丙型肝炎病毒（HCV）感染在全球范围内广泛传播，全球约有1.85亿人受感染。慢性HCV感染可能导致肝硬化和肝癌。传统的治疗方法包括聚乙二醇化干扰素与利巴韦林联合治疗，但由于副作用明显，疗效有限，已逐渐被直接作用抗病毒抑制剂（DAAs）所替代。虽然DAAs显著提高了治愈率，但耐药性突变和病毒高载量仍然是治疗失败的主要原因。NS5B是HCV复制的关键酶，成为治疗的理想靶点。针对NS5B的药物主要包括核苷类抑制剂（NIs）和非核苷类抑制剂（NNIs）。然而，病毒变异和耐药性问题限制了这些药物的长期效果。PROTAC技术通过利用细胞的泛素-蛋白酶体系统诱导靶蛋白降解，具有克服耐药性和提高选择性的潜力。

近日，西浦慧湖药学院吴思晋课题组与天津医科大学总医院谢松波课题组，山东师范大学周军课题组合作，在学科顶尖期刊《Journal of Medicinal Chemistry》(Q1, IF=6.9)上在线发表了题为“Targeted degradation of HCV polymerase by GalNAc-conjugated ApTACs for pan-genotypic antiviral therapy with high resistance barriers”的最新研究成果。西浦慧湖药学院硕士研究生吴家萱参与该工作。本研究使用SELEX（通过指数富集对配体进行系统进化）方法，合理地设计了一种高性能RNA适配体，并开发了一种基于RNA适配体的全基因型PROTAC（ApTAC），通过N-乙酰半乳糖胺修饰实现肝脏特异性递送，展现了对HCV及其耐药变异株的治疗潜力。

在这项研究中，利用了一种针对NS5B的 RNA适配体，名为 R-F t2，作为分子配体来开发用于对抗常见丙型肝炎病毒（HCV）感染的适配体靶向抗体复合物（ApTACs）。为了增强 R-F t2 的稳定性，我们在所有胞嘧啶和尿嘧啶残基上引入了 2'-氟修饰，并在 5' 和 3' 末端进行了硫代磷酸酯替换。经过修饰的适配体，称为 M-R-F t2，表现出更好的血清稳定性（如下图）。

分子动力学（MD）模拟显示，M-R-F t2 与 NS5B 的结合位点涉及 5' 端、3' 端和中央环区，形成多个氢键或疏水相互作用。值得注意的是，对于 NS5B 与 M-R-F t2 相互作用至关重要的氨基酸在所有七种丙型肝炎病毒（HCV）基因型中高度保守（如下图）。此外，在MM-PBSA计算中，M-R-F t2 对所有基因型的 NS5B 均表现出强大的结合力，具有合理的结合自由能评分。这些数据表明，M-R-F t2 是 HCV NS5B 的一种选择性泛基因型配体。

接下来，我们通过点击反应生成基于VHL的ApTAC，命名为dNS5B。并通过实验证明dNS5B能有效降解泛基因型和突变型NS5B。形成三元复合物是 PROTAC 介导的靶蛋白降解的先决条件。分子动力学模拟显示，在 dNS5B 存在的情况下，能够形成稳定的三元复合物。双分子荧光互补实验表明，dNS5B 能够同时招募 VN-NS5B 和 VC-VHL，这从 dNS5B 处理的细胞中观察到明显的荧光，而在 M-R-F t2 处理的细胞中未观察到（如下图）。

本研究提出了一种新型的广谱抗HCV药物策略，通过设计和合成具有高耐药屏障的泛基因型NS5B降解剂，并利用其强大的降解能力开发了抗病毒治疗方法。本研究提出的ApTAC策略不仅为HCV治疗提供了新的思路，也为应对其他RNA病毒的变异和耐药性提供了广阔的前景，为抗病毒药物的开发奠定了基础。

供稿人：吴家萱