新型冠状病毒及其治疗药物的最新临床研究进展

顾觉奋

(中国药科大学生命与科学学院,南京 210009)

2020年的春节前，我国突发了疫情，在一次次与病魔交手的过程中，对抗这种病毒的认知在快速迭代，克敌制胜的招数也在不断升级。我们曾把这种病叫做新冠肺炎。但事实上，临床医生从一开始就发现：被这种病折磨成危重症患者、甚至最终失去生命的患者——他们好多都不是病倒在肺的问题，而是由于身体其他脏器的损害，大多死于中风或者肺部栓塞。

新冠症状由最初的气短、咳嗽和发烧[1]，但随后美国疾控中心(Centers for Disease Control and Prevention,CDC)关于新冠症状的新标准，又新增了6个新冠症状，分别是畏寒、肌肉疼痛、头疼、喉咙疼以及突然失去嗅觉或者味觉等等[2]。易感器官包括气道、食道、肺、心脏、肾、回肠和膀胱，分别属于呼吸系统、心血管系统、消化系统和泌尿系统。

本文主要介绍了冠状病毒的结构和ACE2在SARS-CoV中的作用，总结了SARS-CoV-2新型冠状病毒的相关研究进展和可能的治疗药物的最新临床治疗效果，以便充分了解SARS-CoV-2的发展过程和药物研究方向，为后续研究提供了思路。

1 冠状病毒的结构

冠状病毒属于冠状病毒科(Coronaviridae)、冠状病毒属(Coronavirus)。ICTV(国际病毒学分类委员会International Committee on Taxonomy of Viruses)将冠状病毒科分为三个属即α、β和γ属。其中能够感染人类的病毒有七种：包括α属的HCoV-229E 和 HCoVNL63 以及β属的HCoV-OC43、SARS-CoV、HCoVHKU1 、MERS-CoV 和 SARS-CoV-2[3]。

SARS-CoV-2是2019年在人体分离出来的新型病毒株，世界卫生组织于2020年1月12日发布了针对疑似新型冠状病毒感染造成严重急性呼吸道感染的临床处置指南[4]。

冠状病毒粒子形状并不规则，表面分布刺突样蛋白，因其在显微镜下能观察到明显的棒状粒子凸起，形状好似中世纪欧洲帝王的皇冠，得名冠状病毒。直径约60～220nm，这种形状能加快其在宿主细胞内复制的速度。病毒具有包膜结构，上面有三种蛋白：刺突蛋白(S,Spike Protein又称长钉糖蛋白)、小包膜蛋白(E,Envelope Protein)和膜蛋白(M,Membrane Protein)，少数种类还有血凝素糖蛋白(HE蛋白，Haemaglutinin－esterase)，如图1所示。

2 ACE2在SARS-CoV中的作用

人们研究并对比了SARS-CoV-2(或称COVID-19)的S蛋白与SARS冠状病毒的S蛋白，再通过计算机建立模型，发现虽然相互作用的五个氨基酸中有四个都发生了突变，但是新型冠状病毒的S蛋白与人体的ACE2(Angiotensin-converting enzyme2，ACE2“血管紧张素转化酶2”)蛋白整体上依旧存在相互作用的可能。其实新冠病毒就跟别的冠状病毒一样，作为一种病毒要入侵人的身体，主要是通过一个受体(receptor)简称 ACE2，它是由蛋白质构成的一种酶。所有冠状病毒，都是通过附着在 ACE2的表面，从而入侵人体的细胞[5](图2)。

图1 SARS-CoV-2新冠病毒结构示意图

比起各种冠状病毒SARS、MERS等，这次的新冠病毒，其表面有密密麻麻的突起(图3)这些突起的排布使得新冠病毒比起“前辈”能够更稳地附着在ACE2的表面。

这就意味着：当这种病毒向人类扑来，它只需要比过往的SARS或者MERS更少的病毒分子量，就能成功地附着在ACE2这种酶上面，从而入侵人体。这种被新冠病毒盯上的受体ACE2，它其实遍布于人体的肺部、动脉、心脏、肾脏还有肠道，进一步提示：病毒的攻击点主要是人体的全身各种脏器。而且ACE2这种酶，对人体血压的调节也非常关键。

