研究人员探索多病毒药物研发新方法Researchers explore new approach to multi-virus drug development | Stanford Report

环球医讯 / 创新药物来源:news.stanford.edu美国 - 英语2026-05-08 11:33:59 - 阅读时长9分钟 - 4086字
斯坦福大学Shirit Einav教授团队正在开发一种突破性的广谱抗病毒药物策略,通过靶向人体内被病毒劫持的酶而非直接攻击病毒蛋白,有效应对SARS-CoV-2、登革热病毒和埃博拉病毒等多种病原体。该方法避免了传统抗病毒药物易产生耐药性的问题,研究团队已成功开发出RMC-113化合物,能同时阻断两种关键细胞酶,抑制多种病毒复制。这种"宿主靶向抗病毒"策略不仅能大幅缩短药物研发周期和成本,还可重新利用现有药物,目前已引起多家制药公司关注,有望为未来新发疫情提供快速有效的治疗方案,彻底改变抗病毒药物研发领域。
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研究人员探索多病毒药物研发新方法

简要概括

斯坦福大学Shirit Einav教授开发了广谱抗病毒药物,靶向病毒劫持的人体酶,而非直接攻击病毒蛋白。她的团队创建了RMC-113化合物,该化合物阻断两种细胞酶,阻止SARS-CoV-2、登革热、埃博拉和其他病毒的复制。这种方法可以防止病毒产生耐药性,使现有药物能够重新利用,并吸引了制药公司的兴趣,有助于快速应对疫情和开发广谱治疗方法。

寻求一种廉价、多效的病毒感染治疗方法。它必须能够处理新的或不熟悉的病毒株,或者(更好的是)能够应对各种病毒——换句话说,无论出现什么病毒都能应对。它必须能够抵御病毒试图进化出对它的耐药性。

关于COVID-19是源于受感染野生动物的溢出,还是源于实验室技术人员鞋上的试管溢出,目前仍在争论中。但无论如何,导致我们感染COVID-19的病毒已经感染了数十亿人,并造成了约600万人死亡。

随着航空旅行增加、城市化发展和全球气温上升,无法预测下一个新出现的病毒威胁将从何而来。许多其他病毒潜伏在阴影中,等待机会在从未接触过的人群中扩散——最坏的情况是引发大流行。

已知有200多种病毒会导致人类疾病。只有约10种病毒感染可以用已获批的抗病毒药物治疗。

至少现在有了针对COVID-19的相对有效的抗病毒药物。但对于大量具有广泛不同分类和地理起源的病毒,目前还没有任何对策——没有疫苗,也没有很好的药物。

"已知有200多种病毒会导致人类疾病,"斯坦福大学传染病和微生物学与免疫学教授Shirit Einav博士说,"然而,目前只有约10种病毒感染可以用已获批的抗病毒药物治疗。"

"我们一直是一次针对一种病毒,这既昂贵又缓慢。平均而言,开发一种新药需要8到12年的时间,平均成本超过20亿美元。"她补充说,这些成就往往因药物耐药性的迅速出现而受损。

一种解决方案可能是一种通用的、广谱的抗病毒药物——或一批这样的药物——能够单独应对各种稀有病毒感染,以及像季节性流感这样更为熟悉的威胁。Einav和她的同事可能已经发现了这样的药物。他们通过避开病毒的基本构造,转而关注我们自身细胞的基本构造找到了这一方法。

精简高效的机器

除非病毒进入细胞,否则不能说它真正具有生命。

病毒本身与其说是一种生命形式,不如说是一个精简高效的机器。这是因为病毒携带的东西很少。所有病毒都是专性寄生生物,通常只包含被蛋白质外壳包裹的一两条遗传物质,这些遗传物质足以作为指令,指导合成几种或(少数例外情况下)几十种特定蛋白质——所有这些蛋白质都将由它入侵的细胞为其制造。

