血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2在新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）發(fā)病機(jī)制及治療中的作用研究進(jìn)展

楊 呂，何 慶

（西南交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬成都市第三人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科，四川 成都 610031）

2019年12月在我國武漢地區(qū)暴發(fā)了新型冠狀病毒肺炎（coronavirus disease 2019，COVID-19），隨后該疫情的大流行引起了人們對(duì)公共衛(wèi)生的擔(dān)憂。國際病毒分類委員會(huì)將這種新型冠狀病毒命名為嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2型（severe acute respiratory syndrome coronavirus type 2，SARS-CoV-2）。該病毒的基因組數(shù)據(jù)顯示，SARSCoV-2與SARS-CoV在RNA依賴性RNA聚合酶的基因系統(tǒng)發(fā)育不同，通過病毒基因序列比對(duì)分析發(fā)現(xiàn)，這是一種新的β-冠狀病毒［1］。冠狀病毒的得名來自暴露于病毒脂質(zhì)層外面的由棘突蛋白（spike protein，S蛋白）構(gòu)成的冠狀突起，利用S蛋白與靶細(xì)胞表面的特異性受體結(jié)合，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)復(fù)制而引起感染。因此，S蛋白在冠狀病毒侵染細(xì)胞過程中非常重要。經(jīng)過結(jié)構(gòu)研究［2-4］和生化實(shí)驗(yàn)研究［3，5-6］發(fā)現(xiàn)，SARS-CoV-2可與人類受體血管緊張素轉(zhuǎn)換酶 2（angiotensin converting enzyme 2，ACE2）結(jié)合進(jìn)而侵入宿主細(xì)胞。

COVID-19的主要臨床表現(xiàn)為呼吸系統(tǒng)癥狀，患者以發(fā)熱、乏力和干咳為主要表現(xiàn)，另外還可能出現(xiàn)頭痛、喉嚨痛、腹痛和腹瀉等非典型臨床表現(xiàn)。重型患者多在1周后出現(xiàn)呼吸困難和（或）低氧血癥［7-8］，嚴(yán)重者迅速進(jìn)展為急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）、膿毒癥休克、難以糾正的代謝性酸中毒和出凝血功能障礙等［8-10］。目前，該疾病引起的疫情正在全球范圍內(nèi)蔓延，對(duì)重型和危重型患者的有效治療仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。對(duì)SARS-CoV-2與細(xì)胞特異性靶點(diǎn)ACE2的研究，有利于了解SARS-CoV-2感染后引起嚴(yán)重急性肺病理損傷的原因和COVID-19的發(fā)病機(jī)制，為研發(fā)有效的疫苗和制定該病的治療方案提供新的思路。

1 SARS-CoV-2通過結(jié)合ACE2感染細(xì)胞

1.1 S蛋白特異性結(jié)合ACE2

LI等［11］通過免疫共沉淀法從可被SARS-CoV感染的Vero E6細(xì)胞中分離出了一種金屬肽酶ACE2，它能有效地結(jié)合SARS-CoVS蛋白的S1亞基，且可溶性ACE2片段可阻止S1結(jié)構(gòu)域與Vero E6細(xì)胞結(jié)合。ACE2抗體可阻斷該病毒的復(fù)制，進(jìn)一步證明ACE2為SARS-CoV的功能性受體。SARS-CoV-2和SARS-CoV同屬冠狀病毒β屬，不論是感染后癥狀還是病毒結(jié)構(gòu)都有很多相似點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，SARS-CoV-2的基因組與SARS-CoV有80%的同源性［6］。冠狀病毒的S蛋白是介導(dǎo)細(xì)胞表面特異性受體識(shí)別與膜融合的關(guān)鍵蛋白，而SARSCoV-2和SARS-CoVS蛋白之間的氨基酸序列一致性為76.47%［12］。SARS-CoV-2 S蛋白的受體結(jié)合域（receptor binding domain，RBD）序列僅比來自SARS-CoVS蛋白的RBD多1個(gè)氨基酸（Val470），具有73.8%～74.9%氨基酸同源性；另外，與其他可與唾液酸結(jié)合的人類冠狀病毒（HKU1和OC43）相比，SARS-CoV-2S蛋白的N端域（N-terminal domain）與SARS-CoV的更為相似［13］?；赟ARSCoV S蛋白R(shí)BD與ACE2的晶體結(jié)構(gòu)，采用結(jié)構(gòu)疊加和分子剛性對(duì)接的方法對(duì)SARS-CoV-2 S蛋白與人ACE2結(jié)合的三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，發(fā)現(xiàn)雖然SARS-CoV-2 S蛋白R(shí)BD區(qū)域與ACE2蛋白結(jié)合的5個(gè)關(guān)鍵氨基酸殘基除了Tyr491外，其余的4個(gè)都發(fā)生了變化，但變化后的RBD仍然與SARSCoV S蛋白的RBD有著幾乎一致的三維結(jié)構(gòu)［12］。受體結(jié)合基序是RBD羧基端的一個(gè)區(qū)域，包含所有與宿主受體接觸的殘基。通過使用攜帶SARSCoV-2 S蛋白的水皰性口炎病毒假型病毒粒子來研究SARS-CoV-2進(jìn)入細(xì)胞的受體，發(fā)現(xiàn)針對(duì)人ACE2（human ACE2，hACE2）的抗血清阻斷了SARS-CoVS蛋白和SARS-CoV-2S蛋白進(jìn)入細(xì)胞［14］，SARS-CoV-2受體結(jié)合基序中的幾個(gè)關(guān)鍵殘基（尤其是Gln493）與hACE2產(chǎn)生了良好的相互作用，表明SARS-CoV-2具備通過與受體ACE2結(jié)合感染人細(xì)胞的能力［2］。

