蜂胶小分子 “亮剑”：有望成对抗尼帕病毒的秘密武器？

为解决 NiV 感染无有效治疗药物的问题，库尔纳大学等机构的研究人员开展蜂胶小分子抗 NiV 研究。结果发现 BA 和 MA 对 NiV - G 蛋白结合亲和力强。该研究为抗 NiV 药物研发提供新方向，值得科研读者一读。

　　

在人类与病毒漫长的斗争史上，新的致命病毒总是时不时地冒出来，给我们带来巨大的挑战。像过去二十年里，猪流感、各类冠状病毒、埃博拉病毒、寨卡病毒等，都引发了全球性的大流行。2019 年爆发的 COVID-19，更是让全世界都陷入了危机，夺走了数百万人的生命。尽管在学术界和产业界的共同努力下，疫苗等治疗手段迅速问世，缓解了疫情，但面对一些特定地区爆发的病毒，或者感染人数较少的病毒时，我们依旧面临着巨大的困难。

Nipah 病毒（NiV）就是这样一种棘手的病毒，它是世界卫生组织认定的优先病原体，在东南亚国家几乎每年都会爆发。这种病毒首次在马来西亚被发现时，就造成了 40% 的致死率。随后在新加坡、印度、孟加拉国等地也相继出现疫情，在孟加拉国，NiV 感染导致的死亡率高达 72% 。NiV 主要通过动物传播给人类，偶尔也会出现人传人的情况，果蝠和猪是它的自然宿主。它的 G 蛋白在感染过程中起着关键作用，能帮助病毒附着在宿主细胞上，引发心血管、呼吸系统的并发症，还会导致急性脑炎。然而，目前针对 NiV 感染，除了支持性治疗外，并没有被批准的特效药物，之前使用的如法匹拉韦、阿昔洛韦和利巴韦林等药物，都还未得到认可。所以，研发抗 NiV 的药物迫在眉睫。

为了寻找对抗 NiV 的有效方法，来自库尔纳大学药学系等机构的研究人员，在《Heliyon》期刊上发表了一篇名为《Investigating small molecules in propolis as Nipah virus glycoprotein (NiV-G) inhibitors through molecular interaction studies》的论文。他们发现，蜂胶中的一些小分子，如鲍尔 - 7 - 烯 - 3β - 基乙酸酯（BA）和莫诺酸（MA），有可能成为对抗 NiV 感染的潜在药物，这一发现为抗 NiV 药物的研发带来了新的希望。

在这项研究中，研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：

• 文献检索：在多个学术数据库中搜索有关蜂胶抗病毒活性的文献，筛选出 84 篇实验性文章，找出其中的抗病毒化合物1。
• ADMET 分析：借助 SwissADME 和 pkCSM 网站评估化合物的药代动力学和毒性特征，依据 Lipinski 规则筛选出适合进一步研究的化合物2。
• 分子对接与动力学模拟：从蛋白质数据库获取 NiV - G 蛋白的三维结构，利用 YASARA 软件进行蛋白质和配体的准备、分子对接以及 100 ns 的分子动力学模拟，分析蛋白质 - 配体复合物的稳定性和相互作用345。

