《Antiviral Research》：Positive net antiviral benefit of bexarotene against patient-derived archetype and rearranged BK polyomavirus isolates
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BKPyV再激活导致肾移植患者移植物衰竭，现有疗法效果有限。本研究利用新型病毒复制检测方法，系统评估了维生素D衍生物（如bexarotene、fenretinide）和CDK抑制剂对野生型（ww-）及实验室适应型（rr-）BKPyV株的抑制作用。通过病毒动力学模型计算净抗病毒效益（NAB），发现bexarotene对两种病毒株均表现出强效且浓度范围广的抗病毒活性，其EC50值与临床治疗中的血药浓度相当，而fenretinide效果较弱但更集中。mTOR抑制剂sirolimus因抑制细胞生长而NAB为负，CDK抑制剂效果有限。研究证实维生素D衍生物作为潜在治疗策略，需进一步临床验证。
Pascal Feld | Lise Lauterbach-Rivière | Katharina Martha G?tz | Lina Kathrin Toews | Lucia Thuringer | Matthias Sommer | Jessica Schüssler | Martin Janssen | Michael St?ckle | David Schmit | Danilo Fliser | Thorsten Lehr | Sigrun Smola
德国萨尔兰大学医学中心病毒学研究所，D-66421 Homburg
摘要
BK多瘤病毒（BKPyV）的再激活可能导致肾移植受者的移植物失败，但目前尚无获批的抗病毒药物。尽管在患者中以原型（ww-）株为主，但药物筛选主要使用实验室改造过的重组（rr-）株，这可能限制了治疗效果的应用。在本研究中，我们采用了一种新的复制测定方法来评估视黄醇类和CDK抑制剂对患者来源的ww-和rr-BKPyV分离株的抗病毒活性。通过病毒动态模型，我们估算了化合物的净抗病毒效益（NAB），以确定其抗病毒效果是否独立于细胞生长抑制作用。结果表明，贝沙罗汀和芬雷替尼对多种患者来源的ww-和rr-BKPyV分离株均有效，其抗病毒活性优于阿维A酸（后者具有更强的株特异性），而他扎罗汀酸的效果较为有限。在整合所有实验数据集的模型中，贝沙罗汀在较宽的浓度范围内表现出积极的NAB，其EC50值与临床试验中观察到的血浆峰值水平相当。然而，芬雷替尼仅在较窄的浓度范围内显示出积极的NAB。CDK抑制剂Ro-3306和roscovitine的抗病毒效益有限或没有。值得注意的是，尽管mTOR抑制剂西罗莫司与贝沙罗汀联合使用时似乎具有叠加的抗病毒效果，但其实际表现为负面的NAB，这可能归因于其对细胞生长/存活性的影响。总之，贝沙罗汀是治疗移植患者BKPyV再激活的一个有前景的候选药物，显示出临床可实现的治疗效果。需要进一步进行临床验证，以将这些发现转化为移植受者的治疗方案。
引言
超过80%的成年人携带无症状的BK多瘤病毒（BKPyV）感染。在免疫抑制后，这种双链DNA病毒可能会重新激活[1]，导致肾移植受者发生多瘤病毒相关性肾病（PVAN）或造血干细胞移植（HSCT）患者出现出血性膀胱炎[2]。目前尚无FDA批准的针对BKPyV的特异性治疗方法，这构成了一个亟待满足的临床需求。
现有的治疗策略仍然不够理想，包括静脉注射免疫球蛋白（IVIG）、BKPyV中和单克隆抗体以及过继性病毒特异性T细胞疗法，这些方法都需要进一步的临床验证[3]。减少免疫抑制治疗会带来移植物排斥的风险[4]。一些属于mTOR（哺乳动物雷帕霉素靶点）抑制剂家族的免疫抑制药物，如西罗莫司，在体外实验中显示出抗病毒活性[5, 6, 7]，但其对患者的实际益处仍有争议[8, 9, 10]。候选抗病毒药物，如西多福韦、布林西多福韦、来氟米特和氟喹诺酮类，在体外实验中表现出抗病毒活性[11, 12, 13]，但缺乏临床疗效或存在副作用[3, 15]。
BKPyV特异性药物的开发受到限制，因为筛选试验中主要使用的是非编码控制区发生重组的实验室改造株（rr-NCCR），例如Dunlop 11, 13。尽管BKPyV在患者体内会通过多种重组方式演变，但野生型（原型，ww-）BKPyV在PVAN患者中仍占主导地位[16, 17]。因此，抗病毒疗法应同时针对ww-和rr-株。然而，患者来源的ww-株难以研究，因为它们在常规细胞培养系统（使用原代肾细胞）中的复制能力较弱[18, 19, 20]。
为了解决这一限制，我们最近建立了一种支持ww-BKPyV高效复制的测定方法[21]。这一进展使得能够系统地评估抗病毒化合物对临床相关病毒分离株的效果。
