Nature | 治愈登革的希望再燃—一款泛血清型登革抑制剂靶向NS3-NS5相互作用

如果您持续关注全球新冠疫情，您可能知道截止2021年10月8日，全球确诊患者已高达236599025（https://covid19.who.int/）。您可能不知道的是，每年全球还有大约1-4亿人感染登革病毒（Dengue virus），仅出现症状的患者据估计就高达9600万。

登革病毒是一种由蚊子叮咬传播的黄病毒，其主要传播媒介是埃及伊蚊（Aedes aegypti）及白纹伊蚊（A. albopictus），它们也是基孔肯雅热病毒、黄热病毒和寨卡病毒的传播载体。在过去50年间，登革病毒的感染率已增长30倍，目前全球128个国家和地区出现登革病毒感染，39亿人处于病毒威胁之下。登革病毒共有四种血清型（DENV-1~4），一种血清型的感染可能会加重其他血清型感染的几率，这是由于患者体内产生的低效或中效的抗体促进后续血清型病毒的感染，该现象称为ADE效应。目前一款名为Dengvaxia的疫苗已在部分国家获批用于九岁以上个体的预防，但仅建议曾有登革暴露史的患者使用。不过治疗性药物仍无获批，开发难点在于：药物应适于口服，并可快速降低病毒载量以阻止病程演进为重症，且应对四种血清型均有效。

尽管困难重重，药物开发的进程从未停止，2021年10月6日，比利时科学家Marnix Van Loock和Johan Neyts团队合作在Nature发表题为A pan-serotype dengue virus inhibitor targeting the NS3–NS4B interaction的研究文章，公布一种名为JNJ-A07的抑制剂可以纳摩尔至皮摩尔浓度抑制4种血清型的21种登革病毒临床毒株；该分子不易产生耐药突变，靶向阻断病毒NS3和NS4B的相互作用从而阻止病毒复制复合体的形成；小鼠实验显示其具备优异的药代特征和良好的安全性，可起到预防效果，延迟给药时同样有效。该分子的类似物已进入后续开发。

JNJ-A07类分子并非首次面世，事实上，该团队在2018年就已报道其先导化合物的合成和测试工作：通过体外细胞实验在约2000种候选药物中筛选到一种新型吲哚化合物，可有效抑制DENV-II型毒株感染细胞。在本次报道中，研究者首先确认JNJ-A07在Huh7、Vero、C6/36等多种细胞系中均能以纳摩尔至皮摩尔浓度发挥抗病毒作用，尤其是在非成熟的树突状原代细胞中同样有效的，这种细胞被认为是病毒入侵时的首要靶细胞。作者还发现JNJ-A07对4种血清型的21种登革毒株的半数效应浓度（EC50）均达到纳摩尔至皮摩尔级别，这21种临床毒株涵盖目前已知的所有登革病毒基因型，而JNJ-A07对其他多种黄病毒不存在抑制作用，因此是一款登革病毒特异性抑制剂。

接下来是找靶点。作者发现只要在病毒的RNA合成尚未启动或未达检测线时，即使延迟向被感染细胞中加入JNJ-A07，抗病毒活性也没有明显减弱；而病毒RNA一旦起始合成，抗病毒活性即逐渐丧失。因此，JNJ-A07的作用指向病毒RNA合成机器。为确定靶点，作者进行了抗药突变株筛选实验，发现添加有化合物的连续传代培养中，DENV-2对JNJ-A07的耐药突变在第15周才可以检出，而完全突变株直到40周后才出现。经测序发现突变导致病毒NS4B基因上的三个氨基酸发生替换（在两组平行试验中，一组均出现L94F、T108I、T216N突变；另一组均出现V91A、L94F、T108I突变，部分出现F47Y、P104S、T216P突变），这一方面说明NS4B就是靶点，另一方面也表明JNJ-A07的耐药门槛很高。后续实验还发现，在人源细胞株中发生的突变位点会导致病毒无法在蚊子细胞中复制，换言之，即使在用药治疗时病毒产生耐药突变，突变株也几乎失去继续通过蚊子叮咬传播的可能。

登革病毒的NS4B蛋白可以诱导内质网来源膜囊泡的产生，后者正是病毒复制发生之处；NS4B还可通过阻断IFN-α/β通路阻止宿主细胞抗病毒反应的建立。黄病毒的编码蛋白都是首先翻译成一条长多肽链，经宿主和病毒蛋白酶切割成熟；其中NS4B需经NS4A-2K-NS4B前体加工而来，病毒蛋白酶-螺旋酶复合体NS2B-NS3参与此过程。于是作者检测JNJ-A07对NS3-NS4B相互作用的影响，利用NS4B特异性的pull-down实验，发现在45倍的EC50浓度下JNJ-A07可以抑制95%的NS4B-NS3相互作用；而当病毒发生V91A、L94F、T108I、T216N突变时，JNJ-A07则几乎不再影响NS4B-NS3的相互作用。进一步实验还发现突变体V91A和T108I以剂量依赖型增强NS3-NS4B相互作用。

JNJ-A07在体内的作用如何呢？作者首先在小鼠和大鼠中验证其具备良好的药代特征，在300mg/Kg剂量下连续口服给药15天时无副作用。然后，使用感染模型AG129小鼠攻毒DENV-2型RL毒株，通过每天两次口服给药，发现JNJ-A07可以剂量依赖地显著抑制脾、肾、肝等多种脏器中的病毒载量，IL-18、IFN-γ、TNF、IL-6等炎性因子水平接近恢复正常。接着，研究者测试JNJ-A07对致死剂量病毒（106 PFU）攻毒小鼠的保护效果，发现以30mg/kg剂量给药时，小鼠存活率达90%，即使以1mg/kg给药，存活率依然可达75%。在非致死剂量下，30、10、3 mg/kg给药均可使病毒RNA维持在检测线附近。最后，作者发现JNJ-A07兼具预防和治疗效果，在非致死剂量病毒感染4-5天后使用依然迅速产生抗病毒效果。故，JNJ-A07在小鼠体内显示出优异的抗病毒活性。

目前的实验结果表明，JNJ-A07是一款高效的、泛血清型登革病毒抑制剂，靶向NS4B、不易产生耐药突变，在小鼠体内显示出良好的药代特征和安全性、可有效预防和治疗登革病毒感染，显示出不俗的开发前景。Nature杂志同期还发表了加州大学伯克利分校的Scott B. Biering和Eva Harris撰写的观点文章A step towards dengue therapeutics，介绍该研究取得的结论并展望其后续开发，同时指出JNJ-A07抑制NS4B的具体机制有待结构生物学研究，其是否可与其他抗病毒药物联用等问题仍有待进一步研究确认。

JNJ-A07类似物在后续开发中能否取得理想结果？我们拭目以待。