消除肝炎不容等待，Biacore始终陪伴左右

7月28日，又将迎来世界肝炎日。2021年，世卫组织（WHO）以“Hepatitis can’t wait”为主题庆祝世界肝炎日，呼吁各国共同努力，到2030年消除病毒性肝炎这一公共卫生威胁。病毒性肝炎是由多种肝炎病毒引起的以肝脏病变为主的一种传染病。病毒性肝炎的病原学分型，目前已被公认的有甲、乙、丙、丁、戊五种肝炎病毒，分别写作HAV、HBV、HCV、HDV、HEV，除乙型肝炎病毒为DNA病毒外，其余均为RNA病毒。WHO的数据显示，全世界有超过 3.54 亿人患有慢性肝炎；尽管现在已有有效的HAV、HBV疫苗，但每天仍新增近万例的肝炎感染，每年有超过 140 万人死于晚期肝病和肝癌。我国是世界范围内的肝炎大国，其中仅乙肝和丙肝感染者就高达1亿人。因此，高效、特异的药物研制尤为迫切，消除肝炎不容等待。

近年来，中国科学家在抗多种肝炎病毒（HAV、HBV、HCV、HDV、HEV）药物的设计与发现中硕果累累，为全人类的健康贡献非凡。Biacore作为分子互作的“金标准”，已助力近五万篇文章的发表与上百款药物的上市，在肝炎药物的研究中，Biacore同样表现出色！接下来，小编带大家赏析几篇Biacore与肝炎药物设计和发现的故事。

中科院生物物理研究所、四川大学等单位合作在《Plos Biology》上发表了题为“Structural basis for neutralization of hepatitis A virus informs a rational design of highly potent inhibitors”的研究成果，该研究发现甲型肝炎病毒只有一个保守的抗原表位，基于该抗原表位，他们发现一种用于头颈部癌症治疗药物golvatinib可以作为治疗甲型肝炎病毒感染药物开发的先导化合物。

科研人员筛选分离得到了4个HAV中和性抗体（F4, F6, F7和F9），加上先前实验获得的中和性抗体R10，至此获得了5个中和性抗体。然后使用Biacore，检测HAV全颗粒与5个中和抗体的亲和力KD和动力学（Ka和kd）（图2）。结果显示，5个中和性抗体（F4, F6, F7, F9和R10）与HAV均能结合，并且亲和力均高达nM级别，分别为5.14 nM, 2.19 nM, 7.10 nM, 7.18 nM和8.13 nM。

为了进一步了解5个中和性抗体识别HAV的相同表位还是不同表位，科研人员使用Biacore进行了表位分析（Epitope binning）（图3）。结果显示，R10 的结合阻止了其他 4 个中和性抗体与 HAV 的结合，表明这 5 个中和性抗体结合在HAV的同一块表位，该数据与高分辨率冷冻电子显微镜 (cryo-EM) 结构结果高度一致，这表明 HAV 的这个抗原表位可作为药物设计的主要目标。基于该保守抗原表位，科研人员进行了计算机虚拟筛选，从 DrugBank 数据库中成功鉴定了一种名为golvatinib的潜在抑制剂。体外测定证实了其阻断病毒感染的能力并揭示了其中和机制。该方法可用于设计治疗小核糖核酸病毒感染的有效药物。

厦门大学在《Antibody Therapeutics》上发表了题为“Novel monkey mAbs induced by a therapeutic vaccine targeting the hepatitis B surface antigen effectively suppress hepatitis B virus in mice”的研究成果，该研究发现HBV疫苗诱导的单克隆抗体（hu1-23 和 hu3-23）可有效抑制乙型肝炎病毒，是具有伟大前景的乙型肝炎治疗性候选药物。并且，该研究也为药物的研发提供了新思路。

科研人员从接种CR-T3-SEQ13 (HBsAg aa 113-135) 疫苗的食蟹猴中分离出多个anti-HBsAg的单克隆抗体，其中C1-23和C3-23显示出最好的HBsAg 清除率和病毒抑制功效。进一步对C1-23和C3-23进行人源化改造，分别命名为hu1-23和hu3-23。使用Biacore，对二者与HBsAg的亲和力KD检测，结果显示亲和力均在nM级别，分别为1.06 nM和1.12 nM（图4）。