图2 SARS-CoV-2附着在 ACE2的表面

图3 新冠病毒在电镜观察下密密麻麻的突起

3 不断发现冠状病毒攻击人体的新途径

3.1 新冠病毒不仅攻击肺部，还攻击全身的血管

《华盛顿邮报》有一篇文章[6]，“医生们发现了新冠病毒攻击人体的新方式”新冠病毒对人体的攻击不单只是瞅准了肺部，而是多脏器的全面开战。感染新冠肺炎，大部分患者都是多脏器受损。问题在于：之前的认识可能都是以肺为中心，其他脏器只是受到牵连；却不曾想到：原来人们身体的其他地方也是这种病毒的主战场！首先是心血管。

Lancet《柳叶刀》的研究发现：这是因为新冠病毒直接攻击的一个目标——人体内的内皮细胞，内皮细胞即是血管的内壁。苏黎世大学医院的Ruschitzka[7]报道，新冠病毒不仅攻击肺部，它还攻击全身的血管。它会进入血管内皮(细胞层)，这是血管的防线。因此，它会降低自身的防御能力，并导致微循环问题(见图4)。

人体只要有血管的地方，它的内壁就一定是由这种内皮细胞所构成；不管是主动脉，还是最细小的微血管，里面都有内皮细胞。人体中内皮细胞、也是血管最密集的地方——就是肺部。所以这就可能在一开始对医生们形成误导，觉得好像这种病毒是在攻击肺部，但实际上它的目标是：血管(见图5)。在血管内壁受损过后形成的血块，如果出现了脱落，并且随着血液到了脑部、肺部，最后导致患者出现中风或者是肺栓塞，人们错觉好像这种病毒是在攻击肺部！

据2020年5月6日发表在《美国心脏病学会杂志》(J American College of Cardiology,JACC)上的一项大型研究，美国疫情震中的数据表明[8]，使用全身抗凝剂可能会改善COVID-19住院患者的生存机会。Association of Treatment Dose Among Hospitalized Patients with COVID-19（COVID-19住院患者治疗剂量的相关性研究）一篇文章：通过对2700多名患者的追踪，在对这些患者使用了抗凝剂(防止血液凝固的物质)过后，那些危重症患者(也就是上了呼吸机的患者)，其死亡率能够瞬间从63%降到29%。同时全军重症医学专业委员会，中国研究型医院学会血栓与止血专业委员会，宋景春教授在新冠病毒肺炎重症患者相关凝血功能障碍诊疗专家共识与抗凝治疗也有相关报道[9]。

图4 内皮细胞

3.2 肾脏找到了新冠的病原体

对新冠认知上的改变不止于血管。比如患者的肾脏会受到损伤。普遍认知是在使用了呼吸机问题上，或者是由于给这些危重患者特定的药物，从而对肾脏造成了副作用。但逐渐注意到：有些患者即便还没有被送进监护病房，他们肾脏里的肾小球(即过滤废料的肾脏细胞)就已经受损了。

我国科学家在武汉的发现——在肾脏当中找到了新冠的病原体。从而让科学家们现在越来越意识到：新冠病毒很可能并不是从肺部蔓延过去的，而是从一开始就把肾脏作为了其攻击目标。南京医科大学附属苏州医院的范彩斌等[10]报道，在medRxiv杂志发表的题为“COVID-19感染后，肾脏和睾丸ACE2表达可能引起肾脏和睾丸损伤”。研究发现，约3%～10%的新冠肺炎患者存在肾功能异常(包括肌酐或尿素氮升高)；另有7%的患者出现了急性肾损伤。

研究结果表明，ACE2 在肾小管细胞、间质细胞和睾丸输精管细胞中均有高表达。更出人意料的是，在蛋白质和 mRNA 水平上，ACE2 在睾丸中的表达量几乎是人体内最高的。因此，他们推测新冠病毒(SARS-CoV-2)很可能通过与这些 ACE2 阳性细胞结合、入侵，并损伤患者的肾脏和睾丸组织。

图5 肺部血管

3.3 多器官受侵，以致衰竭

新冠病毒表面这些突起叫作“刺突糖蛋白”，能识别人体细胞表面的ACE2蛋白(血管紧张素转换酶2)，从而打开大门，进入人体细胞。很多新冠患者在病情加重之前，出现的另一个症状：血压升高。

