蜂胶抵御SARS-CoV-2感染和COVID-19疾病的潜力

浙江大学动物科学学院，杭州 310058

2020年新型冠状病毒肺炎（COVID-19）大流行对人类健康和经济造成了重大影响，引起了人们的高度关注。它与近期在世界范围内造成严重影响的流感和其他类型的疾病相比，致命性更强，迫使各国采取一些非常规的措施，如限制旅行、关闭学校、企业，避免人们在公共场合聚集和相互接触。但由于病毒常常通过无症状患者的传播使得效果有限，各种治疗替代方案仍处于临床实验中。随着人们生活逐渐试图恢复常态，社交距离减小，使得感染的风险增加。天然药物在历史上被广泛用于预防和改善疾病，是被考虑作为严重急性呼吸综合征-冠状病毒-2（SARS-CoV-2）感染的辅助治疗方法之一，因为它们通常价格低廉，容易获得，不良副作用较少，并且其中一些已被证实具有抗病毒活性。考虑到COVID-19大流行造成的死亡和其他类型的损害，迫切需要找到一种安全的有效抑制新冠病毒、降低其传染性或减轻感染症状的治疗方法。蜂胶长期以来被用于传统草药，是深受消费者喜爱的保健品。COVID-19大流行重新唤起了全世界对蜂胶产品的兴趣，研究表明蜂胶对于SARS-CoV-2感染机制具有潜在的治疗作用。2020年8月17日，《Biomedicine& Pharmacotherapy》杂志在线发表了巴西学者Andresa Berretta、Marcelo Silveira、David De Jong与美国学者Jose Capcha的综述文章，阐述蜂胶具有抵御SARS-CoV-2感染和治疗COVID-19疾病的潜力。

蜂胶是蜜蜂采集植物树脂等分泌物加工而成的天然产物。植物可通过产生植物化学物质来防御病原体，其中许多防御物质已被提取并用于药物。蜜蜂采集的植物防御物质包括酚类和萜类物质。蜂胶中的主要成分（槲皮素、杨梅素和咖啡酸等植物化合物）在抑制人类冠状病毒中具有较大潜力。蜜蜂有选择地收集和加工植物防御物质，并利用其出色的抗菌特性制成蜂胶，进而保护蜂群。蜜蜂对蜂胶的生产和使用已经发展到较高的高度：这些群居蜜蜂的免疫基因比独居的昆虫物种要少得多；蜂群中生产更多蜂胶的蜜蜂更健康，寿命更长；蜂胶的摄入增强了它们对细菌挑战的免疫反应。近几十年来，研究表明蜂胶具有抗菌（包括抗病毒）、抗炎、免疫调节、抗氧化和抗癌等广泛而显著的生物活性。

COVID-19的SARS-CoV-2病毒的感染特征是病毒刺突蛋白和血管紧张素转换酶2（ACE2）结合。刺突蛋白的激活是通过蛋白酶介导的，如丝氨酸蛋白酶2（TMPRSS2），在病毒感染中发挥重要作用。冠状病毒侵入后，接着是内吞作用，导致P21激活激酶1（PAK1）上调，PAK1是一种介导肺部炎症、肺纤维化和其他关键死亡因素的激酶。PAK1水平的升高也会抑制适应性免疫反应，促进病毒复制。SARS-CoV-2感染与升高的趋化因子水平和活化的促炎细胞因子相关，导致非典型肺炎的发展，包括快速呼吸功能障碍和肺功能衰竭。免疫/炎症现象（如细胞因子释放综合征）在SARS-CoV-2感染谱中占有重要地位，这些机制与器官功能障碍的关系比本身的病毒载量更大。回顾性观察研究发现，比起患有轻微疾病的患者，患有严重的COVID-19的患者血清中具有更高水平的促炎细胞因子，如白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-1β（IL-1β）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）。基于蜂胶的功能活性和冠状病毒的感染特点，蜂胶抵御COVID-19的潜在可能性包括以下7个方面：

一、蜂胶化合物与SARS-CoV-2MPRO存在潜在相互作用

科学家已经研究了冠状病毒的遗传密码和SARS-CoV-2造成损害的潜在机制，以帮助寻找药物及潜在靶点，以灭活病毒并减少它造成的损害。冠状病毒SARS-CoV-2的主要蛋白酶MPRO（3-胰凝乳蛋白酶样半胱氨酸酶）是冠状病毒加工蛋白及其生命周期所必需的，因此抑制该酶活性位点是药物发现的相关靶点。

