国家海洋药物和生物制品产业联盟

流感并不仅仅是一场普通的“重感冒”。甲型流感病毒（Influenza A virus，IAV）具有宿主范围广、传播速度快和持续变异等特点，既是季节性流感的重要病原，也曾多次引发全球性流感大流行。H1N1和H3N2等季节性流感病毒每年可造成约300万—500万例重症病例，并带来大量死亡病例。

目前，临床抗甲型流感药物的作用靶点主要集中于病毒M2离子通道、神经氨酸酶（NA）以及聚合酶酸性蛋白（PA），代表性药物包括金刚烷胺类、奥司他韦、扎那米韦、帕拉米韦以及巴洛沙韦等。然而，随着病毒持续进化以及药物选择压力增加，耐药性、毒副作用以及治疗选择有限等问题始终存在。寻找区别于现有药物的新靶点、新骨架和新机制，是抗流感药物研发的重要方向。问题由此而来：除了传统的NA、M2和PA，还能不能找到一个更加“关键”、能够同时影响病毒多个生物学过程的新靶点？研究团队将目光投向了流感病毒的“多面手”——NS1蛋白。

NS1，即非结构蛋白1（Nonstructural protein 1），是甲型流感病毒重要的多功能毒力因子。与主要承担单一酶活性或结构功能的病毒蛋白不同，NS1更像是病毒感染过程中的一个“多功能调控中心”。感染发生后，它通过与病毒RNA以及多种宿主蛋白相互作用，一方面帮助病毒完成复制，另一方面压制宿主天然免疫系统的反击。

已有研究显示，NS1能够参与干扰素拮抗、病毒mRNA剪接与核输出、蛋白亚细胞定位以及宿主细胞功能调控等多个过程。尤其重要的是，NS1能够干扰RIG-I介导的天然免疫识别，使病毒在感染早期躲避免疫系统的“雷达”。也就是说，如果把病毒感染比作一场“攻城战”，NS1不仅负责帮助病毒运输“物资”，还负责干扰宿主的“报警系统”。这也赋予NS1一个非常有吸引力的药物靶点特征：针对一个蛋白，有可能同时破坏病毒复制、病毒RNA加工以及免疫逃逸等多个环节。目前已有ML303、黄芩苷等NS1抑制剂被报道，但NS1靶向药物总体仍处于探索阶段，尚缺乏兼具体内药效、明确作用位点和多功能抑制机制的小分子。因此，围绕NS1开展原创抗流感药物发现具有重要研究价值。

海洋蕴藏着极其丰富的生物资源。特殊的高盐、高压、低温、寡营养以及复杂生态竞争环境，使海洋微生物形成了与陆地生物显著不同的次级代谢体系，也由此产生了大量结构新颖、活性独特的天然产物。对于创新药研发而言，这些独特的海洋天然产物不仅提供了新的“分子资源”，更有可能带来传统化学空间之外的新药骨架。

长期以来，研究团队持续围绕海洋微生物天然产物发现、活性评价以及抗病毒先导化合物研发开展研究。在本项研究中，团队首先对包含200余个化合物的海洋真菌来源化合物库进行了抗甲型流感病毒筛选，并进一步围绕海洋天然产物骨架扩展内部化合物库。经过多轮活性和毒性评价，从56个候选化合物中筛选出两个具有较好活性和较低毒性的候选分子，其中带有特定氟取代的吲哚生物碱衍生物HDN2398表现最为突出。

图1 带有特定氟取代的吲哚生物碱衍生物体外活性评价

因此，HDN2398的发现体现的并不是简单的“从海里捞出一个分子”，而是一个从“海洋天然产物资源发现—特色骨架挖掘—衍生化设计—活性筛选—先导化合物确定”逐步推进的研究过程。这也是海洋药物开发的重要价值所在：把海洋生物长期进化形成的独特化学多样性，转化为创新药物研发的“蓝色分子库”。

找到一个有活性的化合物只是第一步。它是否能够抑制不同流感病毒？是否具有足够的安全窗口？在动物体内是否仍然有效？研究团队对此进行了系统评价。

图2 HDN2398体外和体内广谱抑制IAV

1. 对多种甲型流感病毒具有抑制作用

细胞实验显示，HDN2398能够剂量依赖性抑制多种IAV毒株，包括不同来源的H1N1和H3N2病毒，其IC₅₀约为2.6—7.7 μM。同时，HDN2398在多种细胞中的细胞毒性较低，在MDCK细胞中的选择指数约为159.8，显示出较好的体外活性和初步安全窗口。尤其值得注意的是，HDN2398并不是通过抑制传统的HA、NA或病毒聚合酶发挥作用，这提示研究人员：它很可能命中了一个不同于现有抗流感药物的新靶点。

