呼吸道合胞病毒（RSV）
呼吸道合胞病毒（Respiratory Syncytial Virus, RSV）是一种非节段性的单股负链RNA病毒，属于副粘病毒科（Paramyxoviridae），肺炎病毒属，因其能将感染的细胞融合而得名。RSV可在全球范围内引起婴幼儿、老年人和免疫功能低下者呼吸道感染，是5岁以下儿童下呼吸道感染的主要致病原因，每年导致约3300万例下呼吸道感染病例，其中中国约占十分之一，即350万例。据估计，我国每年因RSV感染住院的婴幼儿人数在30万到50万之间。
1. RSV病毒的结构
RSV的病毒颗粒形态多样，包括球形、不对称形和丝状形，直径约为130纳米，长度可以从几百纳米到超过10微米不等。
RSV的结构组成主要包括病毒包膜和内部的核糖核蛋白复合体（RNP）。病毒包膜由融合蛋白（F）、附着蛋白（G）和小疏水蛋白（SH）等糖蛋白组成。这些糖蛋白在病毒的吸附、融合和感染过程中起着重要作用。其中，G蛋白是病毒的主要附着蛋白，负责与宿主细胞受体结合；F蛋白则介导病毒囊膜与宿主膜的融合。RSV的核糖核蛋白复合体由RNA和核衣壳蛋白（N蛋白）组成，这些复合体在病毒颗粒内部形成螺旋状结构，保护并复制病毒的RNA [1]。
图1. 呼吸道合胞病毒结构
RSV病毒的基因组由具有10个开放阅读框（ORF）的单链负义RNA组成，总长度约为15.2kb。它编码11种结构和非结构蛋白，这些蛋白在病毒的复制、装配和感染过程中发挥着各自的作用。具体列举如下：
| 蛋白名称 | 功能描述 |
|---|---|
| 融合蛋白（F） | 介导病毒与宿主细胞膜的融合，使病毒进入细胞内。是产生中和抗体的重要抗原位点，也是诱导机体产生免疫原性和抗病毒的主要靶点。 |
| 黏附蛋白（G） | 负责将病毒吸附到宿主细胞表面，启动感染过程。G蛋白高度变异，与抗原表位决定簇和病毒基因多样性的关系密切，在区分RSV A、B亚型方面起重要作用。 |
| 小疏水蛋白（SH） | 一种跨膜蛋白，具体功能可能涉及病毒的感染和复制过程，但相对于F和G蛋白，其重要性较低。 |
| 核蛋白（N） | 与病毒的RNA结合，形成核衣壳，保护病毒的遗传物质。 |
| 磷酸蛋白（P） | 与N蛋白和L蛋白一起构成病毒的复制复合物，参与病毒的复制过程。 |
| RNA聚合酶蛋白（L） | 具有RNA聚合酶活性，负责病毒的RNA合成和复制。 |
| 基质蛋白M1（M） | 位于脂质包膜下方，与复制复合物结合，参与病毒的装配过程。 |
| 基质蛋白M2（M2-1） | 与M蛋白一起参与病毒的装配和出芽过程，同时可能具有调节病毒RNA合成的作用。 |
| 基质蛋白M2-2（M2-2） | 参与病毒的复制和转录过程，可能通过调节病毒RNA的合成来影响病毒的复制效率。 |
| 非结构蛋白NS1 | 具体功能尚不完全清楚，但可能参与调节病毒的复制和感染过程。 |
| 非结构蛋白NS2 | 同样具有调节病毒复制和感染过程的功能，但具体机制尚待研究。 |
2. RSV病毒的感染机制
RSV的感染机制涉及多个步骤，如病毒的附着、进入、复制、组装和释放：
向内是由8片单链RNA组成的病毒基因组（仅甲型和乙型）。RNA被核蛋白和异三聚体RNA依赖的RNA聚合酶（三个亚单位：PB1、PB2和PA）包裹，组装成螺旋状的核糖核蛋白（RNP）复合物。核外蛋白（NEP）也存在于病毒内部。
- 病毒附着：通过飞沫传播，首先附着在宿主的上呼吸道上皮细胞表面。病毒表面的G蛋白（糖蛋白）识别并结合到宿主细胞表面的特定受体。这些受体包括硫酸肝素蛋白多糖（HSPGs）和其他可能的受体分子。
- 病毒进入：附着完成后，病毒表面的F蛋白（融合蛋白）发生构象变化，介导病毒囊膜与宿主细胞膜的融合后，病毒的核衣壳进入宿主细胞。除了膜融合，RSV还可以通过内吞作用进入细胞。病毒被宿主细胞的胞吞作用摄入，形成内吞体。在内吞体内，酸性环境促使F蛋白进一步激活，最终导致病毒囊膜与内吞体膜融合，释放病毒核衣壳到细胞质中。
- 病毒复制：病毒核衣壳进入宿主细胞后，RSV的核衣壳解体，释放出单股负链RNA基因组。病毒RNA基因组被病毒RNA依赖的RNA聚合酶（由L蛋白和P蛋白组成）识别并转录成正链mRNA。这些mRNA随后被翻译成病毒蛋白，包括结构蛋白和非结构蛋白。病毒RNA聚合酶还负责合成新的负链RNA基因组，这些基因组将被包装进新的病毒颗粒中。
- 病毒组装与释放：新合成的病毒RNA与N蛋白结合，形成新的核衣壳。新的核衣壳移动到宿主细胞的细胞膜附近，与M蛋白相互作用，招募囊膜上的G蛋白和F蛋白，形成新的病毒颗粒。成熟的病毒颗粒通过宿主细胞膜的出芽过程被释放到细胞外环境中。这个过程中，病毒颗粒获得了宿主细胞膜的一部分作为自己的囊膜。
