rdrp是什么酶

　　2月4日，來自美國生物公司吉利德的藥物瑞德西韋（Remdesivir）抵達中國，將由中日友好醫院呼吸與危重醫學科主任曹彬教授牽頭對武漢270名患者進行臨床試驗，以便進一步確定其對2019-nCoV的功效。

　　本文對瑞德西韋化合物及其作用位點RDRP酶進行相關分析，并附上了瑞德西韋化合物用于治療冠狀病毒的ZLWO2017049060里面涵蓋的化合物結構式表單，供諸位研究人員和知識產權檢索人員參考。

　　●病毒序列暫無太多位點變異 ●

　　2019-nCov，這一串看起來毫無關聯的數字和字母組合在一起就是引起2019年末至2020年初此次疫情的罪魁禍首。2020年1月11日，上海復旦大學生物醫學研究院與復旦大學附屬上海公共衛生臨床中心張永振教授研究團隊第一時間公開了該病毒的全基因組序列，隨后來自中國疾病預防控制中心、武漢病毒學研究所和中國醫學科學院的5個額外2019-nCoV序列也提交至GSAID數據庫以供全球科研工作者進行相關分析。

　　現共有43個數據遞交單位交付的92個病毒株共97條病毒序列在國家生物信息中心（CNCB）/國家基因組科學數據中心（NGDC）公開（https://bigd.big.ac.cn/ncov#progress），從上傳序列上看，2019-nCoV同SARS-Cov和Bat-SL-CoVZC45這兩個已知冠狀病毒的整體序列相似度分別達80.12%和88.17%，而根據最新研究（中國科學院武漢病毒研究所石正麗團隊發表于Nature的最新報道），該種病毒同來源自云南的蝙蝠SARS相關病毒樣本（BetaCoV/bat/Yunnan/RaTG13/2013）同源性更高，可達96.16%，并且再次明確2019-nCov的受體同SARS-Cov一致，均為ACE2。

　　采集自不同樣本的2019-nCov菌株之間相似度較高，均在99.9%以上，可見截止到現在我們所采樣獲得的病毒基因序列間尚未產生太多位點的變異。

Figure 1. 不同樣本間基因序列的相似度比對

　　“人民的希望”

　　●瑞德西韋化合物ZL布局 ●

　　2019-nCoV作為RNA病毒，本身具有繁殖速率高、可變性強等特點，導致針對其的特效藥物及疫苗的研發緩慢。如何盡快地控制疫情尋找相關的治療方案，“老藥新用”是最為快捷方便的途徑，特別是從已經完成臨床試驗或者上市藥物中篩選到具有抗2019-nCoV病毒，治療新型冠狀病毒肺炎NCP的功能產品。2月4日，來自美國生物公司吉利德的藥物瑞德西韋（Remdesivir）抵達中國，將由中日友好醫院呼吸與危重醫學科主任曹彬教授牽頭對武漢270名患者進行臨床試驗，以便進一步確定其對2019-nCoV的功效。

　　瑞德西韋是吉利德公司在研發代號為GS-441524的抗RNA病毒小分子化合物上進一步反應生成。GS-441524是核苷類似物，以“競爭性抑制劑”的角色擾亂病毒復制過程。而在此基礎上產生的瑞德西韋為嘌呤核苷酸前體藥物，原研發目的在于治療埃博拉病毒感染，其作用機制在于形成活性三磷酸形式同ATP競爭從而抑制RNA依賴的RNA聚合酶（RNA-Dependent RNA polymerase，RDRP）活性。

　　通過CAS號1809249-37-3或者直接以Remdesivir名稱在Patbase的Chemical Explore內進行確定結構查詢（不限定其手性結構），將獲得所有可能性結構進行ZL檢索，可發現吉利德自2011年起就該化合物結構在全球范圍內（涉及48個國家）共申請166篇相關ZL分布于7個ZL家族中，其中僅有3個ZL家族中含有授權ZL。

Figure 2. 以Remdesivir化學結構進行檢索，

包含檢索其不同手性結構的化合物

　　從下圖可見，吉利德于2011年起對瑞德西韋化合物進行ZL申請，在2015年達到高峰期，當年申請相關ZL57件，第二個高峰期則在2018年，即埃博拉疫情發生時期。相信在此次疫情之后，對于瑞德西韋在新冠病毒的治療用途方面會有更多的ZL進行申請。

Figure 3. (A) 吉利德公司就這一化合物進行ZL申請的年份分布

（B）瑞德西韋化合物2010年至2020年ZL申請及授權狀況

（C）相關ZL申請、優先權、授權等的時間跨度

　　這7個ZL家族分別從化合物本身、制備方法、治療用途、晶型等方面對瑞德西韋化合物進行保護。最早對于化合物結構進行公開的ZL應該為WO2012012776（WO2011US45102），其對應的中國同族ZL為CN103052631（CN201180035776）。這篇ZL提供了用于通過施用式（I）的核苷、其核苷磷酸鹽或酯和前藥來治療副黏病毒科病毒感染的方法。在該族ZL中，該化合物結構式如圖三所示出現在權利要求13中。