2. 口服给药在小鼠模型中同样有效

研究团队进一步建立了致死性甲型流感病毒感染小鼠模型。结果显示，口服给予HDN2398后，小鼠的生存情况得到明显改善。其中，5 mg/kg/day HDN2398治疗组在感染后第14天的存活率达到90%；与此同时，HDN2398还能够减轻感染动物的体重下降，显著降低肺组织病毒滴度，并改善肺部炎症和病理损伤。在论文设定的实验条件下，HDN2398表现出了具有竞争力的抗病毒效果。从细胞水平的广谱活性到动物水平的口服保护作用，这为HDN2398进一步开展成药性研究提供了重要依据。

图3 HDN2398主要通过靶向NS1来抑制病毒复制

图4 HDN2398影响NS1多个功能来抑制病毒

第一条：干扰NS1二聚化和dsRNA结合，解除病毒对干扰素系统的压制

NS1逃避免疫的重要手段之一，是通过结合双链RNA（dsRNA），并干扰TRIM25/RIG-I介导的病毒识别过程，使宿主不能及时启动干扰素反应。研究发现，HDN2398能够阻断NS1二聚化，并降低NS1与dsRNA的结合。与此同时，它还能够干扰NS1—TRIM25相互作用，提高RIG-I泛素化水平，进一步促进MAVS及磷酸化IRF3信号恢复。换句话说，HDN2398不是简单地“刺激免疫”，而是通过限制NS1的免疫逃逸能力，让被病毒压制的天然免疫系统重新启动。

第二条：干扰NS1—nucleolin互作，改变NS1核仁定位

NS1需要与宿主核仁蛋白 nucleolin（核仁素）相互作用，以维持其特定的核仁定位和胞内动态。HDN2398处理后，NS1与nucleolin的共定位明显减少。Co-IP和SPR等实验进一步表明，HDN2398能够剂量依赖性破坏NS1与nucleolin的结合。由此，HDN2398改变了NS1正常的亚细胞定位过程。

第三条：阻断NS1—NXF1，抑制病毒mRNA核输出

流感病毒的遗传信息要最终转化为大量病毒蛋白，其mRNA必须从细胞核运输到细胞质。研究发现，HDN2398能够显著减少病毒M1和NA等mRNA从细胞核向胞质转运。进一步实验显示，其关键机制与HDN2398破坏NS1—NXF1相互作用密切相关。病毒虽然完成了部分mRNA合成，但后续“运输链”被截断，病毒复制效率随之下降。

第四条：阻断NS1—NS1-BP，干扰病毒mRNA剪接

NS1还能够与宿主蛋白 NS1-BP相互作用，参与病毒M基因mRNA剪接。研究表明，HDN2398可减少NS1与NS1-BP结合，并显著降低M2 mRNA及M2/M mRNA比例，从而干扰流感病毒mRNA正常剪接过程。因此，HDN2398所形成的并不是传统意义上的“一个靶点对应一种酶活性”的抑制模式，而是：通过直接结合一个多功能病毒蛋白，同时切断多条“病毒—宿主”互作网络。

图5 HDN2398与NS1蛋白的关键结合位点的鉴定

更有说服力的是，当病毒NS1发生F9C或W187G突变后，HDN2398与NS1的结合和功能抑制均明显减弱，在重组病毒感染模型中，其抗病毒作用也受到显著影响。这使研究进一步建立起从：“化合物”→“NS1靶蛋白”→“功能结构域”→“关键氨基酸位点”→“细胞抗病毒作用”→“动物体内药效”的较完整证据链。研究还提示，H5N1 NS1相应区域也可能形成类似的作用模式，为进一步研究其对高致病性流感病毒的广谱潜力提供了基础。

创新一：发现具有体内外活性的海洋来源NS1小分子抑制剂

研究从海洋真菌来源化合物资源出发，发现了具有新化学骨架和明确NS1靶向作用的HDN2398，并从细胞到动物模型验证其抗甲型流感病毒活性，将海洋天然产物资源与抗病毒新靶点药物发现有效连接起来。

创新二：从“抑制一个功能”拓展为“同时干预NS1多功能网络”

