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导读

一波新冠未平一波猴痘又起，病毒这个与人类斗争至今的家伙真是难缠！根据世界卫生组织的最新统计，截至5月28日，已经有至少23个非猴痘流行国家和地区向WHO报告了257例实验室确诊病例，另有120例疑似病例,预计全球猴痘确诊病例将继续增加。

虽然牛痘免疫球蛋白 (VIG)早已被用于防治正痘病毒感染，但供不应求。并且随着病毒的不断变异，效果可能会大打折扣。虽然国外已有相关猴痘防治药上市，但国内仍无相关特效药获批，国内应该着手储备特效的疫苗和抗病毒药物，以免出现病例后处于被动局面。对于人类抗体的正痘病毒靶点的确定以及了解其介导的交叉保护性免疫，有利于确定新的候选抗体治疗混合物，从而做到有效防控。晶蛋生物已有猴痘病毒所有蛋白的氨基酸序列，多个靶点重组蛋白正在开发中，并且利用X-射线晶体衍射和冷冻电镜技术解析相关靶点结构，为相关药物研发助力。

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关于猴痘病毒

猴痘病毒是什么？

猴痘病毒属于痘病毒科，与天花病毒、牛痘病毒、豆苗病毒同属于正痘病毒属，是一种有包膜的双链 DNA 病毒，基因组大小约为190kb，可编码200多种蛋白。和一般的RNA病毒不同，猴痘病毒的入侵复制依靠多个蛋白组成的复合体完成，尚未发现特异性的细胞受体。在感染期间，病毒以两种抗原性不同的形式存在，称为成熟病毒体 (MV) 或包膜病毒体 (EV)，它们分别包含约25或6个表面蛋白。

彩色透射电子显微捕获的猴痘病毒颗粒。图源：英国《新科学家》杂志网站

此次猴痘病毒有什么不同？

目前猴痘病毒有两个进化支：西非进化支和中非进化支，其中中非进化支的死亡率高达10%，而西非进化支的死亡率约为1%。此次猴痘疫情对比于以往有以下几个“不同寻常”的点：

猴痘是一种很少在非洲以外发现、且不会轻易在人际间传播的罕见病毒性疾病，然而，此次病毒已在多个国家发现。

与RNA病毒不同，猴痘病毒是一种相对较大的DNA病毒，更擅长自我检测和修复突变，发生突变的概率相对较小。而此次爆发的猴痘病毒与之前的相比，一共出现了94个核苷酸变化和51个氨基酸变化。

人感染猴痘主要是接触了被感染动物，或密切接触了感染者。然而近日有科学家强调，不排除猴痘病毒可能已经发生了一些变化，就像最初科学家认为新冠病毒仅仅通过飞沫和物体表面传播，但后来发现是气溶胶传播。而且猴痘潜伏期最长可达21天，这会加大监测难度。

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相关靶点和药物的情况

现有的用于防治猴痘的药物有哪些？

猴痘病毒属于正痘病毒属，与导致天花的病原体天花病毒属于同一属病毒。由于这两种病毒的相似性，因此天花疫苗对猴痘具有交叉保护作用。据相关数据表明，其预防效率可达 85%。此外，总部位于丹麦的疫苗公司 Bavarian Nordic 开发的天花疫苗 Jynneos，于2018年获得美国 FDA 批准上市，被用于在18岁以上的高危成年人群中预防天花（smallpox）和猴痘（monkeypox）感染。这是 FDA 批准的唯一一款非复制型天花疫苗，也是世界上唯一一个获批的猴痘疫苗。

除了疫苗之外，有没有药物被批准用来治疗天花呢？答案是肯定的。目前可用于治疗的备选药物包括核苷类抗代谢物西多福韦（Cidofovir）、Brincidofovir、及 Tecovirimat（TPOXX®; ST-246）。

西多福韦是核苷类抗病毒药物中开环膦酸核苷的一种，通过作为 DNA 合成原料嘧啶及嘌呤类似物对病毒 DNA 合成进行干扰，进而达到抗病毒效果。而其开环柔性结构使得其能与不同靶点结合，具有更强的抗病毒谱。

Brincidofovir是西多福韦的十六烷丙氧基化物，作为西多福韦的前体药物在血浆中保持原型，进入靶细胞后，可自组装成不同形态，进而缓慢释放西多福韦，使得抗病毒作用大大延长。

TPOXX (tecovirimat)是美国FDA在2018年7月批准的第一款用于治疗天花的药物，其作用机理是靶向并抑制正痘病毒 VP37 蛋白（正痘病毒属的所有成员均具有的基因编码，并高度保守）的活性，并阻断其与细胞 Rab9 GTPase 和 TIP47 的相互作用，从而防止形成病毒在细胞间和远程传播所必需的出口感染性包膜病毒粒子。