病毒的使命是附着在被感染细胞的机制上以获得进入,让它的基因链被复制,它的蛋白质被大量复制并组装成完整的自身副本,然后看着它不知感恩的后代冲出构建它们的细胞,以便感染其他细胞,幸运的话,还能感染其他人。

病毒通过劫持被感染细胞通常工作的酶来实现这一点——这些酶是蛋白质,像木匠或电工一样,在细胞内部和表面执行熟练的工作——并将它们的技能转向自己的目的。

"需要时间……让人们将病毒感染视为其他人类疾病一样,并因此看到通过靶向我们自身细胞功能来治疗它们的实用性。"

—— Shirit Einav,传染病和微生物学与免疫学教授

标准的药物策略是通过堵塞病毒的一个关键任务蛋白质来使其失效。一些被称为直接作用抗病毒药物的药物已被证明是成功的——有时甚至是极为成功的:例如,数百万患有丙型肝炎和HIV/AIDS的人的生命都归功于其中一种(或多种组合)。

但是这些微观的掠夺者有办法从"攻击它们生存之处"的陷阱中逃脱。它们的超能力是进化速度比我们快几个数量级。在它们成功感染的每个细胞中,它们可以生成数千个自身的副本。

加上略微粗糙的复制过程,使病毒谱系能够在相对较短的时间内,在一个或多个基因中获得突变。一个随机突变可以改变病毒蛋白质的形状或化学特性,足以逃避原本效果很好的药物:被靶向的病毒蛋白质不再被药物牢牢抓住,病毒又恢复了活性。

将这种药物推向批准所需的时间可能长到足以使其对它原本要消灭的病原体变得无用。

另一个问题:大多数获批的抗病毒药物靶向的蛋白质,或其一部分,可能只对单一病毒物种是独特的。其他物种,甚至其他菌株——更不用说其他病毒家族——可能完全缺乏该蛋白质,或者携带该蛋白质的版本,而这些版本无法被窄谱药物抑制。

在这个方程式中,利润激励不大。短的保质期和窄的有效范围使药物开发成本极高。

病毒的阿喀琉斯之踵

但还有另一种攻击病毒的方法——在你的地盘上与它们战斗。它们对入侵细胞内部机制的完全依赖是它们的阿喀琉斯之踵。这使它们特别容易受到几种斯坦福医学院实验室(包括Einav于2011年建立的实验室)正在探索的替代治疗方案的攻击。

Einav问道,如果我们不直接尝试使病毒失效,而是尝试一种更迂回的策略会怎样?为什么不暂时降低我们自身的一种酶的活性或丰度,而这种酶的活性是病毒在其"进入、复制、退出、冲洗、重复"议程的某个方面所需要的?

暂时禁用我们可以在一两周内没有的那种酶,但病毒却完全不能没有它,可能会给予致命一击。(Einav将这种方法称为"宿主靶向抗病毒"方法。)

达尔文适者生存的学说规定,病毒会因其进化出一种突变体而获得回报,这种突变体的自身蛋白质对靶向该蛋白质的药物的敏感性降低,从而增加其后代的存活率。但达尔文的学说对鼓励我们的任何蛋白质以帮助病原体感染我们的方式进化毫无作用。进化不是这样工作的。我们的蛋白质(当然,以相对缓慢的速度)进化是为了帮助我们,而不是帮助它们。

额外加分:许多其他方面明显不同的病毒可能依赖于相同的细胞酶来进行成功增殖,这为广谱抗病毒策略打开了大门。

将同一种药物用于多种用途,可以缩短早期药物开发的时间和成本,降低在更高级阶段出现安全问题的可能性,并有助于为未来新出现病原体的爆发做好准备。这种药物可以在病毒威胁被准确诊断之前使用(这对一线医疗保健提供者和军事人员来说是个好消息)。

反驳:一种破坏你自身蛋白质的化合物不会有毒吗?大概这种蛋白质存在是有原因的。

嗯,没错……但你猜怎么着?我们用来治疗所有非传染病的几乎所有药物(也就是说,除了抗生素和当前抗病毒药物等抗菌药物外的所有药物)都是通过短暂地阻断我们自身的一种蛋白质的活性来起作用的。为什么感染治疗会有所不同呢?

