乌米芬诺韦通过抑制病毒复制和调节先天免疫，保护克拉克氏螯虾（Procambarus clarkii）免受白斑综合征病毒的侵害

《Fish & Shellfish Immunology》：Umifenovir Protects Procambarus clarkii Against White Spot Syndrome Virus by Suppressing Viral Replication and Modulating Innate Immunity

白斑综合征病毒（WSSV）对甲壳类水产生物养殖造成严重威胁，但有效抗病毒药物仍匮乏。本研究系统评估了临床抗病毒药物乌米芬诺韦对WSSV感染螯虾的疗效及机制，证实其安全窗口宽，可剂量依赖性抑制病毒基因转录与复制，并通过增强抗氧化能力、调节免疫信号通路、改善蛋白稳态等多途径协同作用，显著提高宿主存活率。该研究首次揭示乌米芬诺韦在甲壳类动物中的广谱抗病毒潜力及免疫调控机制，为水产生物抗病毒药物开发提供新策略。

　　

陈成|李博涵|王超宇|王二龙|刘天强|赵哲

中国江苏省海洋生物资源可持续利用工程研究中心，河海大学海洋学院，南京

摘要

白斑综合征病毒（WSSV）仍然是甲壳类水产养殖中最具破坏性的病毒病原体之一，但目前仍缺乏有效的抗病毒剂。乌米芬诺韦（Umifenovir）是一种临床批准的广谱抗病毒药物，具有良好的安全性和免疫调节特性；然而，其在水生无脊椎动物中的抗病毒潜力尚未得到研究。在这项研究中，我们系统评估了乌米芬诺韦对克氏螯虾（Procambarus clarkii）WSSV感染的抗病毒效果和免疫机制。毒性评估和ADMET预测分析证实了乌米芬诺韦在克氏螯虾中的广泛安全窗口。体内感染实验表明，乌米芬诺韦以剂量、组织和时间依赖的方式显著抑制了WSSV的复制，在30 mg/kg剂量下24小时后达到了97.26%的抑制率。该处理还减少了病毒基因从早期到晚期的转录，并提高了感染宿主的存活率。无论是预防性还是治疗性给药都提供了强大的抗病毒保护。从机制上讲，乌米芬诺韦抑制了WSSV复制所需的关键病毒基因的转录，并破坏了病毒对先天免疫信号通路的调控。此外，乌米芬诺韦增强了抗氧化能力，减轻了氧化应激和炎症反应，并抑制了病毒诱导的细胞凋亡。同时，乌米芬诺韦减少了与病毒复制相关的异常蛋白质积累，提高了溶酶体酶活性，表明蛋白质稳态得到恢复，先天免疫功能得到加强。总体而言，这些发现首次证明了乌米芬诺韦通过协同抑制病毒复制和调节宿主免疫反应，在甲壳类动物中表现出强大的抗WSSV活性，为其免疫调节作用提供了新的机制见解。鉴于其良好的安全性和工业合成的可行性，乌米芬诺韦成为免疫干预的一个有前景的抗病毒候选药物，为未来的水产养殖疾病控制策略提供了潜在的转化基础。

引言

水产养殖在全球食品生产中发挥着越来越重要的作用，提供了高质量的动物蛋白和必需的微量营养素，同时支持区域经济发展[1]、[2]。在可持续水产养殖的主要挑战中，病毒性疾病仍然是一个主要限制因素。白斑综合征病毒（WSSV）尤其具有破坏性，导致全球范围内甲壳类动物的大范围死亡和严重的经济损失，这突显了加强甲壳类养殖疾病控制的迫切需求[3]、[4]、[5]、[6]、[7]。WSSV的特点是宿主范围广、系统感染迅速以及短时间内高死亡率。由于无脊椎动物疫苗接种的局限性，抗病毒剂仍然是控制WSSV爆发最实用和最迫切需要的策略之一[5]、[8]。

药物再利用为水产养殖中的抗病毒开发提供了一种成本效益高且节省时间的方法，利用现有的安全性、药代动力学和临床数据[9]、[10]。几种已批准的人类抗病毒药物已在水生病毒模型中进行了评估，但大多数药物存在宿主或病毒特异性限制，包括疗效弱、潜在毒性或不适合水生生理条件。这些挑战凸显了继续需要安全且与宿主兼容的抗病毒候选药物的需求，这些药物需要基于机制洞察而不仅仅是经验筛选[11]、[12]、[13]、[14]、[15]。

