乙型肝炎病毒（HBV）感染是影响全球的公共卫生问题之一。全世界约有 2.9 亿人口罹患慢性乙肝感染， 每年约 78 万人死于乙肝引起的肝脏疾病或者肝癌。丁肝病毒（HDV）作为乙肝病毒的卫星病毒，只有在乙肝病毒存在的情况下才可以复制。乙肝病毒和丁肝病毒的共感染往往会导致更为严重的临床症状，并有更高的概率发展至肝硬化或者肝癌。李文辉实验室于2012年首次发现牛磺胆酸钠共转运多肽（NTCP）为乙肝病毒和丁肝病毒进入肝脏细胞的功能性受体，为乙肝感染和丁肝感染的预防和治疗打开了新的大门，基于此研究成果而开发的稳定表达人NTCP的HepG2细胞系（HepG2-NTCP细胞）提供了便捷有效的乙肝病毒和丁肝病毒体外感染模型，为研发靶向NTCP从而抑制乙肝/丁肝感染的药物提供了有力平台。
自从乙肝受体发现以来，基于靶向NTCP的药物发现有了突破性进展。特别是今年由德国MYR GmbH公司研发的世界首个NTCP抑制剂-Myrcludex B在欧洲作为用于治疗慢性丁肝感染的药物获得上市批准，为NTCP作为具有临床价值的全新药物靶点提供了有力支持。然而Myrcludex B是一种源自HBV Pre-S1多肽的大分子药物，口服利用度低，仅限于静脉内或皮下给药，且价格昂贵。因此，针对 NTCP 的小分子抑制剂有极大的应用前景，研发价值和市场潜力。
宿主-病原体感染或者蛋白与蛋白等生物大分子之间的相互作用多为多价多位点强相互作用，而与生物大分子相互作用的小分子一般都是相对低亲和力并且与单个受体结合位点的单价模式，所以通过小分子靶向这类多价结合的大分子是最具挑战性的策略。为了提高小分子调控功效，设计多位点协同相互作用的多价小分子是一种潜在的解决方案，如HCV非结构蛋白5A（NS5A）抑制剂和通过抑制IAP激活cytochrome c依赖的细胞凋亡的双价Smac模拟小分子等。然而并不是所有的小分子构建成多价分子，与大分子的结合能力都会增强，多价小分子的核心单体骨架结构，单体分子连接方式，甚至是整体分子构型和刚性等都会影响多价分子的综合结合强度。除了设计多价分子的协同效果增强结合活性以外还需要全面考量和评价多价分子的成药性并进行生物利用度等优化，因为大部分这类药物分子设计都超出传统药化经验规则。
该研究中，作者偶然发现了熊去氧胆酸（TUDCA）聚合而成的二聚胆酸衍生物（DBAD）具有高效抑制NTCP功能的活性，而不同连接形式的二聚体产生的抑制效果显著不同。基于具有活性的二聚体结合模式，作者进一步设计并合成了上百种不同链接方式，不同骨架和不同构型的二聚胆酸分子。通过进行抑制乙肝病毒感染实验，作者对这些化合物进行了详细的结构-活性关系（SAR）研究，发现了具有高活性和高持续性抑制NTCP功能的胆酸二聚体。此外，该研究还发现NTCP氨基酸序列157–165片段可能与二聚胆酸的结合有关，并造成了二聚胆酸对于不同种属NTCP抑制能力上的差异。研究团队接下来通过优化[AB-MPS]数值，针对性地构建优势环系骨架，刚性构型和优势官能团等策略，对二聚胆酸衍生物进行了深入的成药性优化。并最终得到了对人NTCP具有高度选择性，高亲和力和优良生物利用度的强效化合物DBA-41（NQL-90）。对其在人NTCP敲入小鼠中的体内功效研究中表明，DBA-41能够影响人NTCP敲入小鼠体内的胆酸水平，但在给药过程中小鼠的丙氨酸转氨酶（ALT）水平或体重均未观察到差异。这些结果证明了DBA-41在抑制NTCP底物摄取方面的体内功效，同时显示出良好的安全性，具有被开发为HBV感染抑制剂的潜力。
综上，齐湘兵实验室与李文辉实验室合作开发了一类抑制乙肝受体NTCP的高活性高选择性的胆酸二聚体小分子，详细的药化研究最终得到一类高生物利用度并且具有临床开发潜力的药物分子。该类小分子药物设计是通过多价结合模式抑制NTCP活性的第一个实例，其中许多具有出色的抑制活性和优良的物种选择性。全面的药化研究特别是成药性优化策略为抑制NTCP介导的HBV病毒进入和底物转运提供了新的药物开发设计策略，也可以用作描述NTCP介导的病毒进入和底物转运的分子机制的有用工具。
李文辉实验室博士生刘阳，严欢和齐湘兵实验室博士生张磊，王志强对本工作有重要贡献，其他作者包括吴青翠，宋潇，孙国梁, 周忠敏, 彭博, 严丽蔚等。该研究由科技部973项目、北京市科委、清华大学等资助，在北京生命科学研究所完成。
全文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jmedchem.1c00078
