《iScience》：FGFR signaling and neddylation facilitate SARS-CoV-2 infection by modulating interferon induction and viral entry, respectively
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本研究针对SARS-CoV-2变异株不断出现导致现有抗病毒药物疗效下降的临床难题，通过全基因组CRISPR筛选技术发现NAE1和FGFR1两个新的宿主依赖性因子。机制研究表明，FGFR1通过下游MEK/ERK信号通路抑制干扰素(IFN)应答，而neddylation通路则通过调控TMPRSS2表达影响病毒进入环节。动物实验证实，抑制这两个靶点能显著降低病毒载量和肺部病理损伤，为开发广谱抗冠状病毒药物提供了新策略。
当全球还在与COVID-19疫情抗争时，科学家们面临着一个严峻挑战：SARS-CoV-2病毒不断变异，使得针对病毒本身的药物和疫苗效果大打折扣。就像打地鼠游戏一样，刚解决一个变异株，新的变异株又会出现。这种情况下，研究人员开始转变思路——与其追逐不断变异的病毒，不如瞄准那些病毒赖以生存的宿主细胞因子，这些宿主靶点通常更保守，不易产生耐药性。
在这项发表于《iScience》的研究中，Alberto Felix-Lopez等科学家展开了一场"猎杀"宿主依赖性因子的科学探索。他们利用先进的CRISPR基因编辑技术，对人类基因组进行地毯式搜索，试图找出那些对SARS-CoV-2感染至关重要的宿主基因。这场搜索最终锁定了两个关键靶点：NAE1（NEDD8激活酶）和FGFR1（成纤维细胞生长因子受体1）。这两个靶点最吸引人的地方在于，它们都有已获批或处于临床阶段的抑制剂，这意味着研究成果有望快速转化为临床治疗方案。
研究人员采用的主要技术方法包括：全基因组CRISPR-Cas9敲除筛选技术鉴定宿主依赖性因子；使用临床分离的SARS-CoV-2毒株（包括 ancestral Wuhan株和omicron B.1.1.529变异株）进行体外感染实验；通过反向遗传学系统构建 Spike△9突变病毒株；利用小鼠适应性SARS-CoV-2感染模型进行体内疗效评价；采用正常人支气管上皮细胞(NHBE)作为生理相关模型验证靶点重要性。
Novel host dependency factors for SARS-CoV-2
研究人员首先在过表达ACE2的HEK293T细胞中进行了全基因组CRISPR筛选，发现NAE1和FGFR1在病毒感染的细胞中显著富集。在验证实验中，NAE1抑制剂MLN4924使病毒滴度降低100倍以上，FGFR1抑制剂BGJ398也能抑制90%以上的病毒复制。值得注意的是，这些抑制剂对omicron变异株同样有效，说明这两个宿主靶点在不同病毒株间具有保守性。
Inhibition of FGFR enhances the IFN response
机制研究发现，FGFR1通过激活MEK/ERK信号通路来抑制干扰素应答。当使用BGJ398抑制FGFR1时，病毒感染的肺上皮细胞中IFNβ和干扰素刺激基因(ISG)的表达显著上调。在缺乏干扰素生产能力的Vero细胞中，BGJ398失去了抗病毒效果，这证实其作用确实依赖于完整的干扰素系统。
An internal deletion within the spike gene confers resistance to needylation inhibitors
一个有趣的发现是，病毒在MLN4924压力下快速产生了耐药性。测序结果显示，耐药病毒在刺突蛋白N端结构域(NTD)出现了9个氨基酸（第68-76位）的缺失。通过反向遗传学构建的Spike△9突变病毒对MLN4924完全耐药，结构分析表明该缺失使NTD结构更加稳定。
The NAE1 inhibitor MLN4924 disrupts early stages of SARS-CoV-2 infection
进一步实验表明，MLN4924主要影响病毒进入阶段。该药物能显著降低TMPRSS2的表达水平，而Spike△9突变病毒由于结构改变，其膜融合能力对TMPRSS2的依赖性降低，从而绕过了neddylation抑制的影响。
Targeting host factors reduces viral load in vivo
在BALB/c小鼠模型中，NAE1抑制剂（MLN4924、TAS4464）和FGFR通路抑制剂（BGJ398、binimetinib）均能显著降低肺部病毒载量和病理损伤。组织学分析显示，药物治疗组的肺泡隔增厚、血管周围炎症浸润等病理变化明显减轻。
研究结论表明，靶向宿主依赖性因子NAE1和FGFR1能通过不同机制协同抑制SARS-CoV-2感染：FGFR信号通路通过抑制干扰素应答为病毒复制创造有利环境，而neddylation通路则通过调控TMPRSS2影响病毒进入。尽管宿主靶向药物理论上应具有更高的耐药屏障，但本研究发现的 Spike△9突变提示病毒仍可能通过适应性进化产生耐药性。这项研究的重要意义在于为开发广谱抗冠状病毒药物提供了新方向，特别是针对FGFR和neddylation通路的抑制剂已有临床开发基础，有望加速其向临床应用的转化。
