所述的杂环可以在碳或氮原子上被取代，只要得到的化合物是稳定的。可选地，杂环中的氮原子被季铵化。优选杂环基中杂原子的总数不大于4而且优选杂环基中s和o原子的总数不大于2，更优选不大于1。杂环基的实例包括：吡啶基、吲哚基、嘧啶基、哒嗪基、吡嗪基、咪唑基、噁唑基、呋喃基、苯硫基、噻唑基、三唑基、四唑基、异噁唑基、喹啉基、吡咯基、吡唑基、苯并[b]苯硫基、异喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、噻吩基、异吲哚基、二氢异吲哚基、5,6,7,8-四氢异喹啉、吡啶基、嘧啶基、呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡唑基、吡咯烷基、吗啉基、哌嗪基、哌啶基、和吡咯烷基。
[0088]“芳基”或“杂芳基”表示包含选自n、o和s的1至4个、或优选1至3个杂原子并且剩余环原子为碳的稳定的5-或6-元单环或多环。当杂芳基中s和o原子的总数超过1时，这些杂原子不彼此邻近。优选杂芳基中s和o原子的总数不大于2。尤其优选杂芳基中s和o原子的总数不大于1。可以可选地季铵化杂环中的氮原子。当指明时，这些杂芳基还可以用碳或非碳原子或基团取代。这种取代可以包括与可选地包含独立地选自n、o和s的1或2个杂原子的5至7-元饱和的环基的稠合，从而形成例如[1,3]二噁唑并[4,5-c]吡啶基。杂芳基的实例包括但不限于：吡啶基、吲哚基、嘧啶基、哒嗪基、吡嗪基、咪唑基、噁唑基、呋喃基、苯硫基、噻唑基、三唑基、四唑基、异噁唑基、喹啉基、吡咯基、吡唑基、苯并[b]苯硫基、异喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、噻吩基、异吲哚基、和5,6,7,8-四氢异喹啉。
[0089]“药学上可接受的盐”或“化合物的盐”是所公开的化合物的衍生物，其中，母体化合物通过制备无毒的酸或其碱加成盐改性，并且还指这些化合物和这些盐的药用溶剂化物，包括水合物。药用盐的实例包括但不限于：碱性残基如胺类的无机或有机酸加成盐；酸性残基如羧酸的碱或有机加成盐；等等，以及包括一种或多种上述盐的组合。药用盐包括诸如从无毒无机或有机酸形成的母体化合物的无毒盐和季铵盐。例如，无毒酸性盐包括衍生
自无机酸的那些，例如：盐酸、氢溴酸、硫酸、氨基磺酸、磷酸、硝酸等；其他可接受的无机盐包括金属盐如：钠盐、钾盐、三价铬盐、铯盐等；碱土金属盐如：钙盐、镁盐等，以及包括一种或多种上述盐的组合。
[0090]
化合物的有机盐包括由诸如乙酸、三氟乙酸、丙酸、丁二酸、乙醇酸、硬脂酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、抗坏血酸、扑酸、马来酸、羟基马来酸、苯乙酸、谷氨酸、苯甲酸、水杨酸、甲磺酸、乙磺酸、苯磺酸、对氨基苯磺酸、2-乙酸基苯酸、富马酸、对甲苯磺酸、甲磺酸、乙烷二磺酸、草酸、羟乙磺酸、hooc-(ch2)n-cooh(其中n为0至4)等的有机酸制备的盐；有机胺盐，如：三乙胺盐、吡啶盐、甲基吡啶盐、乙醇胺盐、三乙醇胺盐、二环己基胺盐、n,n'-二苄基乙二胺盐等；和氨基酸盐，如：精氨酸盐、天冬氨酸盐、谷氨酸盐等，以及包括一种或多种上述盐的组合。
附图说明
[0091]
图1褐藻酸衍生物pss抑制sars-cov-2刺突蛋白的ic
50
测定曲线；
[0092]
图2褐藻酸衍生物pgs抑制sars-cov-2刺突蛋白的ic
50
测定曲线；
[0093]
图3褐藻酸衍生物pggs抑制sars-cov-2刺突蛋白的ic
50
测定曲线；
[0094]
图4肝素抑制sars-cov-2刺突蛋白的ic
50
测定曲线；
[0095]
图5褐藻酸衍生物pss抑制sars-cov-2主蛋白酶的ic
50
测定曲线；
[0096]
图6褐藻酸衍生物pgs抑制sars-cov-2主蛋白酶的ic
50
测定曲线；
[0097]
图7肝素抑制sars-cov-2主蛋白酶的ic
50
测定曲线。
具体实施方式
[0098]
以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
[0099]
除非特别说明，本发明实施例所用试剂和材料均为市购。
[0100]
