我们真的对严重急性呼吸综合征冠状病毒2束手无策吗?

樊建勇 吴昌归 秦燕

1西安国际医学中心医院呼吸内科710119;2西安521医院老年病科710065

2019年12月,武汉市多家医院发现不明原因的肺炎患者,经下呼吸道病原检测其致病源为一种新型冠状病毒,WHO 将其命名为 “2019-nCo V”。2020年2月12日,国际病毒分类委员会冠状病毒小组将新型冠状病毒正式命名为“严重急性呼吸综合征冠状病毒2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-Co V-2)”。SARS-Co V-2归类于β属冠状病毒中,其余包括OC43、HKU1、MERSCo V 和SARS-Co V。直至目前为止仍没有效的药物阻止人和动物中的冠状病毒感染。难道我们真的就对SARS-Co V-2感染束手无策吗? 一般病毒感染人会经过复制、炎症反应、清除3个阶段。笔者通过复习近期相关文献,从这3个方面对SARS-CoV-2感染的治疗进行综述。

1 病毒复制

1937年冠状病毒首先从禽类分离,直径75～160 nm,因其在电子显微镜下有形似花冠的棘突而得名。通常情况下,有效的抗病毒治疗通过直接作用于病毒生命周期重要的病毒成分 (例如逆转录酶、蛋白酶、整合素)抑制病毒复制。但这些药物容易因为病毒复制酶的突变而失效。因此,针对病毒复制的编码蛋白进行抑制将是治疗的有效方法。SARS-Co V-2的复制是以病毒RNA 为模板翻译多种蛋白。这些蛋白包括结构蛋白和非结构蛋白。结构蛋白包括刺突 (S)、膜 (M)、包膜 (E)和核衣壳 (N)蛋白。因冠状病毒为正股单链RNA 病毒,缺乏核酸校对功能,因此只能以低保真度进行复制。研究发现不同冠状病毒之间非结构蛋白编码区的同一性为58%,而结构性蛋白编码区的同一性仅为43%[1]。总之,非结构蛋白更加保守,而结构蛋白更易多变以适应环境的变化。因此竞争性抑制非结构蛋白和结构蛋白可能是阻止病毒复制的治疗方法之一。

非结构蛋白系列中,亲免蛋白有可能成为治疗的靶点。亲免蛋白包括亲环蛋白系列 [主要包括亲环蛋白A/B(cyclophilin A/B,Cyp A/B)]和他克莫司 (FK506)结合蛋白系列 (主要包括FKBP1A/1B),因为它们分别能结合免疫抑制物环孢素和FK506。Carbajo-Lozoya等[2]研究发现低浓度、非细胞毒性FK506 能强烈抑制人冠状病毒SARS-Co V、HCo V-NL63和HCo V-229E 的复制。其机制为环孢素A (cyclosporin A,Cs A)-亲环蛋白和FK506-FKBPs复合物与细胞钙调节神经磷酸酶结合,从而抑制T淋巴细胞的去磷酸化和核因子的活性。研究发现,各种冠状病毒的复制对于Cs A 处理敏感,包括HCo V-NL63、HCo V-229E和SARS-Co V[2]。其中,经33μmol/L Cs A 和49μmol/L FK506 处理后,SARS-Co V 滴度分别降低了128 740倍和11 112倍[2]。体外研究发现SARS-Co V 经FK506处理后半数有效抑制浓度为6.9μmol/L,HCo VNL63的半数有效抑制浓度为5.1μmol/L,HCo V-229E 约为5.4μmol/L。各种冠状病毒的复制所依赖的亲环蛋白和FKBP亦不甚相同,Carbajo-Lozoya等[3]2014 年研究发现HCo V-NL63病毒复制主要依赖Cyp A。这种现象也在其他冠状病毒中存在[4-5]。因此,作者推荐将Cs A 作为泛冠状病毒抑制剂[3]。

4 种结构蛋白对于病毒组装和冠状病毒感染至关重要[1]。S蛋白的三聚体结构构成病毒颗粒表面的尖峰,是病毒附着于宿主受体的关键。SARS-Co V-2 可能通过S蛋白与人ACE2 分子相互作用,从而实现人与人之间的传播[6]。M 蛋白具有3个跨膜结构域,可塑造病毒体,促进膜弯曲并结合至核衣壳。E 蛋白在病毒的组装和释放,是病毒发病机理所必须。N 蛋白包括2个结构域,它们通过不同的机制结合病毒RNA 基因组[7]。N 蛋白还是RNA 干扰物和病毒编码阻遏物的拮抗剂,有利于病毒复制。目前暂无针对这4种结构蛋白抑制剂的报道。