乌米芬诺韦（C₂₂H₂₅BrN₂O₃S，CAS: 131707-25-0）是一种临床批准的抗病毒药物，具有公认的安全性和针对多种人类病毒的广谱活性，主要通过干扰病毒进入和调节宿主先天免疫反应发挥作用[16]、[17]、[18]。其抗病毒机制涉及甲壳类动物抗病毒防御的核心过程，表明其在水生物种中可能具有潜在的机制相关性。此外，乌米芬诺韦具有多种生物活性，并且可以通过成熟的灵活工业合成方法生产，这为其药物开发带来了希望[19]。然而，乌米芬诺韦是否能在甲壳类动物中提供抗病毒保护并在病毒感染期间调节宿主反应仍不清楚，这凸显了水产养殖疾病控制和免疫干预方面的关键知识空白。

在这项研究中，使用克氏螯虾（Procambarus clarkii）作为体内感染模型来评估乌米芬诺韦对WSSV的抗病毒效果[20]。我们评估了其对宿主存活、病毒复制、免疫相关基因表达、酶活性和生理生物标志物的影响。鉴于其良好的安全性和成熟的工业合成方法，乌米芬诺韦成为进一步开发为甲壳类动物抗病毒药物的有希望的候选药物，并为未来的疾病控制策略提供了机制上的见解。

部分摘要

动物、药物和病毒准备

健康的克氏螯虾（Procambarus clarkii）从中国湖北省武汉的一个当地水产品市场获得，平均体重为12.16 ± 0.37克。实验前，将这些螯虾置于消毒过的容器（体积19.1升，尺寸23 × 16 × 13厘米）中，其中含有约13升充氧的淡水，适应7天。每天喂食一次，饲料量约为体重的2%。水质参数保持如下：温度24.5-25.5°C。

乌米芬诺韦在克氏螯虾中的安全浓度范围

使用DMPNN rdkit2D模型以及Lipinski的五规则和Veber的标准，评估了乌米芬诺韦的物理化学和药代动力学特性。乌米芬诺韦满足了14个关键药物相似性参数中的12个，包括fChar（0）、灵活性（0.471）、logD（3.497）、logP（4.083）、logS（-4.809）、MaxRing（9）、分子量（476.08）、nHA（5）、nHD（1）、nHet（7）、nRig（17）、nRing（3）、nRot（8）和TPSA（54.7），表明其具有良好的膜通透性、口服生物利用度等。

讨论

2022年，甲壳类水产养殖的全球市场价值达到数百亿美元，凸显了其在更广泛食品生产系统中的重要作用[1]。白斑综合征病毒（WSSV）因其高毒力和广泛分布而成为甲壳类养殖的主要威胁，是一种高度普遍且致命的病原体。尽管WSSV造成了巨大的经济损失，但目前仍没有有效的疫苗或抗病毒剂来控制它，这突显了……

结论

总体而言，本研究首次证明乌米芬诺韦通过抑制病毒复制和调节宿主免疫反应，有效保护了克氏螯虾（Procambarus clarkii）免受WSSV感染。乌米芬诺韦抑制了病毒基因的表达和转录，调节了先天免疫途径和免疫相关基因，减少了细胞凋亡、氧化应激和炎症反应，并恢复了蛋白质稳态。它还减少了病毒诱导的蛋白质积累，并增强了溶酶体功能。

伦理声明

本研究遵循河海大学动物实验委员会批准的伦理指南和动物福利协议进行。

作者贡献声明

陈成：概念构思、数据分析、实验实施、撰写——初稿。

李博涵：概念构思、实验实施、撰写——初稿。

王超宇：数据整理。

王二龙：数据可视化、数据分析。

刘天强：资金获取、撰写-编辑。

赵哲：项目管理、监督、撰写-审稿与编辑。

所有数据均为内部生成，未使用任何论文生成服务。

所有作者同意对其负责。

资助

本研究得到了深圳市科技创新计划（JCYJ20250604185746061）、江苏省现代农业关键技术集成与推广项目（2025-JCTG-22）、中央高校基本科研业务费（B250201282）、中国博士后科学基金会（2025M783162）、江苏省农业重大技术协作推广项目（2025-ZYXT-03）以及国家自然科学基金（32303067）的资助。

致谢

作者感谢河海大学江苏省海洋生物资源可持续利用工程研究中心在实验动物饲养和福利管理方面的技术支持。