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近日，中國科學院武漢病毒研究所/病毒學國家重點實驗室肖庚富、王薇團隊在Antiviral Research（《抗病毒研究》）雜志上發表題為“Screening and Identification of Lassa Virus Endonuclease-targeting Inhibitors from a Fragment-based Drug Discovery Library”（基于片段庫篩選并鑒定靶向拉沙病毒核酸內切酶的抑制劑）的研究論文。該研究發現兩種化合物F1204和F1781能有效抑制拉沙病毒迷你基因組（Lassa virus minigenome，LASV MG）活性。F1204和F1781均通過靶向分節段負鏈RNA病毒保守的核酸內切酶（Endonuclease，EN）抑制LASV、淋巴細胞性脈絡叢腦膜炎病毒（Lymphocytic choriomeningitis virus，LCMV）以及發熱伴血小板減少綜合征病毒（Severe fever with thrombocytopenia syndrome virus，SFTSV）的復制。
拉沙病毒屬沙粒病毒科（Arenaviridae），哺乳類沙粒病毒屬（Mammarenavirus），能引起人體嚴重的出血熱疾病。拉沙熱主要在西非地區流行，每年約30萬-50萬人感染，住院致死率高達70%，幸存患者也往往會伴有耳聾等嚴重后遺癥。2020年，尼日利亞暴發拉沙熱，據尼日利亞疾病控制中心數據顯示，此次疫情有確診病例1189例、死亡病例244例。由于LASV致死率高、危害性大，被列為生物安全等級四級（BSL-4）的病原。目前仍然沒有針對LASV的特效疫苗和藥物，亟待開發針對LASV的治療策略。
拉沙病毒是分節段的負鏈RNA病毒。其基因組RNA包括長片段L與短片段S。其中S片段編碼包膜糖蛋白GPC與核蛋白NP，L片段編碼基質蛋白Z與聚合酶蛋白L。分節段的負鏈RNA病毒利用奪帽機制（Cap-snatching）啟動病毒mRNA轉錄。Cap-snatching首先通過識別帶帽修飾的宿主細胞mRNA，然后通過核酸內切酶切割下游的10-14個核苷酸，為病毒mRNA的合成提供引物。LASV EN位于LASV L蛋白N端，與其它分節段負鏈RNA病毒的核酸內切酶高度保守。
該研究團隊利用LASV MG系統，對1015種片段化合物庫進行篩選，發現F1204和F1781在微摩爾水平能有效抑制LASV MG的活性。這兩種化合物也均可抑制LCMV MG的活性。此外，兩種化合物均在微摩爾水平有效抑制LCMV和SFTSV病毒的感染。
通過Northern印跡雜交技術，團隊發現F1204和F1781抑制基因組的轉錄。在體外酶活實驗中，兩種化合物均可抑制LASV、LCMV和SFTSV EN的活性（圖1）。利用LSPR技術進一步分析，在二價金屬離子存在的情況下，兩種化合物與LASV EN結合力均在微摩爾級別；突變螯合金屬離子的關鍵氨基酸降低兩種化合物與EN的親和力。聯合用藥實驗發現這兩種化合物與沙粒病毒進入抑制劑聯用發揮協同抗病毒作用。以上研究為應對沙粒病毒的暴發流行提供了藥物儲備，為抗沙粒病毒的藥物研發提供了理論依據與優化策略。
圖1：F1204和F1781抑制LASV、LCMV及SFTSV核酸內切酶活性。
南開大學與武漢病毒所聯合培養碩士生藍孝浩、張月麗以及武漢病毒所博士生賈瀟瑛為共同第一作者，武漢病毒所肖庚富研究員、王薇副研究員為通訊作者。
該研究得到了國家重點研發計劃項目（2018YFA0507204）、國家自然科學基金項目（82172273，31670165）、中科院武漢國家生物安全實驗室高端用戶培育項目（2019ACCP-MS03）、病毒學國家重點實驗室開放研究基金項目（2018IOV001）資助。
文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166354221002205