一、研究背景：
慢性肾病（Chronic Kidney Disease，CKD），即肾脏损伤或肾功能下降的疾病[1][1]，是目前危害全球公共健康安全的主要疾病之一。其发病途径多样，但在早期往往不易被察觉，随着病情进展逐渐严重才易引起患者重视。慢性肾病患者经常伴随有多种并发症，如肾性贫血、红细胞存活率降低、铁缺乏、由于维生素D、钙和磷酸盐代谢紊乱而导致的矿物性骨质疾病等[1]。
其中肾性贫血（Renal Anemia，RA）作为最常见的并发症之一，不仅是慢性肾病患者发生心血管事件的独立危险因素，同时也增大了患者死亡的潜在风险[2][2]。但是目前在我国，RA仍存在着知晓率低、治疗率低、达标率低的问题，因此对于慢性肾病我们必须予以足够的重视，寻找更安全有效的治疗药物以及更优秀的医学方法。
二、研究现状：
促红细胞生成素（Erythropoietin，EPO）是人体内一种糖蛋白激素，与红细胞生成相关，成年人体内的EPO主要由肾脏合成。当人体存在肾脏疾病时，肾功能下降，内源性EPO合成减少，血浆中一些毒性代谢废物也会干扰红细胞生成或缩短其寿命，从而导致肾性贫血[3][3]。因此针对肾性贫血的有效治疗有助于提高CKD患者的生活质量，保障其生命安全。
目前国际上针对肾性贫血的主要临床治疗药物为红细胞生成刺激剂（Erythropoiesis-stimulating Agents，ESAs）和补充铁剂。ESA通过静脉或皮下注射，为EPO类似物，自1989年投入使用，发展至今已有三代不同药物，在治疗肾性贫血方面取得了不错疗效，但潜在严重不良反应。近几年来，一款新型治疗肾性贫血的口服药物正在被火热研发，即缺氧诱导因子脯氨酸羟化酶（Hypoxia-inducible Factor Prolyl Hydroxylase ，HIF-PHD）抑制剂。罗沙司他作为第一款上市的小分子HIF-PHD抑制剂药物，在国际上取得了巨大反响。通过医学合理给药，它能显著提高并维持体内血红蛋白（Hemoglobin，Hb）水平，同时还能降低胆固醇含量[4][4]。
通过计算机辅助药物设计的手段，寻找活性更优、毒性更低的HIF-PHI小分子药物对于治疗CKD与RA将具有重大意义。
三、文献综述：
缺氧诱导因子（Hypoxia Inducible Factor，HIF）是一类能对低氧浓度做出应答并激活特定基因转录的细胞因子[5][5]。目前已知的HIF家族有HIF-1、HIF-2、HIF-3三种，皆由alpha;亚基和beta;亚基组成，其中alpha;亚基为功能性亚基，在体内受氧浓度调控；beta;亚基为结构性亚基。HIF-alpha;的三种亚型结构极为相似，但各自功能不同：HIF-1alpha;主要负责转录糖酵解相关酶和凋亡调节蛋白；HIF-2alpha;主要负责调控促红细胞生成素、转化生长因子alpha;等转录因子的表达；HIF-3alpha;的功能尚在研究中[6][6]。在正常氧浓度环境下，HIF-alpha;羟基化后与肿瘤抑制蛋白（Von Hippel-lindau Protein，pVHL）结合，泛素化后经泛素连接蛋白酶复合体途径降解[7][7]。在这过程中，HIF-alpha;脯氨酰残基羟基化是其降解的关键步骤，脯氨酸羟化酶为全程限速酶。
脯氨酸羟化酶（Prolyl Hydroxylase，PHD）是一类依赖氧、alpha;-酮戊二酸和Fe2 催化的非血红素、铁依赖性双加氧酶[8][8]，目前发现主要有PHD1、PHD2、PHD3和PHD4。当人体内处于缺氧环境时，PHD活性下降，HIF-alpha;降解被抑制，体内HIF-alpha;水平增加，HIF信号通路被激活，EPO转录启动，EPO表达水平增加，刺激体内红细胞生成，同时调节铁代谢。有研究进一步表明，EPO的聚集受PHD2-HIF-2alpha;-VHL通路调节[8]。PHD2在全身广泛分布，主要在细胞质表达。有研究证实PHD2抑制剂可显著改善CKD非血液透析患者血液Hb水平，改善贫血状况[9][9]。
当下对于PHD抑制剂（PHD Inhibitors，PHI）的研发正在火热进行中，根据结构性质不同，可分为亚铁离子螯合型PHI、脯氨酸衍生物PHI、2-酮戊二酸类似物PHI等。2-酮戊二酸（2-oxoglutarate，2-OG）C1位羧基上的羟基氧原子与C2位的羰基氧原子与Fe2 进行二齿螯合，C5位羧基与PHD2结构域的Arg383之间形成盐桥作用从而发挥其作用机制[10][10]。2-OG类似物主要通过与内源性2-OG竞争来抑制PHD活性，其结构通式为保留末端羧基而首端羧基被杂环取代，引入的杂环通过-COXCH2-与末端羧基相连，X常为NH或CH2，或者为1-杂环吡唑-4或3-甲酸衍生物，其中杂环包括喹啉、吡啶、吡啶酮、苯并咪唑及其取代衍生物等[10]。目前，已有6种HIF-PHI投入临床试验，分别为FG-4592(Roxadustat)、AKB-6548、GSK1278863、BAY-85-3934(Molidustat)、JTZ-951、DS-1093a[2]。
罗沙司他(Roxadustat)作为首款新型HIF-PHD2口服抑制剂，于2018年12月在中国上市用于治疗肾性贫血。罗沙司他虽能显著提高患者Hb达标率，增加铁利用，但在相关实验中，其不良事件发生率高于所设对照组[11][11]，其不良反应尚未完全明确，安全问题仍需高度关注。因此，寻找活性更优的PHD2小分子抑制剂对于治疗RA具有极其重大的意义。
计算机辅助药物设计（Computer Aided Drug Design ，CADD）是一种以计算机化学为基础，通过计算机模拟、预测、计算配体与受体生物大分子之间的关系，从而优化与设计先导化合物的技术。CADD技术能更快速高效地寻找新型药物，缩短研发周期，降低成本，在药物研发过程中占据着重要地位。
