抗新型冠狀病毒基礎及潛在藥物有哪些？

最近研究發現，法匹拉韋對新型冠狀的病毒也有抑制作用（EC50 = 61.88 uM），對藥物的組織分佈沒有那麼高的要求。因此，法匹拉韋也是潛在的抗新型冠狀病毒的藥物。2月15日，國家藥監局批准了海正藥業生產的法匹拉韋（又名法維拉韋）用於治療成人新型或再次流行的流感(僅限於其它抗流感病毒藥物治療無效或效果不佳時使用)，與此同時，新冠肺炎臨床試驗同日獲批，已在浙江大學醫學院附屬第一醫院啟動。

撰文 | Enron Medicine

當下新型冠狀病毒（COVID-19）在國內的爆發，成為了今年的一大黑天鵝事件。世界各國的科學家們都在努力解開更多的新型冠狀病毒的結構、性質以及兩者之間的關係等等問題。目前最重要的一個課題就是尋找抗新型冠狀病毒的特效藥。針對新型冠狀病毒，目前主流的藥物研發策略包括老藥新用和基於結構的重新設計這兩類。

老藥新用

新型冠狀病毒屬於冠狀病毒科，我們熟知的冠狀病毒還包括SARS - CoV和MERS - CoV。它們的基因組都是正義單鏈RNA，全長26 - 32 Kb，解碼多個蛋白，包括結構蛋白（包膜糖蛋白突刺（Spike）、包膜蛋白（E）、膜蛋白（M）、核衣殼蛋白（N）等），非結構蛋白（解旋酶、蛋白酶（3CLpro，PLpro）、RNA依賴的RNA聚合酶等數十個蛋白）和輔助蛋白（Orf 3a等）。

以往針對SARS - CoV的研究發現，輔助蛋白在病毒的複製過程中不是必需的，它們的功能可能主要在於與宿主細胞內的蛋白相互作用，從而影響病毒的感染過程。結構蛋白中的Spike蛋白與宿主細胞上的受體（COVID-19和SARS - CoV: ACE2; MERS - CoV: DPP4）作用而引發病毒內吞進入細胞，而非結構蛋白中的解旋酶、蛋白酶和RNA依賴的RNA聚合酶在病毒的複製過程中發揮著重要的作用。因此，為了開發出直接抗病毒藥物，以前的藥物研發策略主要針對於非結構蛋白（尤其是解旋酶、3CLpro、PLpro和RNA依賴的RNA聚合酶）和結構蛋白（主要是Spike蛋白）。

最近的研究發現，SARS - CoV和COVID-19整體的病毒RNA序列有近80%的相同（這也是世界衛生組織將新型冠狀病毒命名為SARS - CoV - 2的原因），在RNA依賴的RNA聚合酶和蛋白酶3CLpro的氨基酸序列上的有96%的相同，在蛋白酶PLpro的氨基酸序列上有83%的相同，在Spike蛋白的氨基酸序列上有76%的相同。

因此，抗新型冠狀病毒的藥物發現的一個主要策略就是把以前發現的對SARS - CoV有效的藥物用來對抗新型冠狀病毒。雖然爆發於2003年的SARS疫情已經過去了17年的時間，但是由於疫情爆發迅速且持續時間短等因素，目前還沒有在臨床上被證實對SARS - CoV有效的藥物。但是有很多抗病毒的老藥在體外被證實對SARS - CoV的複製有抑制活性。

表1. 潛在的抗COVID-19的老藥（單位：uM）

靶向RNA依賴的RNA聚合酶的藥物包括瑞德西韋、利巴韋林和法匹拉韋。

利巴韋林

利巴韋林主要用於聯合干擾素治療慢性丙型肝炎（HCV）和呼吸道融合病毒（RSV）感染。體外抗病毒活性實驗證明，利巴韋林對1b型HCV，SARS - CoV和COVID-19的抑制活性在同一個水平上（EC50 分別為86; 82 - 328和109.5 uM）。因此可以預想利巴韋林聯合干擾素對新冠肺炎（COVID-19）的有效性。國家衛健委在2020年2月8日發佈的《新型冠狀病毒肺炎診療方案（試行第五版 修正版）》中也建議使用利巴韋林聯和干擾素來進行抗病毒治療。法匹拉韋主要用於治療流感，體外研究表明它對埃博拉病毒（EBOV）和寨卡病毒（Zika virus）具有一定的抑制活性（EC50 = 10.5和3.5 - 3.8 uM）。EBOV，Zika和流感病毒也屬於單鏈RNA病毒，病毒複製過程中需要RNA依賴的RNA聚合酶的參與。

