作用于组胺受体的药物抗过敏药物与抗溃疡药

第八章作用于组胺受体的药物（抗过敏药）和抗溃疡药（AntiallergicDrugsandAntiulcerDrugs）,P203组胺受体有4个亚型，分别称为H1受体、H2受体、H3受体和H4受体。,H1受体分布在支气管和胃肠道平滑肌以及其它广泛组织或器官中。当H1受体被组胺分子兴奋时，就可产生平滑肌收缩痉挛，毛细血管扩张，管壁通透性增加、腺体分泌增多而出现红肿搔痒等症状。H2受体主要分布在胃、十二指肠壁细胞膜。当被组胺分子兴奋后，激活腺苷酸环化酶，产生环磷酸腺苷（cAMP）与钙离子激活胃壁细胞的质子泵，分泌胃酸和胃蛋白酶。,H3受体主要分布在中枢神经系统，组胺作为神经递质，参与血压、心率和体温的控制。并涉及到偏头痛、休克、还影响学习、记忆的退化。H4受体首先在小肠发现，也存在于脾和免疫细胞之中，所以预测H4受体配体药物可在感染、过敏反应的治疗中起作用。,第一节抗过敏药P203（AntiallergicDrugs）,一、经典的H1受体拮抗剂1933年法国巴斯德研究所的福尔诺（Fourneau）和博韦（Bovet）合成第一个具有缓解哮喘作用的药物哌罗克生（Piperoxan，2-(N-哌啶甲基)-1,4-苯并二氧六环）。Piperoxan可以保护实验动物免遭因吸入组胺引起的支气管哮喘。四年以后，施陶博（Staub）合成N-Phenyl-N,N,N-triethyl-1,2-ethylenediamine,其抗过敏作用比Piperoxan更好。成为乙二胺类的第一个成员。这两个化合物的发现导致了H1受体拮抗剂的发展。,哌罗克生,N-Phenyl-N,N,N-triethyl-1,2-ethylenediamine,经典的H1受体拮抗剂按化学结构可分为乙二胺类（包括哌嗪类）氨基醚类丙胺类（包括哌啶类）三环类,乙二胺类,苯并二氧六环由苯基、苄基氨基替换得到芬苯扎胺（Phenbenzamine）P204,1942年合成出安体根（Antergen）活性高、毒性低。为本类第一个临床应用的抗过敏药物,通过类型衍化方法，得到一系列临床有效的H1受体桔抗剂。在不改变基本结构的前提下，对模型化合物的某些官能团用大小、理化性质相似的基团进行置换，如用吡啶基、嘧啶基置换苯基，用氯原子、甲氧基置换甲基，可以得到与模型化合物生物活性相似的药物,美吡拉敏（Mepyramine),美沙芬林（Methaphenilene）,曲吡那敏（Tripelennamine）,P204,松齐拉敏克立咪唑安他唑啉（Thonzylamine）（Clemizole）（Antazoline）,美克力嗪（Meclizine）布克力嗪（Buclizine）,氨基醚类P204,乙二胺类药物结构中的Ar(ArCH2)N-置换为Ar2CH-O-便得到氨基醚类药物1943年报道的苯海拉明（Diphenhydramine）的作用为Piperoxan的24倍,甲氧拉敏（Medrylamine）,氯苯海拉明（Chlorodiphenhydramine）,多西拉敏（Doxylamine）,卡比沙明（Carbinoxamine）,P205,丙胺类P206,用(Ar)2CH置换乙二胺药物结构中的Ar(ArCH2)N-得到一类新的H1受体拮抗剂。这类药物也可以认为是从氨基醚类药物简化了一个氧原子后得到的。被称为丙胺类H1受体拮抗剂。