近期，武漢大學(xué)生科院和華東理工大學(xué)藥學(xué)院合作研究發(fā)現(xiàn)，二氫乳酸脫氫酶（DHODH）的新型有效抑制劑針對RNA病毒具有廣譜抗病毒感染的特點(diǎn)。

 

目前開發(fā)廣譜抗病毒藥物（BSA）主要有兩種策略，一是利用核苷或核苷酸類似物，二是靶向宿主的抗病毒制劑（HTA）。核苷或核苷類似物通常會(huì)引起耐藥性和毒性，但由于病毒具有特異性，現(xiàn)有的直接作用于病毒的抗病毒（DAA）藥物，不能立即應(yīng)用于新病毒感染患者。在新病毒爆發(fā)的時(shí)候重新開發(fā)新的DAA藥物需要很長的時(shí)間，一方面要阻斷病毒復(fù)制，另一方面要克服潛在的病毒誘變，因此，HTA藥物就具有對抗廣譜病毒更多的優(yōu)勢。

 

2017年Nam Nam Cheung等人研究發(fā)現(xiàn)，嘧啶合成抑制劑對常見呼吸道RNA病毒具有廣譜抑制作用，并參與宿主抗病毒反應(yīng)。而多項(xiàng)關(guān)于HTA藥物研究的實(shí)驗(yàn)表明，靶向宿主嘧啶合成途徑的化合物能夠抑制病毒的感染，這也說明有些病毒在復(fù)制時(shí)需要依賴于宿主嘧啶的合成。而沒有特定靶標(biāo)的嘧啶合成抑制劑在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，對感染致命A型流感病毒小鼠的保護(hù)能力有限，因此，開發(fā)更有效的特定靶標(biāo)的抑制劑非常有必要。

 

研究者提到了兩種有效的DHODH抑制劑，S3121和S416，他們具有良好的藥代動(dòng)力學(xué)特征，均可針對多種RNA病毒起作用，包括A型流感病毒（H1N1，H3N2，H9N2）、寨卡病毒、埃博拉病毒，同樣也適用于SARS-CoV-2。該研究通過體內(nèi)驗(yàn)證高抗病毒效力和DHODH敲除細(xì)胞中低病毒復(fù)制來確定DHODH可以作為抗病毒藥物靶標(biāo)。而DAA和HTA藥物組合或許是抗病毒治療的一個(gè)更有前途的方向。對于這個(gè)發(fā)現(xiàn)，研究者是怎樣的思路呢？我們對文章進(jìn)行了分析，首先，研究者將280，000種針對DHODH26輔酶Q結(jié)合位點(diǎn)的化合物進(jìn)行了分子對接虛擬篩選，如下圖所示。

 

圖1：新型DHODH抑制劑的篩選（Rui Xiong et al. 2020）

 

通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最終獲得了兩種高效的DHODH抑制劑 S312和S416，鑒定其有效性和低毒性，研究表明這兩種抑制劑在體內(nèi)和體外都有良好的效果，能夠有效保護(hù)小鼠免受致命流感的攻擊。接下來作者就將DHODH抑制劑對寨卡病毒、埃博拉病毒和SARS-CoV-2病毒的廣譜抗病毒活性進(jìn)行了逐一鑒定，發(fā)現(xiàn)DHODH抑制劑能夠有效抑制這些病毒的活性。為了闡明DHODH在病毒復(fù)制過程中的作用，該研究利用Crispr/cas9技術(shù)獲得了DHODH敲除細(xì)胞系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，DHODH敲除的細(xì)胞系中病毒的增殖與對照組相比明顯受到了限制，同時(shí)，用抑制劑S312添加到對照組細(xì)胞中，病毒的增殖急劇降低，這些結(jié)果證明了病毒生長需要DHODH的參與。值得注意的是，研究最后提出，S312在治療后期，可限制細(xì)胞因子風(fēng)暴的產(chǎn)生，這對于病毒感染中后期的治療是非常重要的。

 

在病毒感染的細(xì)胞中，快速的病毒復(fù)制需要大量的細(xì)胞內(nèi)核苷酸，顯然，核苷酸的從頭合成途徑對于病毒的復(fù)制至關(guān)重要。與DNA病毒相比，RNA病毒在其基因組中需要獨(dú)特的UMP，但不需要TMP。UMP是DHODH產(chǎn)生的特定核苷，這意味著RNA病毒可能對DHODH活性更敏感。

 

DHODH是嘧啶從頭合成途徑中重要的限速酶，能催化二氫乳清酸脂（DHO）轉(zhuǎn)化為乳清酸脂，為RNA/DNA的合成提供核苷酸。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，DHODH位于線粒體中，通過輔酶Q連接到呼吸鏈，參與氧化磷酸化過程。也有研究表明，抑制DHODH在體外會(huì)干擾癌細(xì)胞的增殖。

 

2019年Sunrui Chen等研究者研究了DHODH抑制劑對輪狀病毒的抗病毒作用，與SARS-CoV-2一樣，輪狀病毒也屬于RNA病毒。研究者發(fā)現(xiàn)，DHODH的抑制劑BQR和LFM可有效抑制猴輪狀病毒SA11和患者來源的輪狀病毒株2011K的復(fù)制，這種抑制現(xiàn)象是因?yàn)榧?xì)胞嘧啶合成被阻斷導(dǎo)致嘧啶核苷庫耗盡而產(chǎn)生的。大量研究表明，針對DHODH的抑制劑可以顯著抑制埃博拉病毒EBOV、寨卡病毒ZIKV、水泡性口炎病毒VSV以及登革熱病毒等。因此，將DHODH作為抗病毒藥物靶點(diǎn)的研究對于治療COVID19來說意義重大。除了現(xiàn)在出現(xiàn)的SARS-CoV-2，還有很多RNA病毒，以后可能會(huì)出現(xiàn)更多，但是，我們要戰(zhàn)勝它，就必須先去了解它，知道它的本質(zhì)，它的作用方式，它的入侵策略，這對于人類的生存和發(fā)展來說，終將是有益而無害的。

 

不管是疫苗開發(fā)，還是新藥的研制，用到臨床上都必須要經(jīng)過一個(gè)安全性的判定，這需要經(jīng)過一個(gè)漫長的過程。臨床前的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證藥效的一個(gè)非常重要的途徑，而什么樣的模式動(dòng)物才能有效應(yīng)用于新出現(xiàn)的SARS-CoV-2甚至是以后不知名的新病毒的研究呢？這些動(dòng)物模型又怎樣去評估新開發(fā)的藥物以及疫苗在臨床上的效應(yīng)呢？這些都是我們要去思考的問題。

 

新型冠狀病毒的突然到來，讓我們猝不及防，雖然人類已經(jīng)有了很前端的科研和技術(shù)支持，但面對全新的病毒，我們依然有一個(gè)適應(yīng)過程，跟時(shí)間較量，跟病毒較量，為了加快研發(fā)，全世界的醫(yī)藥行業(yè)以及病毒實(shí)驗(yàn)室都在進(jìn)行緊張的探索和研究。希望我們能在人類的發(fā)展史上交一份合格的答卷。

 

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