当然,可能会有副作用。(Einav指出,许多直接作用的抗病毒药物是有毒的。)解决这个问题的方法?找到正确的剂量。Einav说,至少在最初,针对只需要几天给药的急性感染而不是慢性感染可能也是明智的。

对病毒逃逸突变体发展的抵抗性,以及可能针对多种病毒类型的潜力,为该药物提供了更大、更持久的市场前景——因此可能价格更低。

额外的好处:"有许多获批的药物靶向我们自身的蛋白质,"Einav说。"我们可能能够将其中一些现有药物重新用作抗病毒药物。"

在2023年发表在《临床研究杂志》上的一篇综述文章中,Einav及其同事指出,二甲双胍——一种价格低廉、长期获批的糖尿病药物,具有出色的安全性——已显示出对几种病毒具有强大的抗病毒活性。他汀类药物——被数百万人用于调整胆固醇水平和降低心血管风险——与血管紧张素II受体阻滞剂(ARBs)联合使用时也显示出类似效果,后者是安全、流行的降压药物。

一种新的药物可能性

2025年,Einav及其同事,包括博士后研究员Marwah Karim博士和Manjari Mishra博士,在《自然通讯》上发表了一项研究,表明一种名为RMC-113的小分子化合物抑制了跨越四个病毒家族的病毒复制,且在感染细胞中没有引起任何过度的毒性效应。

其中一种是SARS-CoV-2,即导致COVID-19的病毒,也是大多数普通感冒的冠状病毒家族的成员。其他包括登革热病毒,一种黄病毒,在2024年导致了1440万例病例,主要在西半球(尽管它在100多个国家流行);导致脑部炎症的委内瑞拉马脑炎病毒,一种α病毒;以及埃博拉病毒和马尔堡病毒,这两种致命的出血热诱导丝状病毒目前主要局限于撒哈拉以南非洲。

研究表明,RMC-113同时阻断SARS-CoV-2所需的两种酶的活性。其中一种酶是SARS-CoV-2进入细胞所必需的,而另一种酶不仅对病毒的进入是必需的,而且对其复制、组装和退出也是必需的。研究发现,抑制这种酶通过诱导SARS-CoV-2抑制的细胞降解机制来抑制病毒复制。当这两种酶的活性都被阻断时,病毒就完蛋了。

据推测,RMC-113对其他阻止其复制的病毒的有效性是由于同样的双重打击。

由于RMC-113是一种"双抑制剂",即使是一个假想的病毒突变体能够绕过一种被奴役酶的可用性损失,也很难同时发展出补偿第二种对执行病毒程序所需的故障酶的突变。请记住,病毒对我们的酶的进化完全没有控制权。Einav说,对这种化合物产生耐药性极不可能。

RMC-113本身在代谢上不够稳定,不能直接用作药物,但可以由药物化学家进行调整,使其更稳定。

类似的药物甚至可能对那些不仅仅在我们的血液或伤口中游动,而是感染并在细胞内停留的细菌有效。(例子包括导致结核病的分枝杆菌;臭名昭著的性传播病原体衣原体;以及著名的食物中毒病原体沙门氏菌。)

Einav正在药物发现领域走一条有前途但不太常见的道路。

"我们看到制药公司和生物技术公司越来越感兴趣,"她说。"我们与几家公司保持联系,这些公司似乎非常有动力推进我们的宿主靶向方法。"

"实现思维方式的转变需要时间,让人们将病毒感染视为其他人类疾病一样,并因此看到通过靶向我们自身细胞功能来治疗它们的实用性,"Einav说。"然而,现实世界不断向我们展示对跳出框框思维的需求。"

【全文结束】

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