丙胺类药物的脂溶性较乙二胺和氨基醚类药物有所增强，抗组胺作用很强，作用时间也长,非尼拉敏（Pheniramine）,氯苯那敏（Chlorphenamine）,溴苯那敏（Brompheniramine）,吡咯他敏（Pyrrobutamine）,曲普利啶（Triprolidine）,P206,马来酸氯苯那敏P206（ChlorophenamineMaleate）,()-(4-氯苯基)-N,N-二甲基-2-吡啶丙胺马来酸盐()-4-Chlorophenyl-N,N-dimethyl-2-pyridinepropylaminemaleate,马来酸氯苯那敏的合成P207,三环类P207,如果把H1受体拮抗剂的两个芳香环再通过一个基团Y联结起来就得到三环类H1受体拮抗剂。Y可以是一单个碳原子，或一个杂原子，或一个碳原子和一个杂原子组合，或乙烯基，又可得到一类为数众多的新型H1受体拮抗剂典型药物有异丙嗪（Promethazine）具有很强的抗组胺作用。吩噻嗪药物还作用于多巴胺受体，有抗精神病作用。吩噻嗪环上的氮原子被sp2杂化的碳原子取代后仍具有抗组胺作用。氯普噻吨（Chlorprothixene）是抗精神失常药，顺式异构体。但其反式异构体具有抗组胺活性，为苯海拉明的17倍。,赛庚啶（Cyproheptadine）。它是用-CH=CH-置换了吩噻嗪环上的硫原子，用sp2杂化碳原子置换环上的氮原子后得到的。S和-CH=CH-的替换是一种生物电子等排置换。故能得相似活性。Cyproheptadine的10，11位双键被饱和后，对H1受体拮抗作用没有增强，但可降低对5-羟色胺受体的作用,异丙嗪,赛庚啶P208,酮替芬（Ketotifen），既是一种有潜力的H1受体拮抗剂，也与色甘酸钠相似，能抑制过敏介质释放的药物,P208,经典H1受体拮抗剂的构效关系P210,1、经典H1受体拮抗剂的结构通式在通式中，Ar1为苯基。Ar2可以是苯基、苯甲基、吡啶基、噻吩甲基等。Ar2可以有卤素或甲基取代。X可以是O，C，或N。,n一般为2，使芳环和叔氮原子之间距离保持在56。R1R2通常分别为两个甲基，也可和N原子组成氢化杂环（56），R1R2也可是甲基（或H）和一个苄基。凡符合上述结构通式的化合物均有H1受体拮抗活性。如在Ar1上引入取代基，用含氮小杂环置换二甲氨基，延长碳链或在碳链增加歧链都降低药物的作用强度，影响代谢、达到作用部位的能力，也能减轻毒副作用,结构通式,2、距离要求,芳环和叔氮原子的距离要求为56，这是抗组胺药物分子侧链反式构象存在时的距离。虽然对阻断H1受体并非严格需要药物分子处于反式构象，然而分子扭角值的大小范围是适合拮抗分子和受体之间的相互作用。,结构通式,3、不共平面要求,只有当H1受体拮抗剂的两个芳杂环Ar1和Ar2不共平面时，药物才具较大的抗组胺活性，否则活性很低。Diphenhydramine的两个苯环由于空间距离关系，不能存在于一个平面上时活性高。如两个苯环经一个键连接后，成为芴状衍生物。其B环为五元环，A环和B环共享平面，活性仅为Diphenhydramine的百分之一。吩噻嗪类药物也有三个环，B环为六元环，呈船式构象，也具有抗组胺活性。故A环和C环不共平面，也表现出较好的抗组胺活性。,芴,不共平面活性高,芴,共平面活性低,4、手性,许多H1受体拮抗剂结构中都存在手性碳原子。这种现象在氨基醚类、丙胺类药物中较多见。这些药物的光学异构体之间抗组胺活性有很大的差别。Diphenhydramine，Chlorphenamine,Brompheniramine的右旋体活性比左旋体高。然而二甲茚定（Dimetindene）左旋体的活性则比右旋体高四倍。这些显示出具有立体选择活性的药物，手性中心必须是位于邻近芳环部位。另一些药物如Promethazine等，手性中心则是位于邻近二甲氨基的部位。