2020年4月8日，上海交通大学系统生物医学研究院韩泽广教授团队[11]聚焦研究人体多种器官受新冠病毒侵袭的可能性，试图分析出人体内容易被新冠病毒攻击的器官。他们对人体四大系统(呼吸系统、心血管系统、消化系统和泌尿系统)部分器官的10套单细胞数据进行分析，发现气道、食道、肺、心脏、肾、回肠和膀胱都具有与肺泡中相似或更高的ACE2表达，且分别所含有的肺泡二型(AT2)细胞、心肌细胞、肾近曲小管细胞以及回肠、食道和膀胱上皮细胞因高表达ACE2而有可能成为病毒侵袭的入口。早在2月1日，NEJM上刊载了美国首例确诊新冠肺患者成功治愈的病例，在该患者粪便中检测到新型冠状病毒[12]。深圳市定点人民医院收入的确诊患者的粪便中新型冠状病毒核酸呈阳性，其他临床研究中也陆续出现患者粪便显示核酸阳性的案例。而单细胞测序数据表明ACE2 在回肠和结肠的吸收性肠上皮细胞中存在高表达[13]。

2月13日，钟南山、李兰娟院士团队分别从新冠肺炎患者的粪便样本中分离出新型冠状病毒，证实了患者排泄物中存在活病毒。而不少医生在临床中发现，部分患者感染后出现心肌损伤和肾衰竭。这些现象一定程度上证明了上海交大韩泽广教授团队的最新发现。邹欣博士指出，其团队的发现能对临床起到预警作用。“临床病例中，观测到多器官衰竭，之前医生可能会认为是连锁反应或者是旧病复发，但研究的提示，就可以判断是病毒直接造成的，优先考虑到病毒侵袭到其他器官的可能性。”

这项研究对临床诊断中，肾衰竭、心肌损伤等并发症的识别具有指导作用。

4 病症的用药和治疗方案

4.1 三联治疗

针对这些病症的用药和治疗方案，最近也看到了一些新信息。已得到世卫组织的官宣认可：“目前有4～5种治疗方案有望取得积极的数据”，并将对外进行推广。

Lancet《柳叶刀》：袁国勇团队临床试验表明，干扰素β-1b、洛匹那韦、利托那韦(lopinavirritonavir)和利巴韦林(ribavirin)治疗轻中度COVID-19患者的疗效和安全性[14]。

研究报道了多中心，前瞻性，开放性，随机，II期临床试验，参与者为患有COVID-19在香港的六家医院收治的成人患者，随机每12h服用一次400 mg洛匹那韦和100 mg利托那韦连续14d，每12h服用一次400 mg利巴韦林，隔日接受三剂800万国际单位干扰素β-1b(联合治疗组)，或者每12h服用一次400 mg洛匹那韦和100 mg利托那韦连续14d(对照组)。研究的主要终点是为严重急性呼吸综合征冠状病毒2RTPCR鼻咽拭子阴性。

2020年2月10日至3月20日招募了127名COVID-19成年患者；其中86人随机接受组合治疗，41人接受对照。从症状出现到研究治疗开始的中位天数为5d。联合组从研究开始到鼻咽拭子阴性的中位时间为7d，明显短于对照组的12d。不良反应包括自限性恶心和腹泻，联合治疗组未报告严重不良反应，两组间无差异。对照组1例因生化性肝炎停药，研究期间没有患者死亡。

研究认为，早期三重抗病毒治疗在缓解轻至中度COVID-19患者的症状、缩短病毒脱落时间和住院时间方面安全且有效，以干扰素β-1b为基础的双重抗病毒治疗可能成为未来临床研究的方向；三剂联用比单独使用洛匹那韦-利托那韦更为安全和有效。不过，他们也提出，有必要作进一步的研究来检验干扰素β-1b单独使用或与其他药物联合使用对于治疗COVID-19的效果。香港大学Kwok-Yung Yuen教授认为：III期临床将对重危患者进行测试，以确定这种三联方案是否能提供有临床意义的益处。

