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新冠疫情肆虐，为寻找新的冠状病毒抑制剂和可成药靶点，鲁汶大学等机构的研究人员开展针对冠状病毒膜蛋白（M）的研究。他们发现 CIM-834 可抑制 SARS-CoV-2 和 SARS-CoV 复制，这为抗病毒治疗提供新方向。
在过去二十年里，三种高致病性的新型 β 冠状病毒相继出现，分别是 2002 年的严重急性呼吸综合征冠状病毒（SARS-CoV）、2012 年的中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）以及 2019 年的 SARS-CoV-2。由 SARS-CoV-2 引发的 COVID-19 大流行，截至目前已造成约 700 万确诊死亡病例，估计死亡人数约 2800 万。而且，至少 10% 的 COVID-19 患者会发展为长期新冠（Long COVID），给全球公共卫生带来了沉重负担。
此前针对冠状病毒的治疗，主要集中在开发针对冠状病毒主要蛋白酶（Mpro或 3CLpro）和 RNA 依赖的 RNA 聚合酶（RdRp）的抑制剂，如尼马曲韦（nirmatrelvir）、瑞德西韦（remdesivir）和莫努匹拉韦（molnupiravir）等。然而，这些药物存在药物相互作用、需要静脉注射或疗效欠佳等问题，使用相对受限。因此，寻找新的冠状病毒抑制剂和可成药靶点迫在眉睫。
为了解决这些问题，来自鲁汶大学（KU Leuven）、里尔大学（Université de Lille）、乌得勒支大学（Utrecht University）等多个研究机构的研究人员展开了深入研究。他们发现了一种靶向冠状病毒膜蛋白（M）的小分子化合物 CIM-834，该研究成果发表在《Nature》杂志上。这一发现为冠状病毒的治疗开辟了新的方向，具有重要的意义。
研究人员采用了多种关键技术方法。在筛选化合物时，运用了基于细胞的抗 SARS-CoV-2 的高通量表型筛选技术；通过体外抗性选择实验和全基因组测序确定 CIM-834 的作用靶点；利用冷冻电镜（cryo-EM）技术解析 CIM-834 与 M 蛋白的结合模式；借助动物模型，如 SCID 小鼠和叙利亚金黄地鼠模型，评估 CIM-834 的体内疗效。
下面详细介绍研究结果：
- CIM-834 的发现及抗病毒谱：研究人员通过对 350,000 种小分子的表型高通量筛选和药物化学优化，得到 CIM-834。在体外实验中，它对多种 SARS-CoV-2 毒株及 SARS-CoV 均有抑制作用，其半数有效浓度（EC50）与尼马曲韦相当，且对尼马曲韦耐药的病毒仍有活性。在体内实验中，CIM-834 能有效降低感染 SARS-CoV-2 的 SCID 小鼠和叙利亚金黄地鼠肺部的病毒滴度，减少肺部炎症，还可阻止病毒在仓鼠间传播。
- CIM-834 作用靶点的确定：通过体外抗性选择实验，研究人员发现 SARS-CoV-2 在 CIM-834 存在的情况下传代，会在 M 蛋白上产生 P132S 突变，导致对 CIM-834 的抗性。将该突变引入野生型病毒，证实了其在抗性表型中的作用，表明 CIM-834 的作用靶点是病毒 M 蛋白。
- CIM-834 抑制 SARS-CoV-2 装配：时间加药实验和单周期复制实验表明，CIM-834 在病毒复制后期发挥作用，可完全阻断感染性病毒颗粒的形成，但不影响病毒 RNA 合成。在病毒样颗粒（VLP）实验中，CIM-834 抑制野生型 M 蛋白的细胞内寡聚化和 VLP 释放，而对 M (P132S) 蛋白无此作用。电子显微镜和电子断层扫描显示，CIM-834 处理的细胞中没有病毒粒子或中间装配结构，只有延伸的膜隔室，进一步证明其抑制病毒装配的作用。
- CIM-834 与 Mshort的结合机制：离线亲和选择 - 质谱（AS-MS）实验证明 CIM-834 可直接与 M 蛋白结合。冷冻电镜和原子建模揭示，CIM-834 特异性结合并稳定 M 蛋白的短形式（Mshort），阻止其向长形式（Mlong）转变，从而阻断 M 蛋白的多聚化和病毒装配。
研究结论和讨论部分指出，CIM-834 是一种有效的 SARS-CoV-2 和 SARS-CoV 复制抑制剂，它通过锁定 M 蛋白的短形式来阻断感染性病毒粒子的装配。这一发现为进一步优化此类药物提供了详细的结构信息，有望提高其效力并扩大抗病毒谱。同时，CIM-834 与现有蛋白酶和聚合酶抑制剂联合使用，可能预防耐药变异株的产生。该研究强调了基于高通量表型抗病毒筛选进行抗病毒药物和靶点发现的价值，为其他具有流行和大流行潜力的病毒家族寻找新的抑制剂和可成药靶点提供了借鉴。
