清华等团队从蝙蝠“百毒不侵”中找答案：发现新冠病毒*制剂抑**
蝙蝠是“百毒不侵”的天然病毒蓄水池，它们为什么携带大量病毒却免受其害？人类是否可以从这里寻求一条对付多种病毒的普适性思路？
北京时间3月31日，清华大学结构生物学高精尖创新中心、杜克-新加坡国立大学医学院、中国疾控中心、中科院动物研究所、美国杜克大学的研究团队联合在论文预印本网站BioRxiv在线发表了一项最新研究，“Orthogonal genome-wide screenings in bat cells identify MTHFD1 as a target of broad antiviral therapy”。
研究团队通过对蝙蝠细胞的两万多个基因进行系统全面的筛查，确定了数十个病毒复制所依赖的关键蝙蝠基因，并发现了一个共同的新的宿主基因MTHFD1。进一步的研究发现蝙蝠细胞的MTHFD1表达水平比人类相应组织的细胞要低很多，这可能和蝙蝠适应飞行生活的生理变化有关。研究团队最终发现宿主蛋白MTHFD1的*制剂抑**carolacton可有效抑制新冠病毒复制。传统的抗病毒药物以病毒蛋白作为靶点，它们在应对不断出现的多种不同类别的病毒时很难发挥作用，而且病毒也很容易通过突变自身基因而产生耐药性。相比之下，由于多种病毒在细胞内复制需要很多共同的宿主蛋白才能完成复制周期，所以针对病毒复制依赖的宿主蛋白的新型抗病毒药物可能具有广谱性和不易产生耐药性的优点。蝙蝠是埃博拉病毒、SARS-CoV、MERS-CoV、亨尼巴病毒属和新冠病毒等病毒的天然宿主。作者们认为，蝙蝠的生理学研究和基因组测序结果为解释其耐受病毒的能力提供了多种解释，而功能基因组学筛选可以帮助我们进一步理解病毒感染蝙蝠细胞所需要的宿主因子。
两万多个基因筛选：蝙蝠与人类的病毒感染机制有何不同？
基于以上背景，研究团队建立了第一个蝙蝠（黑妖狐蝠，Pteropus alecto）的全基因组CRISPR敲除文库并完成了黑妖狐蝠肾上皮细胞（PaKi细胞）的流感病毒感染的全基因组CRISPR筛选，从中找到了20多个病毒复制所依赖的宿主因子。与此同时，杜克-新加坡国立大学医学院的王林发课题组用RNA干扰（RNAi）的方法进行了蝙蝠细胞针对腮腺炎病毒感染的筛选，找到了数十个病毒依赖的宿主因子。通过对两个课题组的筛选结果进行比较，研究团队发现其中都包括细胞内吞作用和蛋白分泌通路的重要基因，这些跟人类细胞的病毒感染是类似的，说明蝙蝠细胞和人类细胞的病毒感染对这些通路的依赖是保守的。除此之外，两组筛选都发现了一个共同的新的宿主基因MTHFD1。MTHFD1编码亚甲基四氢叶酸脱氢酶，是DNA和RNA的组成成分嘌呤碱基从头合成的重要代谢酶。非常有意思的是，以前的工作在人体细胞的全基因组筛选病毒宿主因子都没有发现MTHFD1。进一步的研究发现蝙蝠细胞的MTHFD1表达水平比人类相应组织的细胞要低很多，这可能和蝙蝠适应飞行生活的生理变化有关。总体来说，研究团队通过对蝙蝠细胞的两万多个基因进行系统全面的筛查，确定了数十个病毒复制所依赖的关键蝙蝠基因。这些基因在蝙蝠和人类*功中**能是保守的，但是基因表达水平的物种差异可能决定了病毒感染的不同的病理结果。
发现*制剂抑**carolacton
研究团队进一步发现，RNA病毒包括腮腺炎病毒、马六甲病毒、寨卡病毒等都对MTHFD1的缺失非常敏感，而MTHFD1的*制剂抑**carolacton对于上述病毒的复制有非常强的抑制作用。这个现象在蝙蝠和人类细胞都很显著。Carolacton是一种天然产物，被作为抗生素候选分子用于抑制细菌的菌膜生成。研究团队发现carolacton也能有效的抑制新冠病毒在人体细胞中的复制，而且抗病毒有效浓度远远低于细胞毒性浓度，展示出了良好的成药性蝙蝠的基因筛查导致了MTHFD1这个全新的抗病毒药物靶点及carolacton这个抗病毒小分子的发现。这个结果也提示我们可以从研究蝙蝠的病毒感染机制中学习到如何应对病毒感染。
蝙蝠细胞的全基因组CRISPR筛选找到一个RNA病毒复制的关键宿主因子MTHFD1，其*制剂抑**carolacton能有效抑制新冠病毒在灵长类动物细胞系中的复制。研究团队后续将在动物感染模型上进一步对carolacton及其衍生物的抗病毒功能进行临床前测试，希望能将其作为一种广谱抗病毒药物早日推向临床。MTHFD1相关的基因对病毒的影响及其药物靶向的研究也有望提供更多的候选药物分子。
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