以往NS1抑制剂更多聚焦其dsRNA结合或CPSF30相关单一功能。本研究发现，HDN2398能够同时干预“NS1二聚化、dsRNA结合、NS1—TRIM25、NS1—nucleolin、NS1—NXF1及NS1—NS1-BP”等多个过程，进而同时影响干扰素拮抗、核仁定位、病毒mRNA剪接和核输出。这种“靶向一个病毒核心调控蛋白、同步破坏多条病毒—宿主互作”的模式，为广谱抗病毒药物研发提供了新的思路。论文也据此提出，HDN2398可能作为靶向NS1—宿主互作的新型抗IAV候选分子继续开发。

创新三：建立“靶点—位点—功能—体内药效”的完整机制证据链

研究不仅回答了“HDN2398有没有抗病毒活性”，还进一步回答了“作用于谁、在哪里作用、影响什么功能以及这种作用能否在动物体内转化为疗效”。尤其是Phe9和Trp187关键位点的发现，使HDN2398研究由表型筛选深入到分子作用界面，为后续开展结构优化、构效关系研究以及基于NS1结构的药物设计提供了重要基础。

图6 HDN2398作用机制图

浩瀚海洋不仅孕育着丰富的生物多样性，也蕴藏着巨大的化学多样性。一个真正具有潜力的海洋药物先导分子，需要经历从“资源发现、化学结构鉴定与优化，到靶点确认、药理机制解析，再到动物药效和成药性评价”的一系列过程。

HDN2398的发现，是这一研究链条的一个缩影。更重要的是，这项工作提示：面对流感病毒不断变异和耐药性挑战，创新药物研发不一定只能围绕已有靶点不断“重复优化”。从海洋特殊化学空间中寻找原创分子，再瞄准病毒尚未被充分开发的重要蛋白以及病毒—宿主互作界面，可能为抗流感药物研发开辟新的路径。

目前，HDN2398仍处于科研和候选先导化合物研究阶段。论文作者也指出，未来仍需进一步评价其对H5N1、H7N9等高致病性流感病毒的抗病毒效果，并系统开展药代动力学、安全性、制剂及成药性研究。但从海洋天然产物到NS1新靶点，从体外活性到动物保护，从蛋白结合再到关键氨基酸位点，这项研究已经为“靶向NS1的新机制抗流感药物研发”迈出了重要一步。

论文信息：

论文题目：Identifying a broad-spectrum influenza inhibitor that blocks multiple functions of viral NS1 protein

期刊：Nature Communications

作者：Yang Zhang#, Yanan Luo#, Wenrui Gai#, Jinyu Wang, Lianghao Huang, Zihan Wang, Lishan Sun, Wanting Jiao, Wei Wang* & Dehai Li*

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-77380-9

主要研究团队简介

• 通讯作者：

李德海 教授

中国海洋大学医药学院教授、博士生导师，海洋药物教育部重点实验室常务副主任、医药学院副院长，教育部“新世纪优秀人才支持计划”（2012年）、“山东省自然科学杰出青年基金”（2014年）获得者、山东省“泰山学者”（2018年青年专家、2024年特聘专家）、教育部CJXZ奖励计划青年专家（2019年）。长期从事海洋天然药物化学研究，重点开展深远海及海洋共附生微生物资源挖掘、海洋微生物药物先导化合物发现与结构优化、海洋真菌次级代谢产物生物合成等研究。已在 JACS、Angewandte Chemie、Nature Communications、Chemical Science、Journal of Medicinal Chemistry 等期刊发表系列研究成果，获多项授权发明专利。

王伟 教授

中国海洋大学医药学院教授、博士生导师。长期从事抗病毒药理学和病毒学研究，重点围绕基于新靶点的海洋抗病毒药物、重要病毒内吞与进入机制以及新型抗病毒免疫调节剂开展研究。主持多项国家自然科学基金项目，在 JACS、ACS Nano、Nucleic Acids Researc、Journal of Medicinal Chemistry、British Journal of Pharmacology 等期刊发表系列成果，并围绕抗病毒活性化合物申请和授权多项国家发明专利。

• 第一作者：

张洋 副教授

中国海洋大学医药学院副教授、硕士生导师。主要从事抗病毒药理学和病毒糖生物学研究，研究方向包括新型作用靶点导向的抗流感病毒药物设计与研发、病毒免疫机制与疫苗及佐剂研究、病毒—宿主糖链相互作用机制研究。在 Carbohydrate Polymers、Journal of Medicinal Chemistry、Journal of Biological Chemistry、Phytomedicine 等期刊发表系列研究成果。

罗亚楠-中国海洋大学硕士研究生

盖文睿-中国海洋大学博士研究生