法匹拉韋

而在幾內亞開展的評估法匹拉韋（1200 mg，bid）抗EBOV有效性的臨床試驗（JIKI試驗）發現法匹拉韋的安全性很好，但是沒有顯示出明顯的有效性，這個臨床試驗的失敗有可能是因為這個給藥劑量下的血藥濃度達不到體外抗EBOV的EC50。最近研究發現，法匹拉韋對新型冠狀的病毒也有抑制作用（EC50 = 61.88 uM），與抗EBOV的活性處於同一個數量級上，此外EBOV會感染幾乎所有的器官和組織，而新型冠狀病毒目前發現主要是引起肺部的感染，從而對藥物的組織分佈沒有那麼高的要求。因此，法匹拉韋也是潛在的抗新型冠狀病毒的藥物。2月16日，國家藥監局批准了海正藥業生產的法匹拉韋（又名法維拉韋）用於治療成人新型或再次流行的流感(僅限於其它抗流感病毒藥物治療無效或效果不佳時使用)。

瑞德西韋

當下，最令人期待的藥物當屬吉利德旗下的瑞德西韋，雖然它在體外對新冠病毒的抑制活性相比SARS - CoV和MERS - CoV相差了近10倍，但是它仍然是目前公開的體外抗COVID-19活性最強的藥物（EC50 = 0.77 uM），而且它在一些患者上已經顯示出了臨床有效性，目前也正在開展多個3期臨床試驗，我們期待它的好結果。

洛匹那韋和利托那韋

靶向HIV天冬氨酸蛋白酶的藥物洛匹那韋和利托那韋在SARS疫情時就發揮了一定的作用，然而冠狀病毒的蛋白酶屬於半胱氨酸蛋白酶家族，因此洛匹那韋對SARS - CoV和MERS - CoV的活性比HIV-1相比降低了1000倍左右，但是仍然顯出了一定的抑制活性（EC50分別為17.1和8.0 uM）。因此在《新型冠狀病毒肺炎診療方案（試行第五版 修正版）》中也建議使用利洛匹那韋和利托那韋（按治療HIV的推薦劑量）來進行抗新型冠狀病毒的治療。

氯喹

親溶酶體試劑氯喹是一款抗瘧疾藥物，後來發現具有廣譜的抗病毒活性，對HIV-1，HBV和人冠狀病毒（HCoV-229E）等病毒均顯現出了一定的抑制活性。氯喹會在溶酶體內聚集並捕獲質子，從而使得溶酶體的pH升高，進而阻斷溶酶體對病毒包膜的裂解，降低病毒釋放核酸的能力。除此之外，它還可以與宿主細胞內的很多蛋白相互作用從而調控細胞的免疫反應。研究表明，氯喹對SARS - CoV和COVID-19均具有抑制活性（EC50分別為8.8和1.33 uM）。

在2020年2月15日的國務院聯防聯控機制的發佈會上，科技部生物中心主任張新民稱磷酸氯喹目前在北京、廣州等十多家醫院開展臨床研究，累積入組患者超過100例，臨床結果初步顯示它對COVID-19有一定的治療效果。靶向人體免疫系統的硝唑尼特（或其活性代謝物替唑尼特）也是一款廣譜的抗病毒藥物，研究表明替唑尼特可以活化PKR和eIF2-a，從而抑制HCV病毒的複製，或者通過增強RIG樣受體、線粒體抗病毒信號蛋白和干擾素調控因子3等蛋白的表達來抑制EBOV的複製。體外研究表明硝唑尼特（或替唑尼特）對HBV和COVID-19具有中等的抑制活性（EC50分別為0.2和2.12 uM），然而目前硝唑尼特的抗HBV，HCV和HIV的有效性尚未得到臨床證明，因此硝唑尼特治療COVID-19的有效性也需要臨床的驗證。

