新一代HIV-1附着抑制剂BMS-818251：增强的中和效力与相似的耐药突变谱

【编辑推荐】本研究揭示新一代HIV-1附着抑制剂BMS-818251通过靶向病毒包膜糖蛋白（Env）gp120，较现有药物fostemsavir（Rukobia）展现10倍以上中和效力，且耐药突变谱相似。结合深度突变扫描（DMS）和假病毒中和实验，发现关键耐药位点（如S375I/N、M426L）通过降低药物结合亲和力（ITC验证）介导逃逸，而R429G突变例外地增强敏感性。体外（ex vivo）病毒抑制实验证实其临床潜力，为多重耐药HIV-1患者提供新选择。

　　

ABSTRACT

BMS-818251作为fostemsavir的下一代类似物，通过靶向HIV-1包膜糖蛋白（Env）gp120，展现出显著增强的抗病毒效力。研究采用深度突变扫描技术系统鉴定了Env上的耐药突变簇，发现关键位点（如S375I/N、M426L）与fostemsavir临床耐药突变重叠。假病毒中和实验显示，W112L、D113E等突变导致BMS-818251半数抑制浓度（IC₅₀）升高>125倍，而等温滴定量热法（ITC）证实其机制主要为结合亲和力降低。值得注意的是，R429G突变虽降低结合亲和力22倍，却意外增强病毒对药物的敏感性，提示该残基在病毒进入中的关键作用。

INTRODUCTION

HIV-1附着抑制剂fostemsavir（商品名Rukobia）是首个靶向Env gp120的小分子药物，通过阻断病毒与CD4受体结合发挥疗效。然而，单药治疗易引发耐药突变（如S375H/I/N/M/T）。BMS-818251通过增加尾部功能基团提升结合亲和力，前期体外实验显示其对208株HIV-1的中和效力提高10倍以上。本研究通过深度突变扫描、假病毒中和及ex vivo病毒抑制实验，全面评估其耐药机制与临床潜力。

RESULTS

1. 1.

   深度突变扫描揭示耐药热点

   对BG505 Env进行全基因扫描发现，耐药突变集中于BMS-818251结合界面（图1），包括临床已知位点S375I/N和M426L。非连续残基如I109、W112等亦被富集，提示复杂逃逸路径。

2. 2.

   假病毒中和验证功能影响

   构建11种Env突变体，其中W112L、D113E、F382R和M426L导致IC₅₀增幅>125倍（表1）。ITC显示F382R完全破坏药物结合，而M426L和S375I分别降低亲和力29.4倍和17倍（表2）。

3. 3.

   R429G的悖论现象

   R429G突变虽使结合亲和力降低22倍，却增强病毒敏感性（IC₅₀降至0.06 nM）。结构分析表明，该残基与药物尾部基团相互作用，可能通过稳定Env构象间接影响病毒进入。

4. 4.

   ex vivo病毒抑制优势

   使用HIV+供体CD4⁺ T细胞实验显示，BMS-818251在10 μM浓度下即可完全抑制病毒复制，而fostemsavir需100 μM（图2）。耐药突变富集分析发现S375N为主要逃逸路径，与深度突变扫描预测一致（图3）。

DISCUSSION

BMS-818251通过优化结合界面实现“高亲和力-低耐药”平衡。其耐药谱与fostemsavir部分重叠，但增效设计可延缓逃逸。值得注意的是，F382R突变导致Env蛋白异常切割，提示耐药可能伴随病毒适应性代价。ex vivo实验中，BMS-818251对预存耐药病毒仍有效，支持其用于多重耐药HIV-1治疗的潜力。未来需探索R429等残基的构象调控机制，为新一代抑制剂设计提供靶点。

MATERIALS AND METHODS

研究采用BG505.T332N Env突变库进行深度突变扫描，通过TZM-bl细胞系完成假病毒中和实验。重组Env蛋白通过Expi293细胞表达，ITC测定结合参数。ex vivo实验使用HIV+供体CD4⁺ T细胞与健康供体细胞共培养，通过p24 ELISA监测病毒抑制。单基因组扩增（SGA）测序解析耐药突变演化路径。