Nature Communi | 中国海洋大学李德海/王伟团队发现靶向NS1的广谱抗流感化合物

流感病毒尤其是甲型流感病毒（IAV）对全球公共卫生构成持续威胁。IAV的非结构蛋白1（NS1）是病毒拮抗宿主天然免疫应答的关键毒力因子，是抗病毒药物研发的潜在靶点。2026年9月1日，中国海洋大学医药学院李德海/王伟教授团队在《Nature Communications》期刊在线发表了题为“Identifying a broad-spectrum influenza inhibitor that blocks multiple functions of viral NS1 protein”的研究论文。该研究从海洋真菌来源的化合物库中筛选并鉴定出一个吲哚生物碱衍生物HDN2398，该化合物通过直接结合病毒NS1蛋白并干扰其与多个宿主因子的相互作用，在细胞和小鼠模型中均表现出广谱抗甲型流感病毒效果。

研究团队首先通过MDCK细胞基于IAV感染的筛选体系，从海洋真菌来源的化合物库中发现了具有强抗病毒活性的吲哚生物碱衍生物HDN2398。该化合物在多种细胞系中对不同IAV毒株（包括H1N1和H3N2）均表现出显著的抑制效果，其半数抑制浓度（IC₅₀）在2.6至7.7 μM之间，优于奥司他韦的活性。并且HDN2398的细胞毒性较低，在MDCK细胞中选择性指数高达159.8。团队在体内小鼠肺炎模型中，口服HDN2398（5 mg/kg/天）使感染IAV的小鼠14天存活率达到90%，明显高于奥司他韦治疗组的80%存活率，并且治疗组小鼠体重未出现明显下降，肺组织病理学分析显示其支气管柱状上皮完整、未见炎性细胞浸润。

在机制研究层面，时间添加实验和免疫荧光分析揭示HDN2398主要作用于病毒吸附后的生命周期阶段，具体在感染后0至6小时内发挥抑制作用。研究团队的表面等离子体共振（SPR）实验检测到HDN2398与NS1蛋白直接结合，平衡解离常数KD约为5.91 μM。药物亲和反应靶标稳定性（DARTS）实验也证实HDN2398能够特异性保护NS1蛋白免受蛋白酶降解。进一步的功能研究发现，HDN2398能够有效阻断NS1蛋白的核仁定位和核输出，在HDN2398处理的IAV感染细胞中，NS1蛋白的绿色荧光主要分布在细胞核内而非核仁中，而未处理细胞的NS1在细胞质和核仁中均有分布。免疫共沉淀实验证明HDN2398剂量依赖性地降低了NS1与核仁素（nucleolin）的结合，并且SPR实验进一步证实HDN2398能够干扰NS1与核仁素的相互作用。

HDN2398对NS1功能的干扰还体现在病毒mRNA的剪接和核输出环节。荧光原位杂交实验显示，HDN2398处理后，病毒M1 mRNA在细胞质中的绿色荧光信号显著减少，说明其核输出过程受到抑制，而病毒vRNA的核输出未受明显影响。免疫共沉淀结果表明HDN2398剂量依赖性地阻断了NS1与核输出因子NXF1的结合，却不影响NS1与UAP56或Aly的相互作用。与此同时，HDN2398还显著降低了病毒M2 mRNA的表达水平以及M2/M1 mRNA的比例，提示其干扰了NS1介导的病毒mRNA剪接过程，这一效应与HDN2398阻断NS1与其剪接因子结合蛋白NS1-BP的相互作用有关。研究团队还发现HDN2398能够削弱NS1对干扰素系统的拮抗作用。在IAV感染的细胞中，HDN2398处理显著恢复了宿主IFN-β mRNA的表达水平。凝胶迁移实验表明HDN2398剂量依赖性地减少了NS1与dsRNA的结合复合物，同时游离的dsRNA相应增加。HDN2398还显著降低了NS1与TRIM25的结合，促进了RIG-I的泛素化水平以及MAVS和磷酸化IRF-3的表达，表明其恢复了RIG-I/MAVS信号通路的激活。

分子对接分析和MM-GBSA结合自由能计算预测HDN2398主要结合于NS1蛋白效应结构域中由K108-K110、I117、M119、Q121、G183、G184和W187等残基构成的疏水口袋，该口袋在NS1寡聚化过程中会容纳另一个单体上的W187残基。研究团队通过逃逸突变体筛选获得了对HDN2398耐药的IAV突变株，测序发现该病毒携带F9C、W187G和R211G三个氨基酸突变。SPR结合实验显示HDN2398与F9C或W187G突变NS1蛋白的结合亲和力显著低于野生型NS1蛋白。利用反向遗传学技术构建的W187G或F9C突变重组病毒对HDN2398的敏感性明显降低，在小鼠模型中HDN2398治疗对这两种突变病毒感染的动物几乎没有保护效果。综合这些结果，Phe9和Trp187是HDN2398与NS1结合的关键位点，其中Trp187主要参与介导HDN2398对NS1二聚化的抑制作用。该研究为开发靶向NS1-宿主相互作用的新型抗IAV药物提供了先导化合物和理论依据。

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