其异构体之间活性和毒性均无很大差异。,5、几何异构体,丙胺类不饱和衍生物曲普利啶（Triprolidine）和乙二胺类环状衍生物N,N-二甲基-1,5-二苯基-3-吡咯胺（N,N-Dimethyl-1,5-diphenyl-3-pyrrolidinamine）都有几何异构体。这些几何异构体之间的抗组胺活性差异很大。Triprolidine的活性为其顺式异构体的1000倍。化合物（N,N-Dimethyl-1,5-diphenyl-3-pyrrolidinamine）两种几何异构体都有H1受体拮抗作用，然而反式异构体的活性和作用时间都比顺式体更优越。,曲普利啶（Triprolidine）,N-N-Dimethyl-1,5-di-phenyl-3-pyrrolidinamineN,N-二甲基-1,5-二苯基-3-吡咯胺,Cis（顺）,trans（反）,无嗜睡作用的H1受体拮抗剂（哌啶类、哌嗪类）P208,经典的H1受体拮抗剂常常表现出不同程度的拟交感、抗胆碱、抗5-羟色胺、解痉、局部麻醉、镇痛等作用。这类药物的共同副作用是嗜睡、镇静（具体表现为认知能力和执行能力下降）。这些药物容易通过血脑屏障与相关受体发生亲和有关。此外，这类药物作用时间较短，加大剂量使用后，其毒副作用更加明显。从1980年开始，发现了对中枢神经系统渗透较低、对中枢有关受体亲和力较低的药物，这些药物在化学结构上已与经典的H1受体拮抗剂有很大的不同。这些药物的嗜睡副作用明显地降低,特非那定（Terfenadine）是个几乎没有中枢镇静作用的H1受体拮抗剂，抗组胺作用强，仅具有微弱的抗5-羟色胺、抗胆碱或抗肾上腺素作用。在体内，Terfenadine有99.5很快被代谢为二苯基-4-哌啶甲醇和羧酸衍生物非索非那定（Fexofenadine）。后者为活性代谢物，仍有很强的抗组胺活性。并且不易进人中枢,P209,西替利嗪（Cetirizine）为高度选择性H1受体拮抗剂，结构属于哌嗪类。有很长的作用时间，未见心脏毒副作用的报道。偶有困倦感觉的发生。这是对映异构体存在导致微弱的中枢镇静作用。,P209,阿司咪唑（Astemizole）是在寻找N-(4-哌啶基)-1H-2-氨基苯并咪唑类的安定类药物中所发现的。Astemizole是一个作用时间长、作用强的抗过敏药物。无抗胆碱和无局部麻醉作用。从体外到体内的实验表明：Astemizole的中枢作用很低，这和它对血脑屏障的低渗透率相关。为长效无嗜睡副作用的抗组胺药物,P210,三环类结构也可衍生出无嗜睡作用的抗过敏药物。氯雷他定（Loratadine）是有代表性的药物，它是在阿扎他定（Azatadine）引入氯原子、碳酰基团后的疏水衍生物。对H1受体拮抗性与Terfenadine相当。有较长的作用时间和很小或几乎没有的中枢效应。药理研究显示Loratadine对外周H1受体有很高的亲和作用，而对中枢受体的作用却很低。,药用活性代谢物,大多数无嗜睡H1受体拮抗剂进入体内均可产生活性代谢物,特非那定（Terfenadine）,非索那定（Fexofenadine）。,P209P210,第二节抗溃疡药P211（AntiulcerDrugs）,消化性溃疡疾病是人类的一种常见多发病，直接表现出的症状是胃液分泌过多，相对超过了胃自身保护能力，含有胃蛋白酶、胃酸的胃液使胃壁消溶损伤而引起溃疡。在1964年H2受体拮抗剂出现以前，对消化性溃疡很少有满意的药物治疗方法。所用药物大多是具有中和胃酸的无机物和一些凝胶剂。H2受体拮抗剂的使用减少胃酸和胃蛋白酶的分泌，缓解或在一定程度治愈消化道溃疡，成为治疗学和药物学的新起点。