4.2 抗炎药和血液抗凝剂联用

著名的纽约西奈山医院所采取的抗炎药和血液抗凝剂相结合的疗法。发现治疗艾滋病、丙型肝炎，还有多发性硬化的三种独立抗病毒药物，合并使用，能使部分患者的治愈时间从大概12d缩短到7d，鼻咽拭子的检测结果就能转阴[15-16]。

氯喹，这是一种历史悠久的抗疟疾药物。在新冠疫情爆发之前，氯喹和羟氯喹因在体外研究过程中被发现对于SARS冠状病毒有抑制作用，故曾对其开展研究，研究其用于抗击埃博拉病毒、MARS等病毒的效果[17]，但由于在人体试验阶段结果并不理想，未能获批。这次在治疗过程中，羟氯喹并不能起到预防的作用，也不能使病毒转阴，该药的主要作用在新冠肺炎的中后期，对于阻止患者从中期向危重症转变方面效果较好，但由于其毒性较大，效果又没那么显著，已经迅速被医生们舍弃。

4.3 中药治疗新冠病毒—连花清瘟

中药，甘草甜素(glycyrrhizin)、甘草酸二铵复方(diammonium glycyrrhizinate)[18]、清肺排毒汤(Qingfei paidu decoction)等都被应用于临床。

2020年5月27日钟南山、李兰娟、张伯礼院士等领衔，连花清瘟临床治疗新型冠状肺炎数据披露[19]：这项研究是目前首个被国际期刊杂志《Phytomedicine》报道的中药治疗新冠病毒感染的前瞻性、多中心、开放标签的随机对照试验。主要成分包括金银花、连翘等，这些成分此前被证明可以阻止新冠病毒与其人类受体结合，另一种成分广藿香也被证明可改善腹泻及提高胃肠道抗病毒能力。研究纳入了284例患者，他们被随机分配接受单独的常规治疗或常规治疗与连花清瘟胶囊的组合(连花清瘟治疗组和对照组各142例)。

研究结果表明，在常规治疗基础上联合应用连花清瘟胶囊口服14d可显著提高新冠肺炎临床症状的改善率，明显改善肺部影像学病变，缩短症状的持续时间，同时提高临床治愈率。临床数据显示，连花清瘟对于发热、乏力、咳嗽等症状的治疗作用明显，且安全性较高，没有出现严重不良反应。 研究结论认为：从安全性和有效性角度来看，可以考虑使用连花清瘟胶囊改善Covid-19的临床症状。但连花清瘟治疗在降低重症病例转化率和提升病毒检测转阴率方面没有明显差异，能促治愈但转阴作用不大。

5 疫苗、抗体与抗体药物的研发

5.1 重组腺病毒Ad5为载体的新冠疫苗通过I期临床

陈薇院士团队报道[20]，研发的全球首个重组腺病毒5型载体新冠疫苗I期临床试验结果。结果显示，以腺病毒Ad5为载体的新冠疫苗，在给志愿者接种疫苗后28d，显示出免疫原性和人体耐受性。第一阶段临床试验的COVID-19疫苗安全、耐受性好，能够在人体内产生抗SARS-CoV-2的免疫应答。I期临床108个志愿者全部有显著的细胞免疫反应。这是目前世界上首个新冠疫苗的人体临床数据。研究表明，AD5载体COVID-19疫苗值得进一步调查，今已进入Ⅱ期临床试验，但距离所有人都能使用这种疫苗还有很长的路要走。

5.2 新冠病毒的中和抗体

清华大学研发新冠核酸检测卡盒，可居家检测半小时出结果。中国科学家找到强效新冠中和抗体。中国团队恒河猴实验证明，中和抗体显著抑制新冠感染。5月26日，国际权威科学期刊《自然》杂志在线发表中国科学家研究成果论文《以SARS-CoV-2受体结合位点为靶点的人类中和抗体》[21]，该论文首次报告了针对SARS-CoV-2中和抗体的非人类灵长类动物实验结果，并取得了积极成果。研究发现了两种具有较强新冠病毒(SARS-CoV-2)特异性中和活性的特定人类单克隆中和抗体，其中代号为CB6的抗体在恒河猴动物实验中能够显著抑制病毒感染，显示出治疗和预防效果，具有进行临床转化的价值。