由于西多福韦可导致不可逆的肾毒性，并且有研究显示猴痘病毒自身存在 DNA 聚合酶的突变，进而会引起广泛的交叉耐药性，所以亟需进一步研发针对猴痘病毒不同作用机制的药物。

 

Tecovirimat 抗病毒作用机制

正痘病毒潜在的分子靶点有哪些？

正痘病毒感染可以由细胞内成熟病毒 (IMV) 或细胞外包膜病毒 (EEV) 引发，它们代表两种形式的传染性病毒颗粒（如下图）。最初，EEV 颗粒通过与病毒体外膜中的病毒蛋白相互作用，与宿主允许细胞上的受体结合。非融合机制从 EEV 的次级膜释放出一种与 IMV 基本等效的独特颗粒。IMV 颗粒和细胞膜之间的后续膜融合事件由病毒糖蛋白介导，导致病毒核心释放到细胞质中。核心内的组成病毒酶启动早期转录物的表达。大多数早期基因产物是免疫调节蛋白，但也表达了指导病毒 DNA 复制的酶，这促进了新生基因组中中间基因的表达。这组病毒产物包括晚期转录因子，它们驱动晚期转录物的表达，编码病毒颗粒组装所需的结构蛋白。病毒粒子的形态发生在称为病毒工厂的电子密集区域的细胞质中，这些区域是支持后代病毒高效生产的极其复杂的结构。在这里，新合成的 DNA 的大串联中间体被分解成单位长度的基因组并包装成未成熟的病毒粒子，其中还包含注定要包装成成熟病毒粒子的早期转录因子。这些颗粒的成熟通过一系列蛋白水解事件发生，这些蛋白水解事件导致感染性 IMV 的形成，这些 IMV 可以在细胞裂解后释放。

正痘病毒复制周期

根据正痘病毒复杂的复制周期，Mark N. Prichard和 Earl R. Kern等对此整理了在正痘病毒中具有明确目标的抑制剂（表格1）以及在开发治疗正痘病毒感染的药物的潜在靶标（表格2）。这些靶标的确定对于进一步开发具有新机制的抗猴痘病毒的药物提供了新思路，将有助于确保猴痘病毒爆发时提供有效的治疗方法。

表一：在正痘病毒中具有明确目标的抑制剂

a按耐药性绘制。

b药物依赖。

c酶法鉴定。

d TK 依赖性、酶检测、未定义的最终目标，可能是 E9L DNA 聚合酶。

e目标 mRNA 水平的特异性降低。

表二：开发治疗正痘病毒感染的药物的潜在靶标

除此之外，Iuliia Gilchuk等通过杂交瘤技术，发现正痘病毒感染会引发复杂的 B 细胞反应，该反应编码大量对来自不同正痘病毒物种的抗原有反应性的克隆。对鼠感染模型的研究中他们确定了中和和保护性小鼠单克隆抗体 (mAb) 的靶标，其中包括 MV 表面蛋白 A27、L1、H3、D8、A28、A13 和 A17，以及 EV 表面蛋白 B5 和 A33。通过进一步实验，他们发现最广泛的交叉中和是通过靶向 VACV MV 形式的四种抗原的 mAb 实现的，即 A33、A27、L1 和 H3（或其他三种病毒中的直系同源蛋白）。并且Ab 介导的抗正痘病毒感染保护的关键特征包括需要识别 EV 和 MV 形式的病毒粒子的 Abs 混合物，Abs 与每种粒子形式上不同蛋白质的混合物，以及补体的存在。他们的研究还提出了新的有效和广泛中和 mAb 候选混合物，可用于人类治疗以替代 VIG。

晶蛋生物

深圳晶蛋生物医药科技有限公司成立于2019年8月，致力于慢性肾病、抑郁症和恶性肿瘤等重大疾病的膜蛋白创新药物研发，立志成为全球极具创新力和影响力的企业，近日已完成近亿元Pre-A轮融资。

核心团队由哈佛大学、中科院上海药物所等多所顶尖科研院所和制药公司的博士组成，在膜蛋白抗原抗体、药物靶点结构解析、基于结构和人工智能的药物研发和药理学等领域的研发能力处于国际一流水平。

公司于2020年获得中国深圳创新创业大赛生物医药行业一等奖、2020年“科创中国”先导技术奖、第九届中国创新创业大赛全国优秀奖、科创中国科技创新创业大赛TOP10和粤港澳大湾区生物科技创新企业50强等奖项。

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参考文献

1. Gilchuk I, Gilchuk P, Sapparapu G, et al. Cross-Neutralizing and Protective Human Antibody Specificities to Poxvirus Infections. Cell. 2016;167(3):684-694.e9. doi:10.1016/j.cell.2016.09.049

2. Prichard MN, Kern ER. Orthopoxvirus targets for the development of new antiviral agents. Antiviral Res. 2012;94(2):111-125. doi:10.1016/j.antiviral.2012.02.012