这些药物的产生，与对胃酸和胃蛋白酶产生、分泌过程的认识，以及拮抗H2受体所起作用有关。,胃酸分泌的生理过程和抗溃疡药物的作用靶点,胃壁细胞分泌胃酸的过程可以简而述之如下：组胺、乙酰胆碱（Ach）、胃泌素G、前列腺素PGE2为刺激胃壁细胞底边膜上相应的受体：组胺H2受体、乙酰胆碱受体、胃泌素受体、前列腺素受体，同时乙酰胆碱、胃泌素G亦刺激含有组胺分子的细胞、再分泌释放组胺分子进一步刺激胃壁细胞经第二信使cAMP和Ca2+的作用，激活蛋白激酶，使细胞内的管状泡与顶端膜内陷成的分泌性微管融合，原处于管状泡处的胃质子泵H+/K+-ATP酶移至分泌性微管，已启动的质子泵将H+从胞浆泵向胃腔，与从胃腔进人胞浆K+交换，Cl-则经顶端膜运转至胃腔形成胃酸HCl。,抑制胃酸过量的分泌，可以从三个方面进行。H2受体拮抗剂、乙酰胆碱受体桔抗剂（如阿托品）和胃泌素受体拮抗剂（如丙谷胺）分别与H2受体、乙酰胆碱受体和胃泌素受体分别竞争性结合而拮抗其生理作用，导致胃酸分泌减少。H2受体拮抗剂不仅抑制组胺受体，也抑制胃泌素引起的胃酸分泌。质子泵抑制剂为直接抑制质子泵H+/K+-ATP酶的作用，故对胃酸的分泌有直接影响。前列腺素本身具有抑制组胺、胃泌素和食物引起的胃酸分泌和保护胃壁的作用。通常前列腺素的稳定类似物成为抗酸作用的抗溃疡药物。,一、H2受体拮抗剂P212,西咪替丁的药物设计Robertson和Grossman首先选择了组胺作为寻找有效抗溃疡药物的出发点，在多学科研究基础上，通过合理推导和结构的不断优化完成了Cimetidine的药物设计。第一次创新发现一大类抗溃疡的H2受体拮抗剂。参考了抗胆碱药物的结构特点，在组胺结构中引人非极性亲脂取代基，合成出4-甲基组胺（4-Methyl-histamine）。结果这是一个高选择性的H2受体激动剂。甲基的位阻作用，限制了组胺侧链的自由旋转其相互作用小的构象适合与H2受体键合。,在200个4-甲基组胺类似物中都不具备H2受体拮抗作用。此后工作目标转移到将侧链氨基置换。要求取代置换的基团既具备与受体键合能力，又应有拮抗效应。胍基是一个碱性基因，在pH7.4时质子化，其电性表现与氨基类似。药理结果表明N脒基组胺（N-Guanyl-histamine）既有激动作用，也有拮抗作用。由此推测H2受体中存在两个阴离子性质的受体部位。拮抗作用受体与咪唑作用受体部位相距较远，激动作用受体与咪唑作用受体部位相距较近。,（）组胺无拮抗作用,有激动作用,（）N-脒基组胺有拮抗作用,有激动作用,从所示的H2受体与拮抗剂、激动剂键合模型，可以假定第（）部分中，组胺分子的侧链季铵正离子由于与咪唑环间隔2个原子，只能和激动剂键合部位健合，与拮抗剂键合部位不能键合，所以组胺只有激动作用，无拮抗作用。而第（）部分中，N-脒基组胺的胍基正离子既能和激动部位键合，也能和拮抗部位键合。所以N-脒基组胺具有激动、拮抗双重作用。,（）布立马胺有拮抗作用,无激动作用,（二）H2受体拮抗剂的结构类型P212咪唑类呋喃类噻唑类哌啶甲苯类,咪唑类,西咪替丁（Cimetidine）N-氰基-N-甲基-N-2-(5-甲基-1H-4-咪唑基)-甲基硫基-乙基胍N-Cyano-N-methyl-N-2-(5-methyl-1H-4-imidazol-yl)methylthio-ethylguanidine别名甲氰咪胍,P212,本品能抑制基础胃酸分泌和各种刺激引起的胃酸分泌（例如由组胺、胃泌素、胰岛素、肉类和咖啡因等引起的胃酸分泌），对夜间胃酸分泌也有强力的抑制作用。亦可防止应激状态下的胃黏膜出血和胃黏多糖成分减少。