新型冠狀病毒感染藥物治療的研究進(jìn)展

劉芳遠(yuǎn)，蘇秀蘭

(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 臨床醫(yī)學(xué)研究中心， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010050)

2019年12月底開始，在湖北武漢乃至全國范圍內(nèi)發(fā)生了由新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)引起的肺炎疫情，世界衛(wèi)生組織(WHO)將這種肺炎命名為2019新型冠狀病毒肺炎(2019 Coronavirus disease, COVID-19)[1]。隨著不斷進(jìn)行的關(guān)于SARS-CoV-2的基礎(chǔ)研究以及臨床實(shí)驗(yàn)，人們對該病毒的了解逐漸深入。本文重點(diǎn)介紹近期有關(guān)COVID-19治療藥物的研究進(jìn)展。

1 SARS-CoV-2概述

與已報(bào)道[2]的兩種高致病性人類呼吸道冠狀病毒SARS-CoV和MERS-CoV相同，SARS-CoV-2是冠狀病毒科β病毒屬的一員。研究表明SARS-CoV-2與SARS-CoV更為相似，在蛋白水平上，與SARS-CoV相比，SARS-CoV-2的8a蛋白出現(xiàn)缺失現(xiàn)象，3b蛋白長度變短?；蛐蛄蟹治龅慕Y(jié)果發(fā)現(xiàn)，SARS-CoV-2的基因序列與一種蝙蝠攜帶的冠狀病毒序列高度相近[3]，提示SARS-CoV-2可能來源于蝙蝠，并發(fā)生了跨物種傳播，最終感染人類。鑒定中間宿主以阻止當(dāng)前的傳播并預(yù)防未來發(fā)生類似冠狀病毒感染人類至關(guān)重要，已有的研究表明，蛇、水貂、穿山甲等野生動物有可能是病毒跨物種感染人類的中間宿主。

在結(jié)構(gòu)和感染機(jī)制上，SARS-CoV-2的S蛋白與宿主受體結(jié)合的受體結(jié)合域(receptor binding domain，RBD)也與SARS-CoV更為相近，主要以人體內(nèi)血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2(angiotensin converting enzyme 2,ACE2)作為感染受體，以CD209L為替代受體，而MERS-CoV則是通過識別二肽基肽酶4(DPP4)作為主要受體來感染宿主，說明SARS-CoV-2和SARS-CoV在感染和傳播方式上具有相似之處。目前，在人肺AT2細(xì)胞、肺上皮細(xì)胞、回腸和結(jié)腸的吸收性上皮細(xì)胞中均檢測到ACE2的表達(dá)，提示呼吸道和消化道是SARS-CoV-2的潛在感染途徑。除此之外，也有研究結(jié)果表明SARS-CoV-2可以通過眼部感染并引起并發(fā)癥[4]。

2 SARS-CoV-2感染的藥物治療

目前還沒有預(yù)防和治療SARS-CoV-2感染的特效藥物。疫情暴發(fā)初期，在缺乏疫苗或特效抗病毒藥物的情況下，通常采用非特異性的治療干預(yù)措施來應(yīng)對急性并發(fā)癥或減緩重癥患者的癥狀。由于SARS-CoV-2和SARS-CoV在序列和結(jié)構(gòu)上的相似性，在SARS-CoV-2抗病毒治療藥物的研發(fā)過程中，會借鑒SARS-CoV的研究經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合病毒基因序列信息和分子特征開發(fā)潛在治療藥物。

2.1 計(jì)算機(jī)模擬分析治療藥物

盡管冠狀病毒的蛋白結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差且易發(fā)生變異，但是病毒的某些關(guān)鍵蛋白，尤其是與復(fù)制相關(guān)的酶具有高度保守性。研究發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2與SARS-CoV的關(guān)鍵蛋白酶序列的相似性高達(dá)96.1%[5]，這使我們可以從SARS-CoV相關(guān)研究獲得重要的指導(dǎo)和參考。通過分子動力學(xué)模擬后發(fā)現(xiàn)普盧利沙星(prulifloxacin)、比卡格韋(bictegravir)、奈非那韋(nelfinavir)和特戈布韋(tegobuvir)4種分子能夠有效結(jié)合病毒蛋白。4個(gè)分子在模擬過程中顯示出較強(qiáng)的阻斷活性位點(diǎn)或抑制病毒蛋白二聚體形成的能力，可以作為針對治療SARS-CoV-2感染的潛在開發(fā)藥物[5]。SARS-CoV-2主蛋白酶(main protease, Mpro)是潛在的藥物靶點(diǎn)。通過構(gòu)建11個(gè)SARS-CoV-2 Mpro的同源模型，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明使用1 903個(gè)小分子藥物進(jìn)行模擬對接后，奈非那韋可以作為SARS-CoV-2 Mpro的潛在抑制劑[6]。盡管計(jì)算機(jī)模擬的準(zhǔn)確性和可靠性有待于臨床試驗(yàn)的證實(shí)，但這些方法可以在疫情暴發(fā)初期提供有效的藥物篩選與試用指導(dǎo)。

