腸道病毒抑制劑的研發取得新進展

　　腸道病毒68 型（EV-D68）、腸道病毒71 型（EV-A71）和柯薩奇病毒B3型（CVB3）是腸道病毒，屬小核糖核酸病毒科的重要的人類病原體。腸道病毒68型主要感染兒童，可導致呼吸系統疾病和神經系統并發癥，如急性弛緩性脊髓炎 (AFM)。腸道病毒71 型是兒童手足口病 (HFMD) 的主要病原體，嚴重時還可導致 AFM 和死亡。柯薩奇病毒B3型 感染可導致心律失常、急性心力衰竭以及 1 型糖尿病。目前還沒有 FDA 批準的針對任何這些腸道病毒的抗病毒藥物。因此，迫切需要開發小分子抗病毒藥物。

　　在這項研究中，美國亞利桑那大學藥學院王俊教授研究組通過高通量藥物表型篩選發現了一類含有吡唑并吡啶的小分子對腸道病毒68 型、腸道病毒71 型和柯薩奇病毒B3型具有抗病毒活性。通過構效關系研究針對初始活性化合物的優化，他們開發了幾個先導化合物對腸道病毒68 型，腸道病毒71 型和柯薩奇病毒B3型不同菌株有廣泛的強抗病毒活性，其細胞內EC50在納摩爾范圍，選擇指數大于500。這些化合物在包括肌細胞和神經細胞的不同細胞內都具有相似的抗病毒活性。為了找到這類吡唑并吡啶化合物的靶向蛋白，作者進行了病毒連續傳代實驗，結果發現對吡唑并吡啶化合物喪失活性的病毒含有2C蛋白點突變。熱轉移結合測定實驗顯示，在2C蛋白上引入這些突變位點后，吡唑并吡啶化合物對2C蛋白突變體的結合能力降低或完全喪失。通過反向遺傳學手段，他們構建了含有2C蛋白點突變的病毒突變體，進一步確定了吡唑并吡啶化合物對這些突變體的抗病毒活性降低。這些藥物機理研究表明這些吡唑并吡啶化合物靶向病毒蛋白 2C。雖然含有2C蛋白點突變的病毒突變體可以導致抗藥性，競爭性實驗表明（competition growth assay）其在細胞內的復制能力不及野生型病毒。這說明2C的變異對病毒的復制時不利的。2C 蛋白是一類序列高度保守的蛋白，已知的功能包括病毒 RNA結合和復制、膜重塑和病毒包裝。此外，X 射線晶體結構研究表明EV-A71 2C形成一個六聚體，具有 ATP 酶活性和解旋酶活性。這些數據表明腸道病毒的非結構蛋白2C是一個非常有前景的藥物作用靶點。

　　圖1. 對非脊髓灰質炎腸道病毒具有光譜抗病毒活性的抑制劑。圖片來源：J. Med. Chem.

　　圖2. 含有2C蛋白點突變的病毒突變體 (rD183V/D323G EV-D68) 在細胞內的復制能力不及野生型病毒 (rWT EV-D68)。圖片來源： J. Med. Chem.

　　本研究中發現的吡唑并吡啶化合物是迄今為止報道的針對非脊髓灰質炎腸道病毒的具有廣譜抗病毒作用的活性最高的有效化合物，該類吡唑并吡啶抑制劑代表了一類有希望的抗非脊髓灰質炎腸道病毒的藥物候選物，可用于急需的非脊髓灰質炎腸道病毒抗病毒藥物。后續工作將集中在優化該類化合物的藥代參數，并且開展相關的動物模型實驗。

　　這一成果近期發表于美國化學會旗下《藥物化學雜志》（Journal of Medicinal Chemistry）， 文章的第一作者是亞利桑那大學的博士生胡艷梅，王俊教授為論文的通訊作者。