动物慢性毒性试验没有发现对造血系统有任何毒性。抗H2受体作用比甲硫米特稍强，对H1和M受体几乎没有作用。临床日剂量600800mg，治疗胃及十二指肠球部溃疡。临床应用中发现中断用药后复发率高，故需维持治疗；长期应用因抑制雄激素作用，可引起男性轻微性功能障碍和乳房发育，妇女溢乳，还可引起精神紊乱等副作用。本品口服吸收迅速，生物利用度约为70%，服药后4590min血药浓度达高峰，血浆蛋白结合率为15%20%，t1/222.5h。药物进入体内后，一半代谢为无活性的亚砜，另一半以原形从尿中排出,呋喃类P212,用二甲氨基甲基呋喃环置换甲基咪唑；用硝基次甲基置换氰基亚氨基即得到雷尼替丁（Ranitidine）。抑制胃酸分泌作用为Cimetidine的10倍，副作用也比Cimetidine低。本品为第二代H2受体拮抗剂。雷尼替丁是一竞争性H2受体拮抗剂，抑制胃酸分泌的强度约为西咪替丁的410倍，治疗消化性溃疡优于西咪替丁，对H1受体和胆碱受体均无拮抗作用，在高血钙状态下降低血浆Ca2+浓度。它的特点之一是无抗雄激素作用，对内分泌的影响小，也未见西咪替丁那样的中枢副作用。临床剂量150mg，2次/d，治疗胃及十二指肠溃疡。停药后也可能出现复发，但复发率低于西咪替丁。,雷尼替丁（Ranitidine）P212,N-2-5-(二甲氨基)甲基-2-呋喃甲基硫代乙基-N-甲基-2-硝基-1,1-亚乙基二胺N-2-5-(Dimethylamino)methyl-2-furanylthioethyl-N-methyl-2-nitro-1,1-ethenediamine,噻唑类P213,用噻唑环置换咪唑或呋喃得到一类新药，法莫替丁（Famotidine）是本类代表性药物。在目前临床应用中，为最有效的高度选择性的H2受体拮抗剂。动物实验表明：抑制胃酸分泌作用为Cimetidine的50倍，作用时间也长1.5倍左右，而且还没有Cimetidine的抗雄性激素作用。Famotidine对H1受体、M受体、N受体、5-HT受体以及，受体均无作用，对细胞色素氧化酶P450也无作用。所以Famotidine没有影响其它药物代谢的作用。Famotidine对H2受体的拮抗作用，在低浓度时，是竞争性的；在高浓度时则是不可逆转的。,法莫替丁（Famotidine）P214,3-2-(二氨基亚甲基)氨基-4-噻唑基甲基硫代-N-氨磺酰基丙脒3-2-(Diaminomethylene)amino-4-thiazolyl-methyl-thio-N-aminosulfuonylpropylamidine,哌啶甲苯类P214,把Ranitidine的结构继续进行改变。将呋喃的氧原子移到环外，原有的五元环用苯环置换。同时用哌啶取代二甲氨基便得到也具有抑制胃酸分泌的系列药物。其结构由带碱性的哌啶甲苯基，“-OCH2CH2-NH-”的四原子链，以及能和H2受体拮抗作用部位键合的平面极性基团三部分组成。含有三唑环的称为兰替丁（Lamtidine）。它抑制胃酸分泌的作用为Ranitidine的510倍，持续作用时间是Ranitidine的三倍。然而它的慢性毒性较大。罗沙替丁（Roxatidine）的极性平面基团较简单，仅为羟乙酰基。其抑制胃酸分泌作用比Cimetidine强46倍，其醋酸酯衍生物作用与之类似。Roxatidine的化学结构类型已经完全不同于Cimetidine。引起注意的是仅需一个N原子的极性基团经亚烃基连接苯环系统即可得高活性的H2受体拮抗作用,兰替丁,罗沙替丁,P214,H2受体拮抗剂的构效关系,对咪唑、呋喃、噻唑等临床使用的H2受体拮抗剂的结构、活性结果综合分析，总结出H2受体的化学结构由三部分组成：,曾经从组胺结构来认识咪唑的互变异构在参与受体相互作用的重要性，确定咪唑环具有质子转移的作用机理。