SARS-CoV-2利用高度糖基化的S蛋白進(jìn)入宿主細(xì)胞。S蛋白是一種三聚體Ⅰ類融合蛋白，以亞穩(wěn)態(tài)預(yù)融合構(gòu)象存在，當(dāng)S1亞基與宿主細(xì)胞受體結(jié)合時(shí)，受體結(jié)合使融合前三聚體失穩(wěn)，導(dǎo)致S1亞基脫落，S2亞基向穩(wěn)定的融合后構(gòu)象過渡，進(jìn)而使病毒膜與宿主細(xì)胞膜融合［15］，這一過程經(jīng)歷了復(fù)雜的結(jié)構(gòu)重排。美國國立衛(wèi)生研究院疫苗研究中心與德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校分子生物科學(xué)學(xué)院合作報(bào)道了首個(gè)處于預(yù)融合構(gòu)象的SARS-CoV-2 S蛋白三聚體冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，其分辨率為3.5?［3］。研究結(jié)果顯示，三聚體的主要狀態(tài)為1個(gè)RBD為“上”（“up”）構(gòu)象，另外2個(gè)RBD為“下”（“down”）構(gòu)象，且證實(shí)了RDB的“上”構(gòu)象是與受體結(jié)合所必須的。利用生物物理學(xué)方法發(fā)現(xiàn)，SARS-CoV-2 S蛋白與ACE2受體結(jié)合的親和力是SARS-CoV S蛋白的10～20倍。ZHOU等［6］使HeLa細(xì)胞表達(dá)或不表達(dá)不同種屬的ACE2，證明了SARS-CoV-2可以利用多個(gè)種屬（如人、中國馬蹄蝠、豬和果子貍，不包括小鼠）的ACE2作為進(jìn)入細(xì)胞的受體，從而直接表明SARS-CoV-2利用ACE2作為受體進(jìn)入細(xì)胞。另外，研究人員采用同樣的方法發(fā)現(xiàn)，SARSCoV-2并不以其他冠狀病毒的受體如氨肽酶N和二肽基肽酶4作為感染細(xì)胞的受體。ACE2是一種膜蛋白，正常情況下很難獲得穩(wěn)定的全長ACE2蛋白。通過共表達(dá)中性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白B0AT1和ACE2蛋白，西湖大學(xué)周強(qiáng)團(tuán)隊(duì)揭示了人全長ACE2以及SARS-CoV-2RBD與ACE2-B0AT1形成的三元復(fù)合體的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)［16］。ACE2側(cè)鏈包括胞外肽酶結(jié)構(gòu)域（peptidase domains，PD）和Collectrin樣域（Collectrin-like domain，CLD），后者由小段胞外域、一條長鏈和單個(gè)TM螺旋組成。ACE2的同源二聚體主要通過PD和TM之間的頸部域介導(dǎo)，其中的PD提供了一個(gè)較小的界面，每個(gè)PD可容納1個(gè)三聚體S蛋白的RBD。

