清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院丁強(qiáng)和藥學(xué)院饒燏課題組發(fā)現(xiàn)可高效抑制埃博拉病毒感染的化合物
清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院丁強(qiáng)課題組與藥學(xué)院饒燏課題組合作，在10月份出版的《Antiviral Research》雜志上發(fā)表題為“Novel quinolone derivatives targeting human dihydroorotate dehydrogenase suppress Ebola virus infection in vitro”的研究論文。該論文評(píng)估了多種新型喹諾酮類(lèi)化合物抑制埃博拉病毒感染的抗病毒效果，鑒定出兩種高效抑制埃博拉病毒感染的新型化合物，并進(jìn)一步揭示其通過(guò)作用于“嘧啶從頭合成通路”中關(guān)鍵的二氫乳清酸脫氫酶DHODH，發(fā)揮抗病毒感染活性。該研究成果對(duì)治療埃博拉病毒感染具有潛在的臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用價(jià)值。
新發(fā)突發(fā)病毒性傳染病嚴(yán)重威脅全球公共健康，近二十年來(lái)，呈現(xiàn)出愈演愈烈，愈發(fā)愈快的趨勢(shì)。開(kāi)發(fā)廣譜、高效的抗病毒藥物，是應(yīng)對(duì)新發(fā)突發(fā)病毒性傳染病的有利武器。埃博拉病毒是一種單股負(fù)鏈RNA病毒，有著比新冠病毒更高的致病性和死亡率（高達(dá)50%），近幾年在剛果、幾內(nèi)亞等地多次局部爆發(fā)。雖然多發(fā)于西非地區(qū)，其高致病性和傳染性對(duì)全球公共健康仍是一種重大威脅。瑞德西韋是一種直接靶向病毒聚合酶的核苷類(lèi)似物，具有較好的抗病毒效果。然而，有研究表明病毒的不斷突變會(huì)導(dǎo)致病毒對(duì)該藥物產(chǎn)生耐受[1]，因此開(kāi)發(fā)有效的抗埃博拉病毒感染藥物迫在眉睫。直接靶向病毒的藥物等可能導(dǎo)致耐藥株的產(chǎn)生，而作用于細(xì)胞宿主的藥物則可以很大程度上避免耐藥株的出現(xiàn)。
埃博拉病毒的培養(yǎng)需在生物安全4級(jí)（BSL-4）實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，因此大大降低了篩選抗病毒藥物的效率。研究團(tuán)隊(duì)首先建立了安全可靠，且模擬埃博拉病毒復(fù)制的細(xì)胞模型[2]，對(duì)一系列新型的喹諾酮類(lèi)化合物的抗病毒活性進(jìn)行篩選，結(jié)果表明RYL-687、RYL-686和RYL-681化合物抑制病毒感染的IC50（半抑制病毒濃度）均比瑞德西韋低，并且細(xì)胞毒性非常低(圖1)。
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圖1.抗病毒效力IC50和細(xì)胞毒性CC50評(píng)估。 |
隨后，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)有效化合物的作用靶點(diǎn)進(jìn)行了鑒定（圖2）。之前研究表明喹諾酮類(lèi)化合物可以和“嘧啶從頭合成通路”的二氫乳酸脫氫酶DHODH有相互作用[3]。作者通過(guò)外源補(bǔ)給 “嘧啶從頭合成通路”上下游的代謝產(chǎn)物以及體外酶活實(shí)驗(yàn)，證明喹諾酮類(lèi)化合物通過(guò)靶向DHODH發(fā)揮抗病毒功能。另外，DHODH還被報(bào)道可作為新冠病毒的藥物靶點(diǎn)[4]，提示該靶點(diǎn)的廣譜抗病毒作用。
 圖2.作用靶點(diǎn)與嘧啶合成通路示意圖。 |
最后，通過(guò)與中國(guó)科學(xué)院武漢國(guó)家生物安全實(shí)驗(yàn)室合作，利用埃博拉活病毒，在細(xì)胞水平上測(cè)試了上述三種化合物的抗病毒效果?；衔镌诨畈《靖腥镜募?xì)胞模型上, 依然展現(xiàn)出比瑞德西韋更低的IC50值（圖3），進(jìn)一步證明了以上化合物高效的抗埃博拉病毒感染活性。
 圖3.野生埃博拉病毒抑制效率評(píng)估。 |
清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院丁強(qiáng)研究員、藥學(xué)院饒燏研究員為該論文的共同通訊作者，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士生龔明麗、藥學(xué)院楊毅慶博士為共同第一作者，武漢國(guó)家安全實(shí)驗(yàn)室黃弋和武漢病毒所鄧菲研究員為活病毒研究提供重要支持；上海巴斯德所鐘勁實(shí)驗(yàn)室甘天喻、藥學(xué)院饒燏實(shí)驗(yàn)室吳越和高紅英、中檢院王佑春實(shí)驗(yàn)室楊倩倩、聶建輝、和黃維金以及復(fù)旦大學(xué)張榮亦為本研究做出重要貢獻(xiàn)。
本研究由中國(guó)科學(xué)院武漢生物安全國(guó)家實(shí)驗(yàn)室先進(jìn)客戶(hù)培育項(xiàng)目 （2021ACCP-MS03），國(guó)家自然科學(xué)基金 (32041005，81773567)，北京市自然科學(xué)基金（M21001）以及清華大學(xué)人才引進(jìn)啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)（53332101319）等項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的支持下完成。
參考文獻(xiàn)：
1. ? ? ? ?Lo, M.K., et al., Remdesivir targets a structurally analogous region of the Ebola virus and SARS-CoV-2 polymerases. Proc Natl Acad Sci U S A, 2020. 117(43): p. 26946-26954.
2. ? ? ? ?Halfmann, P., et al., Generation of biologically contained Ebola viruses. Proc Natl Acad Sci U S A, 2008. 105(4): p. 1129-33.
3. ? ? ? ?Yang, Y., et al., Discovery, Optimization, and Target Identification of Novel Potent Broad-Spectrum Antiviral Inhibitors. J Med Chem, 2019. 62(8): p. 4056-4073.
4. ? ? ? ?Xiong, R., et al., Novel and potent inhibitors targeting DHODH are broad-spectrum antivirals against RNA viruses including newly-emerged coronavirus SARS-CoV-2. Protein Cell, 2020. 11(10): p. 723-739.
來(lái)源：清華大學(xué)
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