藻酸双酯钠pss：是经褐藻来源的褐藻酸(下同)降解后，进一步羟丙基化和硫酸酯化修饰而得，其重均分子量是10kda-20kda之间；结构中甘露糖醛酸(m)与古罗糖醛酸(g)的比例是7:3；50％的羧基被羟丙基酯化修饰；75％的羟基被硫酸酯化修饰。
[0101]
古糖脂pgs：是经过褐藻酸降解二次分级后，获得高纯度均聚古露糖醛酸pg，再直接硫酸酯化修饰而得。重均分子量是6kda-12kda之间；结构中古罗糖醛酸(g)含量在90％以上，且90％的羟基被硫酸酯化修饰。
[0102]
多聚古罗糖醛酸丙酯硫酸酯pggs：是经过褐藻酸降解多次分级后，获得高纯度均聚古露糖醛酸pg，再经过硫酸酯化修饰以及进一步羟基化化修饰而得。重均分子量是8kda-15kda之间；结构中古罗糖醛酸(g)含量在80％以上，90％的羟基被硫酸酯化修饰，50％的羧基被羟丙基化修饰。
[0103]
甘糖酯pms：是经褐藻酸降解后分级，获得高含量的均聚甘露糖醛酸pm，进一步羟丙基化和硫酸酯化修饰而得。其重均分子量是8kda-12kda之间；结构中甘露糖醛酸(m)含量在90％以上；50％的羧基被酯化修饰；90％的羟基被硫酸酯化修饰。
[0104]
褐藻酸多硫酸酯pas：是将褐藻酸经稀酸适当降解后，直接进行硫酸酯化修饰而
得。重均分子量是10kda-30kda之间；分子结构中甘露糖醛酸(m)与古罗糖醛酸(g)的比例是7:3至6:4；分子中90％的羟基被硫酸酯基修饰。
[0105]
聚甘古酯pmgs：是经褐藻酸可控降解后，产物经进一步羟丙基化和硫酸酯化修饰而得。其重均分子量是8kda-12kda之间；结构中甘露糖醛酸(m)与甘露糖醛酸(m)的比例是4:1，50％的羧基被酯化修饰；90％的羟基被硫酸酯化修饰。
[0106]
乙酰化褐藻酸硫酸酯aas：将铜绿假单胞菌来源的乙酰化褐藻胶用2mol/l氢氧化钠溶解，在50℃水浴中搅拌反应去除乙酰基，在经稀酸可控降解，得到部分乙酰化褐藻酸，再经硫酸化修饰而得。其重均分子量是15kda-50kda之间；结构中甘露糖醛酸含量100％，50％的羧基被羟丙基化修饰且90％的羟基被硫酸酯化修饰。
[0107]
实施例一褐藻酸衍生物对sars-cov-2刺突蛋白(spike)的抑制作用
[0108]
采用renilla luciferase法检测系列褐藻酸衍生物阻断病毒感染细胞的效果。实验方法：
[0109]
1)细胞复苏培养：293t/17细胞株，采用dmem、10％胎牛血清、1％双抗进行培养，细胞复苏后培养两代，备用。
[0110]
2)类病毒制备：将293t/17细胞铺到6孔板中，当细胞汇合度达到60％左右时，用转染试剂(lipofiter 3.0)将3μg质粒进行包装转染，然后将6孔板在二氧化碳培养箱中(37℃，5％co2)培养，转染48h后收取类病毒上清溶液，-80℃保存。
[0111]
3)细胞瞬时转染：将293t/17细胞铺到6孔板中，当细胞汇合度达到70％左右时，使用转染试剂(lipofiter 3.0)将3μg质粒(ace2-pcdna3.1)转染到293t17细胞，将6孔板在二氧化碳培养箱培养48h。
[0112]
4)细胞消化：用胰酶将瞬时转染的293t/17消化，用完全培养基重悬细胞后，利用细胞计数仪进行计数，铺到96孔板，每孔12000个细胞，培养6-8h。
[0113]
5)不同浓度褐藻酸衍生物的制备：待测化合物配成1mm的母液，根据在细胞株上检测浓度的不同，在0.00015-1.00mm范围内配制成9个不同浓度梯度的稀释液，分别储存于1.5ml的透明ep管中，-20℃保存。将制备好的9个浓度梯度待测化合物，分别用完全培养基稀释10倍，同时采用同等体积的dmso溶剂作为对照。
[0114]
6)铺板：取出培养箱中贴壁6-8h的96孔白色细胞培养板，每孔取出60μl，然后将10μl待测物加入上述含有40μl细胞体积的培养板中，每个浓度梯度2个复孔，在培养箱(37℃、5％co2)中培养1小时后，每孔再加入50μl收取的类病毒上清溶液，其中待测化合物最终检测浓度为浓度范围为0.00152-10.00μm的9个浓度梯度；将培养板放置于培养箱中孵育24小时后，更换100μl培养基继续培养48h后检测。
[0115]
7)读板：将renilla luciferase检测试剂放置至室温，取出细胞培养板放置10分钟，使其平衡至室温，每孔加入15μl的检测试剂，将培养板在轨道摇床上振摇2分钟，诱导细胞裂解，培养板室温放置10分钟，在md spectramax paradigm读板器上测定发光信号。