复旦大学、普陀中心医院等单位合作在《Mabs》上发表了题为“A human monoclonal antibody against small envelope protein of hepatitis B virus with potent neutralization effect”的研究成果，该研究利用phage display和Biacore相结合的方法，找了能够特异性结合HBV小包膜蛋白(S)的单克隆抗体G12，并且该抗体能够显著降低小鼠的血清 HBsAg 滴度，具有潜在治疗效果。

科研人员通过phage display筛选到了HBFab12和HBFab21，据此构建为IgG1单克隆抗体，分别命名为G12和G21。为进一步验证两个单克隆抗体与HBV小包膜蛋白(S)的结合情况，科研人员使用Biacore，对其亲和力KD和动力学（Ka和kd）进行检测，结果显示G12和G21与抗原的亲和力均在nM级别，分别为7.56 nM和8.04 nM（图5）。在 HBV 持续存在的转基因小鼠模型中，单次腹腔注射 G12 显着降低了所有 7 只小鼠的血清 HBsAg 滴度，表明G12是治疗乙型肝炎的潜在候选药物。

南开大学、天津市国际生物医药联合研究院等单位合作在《Plos One》上发表了题为“Discovery of Novel Hepatitis C Virus NS5B Polymerase Inhibitors by Combining Random Forest, Multiple e-Pharmacophore Modeling and Docking”的研究成果，该研究利用虚拟筛选和Biacore相结合的方法，找到了5 个潜在的HCV NS5B 聚合酶抑制剂供进一步优化和开发，作为治疗丙型肝炎病毒感染药物开发的先导化合物。

科研人员采用基于随机森林 (RB-VS)、电子药效团 (PB-VS) 和对接 (DB-VS) 的虚拟筛选方法，筛选 InterBioScreen 数据库，最终获得了5个潜在的靶向HCV NS5B 聚合酶的化合物。为验证虚拟筛选得到的化合物是否与NS5B结合以及亲和力KD数据，研究人员使用Biacore进一步验证，结果显示，各化合物与NS5B的结合均在μM 级别（KD = 4.67–123.1 μM），其中N2与NS5B的结合最强（图6），与抗病毒活性的结果一致（EC50）。另外，所有化合物均能抑制 HCV NS5B 聚合酶的活性（IC50），并且除了N2显示出较弱的细胞毒性，其他均无细胞毒性（CC50 > 100 μM）。至此，找到了5 个潜在的HCV NS5B 聚合酶抑制剂供进一步优化和开发，作为治疗HCV感染药物开发的先导化合物。

清华大学、NIBS、北京大学等单位合作在《eLife》上发表了题为“A potent human neutralizing antibody Fc-dependently reduces established HBV infections”的研究成果，该研究发现了一种有效的靶向 preS1的中和抗体 ，一方面可以阻止乙型肝炎HBV和丁型肝炎HDV的感染，同时又能通过与FcγRs的结合，杀死已经入侵的HBV病毒，从而为 HBV 治疗提供了一种新的抗体-Fc 依赖性策略。

科研人员从噬菌体文库中鉴定了六个抗 preS1抗体，进一步实验表明，其中抗体2H5-A14 通过结合preS1 ，抑制其与 NTCP 的结合，从而阻止乙型肝炎HBV和丁型肝炎HDV的感染。为了进一步验证 2H5-A14 的 ADCC 活性，科研人员使用Biacore，检测了抗体2H5-A14与FcγRs受体的结合情况，结果显示2H5-A14与FcγRs受体均能结合（图7），表明中和性抗体2H5-A14 可以通过Fc-FcγR互作依赖的效应功能（如ADCC）杀死靶细胞。

由此可见，Biacore广泛应用于各型肝炎病毒药物的研究，在肝炎病毒药物研究的道路上，始终有Biacore相伴！相信在不久的将来，多种肝炎特效药将陆续上市，造福数以亿计的患者。

自 1990 年上市至今，Biacore作为唯一被中美日药典收录的分子互作检测“金标准”，已广泛应用到基础科研与药物开发的多个领域。截至目前，借助 Biacore 累计发表的文章已近50000 篇，超过百种的已上市药物的研发、申报、生产过程中也均有 Biacore 的身影。相信有了Biacore助力“产学研”，未来一定会有越来越多的药物从研发走向上市。