- 免疫反应与病理：感染触发宿主的先天免疫和适应性免疫反应。先天免疫反应包括产生干扰素和其他炎症介质，而适应性免疫反应则涉及产生特异性抗体和T细胞应答。RSV感染导致气道上皮细胞损伤，炎症细胞浸润，气道分泌物增多，气道狭窄和高反应性。这些病理变化可以引起咳嗽、喘息、呼吸困难等症状，严重时可能导致支气管炎和肺炎。
了解RSV病毒的感染机制对于开发有效的预防和治疗策略至关重要。目前，针对RSV感染的疫苗和抗病毒药物的研发正在取得进展，旨在通过干预这些关键步骤来减轻RSV的传播和致病性。
3. RSV抗病毒药物研究主要靶点及相关药物研究进展
RSV抗病毒药物研究的相关靶点主要包括F蛋白、RNA聚合酶、核苷类似物、宿主因子以及脱氧鸟嘌呤核苷酸合成途径等。这些靶点的研究为开发新型抗RSV药物提供了重要的基础。
- 融合蛋白（F蛋白）：蛋白是RSV进入宿主细胞的关键因素，通过介导病毒包膜与宿主细胞膜的融合来完成病毒的进入过程。因此，针对F蛋白的抑制剂是研究的重点之一。例如，GS-5806和BMS-433771都是通过抑制F蛋白介导的膜融合来阻止病毒进入宿主细胞 [2]。此外，RV521也是一种针对RSV-F蛋白的小分子抑制剂，已在临床试验中显示出减少病毒载量和改善疾病严重程度的效果 [3]。
- 核苷酸依赖性RNA聚合酶（RdRp）：RSV的RNA聚合酶是另一个重要的药物靶点。通过抑制病毒的RNA复制过程，可以有效阻断病毒的生命周期。例如，结构基础设计策略发现了针对RSV RdRp的新异构体结合位点，开发出了一些具有抗病毒活性的小分子抑制剂 [4]。
- 宿主因子：近年来，越来越多的研究开始关注针对宿主因子的抗病毒药物开发。例如，核糖核蛋白（N蛋白）和G蛋白也是重要的靶点，因为它们在病毒感染过程中起着关键作用 [5]。此外，核仁蛋白（nucleolin）也被发现是RSV的重要受体，针对其RNA结合域的药物可以有效抑制RSV感染 [6]。
- 脱氧鸟嘌呤核苷酸合成途径：一些研究表明，通过抑制宿主细胞中的脱氧鸟嘌呤核苷酸合成途径，也可以有效抑制RSV的复制。例如，probenecid这种FDA批准的药物通过抑制有机阴离子转运蛋白（OATs），显示出对RSV复制的抑制作用 [7]。
4. RSV研究相关重组蛋白
| Target | Product Name | Source | Tag Info | Product Code |
|---|---|---|---|---|
| N | Recombinant Bovine respiratory syncytial virus Nucleoprotein (N) | E.coli | N-terminal 6xHis-SUMO-tagged | CSB-EP339612BKT |
| F | Recombinant Human respiratory syncytial virus A Fusion glycoprotein F0 (F), partial | E.coli | N-terminal 6xHis-B2M-tagged | CSB-EP356041HPO |
| F | Recombinant Human respiratory syncytial virus A Fusion glycoprotein F0 (F), partial | E.coli | N-terminal 6xHis-tagged | CSB-EP356041HPOa0 |
| F | Recombinant Human respiRatory syncytial virus A Fusion glycoprotein F0 (F), partial | Yeast | N-terminal 6xHis-tagged | CSB-YP356041HPO |
| G | Recombinant Human respiratory syncytial virus A Major surface glycoprotein G (G), partial | Baculovirus | N-terminal 10xHis-tagged and C-terminal Myc-tagged | CSB-BP365937HPO |
| G | Recombinant Human respiratory syncytial virus A Major surface glycoprotein G (G), partial | E.coli | N-terminal 6xHis-SUMO-tagged | CSB-EP365937HPO |
