穿山甲源MERS相关冠状病毒MjHKU4r-CoV-1的高融合性机制及广谱融合抑制剂开发

本研究针对穿山甲源MERS相关冠状病毒MjHKU4r-CoV-1的高融合性和致病潜力，通过解析其刺突蛋白(S)介导的六螺旋束(6-HB)融合机器结构，开发出靶向HR1结构域的钉合肽MjHKU4r-HR2P10，该抑制剂对MjHKU4r-CoV-1、MERS-CoV、SARS-CoV-2和HCoV-OC43均具有纳摩尔级抑制活性，为应对潜在疫情提供了新型广谱抗病毒策略。

　　

在自然界中，冠状病毒(CoVs)如同潜伏的"分子特洛伊木马"，通过跨物种传播不断威胁人类健康。2012年暴发的中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)以其高达36%的死亡率令人闻风丧胆，而最新发现的马来穿山甲源HKU4相关冠状病毒(MjHKU4r-CoV-1)更展现出令人担忧的进化特征——不仅能像MERS-CoV一样结合人类二肽基肽酶4(hDPP4)受体，还在人类细胞中表现出超强的膜融合能力。这种穿山甲体内携带的病毒在东南亚种群中血清阳性率已达12.8%，俨然成为潜在的"病毒定时炸弹"。

面对这一威胁，复旦大学上海医学院基础医学院医学分子病毒学教育部/卫健委/中国医科院重点实验室的研究团队在《Cell Reports Medicine》发表重要成果。研究人员发现MjHKU4r-CoV-1的刺突蛋白(S)能诱导比当前流行SARS-CoV-2更强烈的细胞融合和炎症风暴，通过解析其6-HB融合机器的晶体结构，设计出能阻断病毒入侵的"分子盾牌"——钉合肽MjHKU4r-HR2P10，为防控潜在疫情提供了全新解决方案。

研究采用四大关键技术：1)建立S蛋白介导的细胞融合模型评估病毒融合动力学；2)X射线晶体学解析6-HB融合核心结构(分辨率2.8?，PDB:8X5O)；3)圆二色谱和天然电泳验证HR1/HR2相互作用；4)构建穿山甲源病毒(MjHKU4r-CoV-1)假病毒和真病毒抑制体系。

【MjHKU4r-CoV-1 features remarkable inflammation and fusogenicity in human cells】

研究发现MjHKU4r-CoV-1在人类肠上皮细胞(Caco-2)中的融合效率(58.2%)远超SARS-CoV-2(28.4%)，感染后引发IL-6、TNF-α等炎症因子暴发式增长。免疫荧光显示其形成的合胞体规模堪比MERS-CoV，提示其可能通过消化道传播并引发严重胃肠症状。

【MjHKU4r-S-mediated cell fusion triggers robust inflammatory responses】

RNA测序揭示MjHKU4r-S激活NF-κB通路的能力比SARS-CoV-2更强(GSEA NES=2.702)，关键炎症基因CCL5、CXCL2表达量提升3-5倍。这种"超强炎症开关"特性可能解释其在hDPP4转基因小鼠中表现出的高致病性。

【The overall structure of the MjHKU4r-CoV-1 6-HB fusion machine】

晶体结构显示其6-HB中HR1三聚体通过F₁₀₁₇形成比SARS-CoV-2更稳定的疏水核心(87.5%序列保守性)，HR2的Y₁₂₈₇与HR1的Q₁₀₁₄形成特异性氢键，这种"分子锁扣"结构使其热稳定性(T_m=84.8°C)远超SARS-CoV-2(66.2°C)。

【MjHKU4r-CoV-1 HR2-derived peptide demonstrates significant biophysical activity and potent antiviral activity】

基于结构设计的MjHKU4r-HR2P在假病毒抑制实验中的IC₅₀达61.99 nM，能完全阻断N蛋白表达。优化后的钉合肽MjHKU4r-HR2P10通过(S)-2-(4-戊烯基)丙氨酸双修饰形成刚性结构，将抗真病毒活性提升至2.13 nM。

【Optimized HR2 peptides show increased efficacy】

该钉合肽展现出惊人广谱性：对MERS-CoV(IC₅₀=37.2 nM)、SARS-CoV-2变异株(Delta/XBB/KP.2)和HCoV-OC43均有效，在致死量HCoV-OC43感染小鼠中实现66.7%存活率，且40 nM即可完全抑制炎症因子风暴。

这项研究首次揭示穿山甲源冠状病毒的"超强融合"分子机制，其开发的钉合肽创新性地采用"以毒攻毒"策略——利用病毒自身HR2序列阻断HR1三聚体形成。这种"结构指导的理性设计"不仅为MjHKU4r-CoV-1潜在疫情储备了临床候选药物，更建立了应对冠状病毒变异的通用抑制剂开发范式。值得注意的是，该研究同时预警了穿山甲作为"病毒进化中间宿主"的公共卫生风险，为未来人兽共患病防控提供了重要科学依据。