中科院微生物所与君实生物是全球范围内最早启动新冠中和抗体研究的团队之一。君实生物也与美国礼来制药签订合作协议，双方计划于第二季度在中国和美国递交临床试验申请并启动临床研究。

5.3 高活性中和抗体

新冠病毒在全球的爆发越演越烈，引发了一场寻找COVID-19治疗方法和疫苗的国际竞赛。全球目前有100多种针对COVID-19的疫苗正在研制中，中国北京大学谢晓亮教授团队，联合北京佑安医院金荣华团队、军事医学研究院微生物流行病研究所秦成峰团队，以及中国医学科学院医学实验动物研究所秦川团队，利用高通量单细胞测序技术，从新冠病毒肺炎康复期患者血浆中成功筛选出多个高活性中和抗体[22]。其机制是利用人体免疫系统产生的中和抗体来阻止病毒感染细胞，他们将中和抗体注射到受感染的小鼠体内，5d后病毒载量减少了2500倍。这表明这种药物有疗效。

临床测试的计划正在进行中，由于中国病例的减少，没有足够的新冠患者试验样本可供测试，因此，临床测试将在澳大利亚和其他国家进行，期盼即使没有疫苗，也能用一种有效的药物来阻止疫情的大流行。

目前临床上使用的抗新型冠状病毒的各类药物，归纳成一张表格，内容包括药品名称、分类、临床疗效、研发公司等等，表1总结了正在临床使用或研发中的各类抗SARS-CoV-2药物。

6 小结与展望

中国正全力决胜全面小康、决战脱贫攻坚关键年。此时，一场突如其来的新型冠状病毒肺炎疫情席卷全球。武汉成了一线战役，此次新冠病毒肺炎传染性强、范围广，中国范围内确诊新冠病毒肺炎人数达到86152例，累计死亡人数已经超过非典型病毒感染的累计死亡人数。全球累计确诊突破1740万，累计死亡超过61万，美国确诊新冠病毒已超383万，占全球1/3以上。在全球大流行仍然持续且没有批准针对性疗法的情况下，与此同时，多种药物已经进入临床试验，有望成为有效药物。除抗新型冠状病毒药物外，疫苗、抗体类药物也备受关注，尤其是陈薇院士团队研发的疫苗，以及清华研发团队和北大谢晓亮团队研发的中和抗体，均已经处于临床试验或递交临床试验申请阶段，如表1所示。

对抗新冠病毒的知识在快速迭代，克敌制胜的招数在不断升级。对新冠病毒的检测手段也在不断创新，不再仅仅是通过鼻咽拭子，目前美国至少还有三家科研机构已经研发了类似的“口水检测“，并在等待美国FDA的批文。据《华盛顿邮报》2020年5月17日报道[23]，康涅狄格州的科学家目前正在研发的是一种类似于测孕棒那样的试纸。人们只需要在家里自己检测，而不需要将样本送回实验室，就立马知道检测结果。一旦成功，就能找出那些无症状感染者，让整个社会能够尽早安全复产。

新冠病毒给人类带来了巨大的灾难，严重威胁到了人类健康，在全球疫情依然严峻的当下，正如刘昌孝院士2月2日发表在中国抗生素杂志上的论文指出[24]，美国早在2015年11月9日北卡大学的Ralph Baric发表了一项研究报告，该病毒能让小鼠感染上SARS。利用SARS病毒的反向遗传学系统产生并鉴定了一种新型冠状病毒。在SARS基础上制造出一种新型冠状病毒，可引发人类高传染性肺炎，并发表在Nature杂志上，科学界对该研究带给人类社会巨大风险展开着争论。在这场无烟的战役中，我国以举国之力对决重大疫情，无数勇士前仆后继，以“人类命运共同体”共克时艰，在各方努力下，在2～4个月里，把一个大流行病给控制住，我们从大战中总结经验教训，从大考中汲取智慧力量。未来1～2年乃至更长的时间里，人类还将与变异的病毒作长期的斗争，中华民族一定会继续以“科技抗疫”化险为夷，转危为机，战胜病毒。

表1 正在临床使用的各类抗SARS-CoV-2药物