乙肝病毒（HBV）感染是全球主要公共卫生问题之一，有超过2.5亿人慢性感染HBV。他们中许多人还同时感染了丁肝病毒（HDV），这是一种卫星病毒，需要依赖于乙肝病毒才能完成自我复制和表达。
乙肝药物发现，围绕进入步骤，蛋白质工程提供研究NTCP有价值方法
一、HBV新药物靶点：NTCP
上述两种常见病毒的慢性感染经常导致严重肝病，包括肝硬化和肝细胞癌，尽管目前抗病毒疗法可以控制HBV复制并减缓疾病进展，但HBV领域依然存在未满足的医疗需求。在慢乙肝新机制候选药物中，我们已经看到HBV进入抑制剂的多款开发进展，这主要是源于科学家通过鉴定HBV和HDV的高亲和力肝宿主受体，即Na+/牛磺胆酸盐协同转运多肽（NTCP，基因符号SLC10A1），它在对抗HBV方面取得了显著进展。
除了作为胆汁酸的肝脏摄取转运蛋白的主要功能外，NTCP还对HBV和HDV进入肝细胞步骤至关重要！由于这一高级别发现，NTCP也成为HBV/HDV感染患者药物开发的重要方向之一。德国吉森大学两位科研人员DariuszZakrzewicz和JoachimGeyer在Biomedicines期刊上发表了一项研究与运用NTCP药物发现直接相关。
来自：Biomedicines，使用AlphaFold预测的人类NTCP的三维模型
二、使用计算方法生成3DNTCP预测模型
研究人员介绍了一种新颖的机器学习方法——人类NTCP结构预测：同源性和计算方法，可将有关蛋白质结构的物理和生物学知识，利用多序列比对，融入深度学习算法的设计中。这一进展导致了对许多完整膜蛋白的结构预测，例如hNTCP序列号：AF-Q-F1），从而可以更深入地了解蛋白质折叠以及特定氨基酸在分子功能和相互作用中的作用。
三、蛋白质工程研究NTCP
药物开发的一个重要先决条件是深入了解靶蛋白的三级/四级结构及其在配体结合时经历的构象转变。核磁共振(NMR)光谱学和X射线晶体学仍然是确定独特的大分子结构和检测它们在溶液中动力学的主要方法。最近，冷冻电子显微镜(cryo-EM)在分辨率方面取得了显著改进并提供了几个优点：
1、只需要少量蛋白质；
2、不需要蛋白质晶体形成；
3、最重要的是，可以在生物学相关环境中研究天然、水合状态的蛋白质。
来自Biomedicines，胆汁酸转运和HBV/HDV结合所必需的NTCP区域和氨基酸
然而，上述所有方法都需要耗时且实验室密集型纯化稳定、正确折叠合功能活性的蛋白质，对于NTCP等膜受体/转运蛋白而言，这非常有挑战性。除了基于蛋白质结构同源性或高度精确的计算方法（如AlphaFold）的预测模型外，迄今为止尚未报道人类NTCP的确切结构。
尽管蛋白质工程方法，可能会增加蛋白质在体外的错误折叠/展开倾向，但如果控制得当，这种方法依然可以提供关于蛋白质结构确定、拓扑结构、蛋白质-蛋白质相互作用以及底物/配体的难以估量的信息。简单来说，研究人员表达的意思是，蛋白质工程方法在研究NTCP功能方面很有价值。
4、NTCP对于HBV/HDV药物发现重要性
在乙肝病毒全生命周期中，首先是乙肝病毒通过与肝细胞上的硫酸乙酰肝素蛋白聚糖的低亲和力结合与宿主连接。随后乙肝病毒与宿主表面蛋白受体相互作用，以利用网格蛋白介导的内吞途径进行内化。年，NTCP被科学家确定为HBV和HDV的高亲和力肝受体，这一重要发现为开发通过NTCP抑制作用的新型HBV/HDV进入抑制剂提供有价值信息。
研究人员介绍，在31种FDA批准的能够抑制NTCP依赖性胆汁酸摄取化合物中，药物包括厄贝沙坦、依折麦布、利托那韦、普萘洛尔、黄体酮、波生坦和免疫抑制剂环孢素A(CsA)。CsA可以通过干扰preS1肽和NTCP与IC.31–1.2M的相互作用以NTCP依赖性方式抑制HBV感染。相比之下，肉豆蔻酰化的preS1肽本身能够以80pM的IC50高效阻断HBV感染，从而为开发MyrcludexB提供了先决条件。
MyrcludexB在原代人类肝细胞中对胆汁酸转运的IC50值为52.5nM，但在低得多的浓度下阻断HBV感染（HBV感染的IC50值为80pM）。因此，这种合成脂肽由preS1区域的aa2-48组成，以及在2b/3a期临床试验中证明了对抗感染的有益效果，表明在单一治疗6个月后，HBV/HDV慢性合并感染患者的HDVRNA水平显著下降！目前，MyrcludexB已经在欧洲获批用于治疗慢性HDV感染，药品名称为Bulevirtide(Hepcludex)。
小番健康结语：我们简单梳理一下，德国吉森大学两位研究人员的观点。NTCP被鉴定对于乙肝病毒、乙肝病毒合并丁肝病毒感染都具有重要意义，开发相对应的NTCP小分子抑制剂有机会填补乙肝研究领域未满足的医疗需求。
同时，要想要此类药物设计出来，科学家需要一些前沿工具如成熟的计算方法，比如药效团方法、定量构效关系(QSAR)、自由计算或识别NTCP小分子抑制剂的对接研究。这种虚拟筛选已经成功进行，为配体-受体相互作用带来新见解。
NTCP结构生物学还有很多未解决问题，首先，必需确定3-DNTCP结构以及配体（生理底物或病毒）结合后构象变化的机制。其次，需要评估模拟类膜环境条件下的NTCP膜拓扑结构。这可以通过使用结合膜支架蛋白的纳米圆盘技术与单粒子电子低温-EM来实现，该技术代表了用于确定完整膜蛋白和蛋白质复合物结构的创新技术。
第三，利用上述技术，有必要破译NTCP与HBV相互作用以及宿主衍生蛋白与入侵病原体之间的串扰潜在机制。这包括确认已识别的病毒结合基序及识别病毒对接和感染后内化所需的新NTCP区域。由于缺乏合适的结构，HBV/HDV进入抑制剂的开发方法仅限于基于配体的方法。
因此，确定病毒/NTCP复合体的3D结构将启用一种额外基于结构的方法，该方法更具体也更有希望。这种方法将有助于设计出旨在阻止NTCP驱动的HBV内化到人类肝细胞中新药理学策略。