Вестник РАН, 2022, T. 92, № 8, стр. 775-780

Пандемия новой коронавирусной инфекции показала острую необходимость наличия в арсенале противовирусных средств не только вакцин, но и эффективных лекарственных химиопрепаратов. Их создание − одна из самых трудно решаемых в медицинской химии задач. И не только из-за сравнительно сложной структуры биомолекул, на которые должно быть избирательно направлено действие противовирусных веществ, но и в силу высокой изменчивости вирусов.

Хорошо известно, насколько рискованна и трудоёмка разработка инновационных лекарственных средств: по статистике из нескольких тысяч веществ-претендентов эффективность и безопасность демонстрирует только одно, которое и становится основой препарата, доводимого до регистрации. Отметим, что в активе уральской химико-фармацевтической школы академиков И.Я. Постовского и О.Н. Чупахина, одной из старейших в стране, около десятка созданных лекарственных препаратов различного назначения, а также реализованных промышленных технологий их синтеза. В числе этих разработок − противовирусный препарат триазавирин (международное непатентованное наименование риамиловир), имеющий широкий спектр действия (рис. 1). Основу триазавирина составляет конденсированная система 1,2,4-триазоло[5,1-c]-1,2,4-триазина, своеобразного аза-аналога гуанина − одного из гетероциклических оснований нуклеиновых кислот. Именно гетероциклы играют в медицинской химии важнейшую роль, входя в структуру более 70% всех лекарственных средств.

Рис. 1.

Структура триазавирина

Возвращаясь к пандемии COVID-19, отметим, что в 2021 г. международный журнал “Химия гетероциклических соединений” посвятил специальный выпуск борьбе с вирусными инфекциями. В нём, в частности, описан синтез триазавирина, содержащего несколько изотопных меток − с включением в структуру препарата атомов дейтерия, углерода-13 и азота-15, что создаёт уникальные возможности для изучения процессов его метаболизма и механизма действия (рис. 2) [1].

Рис. 2.

Синтез триазавирина с изотопными метками ²H, ¹³C, ¹⁵N

Интерес к триазавирину в период пандемии значительно возрос. Недавно в зарубежном фармацевтическом журнале опубликована обзорная статья, авторы которой связывают с триазавирином определённые надежды в борьбе с COVID-19 [2]. В обзоре обсуждаются результаты 50 оригинальных научных сообщений, касающихся свойств и активности этого препарата. Приводятся, в частности, данные статьи в журнале “Current Molecular Medicine” по взаимодействию триазавирина с главной протеазой коронавируса в качестве биомишени. Согласно расчётам, препарат имеет хорошее сродство к главной протеазе SARS-CоV-2 (с энергией связывания 9.94 ккал/моль), причём его докинг к активному центру главной протеазы достигается за счёт формирования водородной связи с остатком аспарагина Asn142, а также путём электростатических взаимодействий с аминокислотными фрагментами His172, Glu166, Gly138 и Phe140 [3]. Однако в работах [4–6] отмечаются существенно более низкие значения энергии связывания триазавирина с главной протеазой коронавируса. Имеются также расчётные данные о взаимодействии триазавирина и его структурных аналогов с РНК-зависимой РНК-полимеразой (RdRp) и главной протеазой (3CLpro), согласно которым препарат имеет хорошее сродство к этим ферментам (рис. 3)¹¹. Триазавирин часто позиционируется именно как ингибитор РНК-полимеразного комплекса и ассоциируется с фавипиравиром, молнупиравиром и ремдесивиром (рис. 4), а также с другими азагетероциклическими основаниями и их нуклеозидами. В последнее время большие надежды связывают с молнупиравиром − нуклеозидным препаратом на основе N-гидроксицитидина, который разработан немецкой биофармацевтической компанией “Мерк” и рассматривается в качестве эффективного средства в отношении COVID-19.

Рис. 3.

Молекулярное моделирование взаимодействия триазавирина и его структурных аналогов с активным центром главной протеазы 3CLpro (слева) и РНК-зависимой РНК-полимеразыRdRp (справа). Красным отмечен нативный лиганд X77 (слева) и лиганд сравнения − молнупиравир (справа)

Рис. 4.

Структуры нуклеозидных препаратов

В качестве эталона сравнения во многих исследованиях обычно упоминают ремдесивир. Этот противовирусный препарат по своей структуре является С-нуклеозидом пирроло[2,1-f][1, 2, 4]триазина. Он разрабатывался в США задолго до пандемии COVID-19, в середине 2010-х годов, для борьбы с эпидемией болезни, вызванной вирусом Эбола в Западной Африке, и позднее был репозиционирован для борьбы с коронавирусной инфекцией.

Более глубокую историю имеют работы уральских химиков по созданию оригинальных препаратов азолоазинового ряда, которые оказались активными в отношении не только различных штаммов вирусов гриппа, но и клещевого энцефалита, лихорадок Западного Нила, долины Рифт, Денге и других вирусных инфекций. Противовирусная активность азолоазинов отражена в многочисленных патентах (RU2294936, RU2330036, RU2343154, RU2340614, RU2345080, RU2402552, RU2404182, RU2493158, RU2516936, RU2529487, RU2536874; ЕА 026688 (2017); ЕА 026783 (2017); US 9790277 (2017) и серии статей, охватывающих сотни веществ азолоазинового ряда (см. обзор [7]) и их нуклеозидов (рис. 5) [8, 9]. О признании высокого уровня уральской химической школы свидетельствует тот факт, что в 2016 г. работы по созданию нового поколения противовирусных азолоазинов были отмечены международной премией Галена.

Рис. 5.