当咪唑环被异噻唑或噁唑置换后，碱性降低活性随之下降。所以碱性基团取代的呋喃环、噻唑环置换后，才能成为更优良的H2受体桔抗剂。但是用亲脂性更强的芳杂环如苯环、噻吩置换，则活性下降。咪唑环上的甲基取代都会增强活性。呋喃环上取代基和侧链位置以2,5位取代最佳。Ranitidine呋喃环上4位甲基取代可增强活性。3位甲基取代则活性消失。Famotidine噻唑环的甲基取代都将导致活性下降。,位于桥链的另一端应是非电离的平面极性基团。通常具有胍或脒基样的1,3-脒系统（）结构。由于第一个完全的H2受体拮抗剂SXF91581的这一结构为硫脲，所以常被称为“硫脲基团”。硫脲基团是一类平面的、在生理pH条件下离子化程度低，然而含有极性强的偶极子的基团。通常存在两个未烃化的氨基，能和受体形成一个以上的氢链。在一定范围内，该基团的疏水性与活性有较好的相关性。,上述两个组成部分是通过一条易曲挠旋转的柔性链联接起来。链的长度为组胺侧链的2倍即4个原子。从Cimetidine作用机理研究认为，链的长度与拮抗性有关。对咪唑类而言，将硫原子的位置移动，或用碳原子取代硫，或限制链的自由旋转曲挠都将使活性下降。不过新的研究发现，柔性的链也可被刚性的芳环结构取代，得到具有H2受体拮抗作用的药物。如咪芬替丁（Mifentidine）的抗胃酸分泌作用都比Cimetidine强，选择性高，对H1受体、受体，5-HT受体，M受体均无作用。另一胍基噻唑衍生物唑替丁（Zaltidine）对受体拮抗作用为Cimetidine的20倍。半衰期长，口服作用时间约为24h,质子泵抑制剂P214,1970年瑞典Hssle的研究人员在筛选抗病毒药物时，发现吡啶硫代乙酰胺（Pyridylthioactamide）具有抗胃酸分泌的作用。该化合物对肝脏的毒害很大。经过使毒性降低的结构改造，把具有毒性的硫代酰胺S=C-NH2基团用硫醚置换，所得化合物H-7767有抗胃酸分泌作用。其硫氧化衍生物替莫拉唑（Timoprazole）具有很强的抗胃酸分泌作用。然而毒理实验发现Timoprazole阻碍人体甲状腺对碘的摄取。在此基础上，进行了主、副药理作用分离的研究工作。发现在吡啶和苯并咪唑环上引人适当的取代基，可将其副作用除去,硫代乙酰胺,H-7767,替莫拉唑,吡考拉唑,P215,1977年合成的吡考拉唑（Picoprazole）已经没有阻碍碘摄取的副作用。药理研究证明：Timoprazole、Picoprazole等抑制胃酸分泌的机理是直接抑制胃壁细胞H+/K+-ATP酶的作用，是一类新型的抗消化道溃疡药物。对鼠、狗和人均有强大而持久的治疗作用。H+/K+-ATP酶分布胃壁细胞表层，具有排出氢离子、氯离子，重吸收钾离子的作用。表现为向胃腔直接分泌浓度很高的胃酸。这种作用是不断循环进行的，因此H+/K+-ATP酶又称为质子泵,质子泵抑制剂（Protonpumpinhibitors）直接作用于分泌胃酸的最后共同通道的H+/K+-ATP酶，与兴奋胃酸分泌的途径无关，可以治疗各种原因引起的消化性溃疡。吡考拉唑的结构中含有芳酸酯结构，化学稳定性较差。需要进一步进行结构衍化工作。在吡啶环上引入3,5-二甲基和4-甲氧基，在苯并咪唑环上用甲氧基置换甲氧甲酰基后得到奥美拉唑（Omeprazole）其抗胃酸分泌活性比吡考拉唑强510倍，化学稳定性好，为第一个上市的质子泵抑制剂,奥美拉唑（Omeprazole