阿比多爾

阿比多爾是一款俄羅斯的抗流感病毒藥物，主要是與流感病毒的血凝素結合，從而阻斷流感病毒進入宿主細胞，目前該藥並沒有進入美國和歐盟市場。體外研究表明，它對SARS - CoV和EBOV具有一定的抑制活性（EC50分別為 <10和2.83 uM），目前鹽酸鹽酸阿比多爾針對COVID-19正在開展多項臨床試驗（NCT04260594，NCT04252885和NCT04261907）。

基於結構的藥物設計

新型冠狀病毒的全序列基因結構解析出來，而且也分離得到了很多新型冠狀病毒的毒株，因此根據病毒的結構重頭設計藥物也是一個策略。如前所述，靶向冠狀病毒主要關注於Spike蛋白、蛋白酶（3CLpro、PLpro）RNA依賴的RNA聚合酶和解旋酶。對於小分子藥物而言，基於結構的分子設計可以依據蛋白序列同源建模，建立與SARS - CoV同源性較高的COVID-19的3CLpro、PLpro和RNA依賴的RNA聚合酶等蛋白的結構模型，再通過虛擬篩選或根據以往的針對上述靶蛋白的藥物（如瑞德西韋、GPL-001、GRL-0617等）進行進一步的再設計、打分從而獲得潛在的更優質的化合物。

在這裡需要提到的是，同源建模畢竟不是真實的蛋白結構，因此這種類型的藥物設計需要不斷的設計-合成-評價-再設計過程，即使將來得到了靶蛋白的晶體數據可以使得再設計更加理性一點，這樣的藥物發現過程也是相當耗時的，遑論還有後續的臨床前評價和臨床試驗。因此對於這種爆發迅速、持續時間較短的疫情，這種方案對於解決當下的問題就顯得不是很合乎實際。但是，如果是為了讓我們可以更好的面對有可能到來的下一次類似的冠狀病毒疫情，這樣的工作又顯得尤為重要。

還有一類治療藥物就是治療性抗體的研發，最近在COVID-19的康復患者體內檢測到了抗體，而且已經有在武漢、徐州等地的患者接受這類抗體顯示出了較好的臨床有效性。

再生元在這個領域無疑是其中的佼佼者，這家公司用合成的病毒包膜表面的糖蛋白使含有全人的抗體可變區基因的基因編輯小鼠（VelocImmune mice）發生免疫，再篩選出結合糖蛋白活性高、中和能力強和結合FcγRIIIa受體能力高的抗體，而後通過CHO細胞來生產富集相應的抗體。利用這一套篩選合成體系，再生元曾經在10個月內就研發出了抗EBOV糖蛋白的抗體雞尾酒:REGN-EB3 (REGN3470, RENG3471和REGN3479 )，而且還成功開發出了抗MERS 冠狀病毒Spike蛋白的治療性抗體組合物（REGN3048和REGN3051）。2020年2月4日，美國衛生與公眾服務部宣佈和再生元合作來研發針對COVID-19的治療性抗體。在此，我們期待再生元的好消息。

冠狀病毒的嚴重威脅者人類的健康，但是由於疫情的爆發特點等原因，人們至今沒有開發出針對SARS - CoV和MERS - CoV的有效治療藥物。因此，面對當下的新型冠狀病毒，我們最優的策略就是利用已有的老藥來進行抗病毒治療。但是，我們不知道類似的冠狀病毒什麼時候又會再次出現，我們錯過了SARS帶來學習機會，希望這一次不會再錯過。

作者簡介：Enron Medicine是一個初入職場的醫藥人，讀博期間養成了閱讀文獻的習慣，手上做的是化學，腦子裡想的是信號通路，說出來的都是前人的足跡。希望有生之年可以做出讓老百姓用得起的好藥。

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總第971期

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