广谱抗病毒药物BDGR-164对小鼠致死性神经嗜性甲病毒感染的保护作用研究

针对新世界甲病毒（VEEV/EEEV/WEEV）缺乏有效治疗药物的现状，研究人员通过结构改造获得新型喹唑啉酮类化合物BDGR-164。该药物在BALB/c小鼠鼻内感染模型中展现出纳摩尔级抗病毒活性，皮下给药可提供100%（VEEV）、88%（EEEV）和63%（WEEV）的生存保护，并通过RNA-Seq证实其能显著降低脑部病毒载量及炎症相关通路激活。该研究为神经嗜性甲病毒感染提供了首个具有广谱保护效力的候选药物，相关成果发表于《Antiviral Research》。

　　

在蚊媒传播疾病领域，东部马脑炎病毒（EEEV）、委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV）和西部马脑炎病毒（WEEV）这三种新世界甲病毒长期威胁人类健康。它们不仅能通过自然感染导致30-75%的高死亡率，更因曾被开发为生物武器而被列为CDC重点管控病原体。当前临床面临两大困境：一是缺乏获批的特效抗病毒药物，二是现有候选药物难以同时应对三种病毒的神经侵袭特性。尤其令人担忧的是，这类病毒通过气溶胶感染时，可绕过外周免疫直接入侵嗅神经，24小时内即可抵达脑部——这使传统针对外周感染的给药策略完全失效。

为突破这一治疗瓶颈，美国威斯康星大学麦迪逊分校Jennifer E. Golden团队与田纳西大学健康科学中心等机构合作，在前期发现先导化合物BDGR-49的基础上，通过结构优化开发出新型喹唑啉酮类分子BDGR-164。研究人员采用三步递进的研究策略：首先通过体外细胞病变效应（CPE）保护实验验证其对VEEV TC-83株的EC₅₀达4.6±3.1 nM；随后建立BALB/c小鼠致死性鼻内感染模型，模拟生物武器攻击场景；最终通过多组学分析揭示其保护机制。该成果发表于《Antiviral Research》，首次报道了能同时对抗三种神经嗜性甲病毒的广谱抗病毒候选药物。

关键技术方法包括：1）使用Vero 76细胞系进行体外抗病毒效价测定；2）建立BALB/c小鼠10×LD₅₀鼻内感染模型（VEEV 7500 PFU/EEEV 7500 PFU/WEEV 5000 PFU）；3）采用"48 mg kg^-1首剂+24 mg kg^-1维持"的皮下给药方案；4）通过Illumina HiSeq平台进行全脑转录组测序（RNA-Seq）；5）利用Ingenuity Pathway Analysis软件解析差异表达基因通路。

【3.1 BDGR-164的广谱抗病毒活性】
体外实验显示BDGR-164对VEEV/EEEV/WEEV均具纳摩尔级抑制活性（EC₅₀ 3-10 nM），病毒产量降低实验证实其能使TC-83株滴度下降8.1个对数级。值得注意的是，该化合物对基孔肯雅病毒（CHIKV）无活性，提示其特异性靶向神经嗜性甲病毒。

【3.2 对VEEV TrD的完全保护】
高剂量组（48 mg kg^-1）小鼠存活率达100%，脑病毒载量较对照组显著降低（P=0.0033）。病理学观察发现，治疗组小鼠体重变化曲线与PBS对照组完全重合，而低剂量组（8 mg kg^-1）仅12.5%存活率，证实剂量依赖性保护效应。

【3.3 对EEEV与WEEV的交叉保护】
在EEEV FL93-939感染模型中，高剂量组存活率88%（7/8），脑病毒载量降低超1000倍（P<0.0001）；WEEV Fleming模型存活率为63%（5/8），虽保护效果稍逊，但病毒RNA测序显示治疗组脑部病毒转录本仍减少100倍。

【3.4 炎症反应调控机制】
RNA-Seq分析发现，病毒对照组有996个差异表达基因共享于三种病毒感染，涉及TLR/NF-κB等12条炎症通路激活。而BDGR-164治疗组中，关键炎症因子IFNB1、TNF、CCL5和IL6的表达均恢复至基线水平。特别值得注意的是，小胶质细胞标志物AIF1和星形胶质细胞标志物GFAP在治疗组的表达量仅为病毒对照组的1/10。

【3.5 血清细胞因子谱】
多重免疫检测显示，治疗组血清IL-6、TNF-α和RANTES水平与mock组无统计学差异，这些分子被确定为潜在的治疗效果早期生物标志物。

【3.6 细胞死亡通路干预】
独创性构建的PANoptosis（泛凋亡）通路分析显示，BDGR-164能同时抑制坏死性凋亡（necroptosis）关键基因MLKL/RIPK3和细胞焦亡（pyroptosis）效应分子GSDMD的表达。这种多通路协同调控作用，可能是其减轻神经损伤的核心机制。

【3.8 脑部病毒分布特征】
免疫组化证实，VEEV TC-83感染组小鼠大脑皮层神经元中病毒糖蛋白广泛分布，而BDGR-164治疗组未检出抗原。GFAP/Iba-1双标显示，治疗组星形胶质细胞和小胶质细胞的激活状态与正常组相当，从组织学层面验证了转录组结果。

这项研究的意义在于三个方面：首先，BDGR-164是首个经动物实验验证的、能同时对抗三种致死性神经嗜性甲病毒的广谱抑制剂，其48 mg kg^-1的日剂量在模拟生物袭击的鼻内感染模型中展现出近乎完全的保护效力。其次，研究首次阐明这类病毒诱发脑损伤的双重机制——既通过直接病毒复制，又经由ZBP1-PANoptosome通路触发泛凋亡，而BDGR-164能同步阻断这两个进程。最后，该工作建立了完善的疗效评价体系，包括RNA-Seq指导的通路分析、血清IL-6/TNF-α/RANTES三联标志物检测等，为后续临床前研究提供了关键技术框架。

值得关注的是，研究中发现WEEV对治疗的响应相对较弱，提示可能需要调整给药方案。此外，在病毒传代实验中检测到的nsP2-Y102C耐药突变，也为后续结构优化指明了方向。正如作者在讨论中指出，未来需在BSL-3环境下开展PK-PD研究，以精确量化药物在脑组织的分布动力学。这项突破性工作不仅为应对生物威胁提供了新对策，更为开发针对神经侵袭性病毒感染的广谱药物树立了范式。