以PD-1/PD-L1抗体为代表的肿瘤免疫疗法是癌症治疗第三次革命。但是抗体药物存在很多缺点,例如只能静脉注射,患者免疫应答率低等,而小分子药物能够克服这些缺点。因此,开发作用于PD-1/PD-L1靶点、能够克服目前抗体药物缺点的小分子抑制剂具有重要的社会意义和经济价值。本课题针对PD-L1蛋白的晶体结构进行了深入的分析,采用基于虚拟筛选、分子对接、母核骨架跃迁、生物电子等排多种药物设计与优化策略,发现了一系列具有全新骨架的高选择性PD-L1抑制剂。代表性化合物表现出良好的体内外生物活性。在第一项工作中,从先导化合物Bavachinin出发,我们设计并合成了一系列含查尔酮、黄酮、萘环和间苯二酚二苯醚骨架化合物作为PD-1/PD-L1抑制剂。其中化合物NP19在HTRF结合实验中对PD-1/PD-L1的抑制IC50为12.5 nM。在T细胞/肿瘤细胞（Hep3B/OS-8/hPD-L1和CD3 T）共培养实验中,NP19可诱导IFN-γ释放呈剂量依赖关系。此外,NP19在两种不同的小鼠肿瘤模型（B16-F10黑色素瘤模型和H22肝癌模型）中显示出显著的抗肿瘤作用。更进一步,H&E染色和流式细胞术结果表明NP19激活了肿瘤的免疫微环境,这可能是化合物产生抗肿瘤作用的原因之一。为了提高NP19的成药性,我们在NP19的结构基础上做了优化,通过将亲水性部分引入侧链,并把化合物制备为盐酸盐,评估了它们对PD-1/PD-L1通路的抑制活性。其中,化合物P18的IC50值为9.1 nM。更进一步,P18显示出高水溶性（>10 mg/mL）和较好的成药性。分子对接研究表明P18与PD-L1可以很好的结合。在免疫检查点人源化小鼠模型中,P18能显著抑制肿瘤生长。在第二项工作中,为了克服PD-L1抑制剂潜在的耐药性,我们设计、合成并测试了一系列靶向PD-L1的双重抑制剂和降解剂。其中化合物P22的IC50值为39.2 nM。除了抑制PD-1/PD-L1相互作用外,化合物P22还显著恢复了Hep3B/OS-8/hPD-L1和CD3 T细胞共培养模型中T细胞的免疫抑制活性。P22对IFN-γ分泌呈浓度依赖性递增,其促进作用比阳性药Keytruda更为显著。流式细胞术和western blot结果表明P22能通过溶酶体途径降低PD-L1的蛋白水平。在第三项工作中,基于临床使用过程中PD-L1抗体有效应答率低的情况,我们运用多靶点药物的设计策略将PD-1/PD-L1抑制剂和CA-4药效团进行融合,设计并合成了一系列新型双靶点化合物以期提高化合物的有效性。其中,化合物TP5对5种癌细胞有较强的抑制作用。此外,作用机制研究表明,TP5通过抑制微管蛋白聚合,抑制HepG2细胞迁移和克隆形成,使细胞阻滞在G2/M期,诱导细胞凋亡发挥作用。体内抗肿瘤研究表明,TP5能显著抑制肿瘤生长,在100 mg/kg剂量下,其肿瘤生长抑制率（TGI）为57.9%,且无显著毒性。总之,我们利用基于虚拟筛选和合理药物设计策略,成功设计合成了一系列具有良好生物活性和高选择性的新型PD-L1抑制剂,它们均具有优异的靶点选择性,并显示出良好的应用前景。