| G | Recombinant Human respiratory syncytial virus A Major surface glycoprotein G (G), partial, Biotinylated | E.coli | N-terminal 6xHis-SUMO3-Avi-tagged | CSB-EP365937HPOm4-B |
| F | Recombinant Human respiratory syncytial virus A Fusion glycoprotein F0 (F), partial | E.coli | N-terminal 10xHis-tagged and C-terminal Myc-tagged | CSB-EP319265HPWb1 |
| G | Recombinant Human respiratory syncytial virus B Major surface glycoprotein G (G), partial | E.coli | N-terminal 6xHis-tagged | CSB-EP323293HPX |
| N | Recombinant Human respiratory syncytial virus B Nucleoprotein (N) | E.coli | N-terminal 10xHis-tagged and C-terminal Myc-tagged | CSB-EP340633HPX |
| F | Recombinant Human respiRatory syncytial virus B Fusion glycoprotein F0 (F), partial | Yeast | N-terminal 6xHis-tagged | CSB-YP516611HXK |
| M2-1 | Recombinant Human respiratory syncytial virus B Matrix M2-1 (M2-1) | E.coli | N-terminal 6xHis-tagged and C-terminal 6xHis-tagged | CSB-EP518618HXK |
参考文献：
[1] Crystal structure of a nucleocapsid-like nucleoprotein-RNA complex of respiratory syncytial virus. Science, 2009.
[2] Oral GS-5806 Activity in a Respiratory Syncytial Virus Challenge Study. The New England Journal of Medicine, 2014.
[3] A Randomized, Placebo-Controlled, Respiratory Syncytial Virus Human Challenge Study of the Antiviral Efficacy, Safety, and Pharmacokinetics of RV521, an Inhibitor of the RSV-F Protein. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 2020.
[4] Structure-Based Discovery of Allosteric Inhibitors Targeting a New Druggable Site in the Respiratory Syncytial Virus Polymerase. ACS Omega, 2024.
[5] Progress in studies on drugs and their target points against respiratory syncytial virus. Chinese Journal of Clinical Hepatology, 2020.
[6] Identification of RSV Fusion Protein Interaction Domains on the Virus Receptor, Nucleolin. Viruses, 2021.
[7] Probenecid Inhibits Respiratory Syncytial Virus (RSV) Replication. Viruses, 2022.
