新型冠状病毒感染药物治疗的研究进展

刘芳远，苏秀兰

(内蒙古医科大学附属医院 临床医学研究中心， 内蒙古 呼和浩特 010050)

2019年12月底开始，在湖北武汉乃至全国范围内发生了由新型冠状病毒(SARS-CoV-2)引起的肺炎疫情，世界卫生组织(WHO)将这种肺炎命名为2019新型冠状病毒肺炎(2019 Coronavirus disease, COVID-19)[1]。随着不断进行的关于SARS-CoV-2的基础研究以及临床实验，人们对该病毒的了解逐渐深入。本文重点介绍近期有关COVID-19治疗药物的研究进展。

1 SARS-CoV-2概述

与已报道[2]的两种高致病性人类呼吸道冠状病毒SARS-CoV和MERS-CoV相同，SARS-CoV-2是冠状病毒科β病毒属的一员。研究表明SARS-CoV-2与SARS-CoV更为相似，在蛋白水平上，与SARS-CoV相比，SARS-CoV-2的8a蛋白出现缺失现象，3b蛋白长度变短。基因序列分析的结果发现，SARS-CoV-2的基因序列与一种蝙蝠携带的冠状病毒序列高度相近[3]，提示SARS-CoV-2可能来源于蝙蝠，并发生了跨物种传播，最终感染人类。鉴定中间宿主以阻止当前的传播并预防未来发生类似冠状病毒感染人类至关重要，已有的研究表明，蛇、水貂、穿山甲等野生动物有可能是病毒跨物种感染人类的中间宿主。

在结构和感染机制上，SARS-CoV-2的S蛋白与宿主受体结合的受体结合域(receptor binding domain，RBD)也与SARS-CoV更为相近，主要以人体内血管紧张素转换酶2(angiotensin converting enzyme 2,ACE2)作为感染受体，以CD209L为替代受体，而MERS-CoV则是通过识别二肽基肽酶4(DPP4)作为主要受体来感染宿主，说明SARS-CoV-2和SARS-CoV在感染和传播方式上具有相似之处。目前，在人肺AT2细胞、肺上皮细胞、回肠和结肠的吸收性上皮细胞中均检测到ACE2的表达，提示呼吸道和消化道是SARS-CoV-2的潜在感染途径。除此之外，也有研究结果表明SARS-CoV-2可以通过眼部感染并引起并发症[4]。

2 SARS-CoV-2感染的药物治疗

目前还没有预防和治疗SARS-CoV-2感染的特效药物。疫情暴发初期，在缺乏疫苗或特效抗病毒药物的情况下，通常采用非特异性的治疗干预措施来应对急性并发症或减缓重症患者的症状。由于SARS-CoV-2和SARS-CoV在序列和结构上的相似性，在SARS-CoV-2抗病毒治疗药物的研发过程中，会借鉴SARS-CoV的研究经验，结合病毒基因序列信息和分子特征开发潜在治疗药物。

2.1 计算机模拟分析治疗药物

尽管冠状病毒的蛋白结构稳定性较差且易发生变异，但是病毒的某些关键蛋白，尤其是与复制相关的酶具有高度保守性。研究发现SARS-CoV-2与SARS-CoV的关键蛋白酶序列的相似性高达96.1%[5]，这使我们可以从SARS-CoV相关研究获得重要的指导和参考。通过分子动力学模拟后发现普卢利沙星(prulifloxacin)、比卡格韦(bictegravir)、奈非那韦(nelfinavir)和特戈布韦(tegobuvir)4种分子能够有效结合病毒蛋白。4个分子在模拟过程中显示出较强的阻断活性位点或抑制病毒蛋白二聚体形成的能力，可以作为针对治疗SARS-CoV-2感染的潜在开发药物[5]。SARS-CoV-2主蛋白酶(main protease, Mpro)是潜在的药物靶点。通过构建11个SARS-CoV-2 Mpro的同源模型，实验结果表明使用1 903个小分子药物进行模拟对接后，奈非那韦可以作为SARS-CoV-2 Mpro的潜在抑制剂[6]。尽管计算机模拟的准确性和可靠性有待于临床试验的证实，但这些方法可以在疫情暴发初期提供有效的药物筛选与试用指导。

