宋欣沛，罗丽梅，郑一敏

(重庆理工大学 药学与生物工程学院， 重庆 400054)

幽门螺杆菌(Hp)是慢性胃炎、消化性溃疡和胃癌等的主要致病因素，WHO已将其列为I类致胃癌因子[1]。现有临床上治疗Hp药物存在根除率低、不良反应多、顺应性差及耐药问题[2-5]，筛选安全有效的抗Hp药物是亟待解决的公共卫生问题。自Tohru Sugimoto等[6-8]发现喹啉酮类生物碱具有选择性抗Hp以来，喹啉酮就成为了抗Hp候选药物研究热点之一[9-11]。本文对4-喹啉酮类化合物抗Hp构效关系进行研究。

1 材料及方法

1.1 材料

幽门螺杆菌标准菌株ATCC700392和ATCC700824，购于美国种质保藏中心。供试化合物由本实验室合成，通过红外光谱、质谱、核磁共振确定结构，HPLC检测纯度98%以上。

Hp固体培养基，Hp添加剂(青岛高科技工业海博生物技术有限公司)；琼脂粉(成都市科龙化工试剂厂)；无菌脱纤维羊血(郑州九龙生物制品有限公司)。MGC AnaeroPack 系列2.5L厌氧培养罐、微需氧产气袋(重庆木天生物科技有限公司)；SP-DJ系列水平净化工作台(上海浦东物理光学仪器厂)；HZP-250型全温振荡培养箱(上海精宏实验设备有限公司)。

1.2 方法

称取Hp固体培养基5.2 g，琼脂0.2 g，β-环糊精0.1 g，蒸馏水93 mL，灭菌后冷至50～55 ℃，加入7 mL脱纤维羊血、1 mL Hp添加剂，制成培养基平板。

取供试样品适量，用PEG400制成1 mg/mL溶液，最后再用50%PEG400稀释成不同浓度备用。

体外活性评价为平板打孔法，按文献[12]进行。

2 结果与分析

2.1 N-1位取代对活性的影响

比较文献 [7-8]发现，喹啉酮(图1)N-1位上甲基取代时，抗Hp活性显著下降，提示喹啉酮N-1位取代可能对抗Hp活性有较大影响。本文以2-己基-喹啉酮和2-十一烷基喹啉酮为先导化合物，合成了1-羟乙基-2-十一烷基-3-甲基-喹啉酮、1-羧乙基-2-十一烷基-3-甲基-喹啉酮、1-羟乙基-2-己基-3-甲基-喹啉酮与1-羧乙基-2-己基-3-甲基-喹啉酮4个喹啉酮新衍生物，并进行了抗Hp活性测定(表1)。从表1可以直观看出，与N-1位未被取代化合物活性相比，4个N-1位被取代的喹啉酮新化合物活性均下降，其下降顺序依次为H>-CH3COOH>-CH3CH2OH。相同N-1位被取代化合物2-位侧链C原子数增加时对活性下降有减缓趋势。

图1 4-喹啉酮

2.2 C-2位烷基链长与活性的关系

迄今为止，天然型喹啉酮C-2位一般为11～15个碳原子的直链烷基或8个碳原子支链烷基[7-8,12]。为弄清侧链碳原子数量与喹啉酮抗HP活性关系，先后合成了2-己基喹啉酮、2-辛基喹啉酮、2-癸基喹啉酮等7个新型喹啉酮，并进行了活性测定。实验结果(表2)提示，随喹啉酮C-2位取代的直连烷基碳原子增加，抗HP活性下降，当C-2位是己烷基时活性最好(图2)。

图2 抑菌活性

表1 化学结构及抗Hp活性(一)

表2 化学结构及抗Hp活性(二)

2.3 C-3位取代对活性的作用

C-3位不同基团取代对活性影响尚无系统文献报道。通过对合成的2-十一烷基-3-甲基喹啉酮、2-十一烷基-3-氯喹啉酮、2-十一烷基-3-醛基喹啉酮等6个新化合物抗HP活性测定发现，C-3位被取代后(除碘外)活性均增加，其活性顺序为Me>Cl>Br>-CHO>H>I。C-3位引入甲基时活性最佳，活性比C-3位无甲基提升82%(表3)。

2.4 C-6位及C-7位取代与活性的关系

目前喹啉酮类化合物的C-6位、C-7位研究较少，为探究其构效关系以抗Hp活性最佳的2-己基-3-甲基喹啉酮为先导化合物，合成了2-己基-3-甲基-6-哌嗪喹啉酮、2-己基-3-甲基-6-羧酸喹啉酮和2-己基-3-甲基-6,7-二羟基喹啉酮等6个化合物，抗Hp活性测定见表4。当C-6位被取代后活性降低，其顺序为H>-OH>-Cl>-C4H9N2>-COOH。C-7位取代后活性降低。

表3 化学结构及抗Hp活性(三)

表4 化学结构及抗Hp活性(四)

3 讨论

天然喹啉酮类化合物N-1位多为甲基，Dekker K.A.发现去甲基后活性提高，考虑到N-1位取代对抗Hp活性有影响，在N-1位引入硫醚，活性减弱[8]。本文为提高溶解度在N-1位引入羟乙基和羧乙基，其活性降低。由此可得，N-1位取代使活性下降。目前对于N-1位的研究缺乏系统性，可对喹啉酮N-1位结构修饰进行更深入的研究。

C-2位引入不同链长的亲脂性烷基对抗菌活性的影响较大，可能是由于C-2位长链烷基喹啉酮类化合物渗入Hp外膜之后，改变了膜的流动性，从而引起通透性的改变而杀菌。本文C-2位取代基为己基时活性最好，文献报道C-2位取代为3,7-二甲基-2,6-辛二烯活性最佳[9]，由此推断抗Hp活性最佳的C-2位烷基链长在6～8个碳之间，可进一步研究确定。

C-3位引入取代基对抗菌活性贡献很大，甲基取代时活性最佳，与文献报道一致[8]。由此推测C-3位取代甲基是喹啉酮类化合物抗菌必需的药效基团。

C-6、C-7位引入取代基使活性降低。C-6位引入羟基使活性稍降低，但可增加溶解度；C-7位引入还需再进一步研究。

为提高喹啉酮类药物抗Hp活性及解决溶解度差的问题，可继续进行深入、系统的结构修饰研究。本文未对C-5、C-8位进行结构修饰及构效关系研究，可考虑在C-5、C-8位引入一些含亲水性基团的杂环或芳香环等，解决其溶解度差的问题。