「文献解读」猪蓝耳病抗病毒药怎么找?华南农大团队用对接筛选锁定nsp3靶向小分子

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解读华南农业大学兽医学院团队发表在《Virulence》的最新成果 导读
猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)俗称“猪蓝耳病”病毒,是全球养猪业的重大威胁。现有疫苗要么存在毒株重组风险,要么免疫原性不足,新型抗病毒策略迫在眉睫。

华南农业大学兽医学院团队在《Virulence》(2025)报道:他们以与病毒诱导自噬密切相关的非结构蛋白 nsp3 为靶点,对含 21,100 个化合物的生物活性库做分子对接虚拟筛选,最终获得 6 个在细胞水平抑制 PRRSV 感染超过 50% 的小分子,其中 C646 和 KS370G 表现尤为突出。 01研究背景

• PRRSV 危害大:不仅造成高发病率和死亡率,还使猪更易继发其他病毒和细菌感染。

• 疫苗有短板:减毒活疫苗有重组风险,灭活疫苗免疫应答不足,mRNA 疫苗在递送和脱靶方面也面临挑战。

• 为什么选 nsp3:nsp3 是病毒早期表达的蛋白,参与病毒诱导的自噬,并抑制自噬体成熟,靶向它有望限制病毒复制。

02研究设计

• 虚拟筛选:用 AlphaFold3 构建 nsp3 三维模型,在 Schrödinger 中预测结合口袋;对 MCE 生物活性化合物库(HY-L001P,21,100 个化合物)依次做 HTVS、SP、XP 三轮对接,取排名前 200 位。

• 活性筛选:选取对接评分最优的 32 个化合物,用表达 Gaussia 荧光素酶的 PRRSV-TA12-Gluc 评估抗病毒效果,抑制率 > 50% 者入选。

• 细胞模型:Marc145 细胞和原代猪肺泡巨噬细胞(PAM)。

• 验证指标:CCK-8 毒性(CC₅₀)、Western blot 与免疫荧光检测 PRRSV N 蛋白、病毒滴度(TCID₅₀)、加药时间(前/共/后处理)、吸附/内化/复制/空斑实验,以及多毒株和其他病毒。

03核心研究结果 ① 预测 nsp3 结合口袋,完成虚拟筛选 Schrödinger 预测到 nsp3 上有 5 个潜在结合口袋,其中 site 1 的结合潜力评分最高,被选作筛选靶点。经三轮对接,从库中挑出排名前 200 位的化合物。 图1:PRRSV nsp3 的结构分析与虚拟筛选(原文 Fig. 1) ② 从 32 个候选中筛出 6 个有效分子 荧光素酶筛选显示,A1、A7、B4、B8、C6、C8 孔的化合物抑制率超过 50%,即 CAPE、BSB、KT203、NCOM、C646 和 KS370G。分子对接提示它们都结合在 nsp3 的 site 1,涉及 Gly93、Trp142、Asp103 等关键残基,其中 CAPE 和 BSB 的相互作用网络最丰富,KS370G 最少。 图2:小分子抑制剂的筛选(原文 Fig. 2) ③ 剂量依赖地抑制 PRRSV,但治疗窗口不宽 在 Marc145 细胞中,6 个化合物的 CC₅₀ 为 57.6–156.5 μM,5–20 μM 浓度耐受良好;PAM 更敏感,CC₅₀ 低至 14–60 μM。给药 24 h 后,6 个化合物均使 PRRSV N 蛋白表达显著下降,且呈剂量依赖:BSB 仅在 20 μM 时有效,其余在 5 μM 即可起效,免疫荧光结果一致。 图3:不同浓度化合物降低 PRRSV N 蛋白表达(原文 Fig. 5) ④ 24 h 与 36 h 均有效,原代细胞中表现有差异 6 个化合物在感染后 24 h 和 36 h 都显著降低了 N 蛋白和病毒滴度,且多数在 36 h 的降幅更大。在原代 PAM 中使用较低的 5 μM 时,CAPE 和 KS370G 抗病毒作用更明显,C646 为中等,BSB、KT203 和 NCOM 仅有轻度抑制。 图4:6 个化合物在不同时间点对 PRRSV 的抑制(原文 Fig. 6) ⑤ C646 与 KS370G 何时用?作用在复制阶段 基于抗炎、抗氧化等已知报道,团队选择 C646 和 KS370G 深入研究。加药时间实验显示,C646 在预处理、共处理和后处理中都稳定抑制病毒;KS370G 则在预处理(−4 h)时病毒滴度最低,加药越晚效果越弱,提示早期干预更有效。 两者都不影响病毒的吸附和内化,而是显著降低复制期的病毒 N 基因 mRNA(C646 在感染后 2–12 h 均有抑制,KS370G 在 8 h 和 12 h 更明显),并减少空斑数量,说明作用于病毒生命周期的较后阶段。 图5:C646 与 KS370G 对 PRRSV 生命周期的影响(原文 Fig. 8) ⑥ 对多株 PRRSV 有效,C646 还显示出一定广谱性 感染 12 h 内两者对病毒增殖无明显影响,12 h 之后病毒载量被维持在较低水平。对 JXA1、SD16、WuH3 和 TA12 四株 PRRSV,两种化合物都降低了 N 蛋白表达。 对其他病毒,C646 可降低寨卡病毒 E 蛋白及甲型流感 H1N1、H3N2 的 NP 蛋白水平,对登革病毒无效;KS370G 仅降低 H1N1 的 NP 蛋白,对寨卡、登革和 H3N2 均无抑制。 图6:C646 与 KS370G 的多毒株及广谱抑制作用(原文 Fig. 9) 图片均来自原文(开放获取,CC BY-NC 4.0) 04研究结论总结

• 候选分子:通过靶向 nsp3 的虚拟筛选,获得 CAPE、BSB、KT203、NCOM、C646、KS370G 六个具有抗 PRRSV 活性的候选小分子。

• 重点分子:C646 在不同给药时机均稳定抑制病毒;KS370G 更适合早期干预。二者均作用于病毒复制阶段,且对多株 PRRSV 有效。

• 客观看待:目前仅为细胞水平的结果,未见动物体内实验;据我阅读的全文,文中展示的是对接预测和抗病毒效果,并未直接验证化合物与 nsp3 的结合;部分化合物在原代 PAM 中毒性更高(CC₅₀ 低至约 14 μM),治疗窗口有限,能否用于养殖实践还需进一步研究。

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【参考资料】

1. ES-8134 苯甲基磺酰氟(PMSF,100mM)溶液使用说明书.pdf

2. He Z, Nie Z, Liao J, Liu M, Li F, Chen B, Guo C. Identification of compounds targeting porcine reproductive and respiratory syndrome virus nsp3 and evaluation of their antiviral efficacy. Virulence. 2025;16(1):2530176. DOI: 10.1080/21505594.2025.2530176. PMID: 40619342

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