基于计算模拟与实验验证的肌肉松弛剂和氟喹诺酮类药物激活MRGPRX2受体机制研究

《Pharmacological Reports》：In silico assessment of neuromuscular blocking agents and fluoroquinolones as ligands of the Mas-related G protein-coupled receptor X2

本研究针对药物超敏反应中新机制MRGPRX2受体展开，通过分子对接、分子动力学模拟和细胞实验，首次揭示阿曲库铵代谢产物劳丹素的高亲和力结合特性，明确哌库溴铵与氟喹诺酮类药物的激活潜力，为围术期超敏反应防治提供新靶点。研究创新性结合计算与实验验证，证实MD模拟可有效预测MRGPRX2配体亲和力。

　　

在麻醉科和感染科临床实践中，部分患者使用神经肌肉阻断剂或氟喹诺酮抗生素后会出现突发性超敏反应，严重时可导致危及生命的过敏性休克。传统观点认为这类反应主要由IgE介导，但近年来研究发现，Mas相关G蛋白偶联受体X2（MRGPRX2）可能通过非免疫球蛋白途径直接激活肥大细胞，成为药物超敏反应的新机制。然而，关于不同药物与MRGPRX2相互作用的具体模式、亲和力差异以及遗传因素对受体敏感性的影响，仍存在诸多未解之谜。

针对这一科学问题，波兰雅盖隆大学的研究团队在《Pharmacological Reports》发表了创新性研究。他们采用多学科交叉方法，结合计算生物学与实验验证，系统评估了神经肌肉阻断剂（NMBAs）和氟喹诺酮类药物（FQs）作为MRGPRX2配体的结合特性。研究首次提出阿曲库铵的体内代谢产物劳丹素才是真正的MRGPRX2激动剂，并澄清了哌库溴铵与罗库溴铵等临床常用药物在受体激活能力上的差异。

研究团队主要运用了分子对接技术预测配体-受体结合模式，通过分子动力学（MD）模拟评估复合物稳定性，采用分子力学泊松-玻尔兹曼表面积（MM/PBSA）方法计算结合自由能，并利用稳定表达MRGPRX2的RBL-2H3细胞系（RBL-MX2）进行β-己糖胺酶释放实验验证功能性反应。此外，还通过计算丙氨酸扫描分析结合口袋残基的贡献度。

分子对接与动力学模拟揭示NMBA结合特性

研究显示，阿曲库铵因分子体积过大无法直接进入MRGPRX2结合口袋，而其代谢产物劳丹素（LAU）的两种对映体均能形成稳定复合物。哌库溴铵（PIP）表现出与参考激动剂(R)-ZINC-3573相当的结合自由能（-27.2±1.1 kcal/mol），而罗库溴铵、维库溴铵和琥珀胆碱在模拟早期即从结合口袋解离。

氟喹诺酮类药物显示高度保守的结合模式

所有测试的氟喹诺酮（环丙沙星、莫西沙星、左氧氟沙星）均通过哌嗪/哌啶环的铵基与E164和D184形成盐桥，同时4-喹诺酮母核与W248产生π-π堆叠作用。MD模拟显示FQ-MRGPRX2复合物具有卓越稳定性，结合自由能介于-21.8至-23.2 kcal/mol之间。

体外脱颗粒实验验证计算预测

表达MRGPRX2的RBL-MX2细胞对 Substance P 和(R)-ZINC-3573产生特异性反应，而亲代RBL-2H3细胞无响应。阿曲库铵和哌库溴铵诱导显著β-己糖胺酶释放（p<0.0001），罗库溴铵、维库溴铵和琥珀胆碱仅引发微弱反应，与MD预测高度一致。

计算丙氨酸扫描揭示关键结合残基

E164和D184的盐桥作用对所有配体结合贡献最大（ΔΔG_bind≈7-10 kcal/mol）。W243提供疏水接触和阳离子-π相互作用，W248与芳香体系产生π-π堆叠，L247与W248共同形成疏水凹槽稳定配体。哌库溴铵特有的D174相互作用可能解释其优异稳定性。

本研究通过计算与实验相结合的策略，首次系统阐明了神经肌肉阻断剂和氟喹诺酮类药物与MRGPRX2的相互作用机制。创新性提出阿曲库铵通过代谢产物劳丹素激活受体的新机制，解决了既往关于罗库溴铵等药物激活能力争议的问题。研究发现MRGPRX2结合口袋对单点突变增强药物敏感性的易感性较低，为临床个体化用药风险评估提供重要依据。该研究建立的MD模拟预测体系为新型药物超敏反应风险评估提供了高效工具，对围术期安全用药和抗生素合理使用具有重要指导意义。