2.2 蛋白酶抑制劑

蛋白酶抑制劑已被證實(shí)可以作為有效的抗病毒藥物。3種用于阻斷MERS-CoV和SARS-CoV的蛋白酶抑制劑已被應(yīng)用于臨床治療:s-蛋白酶抑制劑(卡莫司他、萘莫司他及其衍生物)、PL pro抑制劑(6-巰基嘌呤、6-硫鳥嘌呤和4F2124-0890)和Mpro抑制劑(洛必那韋、利托那韋)[7-10]。卡莫司他和絲氨酸蛋白酶抑制劑聯(lián)合能夠有效抑制SARS-CoV和MERS-CoV[7]。甲磺酸卡莫司他可以通過抑制TMPRSS2活性來阻斷SARS-CoV-2感染肺細(xì)胞[11]。6-巰基嘌呤和6-硫鳥嘌呤可與非競爭性抑制劑霉酚酸發(fā)生結(jié)合，協(xié)同作用于SARS-CoV的PL pro[8]。實(shí)驗(yàn)也證實(shí)洛必那韋作為Mpro抑制劑，能夠以低微摩爾濃度的條件抑制MERS-CoV的活性[9-10]。

2.3 SARS-CoV-2感染的臨床治療藥物

目前已有一些藥物被用于冠狀病毒感染的臨床治療(表1)。其中瑞德西韋和氯喹被人們寄予厚望。瑞德西韋是一種仿腺苷的核苷酸類藥物，能發(fā)揮RNA聚合酶抑制劑的作用，針對絲狀病毒、副黏病毒和致病性冠狀病毒(如SARS-CoV和MERS-CoV)具有廣譜的抗病毒活性，在SARS-CoV-2感染的動物模型中已被驗(yàn)證具有功效[12]。但從使用瑞德西韋進(jìn)行同情用藥的COVID-19患者臨床效果看，瑞德西韋對SARS-CoV-2感染的治療作用十分有限。根據(jù)吉利德公司的最新報(bào)告，瑞德西韋目前在一些COVID-19重癥患者中效果相對更好，5天療程組(200例)和10天療程組(197例)治療的重癥患者，臨床狀況均得到了改善[13-14]。氯喹被廣泛用于治療瘧疾和自身免疫系統(tǒng)疾病。近年來，氯喹也被作為廣譜抗病毒藥物用于臨床，為減輕藥物不良反應(yīng)癥狀，大多使用羥氯喹作為氯喹替代品用于COVID-19患者的臨床治療。在一組20例患者的小樣本研究中，羥氯喹的治療效果與SARS-CoV-2感染患者的病毒載量降低/消失呈顯著性相關(guān)，在阿奇霉素的輔助作用下其治療效果得到增強(qiáng)[15]。但根據(jù)一項(xiàng)14 888例COVID-19患者的臨床研究顯示，無論單獨(dú)使用或與大環(huán)內(nèi)酯聯(lián)合用藥，羥氯喹引起藥物不良反應(yīng)會增加患者心律失常的風(fēng)險(xiǎn)，目前已有多個(gè)國家暫停羥氯喹用于COVID-19患者的臨床治療[16]。其他抗病毒藥物中，利巴韋林和洛必那韋/利托那韋聯(lián)合用藥也被用于治療COVID-19，但是治療效果有待更多的臨床驗(yàn)證。目前還須明確的證據(jù)表明以上藥物對新型冠狀病毒具有特異性療效，同時(shí)在進(jìn)一步的臨床試驗(yàn)中，還應(yīng)注意藥物的不良反應(yīng)。

表1 用于抗病毒治療的候選藥物、抗病毒肽、抑制劑和抗體Table 1 Candidate drugs, antiviral peptides, inhibitors and antibodies used for anti-coronavirus therapeutics

2.4 抗病毒肽

近年來，多肽的抗病毒作用越來越引起人們的關(guān)注。與傳統(tǒng)治療藥物相比，抗病毒肽進(jìn)入病毒的時(shí)間更短，不良反應(yīng)更小，并且由于蛋白質(zhì)間的相互作用，抗病毒肽能夠準(zhǔn)確地靶向病毒發(fā)揮作用。研究表明，一些多肽對冠狀病毒具有良好的抑制活性。兩種抗病毒肽HR1P和HR2P中HR2P可以干擾病毒包膜和宿主細(xì)胞膜的融合[17]。通過阻斷甲型流感病毒PB1和其亞基PA蛋白二代的相互作用設(shè)計(jì)出一種衍生肽，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該衍生肽具有良好抗流感病毒活性[18]。通過加入吡啶酮環(huán)來延長化合物在血漿中的半衰期，開發(fā)了一種高效的COVID-19 Mpro抑制多肽[19]。藥代動力學(xué)的結(jié)果表明, 證明這種優(yōu)化α-ketoamide多肽無論是通過皮下注射還是呼吸吸入，都能在體內(nèi)持續(xù)更長時(shí)間，從而更好地發(fā)揮預(yù)防作用。多肽作為一種新型的病毒治療藥物已經(jīng)表現(xiàn)出巨大的開發(fā)潛力，其對傳染性疾病的治療作用應(yīng)引起人們更多的重視。