[0116]
数据分析：
[0117]
利用spectramax paradigm读数，得出对应的每孔荧光值rlu。数据采用下列公式来处理：rlu(％)＝(rlu
drug
)/(rlu
dmso
)*100％。在excel中计算不同浓度化合物对应的细胞活率，然后用graphpad 7.0prism软件作曲线图，计算各化合物的ic
50
值。结果见下表。
[0118][0119][0120]
如图1-4，系列褐藻酸衍生物均对阻断新型冠状病毒(sars-cov-2)感染细胞具有明显抑制效果，且化合物pss和pgs等系列褐藻酸衍生物阻断病毒感染细胞效果强于肝素(heparin)。
[0121]
实施例二褐藻酸衍生物对sars-cov-2主蛋白酶(mpro)的抑制作用
[0122]
sars-cov-2主蛋白酶可以水解荧光多肽底物从而使底物产生荧光。主蛋白酶活性被海洋来源褐藻酸衍生物抑制，荧光强度较空白对照降低。其中，主蛋白酶和荧光多肽底物采用文献报道方法制备(w.dai et al.,science10.1126/science.abb4489，2020)。
[0123]
实验方法：
[0124]
1)te缓冲溶液配制：将100μl浓度为0.5m乙二酸四乙酸二钠溶液加入2.5ml浓度为1m的tris-hcl溶液中，定容至50ml，调节ph至7.3，0.22μm滤膜过滤后，-4℃保存。
[0125]
2)褐藻酸衍生物对主蛋白酶抑制活性的筛选：在96孔板中加入87μl te缓冲溶液，再分别加入1μl浓度为19.7μm的主蛋白酶，混匀后，将h2o(2μl)、海洋来源的褐藻酸衍生物(2μl，15μm)、加入，摇匀，室温反应30min后，每孔均加入10μl浓度为20μm的底物，迅速采用酶标仪检测荧光强度。本发明采用的褐藻酸衍生物可采用本技术领域常规试剂、方法和设备提取制备。
[0126]
3)酶标仪检测条件：在激发波长320nm、发射波长405nm、检测温度为27℃条件下连续检测10min内各孔荧光强度，获得时间－荧光强度动态曲线。数据分析：
[0127]
基于时间－荧光强度动态曲线进行线性拟合，得到系列褐藻酸衍生物对应曲线的斜率k和空白对照对应曲线斜率k0，其抑制率按照以下公式计算。
[0128]
系列褐藻酸衍生物(300nm)对主蛋白酶(mpro)的抑制率＝(1－k/k0)
×
100％，结果见下表。
[0129]
化合物抑制率/％heparin72.2pss81.0pgs84.3pggs84.4pms63.0
[0130]
系列褐藻酸衍生物对sars-cov-2主蛋白酶活性抑制率均超高50％。
[0131]
实施例三系列褐藻酸衍生物抑制sars-cov-2刺突蛋白和主蛋白酶ic
50
测定实验方法：
[0132]
1)不同浓度的系列褐藻酸衍生物对主蛋白酶活性抑制实验：在96孔板中加入87μl缓冲溶液，再分别加入1μl浓度为19.7μm的主蛋白酶缓冲液，混匀后，分别将2μl h2o和9个浓度梯度(浓度范围为0.5nm-45μm)的系列褐藻酸衍生物溶液依次分别加入各孔，摇匀，室温反应30min后，每孔均加入10μl浓度为20μm的底物，迅速采用酶标仪检测荧光强度。
[0133]
2)酶标仪检测条件：在激发波长320nm、发射波长405nm、检测温度为27℃条件下连续检测10min内各孔荧光强度，获得时间－荧光强度动态曲线。数据分析：
[0134]
基于获得的时间－荧光强度动态曲线进行线性拟合，得到各不同浓度下褐藻酸衍生物对应曲线的斜率k和空白对照对应曲线斜率k0[0135]
不同浓度褐藻酸衍生物对主蛋白酶抑制率＝(1－k/k0)
×
100％
[0136]
采用软件origin 8.1，以浓度的对数对抑制率作图，并采用非线性拟合，获得ic
50
值。
[0137]
实验结果：
[0138]
如图5-7所示，系列褐藻酸衍生物对主蛋白酶活性具有良好的抑制作用，pss和pgs抑制主蛋白酶的ic
50
值分别为44.4nm和60.2nm，都优于肝素。
[0139]
以上描述是本发明的一般性描述。根据情况或实际需要，可进行形式的变化和等值的替代，虽然本文采用特定的术语，但这些术语意在描述，而不是为了限制的目的。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围之内。