深圳先进院李楠/李雪飞：SARS-CoV-2主蛋白酶对不同临床药物的耐药性分析｜QB

作者首先比较了四种 M^pro 抑制剂的化学结构和结合模式（图 1A 和 B）。其中，ETV 为非共价抑制剂，而另外三种均为共价抑制剂。NTV 与 GC376 具有类似的结构特征，主要占据 M^pro 的 P1~3 口袋，而 ETV 与 P1'~2 口袋相结合。值得注意的是，LTV 具有特殊的 α-酮酰胺弹头结构，能够与 P1' 口袋形成疏水相互作用，而 NTV 的腈基弹头缺乏这种相互作用。

接下来，作者分析了 M^pro 口袋周围 6 个氨基酸的突变情况，在 GISAID 数据库中的新冠数据显示这些位点都存在逐年增加的突变（图 1C-E）。在通过大肠杆菌 BL21 表达 M^pro 突变蛋白后，研究者分别检测了 4 种抑制剂对野生型和突变 M^pro 的抑制活性（IC₅₀）的变化倍数。其中，NTV 和 ETV 分别对 E166、S144 位点的突变产生耐药性，而 LTV 能维持较好的抑制活性。

最后，除 SARS-CoV-2 外，其它致病性的 α 和 β 冠状病毒也具有 M^pro 蛋白，并且具有序列同源性（图 1F 和 G）。因此，作者分析了 4 种抑制剂对其它冠状病毒 M^pro 的抑制活性。结果发现，LTV 对不同冠状病毒的 M^pro 都具有良好的抑制活性（IC₅₀＜1μM），而 ETV 对 229E 和 NL63 两种 α 冠状病毒的活性较差。

图 1. 不同 M^pro 抑制剂的化学结构和结合模式，M^pro 口袋内的突变对药物活性的影响及抑制剂对不同冠状病毒 M^pro 的活性分析

综上所述，该研究通过分析新冠病毒 M^pro 口袋内的突变情况，发现 LTV 对 M^pro 突变蛋白具有比 NTV 和 ETV 更好的抑制活性，并且 LTV 对不同冠状病毒的 M^pro 都表现出较好的活性。这提示 LTV 在临床上可能对耐药的新冠毒株具有更好的药效，并且有望成为一种广谱的冠状病毒药物。未来的研究有必要监测 SARS-CoV-2 的突变情况，并且进一步探索 LTV 在体内对突变毒株的药物活性。