1.2 S蛋白結(jié)合ACE2的能力

SARS-CoV-2是已知的第7種感染人類的冠狀病毒。SARS-CoV，MERS-CoV和SARS-CoV-2可導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病，而HKU1，NL63，OC43和229E引起的癥狀僅類似普通感冒［17］。對(duì)SARS的研究已經(jīng)提示，病毒S蛋白和ACE2受體之間結(jié)合的親和力是病毒復(fù)制速度和疾病嚴(yán)重程度的主要決定因素［18］，且SARS-CoV與蝙蝠SARS相關(guān)的冠狀病毒（SARS-related coronaviruses，SARSr-CoV）的主要區(qū)別就在于S基因［19］。分析來自不同流行時(shí)期和不同宿主的SARS-CoV的基因序列后發(fā)現(xiàn)，病毒S蛋白的堿基序列存在一系列的變化，這些變化既提示了SARS-CoV的來源，也提示了S蛋白與病毒感染和傳播能力差別的相關(guān)性［20-22］。XU 等［12］通過生物學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，SARS-CoV-2和SARS-CoV之間的基因組序列多樣性也主要表現(xiàn)在ORF1a和S蛋白基因上。S蛋白的S1亞基通過與宿主受體結(jié)合促進(jìn)病毒感染，它包括2個(gè)域，即N端域和C端域（C-terminal domain），后者也稱為RBD，在決定組織趨向性和宿主范圍方面起著至關(guān)重要的作用［3-4］。在冠狀病毒中，N端域可能在最初附著時(shí)識(shí)別特定的糖片段，并可能在S蛋白融合前到融合后的構(gòu)象變化中發(fā)揮重要作用［23］。S蛋白的RBD是冠狀病毒基因組中最易突變的部分［6，13］。雖然上述提到的SARS-CoV-2的RBD與SARS-CoV的RBD相似，但在它們各自與ACE2相互作用的界面上發(fā)現(xiàn)了大量的序列變化和構(gòu)象偏差，最顯著的改變是SARS-CoV-RBD中的Val404被SARS-CoV-2-RBD中的Lys417（極性氨基酸）替換，這可能會(huì)使ACE2與RBD形成更緊密的連接。另外，還包括Tyr442→Leu455，Leu443→Phe456，Phe460→Tyr473，Asn479→Gln493和Leu472 →Phe486的替換，這些氨基酸替換也可能改變SARS-CoV-2-RBD和ACE2之間相互作用的親和力［16］。SARSCoV-2-RBD和hACE2復(fù)合物的結(jié)構(gòu)信息直接顯示，SARS-CoV-2-RBD與hACE2直接相互作用的區(qū)域比SARS-CoV-RBD具有更多的殘基，形成了更多的原子相互作用，包括更多的范德華力接觸，更多的氫鍵以及更大的埋入表面積，且SARSCoV-2-RBD中關(guān)鍵的殘基取代略微加強(qiáng)了相互作用［24］。與 SARS-CoV-RBD 相比，SARS-CoV-2-RBD和hACE2之間的相互作用親和力增強(qiáng)了4倍［24］。該文也提到SARS-CoV-2S蛋白與ACE2受體結(jié)合的親和力是SARS-CoV S蛋白的10～20倍［3］。有學(xué)者利用ACE2亞型之間序列相似性分析了睪丸ACE2和果蠅ACE2同系物的蛋白晶體，發(fā)現(xiàn)ACE2的酶催化區(qū)域位于胞外蛋白頂端的深溝內(nèi)，圍繞著這個(gè)深溝的嵴呈負(fù)電荷，可能與S蛋白的正電荷區(qū)域有結(jié)合能力；靠近負(fù)電荷的嵴周圍由疏水性殘基形成的幾個(gè)小片疏水區(qū)域也可能有助于與S蛋白結(jié)合［25］。所以，氨基酸的改變特別是極性氨基酸的改變會(huì)影響RBD與ACE2的結(jié)合能力。已有研究報(bào)道，從人得到的強(qiáng)傳染性病毒株SARS-CoV的S1結(jié)構(gòu)域的479殘基向天冬酰胺（Asn）的改變促進(jìn)了S蛋白對(duì)hACE2的適應(yīng)，ACE2上由α螺旋1形成的嵴上殘基（尤其重要的是嵴上31位Lys殘基）與479殘基發(fā)生作用可能與SARS-CoV更強(qiáng)的傳染性有關(guān)系［18］。在SARS-CoV-2-RBD的394殘基為谷氨酰胺（Gln）（對(duì)應(yīng)于SARS-CoV中的479殘基）［2］。這些氨基酸突變是否參與影響ACE2的結(jié)合和改變受體的趨向性還待研究。