Figure 4. 瑞德西韋化合物在ZL中出現位置

　　隨后，吉利德于2015年就該化合物申請了制備用于治療絲狀病毒科（Filoviridae）病毒感染的化合物和藥物組合物的方法（WO2016069826），并在其中指出所提供的化合物、組合物和方法特別適用于治療馬爾堡病毒、埃博拉病毒和彎曲病毒。該化合物結構也出現在其對應的同族ZL的實施例中。隨后于2016年和2017年分別申請了瑞德西韋對不同病毒感染的治療方法。

　　2016年申請該化合物在治療沙粒病毒科（Arenaviridaea）和冠狀病毒科感染的相關ZL（WO2017049060），在該ZL的權利要求中列舉了化合物通式，并在權利要求64-74中描述了該化合物對冠狀病毒，包括SARS, MERS, 229E, NL63, OC43以及HKUI病毒的治療。2017年申請了該化合物在治療黃病毒科病毒感染的方法（WO2017184668）.

Figure 5. WO17049060ZL中關于冠狀病毒治療相關的權利要求及化合物結構式

　　現該族ZL在中、美、日、韓的法律狀態如圖所示，其在美國已授權，在日本和韓國處于無效狀態，中國相關ZL處于公開階段。

Figure 6. ZL族在中美日韓的法律狀態情況

　　除此之外，吉利德公司還于2018年申請保護瑞德西韋化合物的新型鹽和結晶形式（WO2018204198），并于同年申請了組合物（瑞德西韋化合物、環糊精以及可選擇的pH調節劑）ZL，用于治療病毒感染（WO2019014247）,瑞德西韋化合物結構在上述兩件ZL中均在獨立權利要求中出現。

Figure 7. 瑞德西韋結構出現在兩篇ZL的獨立權利要求中

　　●抑制瑞德西韋作用位點RDRP酶活性的相關方法和ZL●

　　如前述，瑞德西韋的作用位點是作為競爭劑抑制RDRP功能，RDRP作為RNA病毒復制所需的關鍵酶，通過抑制其活性影響病毒復制從而達到抑制病毒的治療方法在以往的科學研究中也有過多種相關的實驗與方案。雖然從機理上看負鏈單股RNA病毒如副黏病毒科和絲狀病毒科，由于其復制需要先合成互補正鏈的特殊性，對于RDRP的依賴性較強，但RDRP對于正鏈單股RNA病毒如SARS等也具有重要作用。所以我們也可以考慮從正鏈和負鏈RNA病毒的RDRP相關研究中找尋類似的研究方案用作借鑒。

　　我們使用RNA病毒（正鏈、負鏈）、冠狀病毒和RDRP/SPIKE作為關鍵詞，同時限定IPC分類號為A或者C，在Patbase數據庫中進行檢索。

　　我們共發現39個相關ZL家族,涵蓋多個方面，包括同瑞德西韋一樣對RDRP酶起抑制作用的核苷類似物或磷酸酯、重組RNA病毒疫苗、應用反義核苷酸或RNA干擾抑制酶活，以及利用短鏈RNA對病毒進行快速檢測的方法。

　　因為每個病毒種的RDRP差別較大，在以往較為成熟的RNA病毒研究中主要以針對丙肝病毒的RDRP酶NS5B的相關抑制化合物研究較多，如默克和IONIS制藥公司（原ISIS制藥公司）共同申請的WO2002057425則指向一種依賴于RNA病毒聚合物抑制劑的核苷化合物及某些衍生物。而WO2011130557中則提供一種具有降低毒性和增強抗病毒活性的無環核苷磷酸酯化合物及其藥學上接受的鹽和溶劑化物，用于抑制病毒RNA依賴性RNA聚合酶、抑制病毒逆轉錄酶、抑制包括丙肝或人反轉錄病毒的復制等。

　　除去分子化合物對RDRP酶進行活性抑制外，還有一類常見的酶活抑制方法，利用短鏈RNA（包括雙鏈RNA或者反義核苷酸）對靶向序列進行活性抑制。

　　為了更準確找尋到和此次2019-nCoV的RDRP基因序列更為相關的短鏈RNA序列，我們使用GenBank上提供的RDRP部分序列（MN975265.1）在GenomeQuest上進行檢索，以序列匹配度80%以上和冠狀病毒/SARS/MERS作為限定條件，包括18個ZL家族中的46個相關ZL，主要分布在診斷、RNA干擾等方面，如IONIS生物制藥公司的授權ZLUS7339051提及用反義寡聚核苷酸治療呼吸系統疾病，提供了一種寡聚化合物和組合物的設計和合成，用于降低體內或體外SARS病毒活性，預防或治療SARS病毒相關疾病。

　　美國阿里拉姆制藥（Alnylam）也在此領域進行過研究，而中國醫藥研發公司如杭州新瑞佳生物醫藥技術開發有限公司和北京三諾佳邑生物技術有限責任公司（北京舒泰神制藥公司的研發子公司）都申請過相關ZL。

Figure 8 冠狀病毒RDRP序列檢索的相關結果列表

　　以上僅為對瑞德西韋化合物及其作用位點RDRP酶的相關分析。