EMI | 哥本哈根大學(xué)周于用等揭示SARS-CoV-2蛋白酶抑制劑非對稱交叉耐藥性并全面分析E166關(guān)鍵耐藥位點(diǎn)

口服蛋白酶抑制劑 ( 包括 Paxlovid ? , Xocova ? , 先諾欣 ? 等 ) 是目前治療 COVID-19 的首選藥物。然而，該類藥物的高臨床療效可能受病毒耐藥性出現(xiàn)的影響而降低。確定病毒耐藥性的遺傳相關(guān)性 對于人口監(jiān)測和指導(dǎo)治療策略至關(guān)重要。

近日，新發(fā)感染領(lǐng)域知名期刊《Emerging Microbes & Infections》刊登一篇題為“SARS-CoV-2 Mpro inhibitor ensitrelvir:asymmetrical cross-resistance withnirmatrelvir and emerging resistance hotspots”的研究論文。哥本哈根大學(xué)博士后周于用為第一作者，Judith Gottwein教授為通訊作者。該論文首次揭示了蛋白酶抑制劑間的非對稱交叉耐藥性，并全面評(píng)估了主蛋白酶(Mpro) E166關(guān)鍵耐藥位點(diǎn)的遺傳變異影響。

該研究通過將SARS-CoV-2在添加Xocova?活性成分ensitrelvir的條件下連續(xù)傳代，獲得了高耐藥性的毒株。二代測序顯示，毒株中出現(xiàn)了位于Mpro的M49L+S144A或M49L+S144A+T169I聯(lián)合突變。利用全長感染性克隆系統(tǒng)，研究人員在非洲綠猴腎細(xì)胞與表達(dá)ACE2受體的人類肺泡上皮細(xì)胞中同時(shí)驗(yàn)證了單點(diǎn)與聯(lián)合突變毒株的耐藥性，并橫向比較了其對Paxlovid?活性成分nirmatrelvir耐藥性的影響。研究結(jié)果顯示，蛋白酶抑制劑間的交叉耐藥性是非對稱的，其中nirmatrelvir耐藥突變對ensitrelvir展示出較高耐藥性，而非反之。

圖1. 全長感染性克隆系統(tǒng)揭示非對稱交叉耐藥性

為了探究目標(biāo)突變的耐藥機(jī)制，研究人員利用復(fù)制子系統(tǒng)，Mpro酶活性測定方法與分子動(dòng)力學(xué)模擬進(jìn)行了研究。分子動(dòng)力學(xué)模擬發(fā)現(xiàn)，M49L+S144A或M49L+S144A+T169I聯(lián)合突變均使ensitrelvir與Mpro結(jié)合能力降低。

圖2. 聯(lián)合突變使ensitrelvir與Mpro結(jié)合能力降低

本研究和其他相關(guān)報(bào)道顯示主蛋白酶E166位點(diǎn)已成為對結(jié)構(gòu)不同蛋白酶抑制劑產(chǎn)生耐藥性的關(guān)鍵位點(diǎn)，凸顯了該位點(diǎn)在藥物靶向相互作用中的重要角色。利用全長感染性克隆系統(tǒng)，研究人員對E166位點(diǎn)遺傳變異對耐藥性的影響進(jìn)行了全面分析。其中E166C或E166L突變毒株對ensitrelvir表現(xiàn)出高耐藥性，而E166H或E166V突變毒株則對nirmatrelvir表現(xiàn)出高耐藥性。

圖3. 反向遺傳學(xué)分析E166位點(diǎn)的遺傳變異影響

綜上所述，該研究揭示了SARS-CoV-2對ensitrelvir關(guān)鍵耐藥突變，全面比較了兩種口服蛋白酶抑制劑的交叉耐藥性，為COVID-19的臨床治療提供了關(guān)鍵信息。鑒于冠狀病毒主蛋白酶基因序列的高度保守性，這些發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步加強(qiáng)了未來疫情的防范，并可指導(dǎo)新一代蛋白酶抑制劑的設(shè)計(jì)。

原文鏈接：https://doi.org/10.1080/22221751.2025.2552716

本期編輯：可愛晨