阻断NS3-NS4B相互作用抑制非人灵长类中的登革病毒

Blocking NS3-NS4B interaction inhibits dengue virus in non-human primates

作者信息Olivia Goethals, Suzanne J F Kaptein, Bart Kesteleyn, Jean-François Bonfanti, Liesbeth Van Wesenbeeck, Dorothée Bardiot, Ernst J Verschoor, Babs E Verstrepen, Zahra Fagrouch, J Robert Putnak, Dominik Kiemel, Oliver Ackaert, Roel Straetemans, Sophie Lachau-Durand, Peggy Geluykens, Marjolein Crabbe, Kim Thys, Bart Stoops, Oliver Lenz, Lotke Tambuyzer, Sandra De Meyer, Kai Dallmeier, Michael K McCracken, Gregory D Gromowski, Wiriya Rutvisuttinunt, Richard G Jarman, Nicos Karasavvas, Franck Touret, Gilles Querat, Xavier de Lamballerie, Laurent Chatel-Chaix, Gregg N Milligan, David W C Beasley, Nigel Bourne, Alan D T Barrett, Arnaud Marchand, Tim H M Jonckers, Pierre Raboisson, Kenny Simmen, Patrick Chaltin, Ralf Bartenschlager, Willy M Bogers, Johan Neyts, Marnix Van Loock
PMID36922586
期刊Nature
发布时间2023-03
DOI10.1038/s41586-023-05790-6

实验完整度

包含体外抗病毒活性与耐药筛选、免疫共沉淀机制验证、小鼠四个血清型体内疗效、非人灵长类药效与药代动力学等多个独立证据层级。

主要模型

AG129小鼠感染模型 恒河猴(非人灵长类)感染模型 Vero、Huh-7、C6/36、THP-1/DC-SIGN细胞系

重点核对

JNJ-1802剂量:0.01、0.18、3 mg/kg/天(DENV-2 NHP),6 mg/kg/天(DENV-1 NHP)

摘要

登革热是一项主要的健康威胁,四种登革热血清型引起的症状性感染估计有9600万例,每年约有10000人死亡。然而,目前尚无抗病毒药物可用于登革热的治疗或预防。我们最近将非结构蛋白NS3与NS4B之间的相互作用描述为开发全血清型登革病毒抑制剂的一个有前景的靶点。在此,我们介绍JNJ-1802——一种高效的登革病毒抑制剂,它阻断病毒复制复合物内的NS3–NS4B相互作用。JNJ-1802在体外表现出皮摩尔至低纳摩尔级的抗病毒活性,具有高耐药屏障,并在小鼠体内对四种登革病毒血清型的感染均显示出强效的体内疗效。最后,我们证明小分子抑制剂JNJ-1802在非人灵长类中对DENV-1或DENV-2感染高度有效。JNJ-1802已在健康志愿者中成功完成了一项I期首次人体临床研究,并被发现是安全且耐受性良好的。这些发现支持JNJ-1802作为首类登革热抗病毒药物的进一步临床开发,该药物目前正在临床研究中用于登革热的预防和治疗。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
JNJ-1802能否通过阻断NS3-NS4B相互作用在体外和体内(包括非人灵长类)有效抑制登革病毒?
核心机制
JNJ-1802阻断病毒复制复合物中NS3与NS4B的相互作用,阻止新NS3-NS4B复合物的形成,但不破坏已形成的复合物。
主要证据
体外实验显示JNJ-1802对登革病毒多种基因型和血清型具有皮摩尔至纳摩尔活性;免疫共沉淀证实其抑制NS3-NS4B相互作用;小鼠模型中对四种血清型均有效;非人灵长类中DENV-1和DENV-2感染时病毒RNA和NS1水平降低。
研究意义
JNJ-1802作为首类登革热抗病毒药物,在预防和治疗登革热方面具有潜力,其已在健康志愿者中完成I期临床试验,支持后续临床开发。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

体外抗病毒活性筛选

评估JNJ-1802对DENV以及相关黄病毒和其他病毒的抑制活性与选择性。

在Vero、Huh-7、C6/36、THP-1/DC-SIGN细胞中测定JNJ-1802对DENV-2/16681/eGFP和DENV-2/RL的EC50/EC90,并测试对多种DENV临床分离株及黄病毒和其他RNA/DNA病毒的活性,同时测量细胞毒性。

2

耐药突变筛选与分析

鉴定JNJ-1802作用靶点并评估耐药屏障。

在Vero细胞中梯度增加JNJ-1802浓度传代DENV-2,通过全基因组测序鉴定NS4B中的耐药突变,并在亚基因组复制子中验证突变对JNJ-1802敏感性的影响。