2.2 蛋白酶抑制剂

蛋白酶抑制剂已被证实可以作为有效的抗病毒药物。3种用于阻断MERS-CoV和SARS-CoV的蛋白酶抑制剂已被应用于临床治疗:s-蛋白酶抑制剂(卡莫司他、萘莫司他及其衍生物)、PL pro抑制剂(6-巯基嘌呤、6-硫鸟嘌呤和4F2124-0890)和Mpro抑制剂(洛必那韦、利托那韦)[7-10]。卡莫司他和丝氨酸蛋白酶抑制剂联合能够有效抑制SARS-CoV和MERS-CoV[7]。甲磺酸卡莫司他可以通过抑制TMPRSS2活性来阻断SARS-CoV-2感染肺细胞[11]。6-巯基嘌呤和6-硫鸟嘌呤可与非竞争性抑制剂霉酚酸发生结合，协同作用于SARS-CoV的PL pro[8]。实验也证实洛必那韦作为Mpro抑制剂，能够以低微摩尔浓度的条件抑制MERS-CoV的活性[9-10]。

2.3 SARS-CoV-2感染的临床治疗药物

目前已有一些药物被用于冠状病毒感染的临床治疗(表1)。其中瑞德西韦和氯喹被人们寄予厚望。瑞德西韦是一种仿腺苷的核苷酸类药物，能发挥RNA聚合酶抑制剂的作用，针对丝状病毒、副黏病毒和致病性冠状病毒(如SARS-CoV和MERS-CoV)具有广谱的抗病毒活性，在SARS-CoV-2感染的动物模型中已被验证具有功效[12]。但从使用瑞德西韦进行同情用药的COVID-19患者临床效果看，瑞德西韦对SARS-CoV-2感染的治疗作用十分有限。根据吉利德公司的最新报告，瑞德西韦目前在一些COVID-19重症患者中效果相对更好，5天疗程组(200例)和10天疗程组(197例)治疗的重症患者，临床状况均得到了改善[13-14]。氯喹被广泛用于治疗疟疾和自身免疫系统疾病。近年来，氯喹也被作为广谱抗病毒药物用于临床，为减轻药物不良反应症状，大多使用羟氯喹作为氯喹替代品用于COVID-19患者的临床治疗。在一组20例患者的小样本研究中，羟氯喹的治疗效果与SARS-CoV-2感染患者的病毒载量降低/消失呈显著性相关，在阿奇霉素的辅助作用下其治疗效果得到增强[15]。但根据一项14 888例COVID-19患者的临床研究显示，无论单独使用或与大环内酯联合用药，羟氯喹引起药物不良反应会增加患者心律失常的风险，目前已有多个国家暂停羟氯喹用于COVID-19患者的临床治疗[16]。其他抗病毒药物中，利巴韦林和洛必那韦/利托那韦联合用药也被用于治疗COVID-19，但是治疗效果有待更多的临床验证。目前还须明确的证据表明以上药物对新型冠状病毒具有特异性疗效，同时在进一步的临床试验中，还应注意药物的不良反应。

表1 用于抗病毒治疗的候选药物、抗病毒肽、抑制剂和抗体Table 1 Candidate drugs, antiviral peptides, inhibitors and antibodies used for anti-coronavirus therapeutics

2.4 抗病毒肽

近年来，多肽的抗病毒作用越来越引起人们的关注。与传统治疗药物相比，抗病毒肽进入病毒的时间更短，不良反应更小，并且由于蛋白质间的相互作用，抗病毒肽能够准确地靶向病毒发挥作用。研究表明，一些多肽对冠状病毒具有良好的抑制活性。两种抗病毒肽HR1P和HR2P中HR2P可以干扰病毒包膜和宿主细胞膜的融合[17]。通过阻断甲型流感病毒PB1和其亚基PA蛋白二代的相互作用设计出一种衍生肽，实验结果显示该衍生肽具有良好抗流感病毒活性[18]。通过加入吡啶酮环来延长化合物在血浆中的半衰期，开发了一种高效的COVID-19 Mpro抑制多肽[19]。药代动力学的结果表明, 证明这种优化α-ketoamide多肽无论是通过皮下注射还是呼吸吸入，都能在体内持续更长时间，从而更好地发挥预防作用。多肽作为一种新型的病毒治疗药物已经表现出巨大的开发潜力，其对传染性疾病的治疗作用应引起人们更多的重视。