Синтез нуклеозидов азолоазинового ряда

Первый представитель семейства азолоазинов – триазавирин – был зарегистрирован в реестре лекарственных средств Российской Федерации в 2014 г. (№ ЛП-002604) как средство для лечения гриппа [10]. В создании препарата важную роль сыграли известный вирусолог директор Всероссийского научно-исследовательского института гриппа Минздрава РФ академик РАН О.И. Киселёв (Санкт-Петербург), лидер уральской химической школы академик РАН О.Н. Чупахин (ИОС УрО РАН и УрФУ), коллективы Государственного научно-исследовательского испытательного института военной медицины МО РФ (Санкт-Петербург), Вирусологического центра МО РФ (г. Сергиев Посад Московской области), а также фармацевтического завода “Медсинтез” (г. Новоуральск Свердловской области) и Уральского центра биофармтехнологий (резидент инновационного центра “Сколково”) [11–14].

За прошедшие годы существенно расширены показания к применению триазавирина (риамиловира), разрешена его безрецептурная продажа как средства для лечения не только гриппа, но и других ОРВИ, накоплены обширные данные по его применению в этиотропной терапии этих заболеваний [15], что позволило провести метаанализ рандомизированных клинических исследований препарата [16, 17]. Дана первичная оценка его эффективности в отношении новой коронавирусной инфекции, а также безопасности при клиническом применении [18–23]. Широкое распространение триазаверина в амбулаторной практике (в течение 2020−2021 гг. через аптечную сеть реализовано 3.6 млн упаковок) не выявило серьёзных побочных эффектов.

В ряде медицинских центров страны, включая Военно-медицинскую академию им. С.М. Кирова (Санкт-Петербург), поликлинику № 3 Управления делами Президента РФ, Научно-исследовательский институт пульмонологии ФМБА России, Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России, клинические подразделения Красноярского, Самарского и Уральского государственных медицинских университетов, а также клиническую больницу № 14 г. Екатеринбурга, накоплен значительный положительный опыт применения триазавирина в лечении пациентов с COVID-19 разной степени тяжести. Важно отметить, что высокая эффективность препарата подтверждена как при лечении больных с установленным на основе ПЦР диагнозом [18–20], так и при комбинированной терапии [21, 22], а также в целях профилактики заражения в очагах инфекции [23]. Хороший профиль безопасности риамиловира (триазавирина) c отсутствием побочных эффектов позволил рекомендовать этот препарат в качестве первой ступени амбулаторной терапии пациентов с COVID-19, основанной на принципе множественных воздействий [21]. Следует также отметить, что в Государственном научно-исследовательском испытательном институте военной медицины (Санкт-Петербург) получены экспериментальные данные об эффективности триазавирина в экспериментах на заражённых вирусом SARS-CoV-2 сирийских хомяках [24]. Эффективность и безопасность триазавирина оценивалась также в клинических учреждениях Харбина [25]. В методических указаниях академика Яна Баофена (Харбинский медицинский университет, КНР) отмечается защитный эффект препарата, его способность угнетать воспалительный процесс и сокращать время выздоровления.

Триазавирин наряду с фавипиравиром входит в стандарт лечения новой коронавирусной инфекции (COVID-19) у военнослужащих Вооружённых Сил РФ, в клинические протоколы лечения, действующие в медучреждениях Москвы, а также в амбулаторных условиях на дому (согласно приказу Департамента здравоохранения г. Москвы № 1131 от 01.10.2020).

В Государственном научном центре вирусологии и биотехнологиии “Вектор” Роспотребндзора (пос. Кольцово Новосибирской области) ведётся поиск новых активных молекул на основе клеточной тест-системы с учётом виртуального скрининга оригинальных соединений азолоазинового семейства с использованием в качестве мишеней как главной протеазы, так и РНК-полимеразы. Химиками УрФУ и ИОС УрО РАН подготовлена библиотека соединений азолоазинового ряда (более 100 веществ), часть которой протестирована в ГНЦ ВБ “Вектор”. В экспериментах in vitro на клеточной культуре выявлен ряд веществ, проявляющих активность в отношении коронавируса. С целью поиска соединений-лидеров выполнено компьютерное моделирование взаимодействия азолоазинов с двумя ключевыми биомишенями.

Необходимо отметить, что сегодня исключительно важно создание не только новых противовирусных препаратов, но и средств купирования таких нежелательных постковидных явлений, как цитокиновый шторм, тромбоцитопения и других осложнений. В этой связи, на наш взгляд, заслуживают внимания результаты, полученные в Волгоградском государственном медицинском университете под руководством академика РАН А.А. Спасова, по ингибированию процесса выброса оксида азота, а также интерлейкина IL-6. В ряду новых производных пиримидинов и триазолопиримидинов выявлены эффективные ингибиторы цитокинового шторма, проявляющие активность на уровне известного препарата дексаметазона, причём эти вещества не вызывают иммунодепрессии (табл. 1).

Ещё одно интересное наблюдение сделано при изучении действия триазавирина в условиях гиперцитокинемии. В опытах на интактных животных выявлена антиагрегантная активность препарата, которая в указанных условиях увеличивалась в 2.2 раза. Отсюда можно сделать вывод, что он проявляет антиагрегантное действие в опытах in vitro только при активации макрофагов липополисахаридом, а в опытах in vivo подавляет агрегацию тромбоцитов без такой активации и в условиях гиперцитокинемии. Полученные данные позволяют полагать, что антиагрегантный эффект триазавирина может иметь положительное действие при вирусной инфекции (рис. 6) [26]. По нашему мнению, вновь выявленные свойства препарата будут содействовать его более широкому применению в медицинской практике.

Рис. 6.

Антиагрегантная активность ацетилсалициловой кислоты и риамиловира в концентрациях 100; 10 и 1 мкм на модели АДФ-индуцированной (5 мкм) агрегации тромбоцитов в присутствии липополисахарида