尼帕病毒(Nipah virus, NiV)被世界卫生组织列为优先病原体，其致死率高达40%-100%，且具备跨物种传播和人际传播能力，被认为是继COVID-19之后最具潜力的全球健康威胁。尽管目前其基本繁殖数(R0)仅为0.48，但病毒基因组的高变异性可能增强其传播能力，这使得开发有效治疗方案成为当务之急。
在这项发表于《In Silico Research in Biomedicine》的研究中，Urvija Rani、Sachin Goel和Yatender Kumar团队对尼帕病毒进行了全面的比较分析，旨在揭示不同病毒株的遗传特征，识别关键的宿主-病原体相互作用，并发现潜在的抑制剂。
研究人员采用了多层次的计算生物学方法，包括全基因组分析、基因和蛋白水平比较、蛋白相互作用网络构建、功能富集分析、分子对接和分子动力学模拟。研究团队从NCBI数据库获取了来自马来西亚、柬埔寨、泰国、孟加拉国和印度的15个尼帕病毒株的全基因组序列，使用MEGA软件进行系统发育分析，通过Cytoscape构建宿主-病原体蛋白相互作用网络，利用DAVID进行功能富集分析，采用HawkDock和AutoDock Vina进行分子对接，并通过GROMACS进行100纳秒的分子动力学模拟。
全基因组分析结果显示，尼帕病毒基因组富含腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)，这种AT富集特性可能增强病毒的适应性和毒力。系统发育分析将病毒株分为两个主要分支：分支1包含马来西亚和柬埔寨株，分支2包含印度、孟加拉国和泰国株。孟加拉国株比马来西亚株多6个核苷酸，表明两者存在显著遗传差异。
基因水平分析聚焦于F基因(融合蛋白)、G基因(糖蛋白)、M基因(基质蛋白)和N基因(核衣壳蛋白)。G基因显示出最高的变异性，马来西亚株与其他毒株的序列一致性仅为90%，而N基因最为保守，序列一致性达98%-100%。
蛋白水平分析发现，糖蛋白(G)存在37个氨基酸残基变异，是变异最显著的病毒蛋白，而基质蛋白(M)仅显示6个变异。这种高变异性可能使病毒能够逃避免疫识别并适应新受体。
蛋白相互作用网络分析构建了包含132个节点和168个边缘的人-尼帕病毒互作网络。功能富集分析显示，病毒感染影响宿主的多种生物过程，包括病毒进入、毒力过程、mRNA剪接调控、蛋白泛素化和病毒核小体组装。KEGG通路分析揭示了与神经退行性变、坏死性凋亡、病毒致癌作用和系统性红斑狼疮等相关通路的富集。
分子对接研究发现，尼帕病毒糖蛋白与人类谷胱甘肽过氧化物酶1(GPX1)的相互作用具有pH依赖性。在pH 6.8条件下结晶的糖蛋白(PDB ID: 3D11)与GPX1的结合亲和力(ΔG)为-12 kcal/mol，涉及27个氨基酸残基；而在pH 5.6条件下结晶的糖蛋白(PDB ID: 2VSM)与GPX1的结合亲和力为-10.3 kcal/mol，涉及24个残基。
虚拟筛选从NPACT数据库的519种天然化合物中鉴定出三种最有潜力的糖蛋白抑制剂：Subtrifloralactone A(结合能-10.1 kcal/mol)、Subtrifloralactone B(-9.8 kcal/mol)和Limonin(-9.5 kcal/mol)。分子动力学模拟显示，Subtrifloralactone A与糖蛋白的复合物在整个100纳秒模拟中保持最稳定的轨迹，RMSD值在0.20-0.25纳米之间，并维持2-3个持续性氢键。
研究表明，马来西亚株与孟加拉国/印度株代表两个不同的尼帕病毒基因型。糖蛋白是变异最高的病毒蛋白，这种结构性灵活性可能增强病毒的适应性和毒力。虽然GPX1被确定为糖蛋白的潜在宿主因子，但其作为病毒受体的生物学意义仍需实验验证。最重要的是，研究发现Subtrifloralactone A是与尼帕病毒糖蛋白形成最稳定相互作用的天然化合物，具有开发为抗尼帕病毒治疗剂的潜力。
这项研究不仅增进了我们对尼帕病毒遗传多样性和宿主互作机制的理解，而且为开发针对这一高威胁病原体的治疗策略提供了有希望的先导化合物。未来研究应聚焦于这些抑制剂的体外和体内验证，以加速其向临床应用的转化。
