口服可用的Mpro/TMPRSS2双特异性抑制剂TMP1在体内展现广谱抗冠状病毒活性

本研究针对冠状病毒治疗领域的关键挑战，开发了首个口服可同时靶向病毒复制蛋白酶Mpro和宿主蛋白酶TMPRSS2的双特异性抑制剂TMP1。通过结构优化和功能验证，证实TMP1能有效抑制SARS-CoV-2变异株及多种致病性冠状病毒的感染，在动物模型中显著降低病毒载量并阻断传播。该研究为应对冠状病毒持续变异和耐药性问题提供了创新解决方案，具有重要临床转化价值。

　　

冠状病毒已引发本世纪三次重大疫情，从SARS-CoV-1到MERS-CoV再到持续演变的SARS-CoV-2，不断突变的病毒株对现有抗病毒药物构成严峻挑战。尤其令人担忧的是，近期在儿童中发现的猪德尔塔冠状病毒（Hu-PDCoV）和犬冠状病毒（CCoV-HuPn-2018）感染病例，更凸显了动物冠状病毒跨种传播的潜在风险。面对这一现状，开发具有广谱活性的抗冠状病毒药物成为当务之急。

香港大学微生物学系的研究团队在《Nature Communications》发表重要研究成果，通过创新性设计开发出口服可用的双靶点抑制剂TMP1，该药物能同时靶向冠状病毒复制必需的主蛋白酶（Mpro）和宿主细胞膜融合关键蛋白酶TMPRSS2。这种独特的双靶向策略不仅克服了单一靶点易产生耐药性的缺陷，还通过阻断病毒入侵和复制两个关键环节实现协同抗病毒效果。

研究采用了几项关键技术方法：基于荧光共振能量转移（FRET）的高通量酶活性筛选系统用于先导化合物优化；表面等离子共振（SPR）和分子对接技术阐明药物-靶标相互作用；K18-hACE2转基因小鼠、hDPP4基因敲入小鼠和金黄叙利亚仓鼠等多物种模型评估体内药效；冷冻电镜解析Mpro-TMP1复合物晶体结构（分辨率2.6?）。

发现具有双靶向活性的先导化合物

通过筛选5000余个小分子库，研究人员鉴定出先导化合物E87（Mpro IC₅₀=368.6 nM，TMPRSS2 IC₅₀=15.21 μM）。经过四个区域（Region I-IV）的系统结构优化，最终获得最优化合物TMP1，其对SARS-CoV-2 Mpro和TMPRSS2的抑制活性分别提升至312.5 nM和1.28 μM。

广谱抗冠状病毒活性验证

体外实验显示TMP1对SARS-CoV-2变异株（Alpha、Beta、Delta、Omicron BA.1/JN.1）的EC₅₀为0.73-3.76 μM。值得注意的是，该化合物还能有效抑制季节性冠状病毒（HCoV-HKU1/OC43/NL63/229E）和高致病性冠状病毒（SARS-CoV-1和MERS-CoV），展现真正的广谱特性。

卓越的体内药效学特征

药代动力学研究显示TMP1口服生物利用度达77.5%，在肺组织中的药物浓度是血浆的11.4倍。在K18-hACE2转基因小鼠模型中，预防性给药使SARS-CoV-2 Delta株感染后的生存率从16.7%提升至83.3%（雌性）和0%提升至69.2%（雄性）。更令人振奋的是，TMP1在仓鼠模型中能将接触感染者的病毒载量降低154倍，完全阻断33.3%接触者的肺部感染。

独特的双靶向作用机制

晶体结构显示TMP1通过α-酮酰胺弹头与Mpro催化残基C145形成可逆共价键（1.8 ?），其结合模式与已上市药物nirmatrelvir（NRV）显著不同。分子对接发现TMP1占据TMPRSS2的疏水口袋，与催化三联体（H296/D345/S441）形成五个氢键。关键位点突变验证显示Q438A突变使TMP1活性降低312倍，证实该残基是结合的关键位点。

克服临床耐药突变

针对临床常见的NRV耐药突变E166V，TMP1保持纳摩尔级抑制活性（EC₅₀=0.449 μM），而NRV对该突变株完全失效（EC₅₀>50 μM）。在动物实验中，TMP1治疗使rSARS-CoV-2-NSP5-E166V感染小鼠的肺部病毒滴度降低32倍，显著优于Paxlovid治疗组。

这项研究开创性地提出了"双靶向冠状病毒治疗"的新范式：通过同时抑制病毒复制必需的Mpro和宿主细胞入侵依赖的TMPRSS2，TMP1实现了对冠状病毒生命周期的双重阻断。其广谱活性覆盖了所有已知的人类致病冠状病毒，包括对现有药物产生耐药性的变异株。特别值得关注的是，该化合物卓越的口服生物利用度和肺部富集特性，使其具有显著的临床转化优势。这项成果不仅为应对当前COVID-19疫情提供了新的治疗选择，更重要的是为未来可能出现的冠状病毒新发传染病储备了战略性的广谱抗病毒武器。