SARS-CoV-2S蛋白與ACE2結(jié)合后，細(xì)胞蛋白酶在S1/S2和S2’位點(diǎn)切割S蛋白導(dǎo)致S蛋白被啟動(dòng)，使病毒和細(xì)胞膜融合。啟動(dòng)事件對(duì)病毒的進(jìn)入至關(guān)重要，靶細(xì)胞蛋白酶激活這一步的效力和程度調(diào)節(jié)細(xì)胞的趨向性和病毒的發(fā)病機(jī)制。不同的冠狀病毒中，2個(gè)亞基S1和S2交界處的S1/S2處理位點(diǎn)（包括位點(diǎn)1和位點(diǎn)2）表現(xiàn)出不同的基序。HOFFMANN等［14］研究表明，SARS-CoV-2使用SARS-CoV的受體ACE2進(jìn)入細(xì)胞，但與SARSCoVS蛋白不同的是，SARS-CoV-2 S蛋白的S1/S2裂解位點(diǎn)存在有多個(gè)精氨酸殘基（多堿基），具有高裂解性，跨膜絲氨酸蛋白酶2（transmembrane protease，serine 2，TMPRSS2）通過將S蛋白裂解為N端S1亞基和C端S2亞基，使S蛋白從融合前狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿诤虾鬆顟B(tài)來啟動(dòng)S蛋白。ACE2的C端殘基697～716在頸區(qū)形成第3和第4個(gè)螺旋，是ACE2的二聚體界面的一部分［16］，TMPRSS2等蛋白酶還裂解ACE2的C端，特別是697～716殘基，也可增強(qiáng)S蛋白驅(qū)動(dòng)的病毒感染［26］。除此之外，SARS-CoV-2 S蛋白在精氨酸裂解位點(diǎn)1的上游還包含12個(gè)額外的核苷酸，形成一個(gè)可預(yù)測(cè)的溶劑暴露PRRAR↓SV序列，該序列對(duì)應(yīng)于一個(gè)典型的弗林蛋白酶樣裂解位點(diǎn)（furin-like cleavage site）［27］。在SARS-CoV-2出現(xiàn)之前，這一重要特征在β冠狀病毒b系（lineage b）中未觀察到。該類似于弗林蛋白酶的裂解位點(diǎn)，被認(rèn)為是在病毒擴(kuò)散過程中被裂解的［28］，用于S蛋白的“啟動(dòng)”，并可能促進(jìn)SARSCoV-2比其他β冠狀病毒b系的病毒在人群中更有效地傳播。相關(guān)MERS-CoV感染的研究曾報(bào)道，弗林蛋白酶在感染細(xì)胞的S1/S2位點(diǎn)的預(yù)先裂解可能促進(jìn)隨后依賴TMPRSS2的靶細(xì)胞侵入［29］。除此之外，在SARS-CoV-2 S蛋白PRRAR↓SV序列中，新增的脯氨酸（P）預(yù)測(cè)會(huì)導(dǎo)致S673，T678和S686位點(diǎn)添加O-連接聚糖，這些聚糖位于剪切位點(diǎn)的側(cè)面，是SARS-CoV-2所特有的［30］。O-連接聚糖可以形成一個(gè)黏蛋白樣結(jié)構(gòu)域來屏蔽SARSCoV-2 S蛋白上的表位或關(guān)鍵殘基。已有研究發(fā)現(xiàn)，一些病毒利用黏蛋白樣結(jié)構(gòu)域作為免疫逃避的聚糖屏障［31］，所以SARS-CoV-2堿基序列的改變可能與在COVID-19患者中觀察到的免疫系統(tǒng)紊亂機(jī)制有關(guān)。