下面我们来详细看看研究的结果：

1. 药代动力学和毒性特征：研究人员从蜂胶的众多化合物中筛选出 34 种具有抗病毒活性的化学物质，对它们的药代动力学和安全性进行研究。结果发现，芦丁、3,4 - 二咖啡酰奎宁酸等化合物不符合 Lipinski 规则，12 - 乙酰氧基震颤酮、维斯替醇存在毒性问题，这些都被排除在后续研究之外。最终，27 种化合物进入了下一步的分子对接研究6。
2. 蛋白质 - 配体结合研究：分子对接是计算机辅助药物设计的关键步骤。研究人员将 27 种蜂胶抗病毒化合物和对照药物利巴韦林与 NiV - G 蛋白进行对接。结果显示，BA 与 NiV - G 蛋白的结合效果最好，对接分数达到 9.84 kcal/mol，MA 次之，为 9.585 kcal/mol，而利巴韦林的分数仅为 6.5 kcal/mol。从雷达图分析来看，BA 和 MA 虽然在某些方面不如利巴韦林，但在整体上仍具备作为药物的潜力7。
3. 100 ns 分子动力学模拟：分子对接研究没有考虑蛋白质分子的动态行为，因此研究人员进行了 100 ns 的分子动力学模拟。
   • 均方根偏差（RMSD）：RMSD 可用于评估蛋白质和蛋白质 - 配体复合物的构象稳定性。模拟结果表明，2VSM - Ribavirin 复合物的平均 RMSD 值（1.42 ?）大于 2VSM - BA 复合物（1.14 ?）和 2VSM - MA 复合物（1.30 ?），这说明 BA 和 MA 与 NiV - G 蛋白形成的复合物结构更稳定8。
   • 均方根波动（RMSF）：RMSF 用于描述蛋白质 - 配体界面氨基酸残基的波动和灵活性。分析发现，2VSM - Ribavirin 复合物在某些氨基酸残基位置的波动比 2VSM - BA 和 2VSM - MA 复合物更大，意味着后两者的局部残基波动更稳定9。
   • 回转半径（Rg）：Rg 分析显示，2VSM - BA 在整个模拟过程中 Rg 值较为稳定，且平均 Rg 值（21.05 ?）低于 2VSM - Ribavirin（21.06 ?）和 2VSM - MA（21.09 ?），表明 BA 与蛋白结合时更紧密、更紧凑10。
   • 溶剂可及表面积（SASA）：SASA 会影响受体的结构和功能。2VSM - Ribavirin 的平均 SASA 值（17428.1 ?2）小于 2VSM - BA（17492.8 ?2）和 2VSM - MA（17684 ?2），较低的 SASA 值意味着 BA 和 MA 与 NiV - G 蛋白相互作用的可及性更好11。
   • 分子表面积（MolSA）：MolSA 描述了范德华接触面积。2VSM - MA 的平均 MolSA 值（19384 ?2）显示其表面相互作用较好，2VSM - BA 的平均 MolSA 值（19035 ?2）与对照药物相近12。
   • 总氢键数分析：氢键分析表明，2VSM - BA 和 2VSM - MA 形成的氢键数量比 2VSM - Ribavirin 少，但 BA 的氢键稳定性更强13。
   
   
4. 结合自由能结果：结合自由能反映了分子结合的稳定性。模拟开始时，2VSM - Ribavirin、2VSM - BA 和 2VSM - MA 复合物的结合能分别为 - 258.611 kJ/mol、 - 176.74 kJ/mol 和 - 97.27 kJ/mol 。100 ns 后，2VSM - MA 和 2VSM - BA 的平均结合自由能分别为 - 53.13 kJ/mol 和 - 60.08 kJ/mol，高于 2VSM - Ribavirin（ - 180.52 kJ/mol），表明 BA 和 MA 与 NiV - G 蛋白的结合更稳定14。
5. 二级结构分析：研究人员对三种复合物进行了详细的二级结构分析，发现螺旋、β - 折叠和转角等关键二级结构元素在整个模拟过程中保持高度一致，这表明蛋白质的整体结构在不同配体存在的情况下依然稳定，而且配体始终能稳定地结合在抑制位点上15。

综合以上研究结果，研究人员得出结论：蜂胶中的小分子 BA 和 MA 对 NiV - G 蛋白具有很强的结合亲和力，100 ns 的分子动力学模拟显示它们能与蛋白形成稳定的复合物，MM - PBSA 计算也表明它们具有较强的结合能力。这意味着 BA 和 MA 有潜力成为抗 NiV 感染的有效药物。不过，研究人员也指出，计算方法存在一定的局限性，无法完全模拟复杂的生物系统，未来还需要通过体外和体内抗病毒试验对这些预测结果进行验证。但无论如何，这项研究为抗 NiV 药物的研发提供了重要的理论依据，为后续的实验研究指明了方向，在对抗 NiV 的道路上迈出了重要的一步。