任务

我们的集体抗病毒工具包缺少针对许多具有毁灭性大流行潜力的病毒的有效对策，这些病毒可能在任何时候自然出现，也可能被故意武器化。例如，1918年严重的甲型流感病毒(IAV)大流行导致5000多万人死亡1今天，类似的致病性IAV菌株预计会夺去远超过1亿人的生命2．此外，我们目前的许多抗病毒药物对产生耐药性的障碍很低——换句话说，病毒可以迅速变异以逃避药物的作用。通常情况下，这些药物并不能很好地对抗特定病毒的所有类型和亚型。最后，发现和优化候选抗病毒药物的传统方法需要很长的时间。因此，我们着手为应对这些挑战的平台解决方案提供概念验证。

解决方案

许多大流行病毒是RNA病毒，其基因组由RNA组成3.，4．这些基因组的一小部分折叠起来，形成特定的形状，被称为RNA二级结构。其中一些结构在给定病毒的所有变体中高度保守，并在病毒生命周期中编码重要功能。因此，我们假设，如果我们设计药物来结合和扭曲这种保守的和必要的RNA结构，病毒将有有限的自由度突变以逃避药物结合，同时保留生存所需的完整结构形状。据预测，这种方法将导致产生耐药性的高障碍。我们还试图将化学设计特征纳入我们的候选药物中，例如锁定核酸(LNAs;修饰过的RNA核苷酸更能抵抗酶降解)，这可以使药物在单次剂量后在体内持续更长的时间，并促进目标病毒RNA基因组的破坏。

我们的LNA候选先导单剂量给药至14天前或3天后，否则致命的IAV接种小鼠提供100%的死亡保护(图。1)．这些小鼠在感染后存活了下来，并在2个月后对10倍致死接种物产生了广泛的免疫力。我们的先导LNA的靶标是PSL2，它是PB2片段中的一种RNA茎环结构(图2)。1)．这种结构在每一种已知的IAV分离物中都是保守的，包括那些导致1918年流感大流行和H1N1猪流感的分离物，使其成为一种用于IAV感染的通用预防、治疗或“即时”疫苗。验证我们的假设，在我们可以快速选择对神经氨酸酶抑制剂奥司他韦(达菲)耐药的条件下，我们无法选择对ivv靶向LNA的耐药。可以针对任何感兴趣的病毒开发类似的可编程抗病毒药物。事实上，我们可以迅速将这种方法应用于开发针对SARS-CoV-2中高度保守的RNA结构的LNAs，我们合成的LNAs阻止了病毒在仓鼠中的传播。

图1:可编程抗iav LNA对致命接种物提供100%的生存。
图1

一个PSL2的结构，流感病毒PB2片段的目标RNA二级结构，对于包装病毒基因组和介导体内疾病至关重要。两种锁定的核酸(LNAs)针对这种结构编程，LNA9和LNA14，被描述。b在致命的IAV接种前两周，单剂量的LNA14经鼻内给药可100%保护小鼠免于死亡。cIAV感染3天后单次注射LNA9或LNA14可分别提供70%或100%的死亡保护。可控硅。LNA，乱码LNA。©2022,Hagey, R. J. et al。

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的影响

我们的研究强调了一种在现有和新出现的病毒中快速识别高价值候选药物靶点的方法，针对这些靶点“编程”有效和选择性的抗病毒药物，利用病毒自身的生物学特性来阻止耐药性的发展，并提供针对对其他类别药物或疫苗具有耐药性的病毒的保护。这种方法在提供即时的死亡保护的同时，还能够形成广泛和有效的免疫力。这种LNAs代表了一种即时疫苗接种的新方法，也可以与其他候选疫苗联合使用，在疫苗引发免疫所需的几周内提供即时保护。

到目前为止，我们在经过验证的和可预测的流感和COVID-19动物模型中显示了有效性，但在人身上没有。也就是说，最近未发表的实验使用了我们计划用于人类的相同配方和输送装置，在猪流感模型中证明了有效性。

对现有药物具有耐药性的高致病性流感病毒变体仍然是对公共卫生的主要威胁。我们的目标是立即将我们的主要LNA候选药物推向临床，用于该适应症和全球储备。一旦我们的抗病毒药物填补了这一空白，我们计划开发我们的LNA作为季节性流感的通用解决方案。

杰弗里·s·格伦

ViRx@Stanford，斯坦福医学，斯坦福，加州，美国。

专家意见

总的来说，这项研究提供了高质量、有说服力的数据，并为流感研究界提供了重要的新发现，尽管PSL2促进PB2和其他片段包装的机制仍有待确定。此外，这项研究强调了一种尚未开发的流感抗病毒药物策略。”一位匿名评论者。

纸张背后

斯坦福大学生物安全和流行病防范计划ViRx@Stanford的成立，目的是主动而不是被动地扩大我们的集体抗病毒工具包。可编程抗病毒药物加入其他基本方法5ViRx@Stanford，以便对当前和未来的大流行病毒威胁作出快速反应。我们最初试图使用我们的RNA二级结构映射技术来筛选与已验证的RNA结构靶标结合并扭曲的小分子。在针对IAV封装信号PSL2开始这样的屏幕之前，我们试图使用PSL2靶向LNAs作为屏幕的阳性对照。结果证明，阳性对照在体外和体内都非常有效——结合它对所有IAV分离株的普遍靶向能力和对耐药性发展的显著高屏障——它成为我们的主要开发候选药物，我们现在正在向临床推进。J.S.G．

来自编辑

“靶向保守的RNA二级结构为抗菌RNA靶向治疗开辟了一系列可能性，可以同时揭示病原体生命周期中的二级结构功能。”编辑团队，自然医学．