新型冠狀病毒感染藥物治療的研究進展

劉芳遠，蘇秀蘭

(內蒙古醫科大學附屬醫院 臨床醫學研究中心， 內蒙古 呼和浩特 010050)

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

1 SARS-CoV-2概述

與已報道[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蛋白出現缺失現象，3b蛋白長度變短?；蛐蛄蟹治龅慕Y果發現，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，并發生了跨物種傳播，最終感染人類。鑒定中間宿主以阻止當前的傳播并預防未來發生類似冠狀病毒感染人類至關重要，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。

在結構和感染機制上，SARS-CoV-2的S蛋白與宿主受體結合的受體結合域(receptor binding domain，RBD)也與SARS-CoV更為相近，主要以人體內血管緊張素轉換酶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細胞、肺上皮細胞、回腸和結腸的吸收性上皮細胞中均檢測到ACE2的表達，提示呼吸道和消化道是SARS-CoV-2的潛在感染途徑。除此之外，也有研究結果表明SARS-CoV-2可以通過眼部感染并引起并發癥[4]。

2 SARS-CoV-2感染的藥物治療

目前還沒有預防和治療SARS-CoV-2感染的特效藥物。疫情暴發初期，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措施來應對急性并發癥或減緩重癥患者的癥狀。由于SARS-CoV-2和SARS-CoV在序列和結構上的相似性，在SARS-CoV-2抗病毒治療藥物的研發過程中，會借鑒SARS-CoV的研究經驗，結合病毒基因序列信息和分子特征開發潛在治療藥物。

2.1 計算機模擬分析治療藥物

盡管冠狀病毒的蛋白結構穩定性較差且易發生變異，但是病毒的某些關鍵蛋白，尤其是與復制相關的酶具有高度保守性。研究發現SARS-CoV-2與SARS-CoV的關鍵蛋白酶序列的相似性高達96.1%[5]，這使我們可以從SARS-CoV相關研究獲得重要的指導和參考。通過分子動力學模擬后發現普盧利沙星(prulifloxacin)、比卡格韋(bictegravir)、奈非那韋(nelfinavir)和特戈布韋(tegobuvir)4種分子能夠有效結合病毒蛋白。4個分子在模擬過程中顯示出較強的阻斷活性位點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感染的潛在開發藥物[5]。SARS-CoV-2主蛋白酶(main protease, Mpro)是潛在的藥物靶點。通過構建11個SARS-CoV-2 Mpro的同源模型，實驗結果表明使用1 903個小分子藥物進行模擬對接后，奈非那韋可以作為SARS-CoV-2 Mpro的潛在抑制劑[6]。盡管計算機模擬的準確性和可靠性有待于臨床試驗的證實，但這些方法可以在疫情暴發初期提供有效的藥物篩選與試用指導。

2.2 蛋白酶抑制劑

蛋白酶抑制劑已被證實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]?？舅徒z氨酸蛋白酶抑制劑聯合能夠有效抑制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生結合，協同作用于SARS-CoV的PL pro[8]。實驗也證實洛必那韋作為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證具有功效[12]。但從使用瑞德西韋進行同情用藥的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。根據吉利德公司的最新報告，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，在阿奇霉素的輔助作用下其治療效果得到增強[15]。但根據一項14 888例COVID-19患者的臨床研究顯示，無論單獨使用或與大環內酯聯合用藥，羥氯喹引起藥物不良反應會增加患者心律失常的風險，目前已有多個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證。目前還須明確的證據表明以上藥物對新型冠狀病毒具有特異性療效，同時在進一步的臨床試驗中，還應注意藥物的不良反應。

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注。與傳統治療藥物相比，抗病毒肽進入病毒的時間更短，不良反應更小，并且由于蛋白質間的相互作用，抗病毒肽能夠準確地靶向病毒發揮作用。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計出一種衍生肽，實驗結果顯示該衍生肽具有良好抗流感病毒活性[18]。通過加入吡啶酮環來延長化合物在血漿中的半衰期，開發了一種高效的COVID-19 Mpro抑制多肽[19]。藥代動力學的結果表明, 證明這種優化α-ketoamide多肽無論是通過皮下注射還是呼吸吸入，都能在體內持續更長時間，從而更好地發揮預防作用。多肽作為一種新型的病毒治療藥物已經表現出巨大的開發潛力，其對傳染性疾病的治療作用應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一步驗證。

抗體是血漿療法中和有效成分。從8例COVID-19康復患者中分離出206個針對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的結合，顯示了其抑制SARS-CoV-2感染的能力[20]。利用單細胞測序技術從COVID-19康復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，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證，并達到預防效果[21]。從COVID-19康復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，體外實驗結果顯示兩種抗體均具有較強的 SARS-CoV-2特異性中和活性，其治療和預防效果也在恒河猴模型中得到驗證[22]。從康復患者中分離出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 中西醫結合治療

中藥在治療COVID-19過程中也顯示出了極大的潛力和作用。根據對SARS-CoV和H1N1流感的研究和臨床試驗結果，中藥可以作為高危人群預防感染的有效藥物。在治療COVID-19的臨床試驗中，鐘南山院士團隊對40余種中成藥和中藥方劑進行篩選后，證實連花清瘟膠囊對SARS-CoV-2感染引起的細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、舒風解毒膠囊的中西醫結合治療，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了好轉跡象[25]。盡管中醫或中西醫結合在治療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研究和臨床試驗來探究中藥對預防和抑制SARS-CoV-2感染的機制，以及驗證治療COVID-19的臨床效果。

3 總結與展望

隨著疫情蔓延，更多的研究將用于藥物研發。雖然部分反轉錄病毒藥物和廣譜抗病毒藥物能夠部分控制病情，但其不良反應也需要進一步關注。COVID-19疫苗研發工作也在迅速地進行，來自SARS-CoV和MERS-CoV的疫苗研發經驗可以為COVID-19提供有價值的參考。根據最新發布的研究成果，目前已經有114種候選疫苗進行了臨床評估。其中，中國研制的腺病毒5型載體(Ad5-nCoV)進入1期臨床試驗階段，在108名志愿者體內均檢測到顯著的細胞免疫反應[26]，為人們早日戰勝疫情帶來了希望。在疫情暴發期間也出現了各種藥物的組合和新藥的嘗試，但都應該符合新藥開發的規定和倫理要求。隨著臨床試驗和科學研究的不斷進行，安全且有效的COVID-19藥物和疫苗終會問世。