3

NS3-NS4B相互作用阻断验证

验证JNJ-1802是否通过阻断NS3-NS4B相互作用发挥机制。

在稳定表达NS2B-NS3的Huh-7细胞中瞬时表达NS4A-2K-NS4B野生型或突变体,通过免疫共沉淀和Western blot检测JNJ-1802对NS3-NS4B相互作用的影响,并比较不同时间点加药效果。

4

小鼠体内药效评价

评估JNJ-1802在AG129小鼠中对四种DENV血清型的预防和治疗效果。

在AG129小鼠中建立DENV-2高/低病毒载量模型、致死模型和延迟治疗模型,测定病毒RNA载量和生存率;同时使用DENV-1、DENV-3、DENV-4感染模型评估广谱抗病毒活性。

5

非人灵长类药效评价

验证JNJ-1802在非人灵长类中对DENV-1和DENV-2的预防效果。

恒河猴预防性口服JNJ-1802后感染DENV-2或DENV-1,通过RT-qPCR检测病毒RNA,ELISA检测NS1和IgM/IgG,TCID50测定感染性病毒滴度,并分析药代动力学参数。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Eagle最低必需培养基----
胎牛血清Sigma-Aldrich--
杜氏改良Eagle培养基----
RPMI培养基Lonza--
Leibovitz L-15培养基Thermo Fisher Scientific--
潮霉素BRoche--
JNJ-1802----
聚乙二醇400----
抗GAPDH抗体 (G-9)Santa Cruz Biotechnologysc-365062
抗β-肌动蛋白抗体 (AC-15)Sigma-AldrichA5441
抗HA琼脂糖珠Sigma-AldrichA2095
抗HA.11表位标签抗体 (16B12)BioLegend901502
抗NS3多克隆抗体----
抗NS4B多克隆抗体----
抗黄病毒群体单克隆抗原抗体 (4G2)Millipore/MerckMAB10216
登革病毒IgM捕获DxSelect ELISA检测试剂盒Focus DiagnosticsEL1500M
登革病毒IgG DxSelect ELISA检测试剂盒Focus DiagnosticsEL1500G
Alere Panbio登革热早期ELISA试剂盒Alere01PE40
QIAamp病毒RNA小提试剂盒Qiagen Benelux--
Brilliant II QRT-PCR核心试剂盒(一步法)Agilent--
Superscript III Platinum一步法定量RT-PCR试剂盒Invitrogen, Thermo Fisher Scientific--
L-谷氨酰胺----
庆大霉素Thermo Fisher Scientific--
青霉素-链霉素Sigma-Aldrich--
杀稻瘟菌素----
嘌呤霉素----
非必需氨基酸Thermo Fisher Scientific--
HEPES缓冲液Thermo Fisher Scientific--
Minimate切向流过滤系统Pall Life Sciences--
ATPLite试剂盒PerkinElmer--
MTS/PMS试剂Promega--
QuantStudio 12K Flex实时荧光定量PCR系统Thermo Fisher Scientific--
Bio-Rad CFX Connect实时荧光定量PCR仪Bio-Rad--
ABI 7500DX Fast实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
Bio-Rad iMark酶标仪Bio-Rad--
API 5500液相色谱-质谱联用系统Applied Biosystems--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
细胞系来源和培养基成分
阅读提示:Methods中的Cells部分
体外抗病毒实验
病毒株、细胞系、JNJ-1802浓度范围、培养时间、检测方法
阅读提示:Methods中的Antiviral assays部分
耐药筛选
JNJ-1802浓度梯度、传代次数、传代方式、测序方法
阅读提示:Methods中的DENV-2 in vitro resistance selection experiments部分
免疫共沉淀
转染质粒、JNJ-1802浓度、处理时间、抗体、检测方法
阅读提示:Methods中的Immunoprecipitation experiments部分
小鼠感染实验
AG129小鼠品系、年龄、性别、病毒感染株和剂量、给药方案(剂量、频率、时间)、检测时间点
阅读提示:Methods中的DENV-2 infection studies in mice和DENV-1, DENV-3 and DENV-4 infection in mice部分
非人灵长类感染实验
恒河猴来源、年龄、体重、病毒感染株和剂量、给药方案(剂量、频率、时间)、检测时间点
阅读提示:Methods中的DENV-2 study in NHPs和DENV-1 study in NHPs部分
药代动力学分析
给药剂量、给药途径、采样时间点、分析方法
阅读提示:Methods中的Pharmacokinetics studies部分