《Emerging Microbes & Infections》：FDA-approved IMPDH inhibitors synergize with ribavirin to inhibit respiratory syncytial virus by interfering with purine de novo synthesis
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本综述创新性地建立高通量药物协同筛选系统，成功鉴定了已获FDA批准的IMPDH（肌苷一磷酸脱氢酶）抑制剂（霉酚酸酯/霉酚酸），它们能与利巴韦林（RBV）产生强效协同效应，共同抑制呼吸道合胞病毒（RSV）和人偏肺病毒（hMPV）的复制。其核心机制在于IMPDH抑制剂通过抑制宿主细胞内GTP的从头合成，降低GTP库，从而促进了RBV（一种核苷类似物）在病毒复制过程中被错误掺入基因组，最终通过诱导致死性突变增强抗病毒效力。该组合策略在小鼠模型中也展现出显著的治疗潜力，为临床应对RSV和hMPV感染提供了一种基于“老药新用”的协同治疗新思路。
高通量协同筛选发现可增强利巴韦林抗病毒活性的FDA已批准药物
呼吸道合胞病毒（RSV）是导致婴幼儿和老年人严重下呼吸道感染的主要病原体，临床治疗选择有限。利巴韦林（RBV）虽是FDA批准的抗RSV药物，但其疗效有限且存在剂量依赖性毒性。传统的联合疗法要求两种药物均具备直接抗病毒活性，这大大限制了组合范围。为此，研究者开发了一种创新的高通量协同筛选系统，旨在从FDA已批准的药物库中，发现那些即使自身抗病毒活性微弱、但能通过作用于细胞通路来增强RBV效力的化合物。该系统利用表达绿色荧光蛋白（EGFP）的重组RSV临床株（rRSV-A-EGFP），在384孔板中对3104种FDA批准药物与RBV（2 μM）的组合进行了系统评估，并采用Bliss独立性模型分析协同效应。经过初筛和两轮复筛，最终成功鉴定出两种特异性肌苷一磷酸脱氢酶（IMPDH）抑制剂：霉酚酸酯（MMF）及其活性代谢物霉酚酸（MPA）。
霉酚酸酯与利巴韦林在体外对RSV感染展现协同效应
验证实验证实，在亚微摩尔浓度下，MMF或MPA单用对RSV感染无影响，但与RBV联用时，能显著增强RBV的抗病毒效力，且无细胞毒性。这种协同效应在HEp2、Huh7、BEAS-2B和A549等多种细胞系中得到验证，并且对RSV的A基因型（使用RSV-A-EGFP、RSV-A-Nluc和野生型RSV-A-WT验证）、B基因型（RSV-B-EGFP）均有效。进一步的表型分析显示，药物组合能降低病毒感染率、病毒滴度以及RSV-F蛋白的表达水平。
霉酚酸酯靶向IMPDH2并通过降低GTP水平增强利巴韦林抗RSV效力
为确认MMF/MPA通过靶向IMPDH发挥协同作用，研究者测试了其他三种不同骨架的IMPDH抑制剂（AVN-944, VX-497, Mizoribine），它们均与RBV表现出显著的协同抗病毒活性，提示IMPDH是关键宿主靶点。IMPDH是鸟苷从头合成的关键酶，其抑制会减少细胞内GTP水平。实验表明，补充外源性GTP能够逆转MMF与RBV的协同抗病毒效应。通过构建IMPDH2敲低的Huh7细胞系，发现RBV在敲低细胞中抗病毒作用增强，而补充GTP同样可逆转此协同效应，直接证明了IMPDH2的作用。超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）和酶联免疫吸附测定（ELISA）分析证实，MMF处理能以剂量依赖的方式降低细胞内GTP水平，而外源性GTP的补充可以恢复被MMF降低的GTP水平。
其作用机制在于：RBV进入细胞后被磷酸化为活性形式RBV-TP，作为GTP的竞争性类似物。当IMPDH抑制剂降低细胞内GTP池时，病毒RNA依赖性RNA聚合酶（RdRp）在复制过程中错误掺入RBV-TP的几率增加。这种错误掺入会损害复制保真度，导致致死性突变的积累。研究者通过测定病毒特异性感染力（TCID50/基因组拷贝数）和深度二代测序（NGS）分析突变频率，直接验证了这一机制。与对照组相比，RBV单药处理使病毒特异性感染力降低2倍以上，而MMF与RBV联用则使其降低超过100倍。NGS数据进一步显示，RBV处理增加了病毒的突变频率，而MMF的协同作用进一步放大了这种突变频率的增加。
外源性GTP补充逆转气-液界面培养模型中的协同抗病毒效应
为在更接近体内环境的情况下验证该机制，研究使用了人气道支气管上皮细胞（HBECs）在气-液界面（ALI）分化的肺类器官模型。结果再次证实，MMF与RBV联用能显著抑制RSV感染，而外源性GTP的补充可有效逆转这种协同抗病毒活性，这与常规细胞系模型中的发现一致，为所提出的机制提供了进一步支持。
霉酚酸酯在体内增强利巴韦林的抗RSV疗效
研究进一步在BALB/c小鼠模型中评估了MMF与RBV的协同效应。小鼠在RSV-A-Nluc病毒感染前2小时开始给药，每日两次，持续四天。体内生物发光成像显示，与RBV单药治疗组相比，MMF与RBV联合治疗能显著降低肺部病毒载量。组织学分析（H&E染色）和免疫荧光分析也表明，联合治疗组比RBV单药组更能减轻RSV诱导的肺部炎症和损伤，而MMF单药则无明显保护作用。这些体内实验证明，MMF自身虽无显著抗病毒活性，但能显著增强RBV的疗效。
霉酚酸酯与利巴韦林对hMPV感染同样显示协同效应
人偏肺病毒（hMPV）与RSV同属肺炎病毒科，临床表现相似，目前也无特异性抗病毒药物。研究在Huh7-TMPRSS2细胞中评估了MMF与RBV对hMPV的协同作用。剂量反应协同矩阵分析显示，二者在多种浓度组合下均存在显著协同效应。同样，外源性GTP的补充也能逆转该协同抗病毒作用，表明这一协同机制在肺炎病毒科内可能具有保守性。
讨论与展望
该研究通过创新的筛选策略，发现了FDA已批准的IMPDH抑制剂与RBV的协同抗病毒作用，并阐明了其通过降低宿主细胞GTP库以增强核苷类似物错误掺入的机制。这一“老药新用”的组合策略具有多重优势：可降低各药物的使用剂量从而减少毒副作用；针对宿主靶点可能具有更高的耐药屏障；其机制可能适用于更广泛的病毒（如同科的hMPV）。这为临床治疗RSV和hMPV感染提供了新的思路。未来研究可进一步探索IMPDH抑制如何影响宿主细胞代谢全景，并利用更广泛的化合物库和功能组学技术，系统性地发现能增强RBV或其他核苷类似物疗效的宿主靶点，为应对新发突发病毒性传染病提供早期干预策略。