2.5 抗體治療

血漿療法作為一種治療方式，已被證明可以取得良好的效果，并在SARS-CoV和MERS-CoV等臨床治療中得到了驗(yàn)證。然而，血漿療法具有諸多條件限制，如供體的條件及受體的影響。所以血漿療法作為一種潛在的COVID-19的治療手段，其臨床使用的安全性有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

抗體是血漿療法中和有效成分。從8例COVID-19康復(fù)患者中分離出206個(gè)針對SARS-CoV-2的單克隆抗體。在這些抗體中，P2C-1F11和P2B-2F6能夠以接近100%的效率競爭性抑制SARS-CoV-2與 ACE2的結(jié)合，顯示了其抑制SARS-CoV-2感染的能力[20]。利用單細(xì)胞測序技術(shù)從COVID-19康復(fù)患者的血漿中成功分離出14種有效的中和抗體，其中以BD-368-2活性最強(qiáng)，這種抗體的抗病毒治療效果也在病毒感染小鼠模型中得到驗(yàn)證，并達(dá)到預(yù)防效果[21]。從COVID-19康復(fù)患者血漿中分離得到2種特定的人源性單克隆抗體CA1和CB6, 兩種抗體能夠干擾SARS-CoV-2與ACE2受體之間的相互作用，體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示兩種抗體均具有較強(qiáng)的 SARS-CoV-2特異性中和活性，其治療和預(yù)防效果也在恒河猴模型中得到驗(yàn)證[22]。從康復(fù)患者中分離出4種中和抗體，其中B38和H4抗體在小鼠模型中能夠有效降低小鼠肺部的病毒量[23]。在缺少特效小分子藥物的條件下，抗體有望成為治療COVID-19的特效藥物。

2.6 中西醫(yī)結(jié)合治療

中藥在治療COVID-19過程中也顯示出了極大的潛力和作用。根據(jù)對SARS-CoV和H1N1流感的研究和臨床試驗(yàn)結(jié)果，中藥可以作為高危人群預(yù)防感染的有效藥物。在治療COVID-19的臨床試驗(yàn)中，鐘南山院士團(tuán)隊(duì)對40余種中成藥和中藥方劑進(jìn)行篩選后，證實(shí)連花清瘟膠囊對SARS-CoV-2感染引起的細(xì)胞病變具有抑制作用，從而降低病毒活性，減少病毒含量，取得治療效果[24]。對4例COVID-19患者使用了洛必那韋/利托那韋、阿必多、舒風(fēng)解毒膠囊的中西醫(yī)結(jié)合治療，其中3例患者的癥狀得到明顯改善，剩余1例重癥肺炎患者也出現(xiàn)了好轉(zhuǎn)跡象[25]。盡管中醫(yī)或中西醫(yī)結(jié)合在治療COVID-19的效果上顯示出極大的前景，但是為取得更好的治療效果，仍然需要更多的基礎(chǔ)研究和臨床試驗(yàn)來探究中藥對預(yù)防和抑制SARS-CoV-2感染的機(jī)制，以及驗(yàn)證治療COVID-19的臨床效果。

3 總結(jié)與展望

隨著疫情蔓延，更多的研究將用于藥物研發(fā)。雖然部分反轉(zhuǎn)錄病毒藥物和廣譜抗病毒藥物能夠部分控制病情，但其不良反應(yīng)也需要進(jìn)一步關(guān)注。COVID-19疫苗研發(fā)工作也在迅速地進(jìn)行，來自SARS-CoV和MERS-CoV的疫苗研發(fā)經(jīng)驗(yàn)可以為COVID-19提供有價(jià)值的參考。根據(jù)最新發(fā)布的研究成果，目前已經(jīng)有114種候選疫苗進(jìn)行了臨床評估。其中，中國研制的腺病毒5型載體(Ad5-nCoV)進(jìn)入1期臨床試驗(yàn)階段，在108名志愿者體內(nèi)均檢測到顯著的細(xì)胞免疫反應(yīng)[26]，為人們早日戰(zhàn)勝疫情帶來了希望。在疫情暴發(fā)期間也出現(xiàn)了各種藥物的組合和新藥的嘗試，但都應(yīng)該符合新藥開發(fā)的規(guī)定和倫理要求。隨著臨床試驗(yàn)和科學(xué)研究的不斷進(jìn)行，安全且有效的COVID-19藥物和疫苗終會問世。