沿着这条思路，利用电子计算机（分子对接）评估天然化合物，是寻找治疗SARS-CoV-2感染的有用选择。值得注意的是，在世界各地几种不同类型的蜂胶中发现的咖啡酸苯乙酯（CAPE）、高良姜素、柯因和咖啡酸，似乎是对抗这一病毒靶点的潜在药物。具体来说，在一项类似的研究中，CAPE被预测会与SARSCoV-2 MPRO相互作用。因此，有必要进行体外实验来评估蜂胶及其成分的潜在抗SARS-CoV-2作用。

二、蜂胶可以与ACE2 和TMPRSS2 相互作用，潜在地阻断或减少SARS-CoV-2对宿主细胞的入侵

SARS-CoV-2与ACE2强结合，利用该酶作为受体在宿主细胞中进行入侵和复制，造成损害并增加人际传播。因此，ACE抑制剂被认为是有用的药物替代品。然而，ACE抑制剂和血管紧张素受体阻滞剂（ARBs）对使用者的潜在有害影响已成为COVID-19患者治疗的一个担忧。一项涉及8910名患者的观察性研究没有证实这一怀疑，因此这类药物仍然是预防潜在心血管疾病的重要工具。

ACE2酶的抑制是治疗SARS-CoV-2感染的一个重要目标。通过分子对接方法发现，蜂胶乙醇提取物的主要成分羟基肉桂酸（咖啡酸、对香豆酸、叔肉桂酸和CAPE）、黄烷酮芸香苷和杨梅素、黄酮类橙皮苷、柯因和乔松素中，芸香苷与ACE2的结合能力最高，其次是杨梅素、CAPE、橙皮素和松皮精。此外，蜂胶组分儿茶素和对香豆酸具有较强的ACE抑制活性。

宿主细胞表面的ACE2和TMPRSS2被SARSCoV-2通过与刺突糖蛋白相互作用以进行入侵和复制。通过与相关靶点的分子对接，发现蜂胶组分槲皮素和山奈酚与刺突糖蛋白具有较高的对接分数。山奈酚可能是一种用于对抗COVID-19的重要蜂胶成分，因为它可以抑制TMPRSS2的表达，除了具有抗病毒活性外，还与ACE2、RdRp和刺突糖蛋白（SGp）具有相互作用。

三、蜂胶可以抑制PAK-1，潜在避免肺纤维化和恢复正常的免疫反应

在控制COVID-19损伤的可能靶点中，主要的“致病性”激酶PAK1是关键。PAK1是疟疾和病毒感染的一个重要组成部分，当它非正常激活时，与癌症、炎症和免疫抑制相关疾病有关。PAK1激活的后果包括肺纤维化，这是COVID-19的加重因素。PAK1可被RAC激活，蜂胶中的CAPE可以灭活RAC，从而抑制PAK1。PAK1的直接失活或上游失活可能减弱冠状病毒的发病机制。PAK1可以抑制淋巴细胞（B细胞和T细胞）产生针对病毒和其他入侵者的特异性抗体。因此，PAK1抑制剂可以帮助对抗病毒和恢复机体正常的免疫反应。

酒神菊属型蜂胶中的阿替匹林C可以选择性抑制PAK1。蜂胶中的类黄酮（CAPE、槲皮素、橙皮苷等）可以抑制Th1和Th2型T细胞因子的产生，同时增加重要的抗炎细胞因子TGF-β1。此外，CAPE可以通过下调JAK2/STAT3信号传导减弱氧化应激和炎症反应，发挥免疫调节作用。阿替匹林C可通过抑制NF-kB信号通路发挥抗炎作用。

蜂胶与典型的免疫抑制剂不同，蜂胶有助于避免疾病初期的免疫抑制，并在后期减轻过度的宿主炎症反应，抑制过量的IL-6、IL-2和JAK信号传导。有证据表明蜂胶及其成分会干扰病毒的复制和传染性，可能由于抗炎特性而减少肺部炎症，同时增强免疫系统，帮助改善COVID-19的症状（图1）。

SARS-CoV-2进入靶细胞需要spike蛋白与ACE2结合，并被TMPRSS2激活。在结合后，几个信号被触发，发生病毒内吞作用和PAK1激活，这降低了适应性免疫反应和针对病毒的抗体产生。PAK1也刺激CCL2的产生，从而产生纤维化反应。病毒感染诱导核转移因子NF-kB的激活，造成局部促炎细胞因子的产生。蜂胶及其化合物可以下调TMPRSS2和ACE2的表达，从而限制病毒的进入。此外，蜂胶及其化合物可促进NF-kB和单核细胞/巨噬细胞的免疫调节反应，减少促炎细胞因子的过量产生，并减少PAK1的激活，增加抗SARS-CoV-2抗体的产生。

（未完待续）