2.5 抗体治疗

血浆疗法作为一种治疗方式，已被证明可以取得良好的效果，并在SARS-CoV和MERS-CoV等临床治疗中得到了验证。然而，血浆疗法具有诸多条件限制，如供体的条件及受体的影响。所以血浆疗法作为一种潜在的COVID-19的治疗手段，其临床使用的安全性有待进一步验证。

抗体是血浆疗法中和有效成分。从8例COVID-19康复患者中分离出206个针对SARS-CoV-2的单克隆抗体。在这些抗体中，P2C-1F11和P2B-2F6能够以接近100%的效率竞争性抑制SARS-CoV-2与 ACE2的结合，显示了其抑制SARS-CoV-2感染的能力[20]。利用单细胞测序技术从COVID-19康复患者的血浆中成功分离出14种有效的中和抗体，其中以BD-368-2活性最强，这种抗体的抗病毒治疗效果也在病毒感染小鼠模型中得到验证，并达到预防效果[21]。从COVID-19康复患者血浆中分离得到2种特定的人源性单克隆抗体CA1和CB6, 两种抗体能够干扰SARS-CoV-2与ACE2受体之间的相互作用，体外实验结果显示两种抗体均具有较强的 SARS-CoV-2特异性中和活性，其治疗和预防效果也在恒河猴模型中得到验证[22]。从康复患者中分离出4种中和抗体，其中B38和H4抗体在小鼠模型中能够有效降低小鼠肺部的病毒量[23]。在缺少特效小分子药物的条件下，抗体有望成为治疗COVID-19的特效药物。

2.6 中西医结合治疗

中药在治疗COVID-19过程中也显示出了极大的潜力和作用。根据对SARS-CoV和H1N1流感的研究和临床试验结果，中药可以作为高危人群预防感染的有效药物。在治疗COVID-19的临床试验中，钟南山院士团队对40余种中成药和中药方剂进行筛选后，证实连花清瘟胶囊对SARS-CoV-2感染引起的细胞病变具有抑制作用，从而降低病毒活性，减少病毒含量，取得治疗效果[24]。对4例COVID-19患者使用了洛必那韦/利托那韦、阿必多、舒风解毒胶囊的中西医结合治疗，其中3例患者的症状得到明显改善，剩余1例重症肺炎患者也出现了好转迹象[25]。尽管中医或中西医结合在治疗COVID-19的效果上显示出极大的前景，但是为取得更好的治疗效果，仍然需要更多的基础研究和临床试验来探究中药对预防和抑制SARS-CoV-2感染的机制，以及验证治疗COVID-19的临床效果。

3 总结与展望

随着疫情蔓延，更多的研究将用于药物研发。虽然部分反转录病毒药物和广谱抗病毒药物能够部分控制病情，但其不良反应也需要进一步关注。COVID-19疫苗研发工作也在迅速地进行，来自SARS-CoV和MERS-CoV的疫苗研发经验可以为COVID-19提供有价值的参考。根据最新发布的研究成果，目前已经有114种候选疫苗进行了临床评估。其中，中国研制的腺病毒5型载体(Ad5-nCoV)进入1期临床试验阶段，在108名志愿者体内均检测到显著的细胞免疫反应[26]，为人们早日战胜疫情带来了希望。在疫情暴发期间也出现了各种药物的组合和新药的尝试，但都应该符合新药开发的规定和伦理要求。随着临床试验和科学研究的不断进行，安全且有效的COVID-19药物和疫苗终会问世。