由于BKPyV缺乏内源性DNA聚合酶并依赖宿主细胞的DNA复制机制[1]，针对这一机制进行抗病毒干预存在潜在的副作用风险。视黄醇类化合物因其已建立的临床安全性而成为药物再利用的理想候选者。先前的研究已经证明了视黄酸受体（RAR）靶向的阿维A酸对ww-BKPyV的抑制作用[22]，但针对原型株的RXR选择性化合物尚未得到探索。
在这里，我们使用新的复制测定方法系统评估了具有不同受体特异性的视黄醇类化合物对患者来源的ww-和rr-BKPyV分离株的效果。我们比较了贝沙罗汀（选择性RXR激动剂，FDA批准用于皮肤T细胞淋巴瘤[23]）、芬雷替尼（临床试验中的选择性RAR-α/β激动剂[24, 25]）、阿维A酸（RAR激动剂[26]，以及对rr-BKPyV具有抗病毒活性的直接CDK1/2抑制剂[27]。通过病毒动态模型，我们估算了最有前景化合物的净抗病毒效益（NAB）。
贝沙罗汀对ww-和rr-BKPyV分离株表现出卓越的广谱抗病毒活性，在较宽的浓度范围内均显示出良好的NAB，表明其效果主要独立于细胞生长调节。该药物的表现优于其他视黄醇类化合物以及mTOR抑制剂西罗莫司（后者反而表现出负面的抗病毒效益）。这些发现表明贝沙罗汀是治疗BKPyV感染的有希望的候选药物。
部分内容
BKPyV感染
RPTEC（传代10-12）细胞被接种在96孔板中，培养基为BK复制培养基（BKRM，含有DMEM/Ham's F12（3:1）、10% FCS、青霉素（100 U/ml）、链霉素（0.1 mg/ml）、霍乱毒素（0.1 nM）、胰岛素（5 μg/ml）和三碘甲状腺原氨酸（0.02 nM）。一天后，根据焦斑形成测定法确定的感染复数（MOI），用BKPyV感染细胞1小时[21]。移除病毒接种物后，加入含有指定药物的新鲜BKRM。
BKPyV上调的CDKs的直接抑制剂具有细胞抑制或细胞毒性作用
重组的BKPyV株在RPTEC中上调G2/M期相关蛋白，这可能有利于病毒复制[27, 30, 31]。为了研究细胞周期调控对患者来源的ww-BKPyV的影响，我们使用了一种支持ww-BKPyV在RPTEC中高效复制的测定方法[21]。WWM12 ww株的感染导致CDK1和CDK2的mRNA及蛋白水平随时间增加（图1A-C和S13）。虽然实验室改造的Dunlop rr株的效果更强，可能是因为...
讨论
目前非常需要有效的抗病毒药物来治疗移植患者的BKPyV再激活。本研究表明，视黄醇类化合物贝沙罗汀和芬雷替尼能够抑制病毒诱导的CDK1/2上调，并显著抑制多种患者来源的ww-和rr-BKPyV分离株的复制，表现为病毒载量减少和TAg表达降低。关键的是，贝沙罗汀的抗病毒EC50值（10.3 μM）与临床观察到的血浆峰值浓度一致。
作者贡献声明
Lucia Thuringer：研究工作。
Lina Kathrin Toews：研究工作。
Katharina Martha G?tz：写作——审稿与编辑、软件使用、方法学、数据分析。
Sigrun Smola：写作——审稿与编辑、初稿撰写、项目监督、方法学、资金获取、数据分析、概念构思。
Lise Lauterbach-Rivière：写作——审稿与编辑、初稿撰写、方法学、研究工作、数据分析、概念构思。
Thorsten Lehr：写作工作。
数据获取
支持本研究所有发现的数据均可向通讯作者索取。
利益冲突
所有作者均无需要报告的财务或非财务利益冲突。
关于写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明
在准备本工作时，作者使用了Microsoft Copilot（GPT-4）和Claude 3.5 Sonnet（Anthropic）来优化语言表达。使用这些工具后，作者对内容进行了必要的审查和编辑，并对发表文章的内容负全责。
资助
本工作得到了以下机构的支持：Volkswagen Stiftung（资助编号：9B789）对S.S.的支持，Helmholtz-Institute for Pharmaceutical Research Saarland（HIPS）/Helmholtz Centre for Infection Research（HZI）对S.S.的支持，联邦教育与研究部（BMBF）对T.L.和S.S.的支持（资助编号：031L0027B），T.L.还得到了BMBF项目INSPIRATION（ERACoSysMed）（资助编号：031L0241）以及欧盟（Horizon Europe）项目SafePolyMed（资助编号：101057639）的支持。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
作者感谢Lisa Barg、Barbara Best、Angelina Glahn、Ruth Nord、Katrin Thieser和Anna Werle提供的优秀技术支持。