2 炎症反应

在冠状病毒性肺炎病例中重要的是控制细胞因子的产生和炎症反应[8]。文献报道,SARS-Co V-2 感染导致的炎症反应主要为Th1和Th2细胞应答[9]。Th1应答激活表现为感染SARS-Co V-2 感染患者血浆中存在大量的IL-1B、γ-干扰素 (interferon-γ,IFN-γ)、γ-干扰素诱导蛋白10、单核细胞趋化蛋白1[9]。Th2 应答激活则表现为检测到大量的IL-4和IL-10,这与2003年SARS-Co V 感染不同。因此,抑制过度激活的炎症反应可能是治疗SARS-Co V-2感染的方法之一。临床中常用的与冠状病毒感染相关的免疫抑制剂包括糖皮质激素类、细胞因子合成抑制剂。糖皮质激素的应用目前已经写入 《新型冠状病毒肺炎防治专家意见》中,适应证 (以下两个条件需同时具备)：(1)影像学进展迅速 (24～48 h病灶进展＞50%);(2)静息未吸氧状态下,患者氧饱和度≤93%或呼吸窘迫 (呼吸频率≥30次/min)或氧合指数≤300 mm Hg (1 mm Hg=0.133 kPa)。剂量不超过相当于甲泼尼龙1～2 mg/ (kg·d),疗程5～7 d[10]。细胞因子合成抑制剂包括Cs A、FK506,Cs A 能抑制IL-2的产生和释放,使淋巴细胞停留在G0或G1期。FK506是从土壤真菌中提取的一种大环内酯类抗生素,除前面叙述的作用外,它还可以抑制T 细胞的活化和T 辅助细胞依赖型B细胞的增殖,并抑制淋巴因子的形成(如IL-2、IL-3及IFN-γ)和IL-2受体的表达。另外,具有免疫调节作用的大环内酯类抗生素也抑制T 淋巴细胞增殖,诱导T 淋巴细胞凋亡,并引起Th1反应向Th2反应的转变[11]。

3 清除

侵入人体的病毒可以通过多种方式清除,其中异种自噬是其中的一种。通过异种自噬 (降解病原体如细菌、病毒的自噬)可协助非特异性免疫,包括抑制促炎因子的分泌 (如IL-1β、IL-18),保护线粒体功能和对入侵病原体产生高水平的细胞因子反应。自噬是各种细胞应激条件下的高度保守分解代谢过程。这种代谢过程是将细胞内胞质及病原体通过隔离双膜囊泡结构 (双膜自噬体)提交给溶酶体,这些物质在溶酶体内降解及再循环,从而维持体内平衡[12]。通过自噬,细胞可以消除受损或有害的成分,从而确保暴露于诸如缺氧、活性氧、DNA 损伤、受损的细胞器及病原体等应激源下细胞的存活。

当肺部急性感染时,通过巨噬细胞吞噬杀死微生物并清除凋亡细胞,分泌促炎和抗炎因子 (如IL-6、肿瘤坏死因子)调节炎症,促进受损组织修复[13]。同时释放趋化因子,使中性粒细胞从肺毛细血管及间质间隙转移至肺泡,杀灭具有抗菌蛋白和活性氧的微生物,募集更多的单核细胞向感染部位聚集。树突状细胞通过吞噬微生物并转移到区域淋巴结,激活包括T 细胞和B 细胞在内的淋巴细胞,还充当连接固有免疫和获得性免疫的抗原呈递细胞。淋巴细胞遍布气道和肺实质,由胸腺依赖性T 细胞 (CD8+杀伤细胞和CD4+辅助细胞)和骨髓依赖性B 细胞组成。CD4+辅助细胞包括Th1和Th2细胞,活化的Th1细胞分泌促炎因子 (肿瘤坏死因子和IFN-γ),而Th2 细胞分泌IL-4、IL-13。它们同时可刺激B 淋巴细胞产生血清型免疫球蛋白E,引起肥大细胞脱颗粒和能促进嗜酸粒细胞分化、成熟、活化、迁移的细胞因子IL-5分泌。肥大细胞也可激活血清型免疫球蛋白E 受体1,产生细胞因子、白三烯和蛋白酶。因此,自噬的激活是对应激反应的一种保护机制。雷帕霉素 (西罗莫司)属大环内酯类抗生素,结构与FK506相似。雷帕霉素-FKBP12复合物可以抑制哺乳动物雷帕霉素靶标通路,从而激活自噬并且抑制T 淋巴细胞由G1期向S期发展[14]。另外,雷帕霉素抑制由抗原和细胞因子 (IL-2、IL-4和IL-15)激发的T 淋巴细胞的活化和增殖[15]。因此,雷帕霉素可以通过激活自噬、抑制炎症反应治疗SARS-Co V-2感染,成为治疗新型冠状病毒肺炎的候选药物。

综上所述,我们对于SARS-Co V-2并非束手无策。我们可以通过抑制病毒复制、抑制炎症反应和增加病毒清除来治疗患者,但这些都需进一步的临床试验去验证。Cs A、FK506可以通过抑制病毒复制、调节炎症反应;雷帕霉素可以通过激活自噬促进病毒清除及抑制炎症反应来治疗SARS-Co V-2感染肺炎。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突