近日，中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所 / 病毒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室肖庚富研究組在病毒學(xué)雜志 Journal of Virology 上發(fā)表題為 Screening and Identification of Lassa Virus Entry Inhibitors from an FDA-Approved Drugs Library（《基于 FDA 批準(zhǔn)藥物庫(kù)篩選并鑒定拉沙病毒入侵抑制劑》）的研究論文。該研究成功篩選得到阻斷四級(jí)病原拉沙病毒（Lassa virus，LASV）入侵的藥物：拉西地平和苯氧司林；并對(duì)其作用機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

LASV 屬沙粒病毒科（Arenaviridae），哺乳類沙粒病毒屬（Mammarenavirus），引發(fā)烈性傳染病拉沙熱，被美國(guó)疾控中心歸類為 A 類生物恐怖病原（Category A bioterrorism agent）。LASV 的天然宿主是嚙齒類多乳鼠，人主要通過接觸含有病毒的動(dòng)物排泄物或氣溶膠感染，人與人之間也會(huì)發(fā)生相互傳播。LASV 主要在西非地區(qū)流行，每年約 30-50 萬人感染，在住院患者中的致死率最高可達(dá) 70%，幸存者往往也會(huì)伴有耳聾等嚴(yán)重后遺癥。在今年年初，尼日利亞爆發(fā)了該國(guó)史上最嚴(yán)重的一次拉沙熱疫情，截至 3 月 15 日，已有 365 人確認(rèn)感染拉沙熱，其中 81 人死亡。了解 LASV 的致病機(jī)制，發(fā)展針對(duì) LASV 的治療手段非常必要。目前還沒有 FDA 批準(zhǔn)的針對(duì) LASV 的特效藥物和疫苗，治療手段僅限于在感染早期使用廣譜抗病毒藥物利巴韋林，因此迫切需要研發(fā)高效、特異的抗 LASV 藥物。

病毒入侵是病毒生命周期至關(guān)重要的一步，是抗病毒藥物設(shè)計(jì)的重要靶點(diǎn)之一。構(gòu)建了以水泡性口炎病毒為骨架、囊膜蛋白為 LASV 囊膜糖蛋白 GPC（glycoprotein complex）的假型病毒和重組病毒，假型病毒和重組病毒由于囊膜蛋白與 LASV 相同，因此可以在生物安全二級(jí)的條件下模擬 LASV 的入侵過程。由于其攜帶報(bào)告基因，可用于高通量篩選實(shí)驗(yàn)。

研究人員通過對(duì) 1018 種 FDA 批準(zhǔn)的藥物文庫(kù)進(jìn)行高通量篩選，鑒定出兩種特異性抑制 LASV 入侵的藥物：拉西地平和苯氧司林，它們的 IC50 分別為 2.6μM 和 5.3μM（圖 1）。通過進(jìn)一步的機(jī)制探索，研究人員發(fā)現(xiàn)兩個(gè)藥物都是通過抑制酸性 pH 誘導(dǎo)的膜融合從而阻止 LASV 的入侵。通過篩選適應(yīng)性突變，明確拉西地平的作用靶點(diǎn)是信號(hào)肽 SSP 胞外域的第 40 位蘇氨酸（T）；突變?yōu)橘嚢彼幔═40K）后對(duì)拉西地平的敏感性降低。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn) T40 突變?yōu)?K、精氨酸（R）、天冬氨酸（D）的重組病毒都具有顯著的耐藥性，而 T40 突變?yōu)楸�氨酸（A）的重組病毒沒有表現(xiàn)出耐藥性。對(duì)這些突變病毒的生長(zhǎng)特性考察發(fā)現(xiàn)， T40K 突變的病毒生長(zhǎng)特征最接近野生型病毒，而 T40R 和 T40D 突變的病毒生長(zhǎng)明顯弱于野生型病毒。在此基礎(chǔ)上，考察拉西地平和苯氧司林的廣譜抗病毒活性，發(fā)現(xiàn)拉西地平對(duì)于 Mopeia virus（MOPV）和 A 級(jí)病原 Guanarito virus（GTOV）也有顯著的抑制效果，IC50 分別為 4.8 μM 和 6.2 μM；苯氧司林對(duì)于 MOPV、GTOV 和 Chapare virus（CHPV）有著顯著的抑制作用，IC50 分別為 8.3μM、6.1μM 和 8.0μM。

該實(shí)驗(yàn)揭示了兩種 FDA 批準(zhǔn)的小分子藥物能夠在微摩爾濃度下有效地抑制 LASV 的入侵過程，其作用機(jī)制是通過與 SSP 和 GP2 亞基相互作用，穩(wěn)定 GPC 膜融合前的構(gòu)象，抑制膜融合而發(fā)揮其抗病毒效果。該研究鑒定出有潛力的 LASV 入侵抑制劑，為進(jìn)一步揭示沙粒病毒入侵機(jī)制和發(fā)展抗沙粒病毒藥物奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

這種老藥新用的策略可以加快候選藥物的臨床實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，適用于新發(fā)、烈性傳染性疾病的應(yīng)急處置。以往針對(duì) EBOV 的藥物研究鑒定出了用于治療高血壓和矽肺的中藥粉防己堿可以有效抑制 EBOV 的入侵過程，針對(duì)寨卡病毒（ZIKV）和日本乙型腦炎病毒（JEV）的 FDA 批準(zhǔn)藥物篩選工作也鑒定出了有效抑制病毒的藥物，證明了這種策略的可行性。

碩士研究生王培林為論文第一作者，副研究員王薇為通訊作者。

該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 (2018YFA0507204)、國(guó)家自然科學(xué)基金(31670165)、武漢國(guó)家生物安全實(shí)驗(yàn)室高端用戶培育項(xiàng)目課題暨中科院高致病性病原生物學(xué)與生物安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放研究基金課題（NBL2017008）、病毒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題（2018IOV001）資助。

圖 1：基于 FDA 藥物庫(kù)篩選得到 LASV 入侵抑制劑：拉西地平和苯氧司林。

圖 2：拉西地平和苯氧司林對(duì)抗哺乳類沙粒病毒和絲狀病毒廣譜抗病毒效果