Viruses | 姜世勃/陆路团队发现酸酐修饰的牛β乳球蛋白(3HP-β-LG)具有广谱的病毒入侵抑制效果

甲型流感病毒 (Influenza A Virus, IAV) 可引起流感大流行，如1918年H1N1、1957年H2N2、1968年H3N2和2009年H1N1引起的流感大流行，导致全球数百万人死亡。2023年以来，高致病性H5亚型禽流感在全球范围内持续爆发，引起了国际社会高度关注。然而目前可用的流感疫苗受限于病毒的抗原性漂移突变，无法对所有毒株起效；而针对甲型流感的通用疫苗研发已进行了数十年却难见曙光。新兴流感病毒的爆发总是令人措手不及，难以及时研发出有效的疫苗予以应对。因此，制定新战略 (如抗病毒药物的研发) 以阻止病毒的传播和控制潜在的疫情是人们接下来要走的重要一步。

2022年9月，复旦大学姜世勃教授和陆路研究员等在 Viruses 上发表了一篇题为“Chemically Modified Bovine β-Lactoglobulin as a Broad-Spectrum Influenza Virus Entry Inhibitor with the Potential to Combat Influenza Outbreaks”的研究。他们发现3-羟基邻苯二酸酐修饰的牛β-乳球蛋白 (3HP-β-LG) 对不同的甲型和乙型流感具有有效的抑制作用，并证明了3HP-β-LG可以成功地作为一种鼻内预防药物，在流感爆发期间预防流感病毒感染。

IAV的包膜蛋白血凝素 (Hemagglutinin, HA) 在病毒入侵过程起关键作用，因此，HA是研发病毒入侵抑制剂的的重要靶点。目前可用的口服抗流感病毒药物中，M2离子通道抑制剂 (如金刚烷胺和金刚乙胺) 和神经氨酸酶抑制剂 (如奥司他韦和扎那米韦) 可能不适合预防多重耐药的IAV感染。因此，有必要开发一种适用于鼻内使用的广谱抗病毒药物或产品，通过靶向病毒HA，以便在大流行爆发初期帮助人们预防IAV感染。

本研究通过空斑试验展示了3HP-β-LG对不同的甲型和乙型流感病毒感染均具有有效抑制效果，并通过血凝抑制实验进一步佐证了3HP-β-LG对流感病毒具有抗病毒活性。

为了证实3HP-β-LG的体外安全性和稳定性，作者测试了3HP-β-LG的细胞毒性，发现在浓度高达40 µM时，3HP-β-LG和β-LG对MDCK、A549、U87、Vero和Huh-7细胞均无毒性。并且，在50°C条件下保存30天依然具有很高的稳定性。作者进一步利用小鼠模型实验，观察到在注射了3HP-β-LG之后并未对小鼠产生明显毒性。

机制研究表明，3HP-β-LG可能通过其带负电荷的残基，与流感病毒血凝素1 (HA1) 亚基的受体结合域结合，从而抑制宿主细胞上血凝素与唾液酸的附着。此外，作者继续利用小鼠模型研究了3HP-β-LG的体内预防作用，实验表明，经鼻给药3HP-β-LG可保护小鼠免受甲型H1N1 /PR8、甲型H3N2和甲型H7N9流感病毒的攻击。

在作者之前的研究中已先后证明了3HP-β-LG作为一个有效的病毒入侵抑制剂，对人类免疫缺陷病毒 (Human Immunodeficiency Virus, HIV)、埃博拉病毒 (EBOV)、呼吸道合胞病毒 (RSV)、新冠病毒 (Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2, SARS-CoV-2)、人乳头瘤病毒 (Human Papilloma Virus, HPV) 的抑制作用。而在本研究中，作者证实了3HP-β-LG也能有效抑制IAV进入靶细胞以及甲型和乙型流感病毒的体外感染。3HP-β-LG经鼻给药可保护小鼠免受A (H1N1)/PR8、A (H3N2) 和A (H7N9) 流感病毒的体内感染。

抗流感病毒抗体也可用于鼻内预防流感病毒感染。与这些抗体相比，3HP-β-LG具有以下优势：(1)它可以在疫情开始时立即使用，因为它预计对大多数流感病毒株有效，而抗体必须先测试其对引起疫情的流感病毒的效力；(2) 它的生产成本预计比抗体低得多；(3) 它可以在室温下储存和运输，而抗体必须在低温下储存和运输。3HP-β-LG的缺点包括：(1) 对牛蛋白过敏的人不能使用它；(2) 它只能局部使用，例如鼻内或阴道内，而不能于全身使用。

含有酸酐化牛β-乳球蛋白 (3-hydroxyphthalic Anhydride-modified Bovine β-lactoglobulin, 3HP-β-LG)“抗HPV生物蛋白敷料”于2012年成功上市，十余年来，服务女性近100万，16/18型高危HPV感染者在完成一个疗程后的HPV转阴率达80%以上，可望能有效地降低了国内宫颈癌的发生率。作者曾经预测下一个全球大流行的传染病很可能是H5流感，因此我们可以提前做好准备。由于缺乏广谱抗流感病毒疫苗，当流感病毒导致的全球大流行来临之时，含有3HP-β-LG的鼻内喷剂或可成为紧急预防流感的首选。因此，作者认为我们应该进一步开发基于3HP-β-LG的医疗产品预防新发突发病毒的感染。