武漢病毒所專家篩得5種抗乙腦病毒小分子藥物
摘要:乙腦病毒(Japanese encephalitis virus,JEV)屬于黃病毒科黃病毒屬,是通過蚊蟲進(jìn)行傳播的蟲媒病毒。JEV引起的乙型腦炎致死致殘率高,我國是乙腦的高發(fā)區(qū),曾一度占世界總發(fā)病人數(shù)的80%。目前JEV疫苗的使用在一定程度上減少了乙腦的發(fā)病率,但對于已發(fā)病的患者,仍然沒有針對性的特效藥或治療手段,尋找治療JEV感染的特效藥物是目前刻不容緩的任務(wù)。
乙腦病毒(Japaneseencephalitisvirus,JEV)屬于黃病毒科黃病毒屬,是通過蚊蟲進(jìn)行傳播的蟲媒病毒。JEV引起的乙型腦炎致死致殘率高,我國是乙腦的高發(fā)區(qū),曾一度占世界總發(fā)病人數(shù)的80%。目前JEV疫苗的使用在一定程度上減少了乙腦的發(fā)病率,但對于已發(fā)病的患者,仍然沒有針對性的特效藥或治療手段,尋找治療JEV感染的特效藥物是目前刻不容緩的任務(wù)。
中國科學(xué)院武漢病毒研究所肖庚富課題組通過對美國食品和藥物管理局批準(zhǔn)的1018種藥物的篩選,得到5種對JEV的治療指數(shù)大于10的小分子藥物,分別是馬尼地平、西尼地平、鹽酸貝尼地平、吡美莫司和奈非那韋。前3種藥物屬于電壓門控型鈣離子通道抑制劑,吡美莫司常用于皮膚消炎,奈非那韋是艾滋病毒蛋白酶抑制劑。通過對不同感染時間段的考察,確定這5種藥物均作用于JEV的復(fù)制階段;通過對黃病毒科的寨卡病毒(ZIKV)、登革病毒(DENV-2)、西尼羅病毒(WNV)的
抗病毒效應(yīng)考察,發(fā)現(xiàn)這5種藥物對黃病毒科病毒均具有廣譜抗病毒效應(yīng);通過進(jìn)一步考察不同類型的鈣離子通道抑制劑的作用,明確細(xì)胞內(nèi)鈣離子在JEV感染中發(fā)揮重要作用。在此基礎(chǔ)上,研究人員重點考察了其中一種鈣離子通道抑制劑馬尼地平的抗病毒作用機制。通過篩選適應(yīng)性突變株,揭示馬尼地平的病毒靶點是位于JEV非結(jié)構(gòu)蛋白NS4B的130位谷酰胺(Q)。Q130突變成正電氨基酸精氨酸(R)或賴氨酸(K)后,突變病毒對馬尼地平不敏感;而Q130突變成負(fù)電氨基酸谷氨酸(E)則不影響對馬尼地平的敏感性。進(jìn)一步考察馬尼地平在體內(nèi)對JEV的抗病毒作用,發(fā)現(xiàn)馬尼地平能顯著降低小鼠的死亡,馬尼地平通過抑制中樞
神經(jīng)系統(tǒng)中JEV的感染增殖,減輕JEV對腦組織的病理破壞發(fā)揮治療作用。
研究人員證實了5種FDA批準(zhǔn)藥物在體內(nèi)和體外均能有效抑制JEV感染,基于其明確的作用靶點,高效的病毒抑制率以及良好的生物相容性,本實驗提供了高效的可用于臨床治療JEV和黃病毒科感染的藥物。
該研究成果發(fā)表于JournalofVirology,第一作者為博士汪少伯,通訊作者為副研究員王薇,該研究得到了國家自然科學(xué)基金項目的資助。
文章標(biāo)題:ScreeningofFDA-ApprovedDrugsforInhibitorsagainstJapaneseEncephalitisVirusInfection.
文章摘要:Japaneseencephalitisvirus(JEV),anarthropod-borneflavivirus,isamajorcauseofacuteviralencephalitisinhumans.ThereisnoapproveddrugavailableforJEV-specifictreatment,andthevaccinesarenoteffectiveagainstallclinicalJEVisolates.Herein,ahigh-throughputscreeningwasperformedagainstJEVfromanFDA-approveddruglibrary.FivehitdrugswereidentifiedthatinhibitedJEVinfectionwithaselectiveindex>10.Antiviralactivitiesofthesefivehitdrugsagainstotherflavivirus,includingZikavirus,werealsovalidated.Asthreeofthefivehitdrugswerecalciuminhibitors,additionaltypesofcalciuminhibitorswereutilizedthatconfirmedcalciumwasessentialforJEVinfection,mostlikelyduringviralreplication.AdaptivemutantanalysisuncoveredthatreplacementofQ130,locatedintran
smembranedomain3ofthenon-structuralNS4Bproteinwhilerelativelyconservedinflavivirus,withRorKconferredJEVresistancetomanidipine,avoltage-gatedCa2+channel(VGCC)inhibitor,withoutapparentlossoftheviralgrowthprofile.Furthermore,manidipinewasindicatedtoprotectmiceagainstJEV-inducedlethalitybydecreasingviralloadinbrain,whileabrogatinghistopathologicalchangesassociatedwithJEVinfection.Thisstudyprovidedfiveanti-flaviviruscandidatesandidentifiedcytoplasmiccalciumasanovelantiviraltargetfortreatmentofJEVinfection.Thefindingsreportedhereprovidetherapeuticpossibilitiesforcombatinginfectionscausedbyflavivirus.IMPORTANCECurrentlythereisnoapprovedtherapytotreatJapaneseEncephalitisVirusinfection.Repurposingoftheapproveddrugswillacceleratethedevelopmentofthetherapeuticstratagem.Inthisstudy,wescreenedanFDA-drugslibraryandidentifiedfivehitdrugs,especiallycalciuminhibitors,exertinganti-flavivirusactivitythatblockedviralreplication.TheinvivoefficacyandtoxicityofmanidipinewereinvestigatedwithaJEV-infectedmousemodelandtheviraltargetwasidentifiedbygeneratingadaptivemutant.