每年秋冬,流感就像一位不请自来的老熟人。全球每年约300万至500万人因流感重症住院,29万至65万人因此离世。更让人捏把汗的是,H5N1、H7N9这些原本主要在禽类中传播的病毒,也时不时“跳”到人身上,病死率超过40%。现有的疫苗和药物,比如奥司他韦、金刚烷胺,面对不断变异的病毒逐渐力不从心,耐药株一个接一个出现。那么,有没有一种方法,可以绕过病毒频繁变异的表面蛋白,直接攻击它的“七寸”,实现广谱又持久的防护?


近期,中国农业科学院哈尔滨兽医研究所陈化兰、孔晖晖团队Sig Transduct Target Ther上发表了一项新成果。他们盯上了流感病毒内部一个非常“保守”的蛋白——核蛋白(NP)。这个蛋白在16种甲型流感亚型中结构相似,很少变异,堪称病毒的“固定命门”。研究者利用纳米抗体技术,给这个蛋白“安装”了一个降解标签,成功在细胞和动物体内清除了病毒,并保护了绝大多数小鼠免受致命感染。


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把弱效抑制剂升级成强力“降解器”

研究团队选取了5种能够识别流感病毒NP的纳米抗体。纳米抗体是一种比传统抗体小得多的抗体片段,穿透力强、稳定性好。他们将这些纳米抗体与一种名为VHL的E3泛素连接酶的活性部分融合,构建出VHL‑Nb嵌合分子。在细胞实验中,两种嵌合体——VHL‑Nb135和VHL‑Nb170,表现格外突出。与单独使用原始纳米抗体相比,表达VHL‑Nb135或VHL‑Nb170的细胞中,NP蛋白水平大幅下降。定量分析显示,VHL‑Nb135和VHL‑Nb170分别把NP降解到对照组的30.0%和26.2%。


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图1 | 靶向流感核蛋白的Nb-PROTAC设计与验证


覆盖16种流感亚型,广谱降解不是口号

流感A病毒根据表面血凝素(HA)可分为H1到H19等多种亚型。如果一种药物只对少数几个亚型有效,那还谈不上广谱。研究者用免疫共沉淀和Western blot方法,逐一验证了VHL‑Nb135和VHL‑Nb170对H1到H16共16种亚型NP的结合能力和降解效果。结果令人振奋:两种嵌合体不仅能与所有测试亚型的NP结合,而且都能显著降低这些NP的蛋白水平。这意味着,无论病毒外壳如何变化,只要内部NP还在,这套系统就能发挥作用。


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图2 | Nb-PROTAC对16种甲型流感病毒亚型核蛋白的广谱降解活性


体外验证:人源和禽源流感病毒一网打尽

在稳定表达VHL‑Nb135或VHL‑Nb170的人肺上皮细胞A549中,研究者分别感染了人季节性流感H1N1、H3N2,以及具有大流行潜力的禽流感H5N1、H7N9和H9N2。结果显示,与仅表达相应纳米抗体的对照细胞相比,表达VHL‑Nb的细胞中病毒滴度明显降低,这种抑制效果一直持续到感染后72小时。其中VHL‑Nb170的抑制能力略强于VHL‑Nb135。换句话说,把纳米抗体改造成PROTAC后,抗病毒活性得到了显著增强。


动物实验:一次给药,八成以上小鼠活下来

为了检验这套策略在活体内的效果,团队将小鼠来源的mVHL‑Nb170包装进腺相关病毒载体AAV‑LungM3中,通过气管滴注的方式送入小鼠肺部。三周后,用5倍半数致死剂量的H1N1或H5N1病毒攻击这些小鼠。


结果非常明确:与对照组相比,接受了mVHL‑Nb170的小鼠,鼻甲和肺部的病毒载量平均降低了94%以上。更关键的是生存率。对照组小鼠在攻击后10至14天内全部死亡,而治疗组中,H1N1攻击组有90%的小鼠存活,H5N1攻击组有80%的小鼠存活,且这些小鼠体重下降非常轻微。


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图3 | Nb-PROTAC对H1N1和H5N1病毒感染小鼠的抗病毒效果


不走寻常路:降解靠的是自噬而不是蛋白酶体

大多数小分子PROTAC药物通过蛋白酶体这条“常规路线”来降解靶蛋白。但本研究有一个有趣的发现:VHL‑Nb170诱导的泛素化NP,走的不是蛋白酶体,而是自噬‑溶酶体途径。使用自噬抑制剂LY294002可以显著阻断NP降解,而蛋白酶体抑制剂MG132则没有效果。进一步实验证实,泛素化的NP会特异性结合一个叫做OPTN的自噬受体,从而被引导至自噬溶酶体系统完成降解。这为后续优化PROTAC设计提供了新思路。


小结


这项研究首次将纳米抗体PROTAC技术成功应用于抗流感病毒领域,并在体内验证了其高效的保护能力。VHL‑Nb170能够降解多达16种甲型流感亚型的核蛋白,对现有药物耐药的病毒株同样具有潜力。通过AAV或者未来可能实现的吸入式mRNA递送,这类纳米抗体PROTAC有望成为广谱抗流感的新型储备药物。更重要的是,这种“给纳米抗体装上降解开关”的策略,也为其他快速变异的病毒(如冠状病毒、非洲猪瘟病毒)的防治打开了新的大门。


参考文献:

Zhuang, Y., Chen, L., Qin, C. et al. A nanobody-based proteolysis-targeting chimera offers broad-spectrum protection against diverse influenza virus infections. Sig Transduct Target Ther 11, 182 (2026). https://doi.org/10.1038/s41392-026-02666-9


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