2 ACE2在SARS-CoV-2造成的急性肺損傷中的作用

大多數(shù)COVID-19患者表現(xiàn)為輕至中度癥狀，但約15%進(jìn)展為重癥肺炎，約5%最終發(fā)展為ARDS、感染性休克和（或）多器官衰竭［8，32］。據(jù)報(bào)道，呼吸道樣本中SARS-CoV-2的病毒載量明顯高于糞便樣本［33］。SARS-CoV-2侵入宿主細(xì)胞除需要受體ACE2以外，還需要細(xì)胞絲氨酸蛋白酶TMPRSS2，后者將通過酶切S蛋白來支持SARSCoV-2對(duì)宿主細(xì)胞的感染。因此，這2種蛋白的共表達(dá)對(duì)獲得病毒感染性是必要的。基于免疫組織化學(xué)的檢查結(jié)果，已經(jīng)在鼻腔、支氣管上皮（特別是腺上皮）和肺泡上皮Ⅱ型細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)有ACE2和TMPRSS2的蛋白表達(dá)［34］，對(duì)呼吸樹（respiratory tree）上皮細(xì)胞的深入分析顯示，ACE2在鼻上皮細(xì)胞中的杯狀細(xì)胞、分泌細(xì)胞和纖毛細(xì)胞表達(dá)最高，并與病毒進(jìn)入相關(guān)蛋白酶TMPRSS2共同表達(dá)［35］。因此，該病毒可能利用鼻部杯狀細(xì)胞中現(xiàn)有的分泌途徑，在早期階段進(jìn)行低水平的持續(xù)釋放，而無明顯的病理變化。

ACE2既是SARS-CoV-2進(jìn)入宿主的受體，也是肺損傷的保護(hù)因子［36］。ACE2屬于腎素-血管緊張素醛固酮系統(tǒng)（renin-angiotensin-aldosterone system，RAS），RAS除在調(diào)節(jié)電解質(zhì)平衡和血壓方面起著重要作用，還參與多種肺部疾病如炎癥和纖維化的調(diào)節(jié)。ACE2可水解血管緊張素Ⅰ（angiotensinⅠ，AngⅠ）和AngⅡ羧基端的1個(gè)氨基酸殘基，分別形成Ang-（1-9）和有血管舒張作用的Ang-（1-7）。抑制上游AngⅠ/AngⅡ/血管緊張素Ⅱ1型受體通路和激活下游ACE2/Ang-（1-7）/Mas受體通路是在各種肺部疾病模型中顯示出有效性的2種可行策略。Ang-（1-7）除作用于Mas受體發(fā)揮抑制炎癥反應(yīng)、抗增生和抗氧化應(yīng)激等作用外，還可降低ACE活性，且對(duì)ACE2活性無影響；不考慮對(duì)單個(gè)酶的影響，Ang-（1-7）處理顯著提高了ACE2/ACE的活性比，改善肺水腫和蛋白滲漏，減輕急性肺損傷［37］。SARS-CoV-2感染患者血漿中AngⅡ水平明顯高于健康個(gè)體；此外，其水平與病毒載量和肺損傷密切相關(guān)［38］，說明SARS-CoV-2可導(dǎo)致患者體內(nèi)RAS失衡。SARS-CoV-2與宿主細(xì)胞受體ACE2的結(jié)合，觸發(fā)SARS-CoV-2-ACE2復(fù)合物內(nèi)化進(jìn)入靶細(xì)胞，進(jìn)而導(dǎo)致ACE2的下調(diào)［39］。鑒于Ang-（1-7）對(duì)AngⅡ受體-1型相關(guān)的許多病理生理功能起關(guān)鍵的反向調(diào)節(jié)作用，SARA-CoV-2介導(dǎo)ACE2下調(diào)以及導(dǎo)致AngⅡ/Ang-（1-7）比例上升均會(huì)導(dǎo)致肺功能惡化和肺損傷。越來越多的證據(jù)表明，宿主免疫反應(yīng)導(dǎo)致了嚴(yán)重形式的SARS-CoV-2感染［8，40-41］，這種免疫反應(yīng)與COVID-19中重癥監(jiān)護(hù)病房的住院率和死亡率較高有關(guān)。脫精氨酸9緩激肽（des-Arg9-bradykinin，DABK）是一種已知的肺部炎癥因子，在內(nèi)毒素吸入導(dǎo)致小鼠肺損傷的模型中，肺ACE2活性的降低導(dǎo)致了DABK-緩激肽B1受體軸的激活，氣道上皮釋放促炎趨化因子，增加中性粒細(xì)胞浸潤，加劇肺部炎癥和組織損傷［42］。ACE2可裂解DABK的末端殘基，導(dǎo)致DABK失活。病毒介導(dǎo)ACE2下調(diào)后，DABK-緩激肽B1受體軸的激活增加會(huì)引起炎癥細(xì)胞因子的釋放［43］。這與COVID-19患者體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的免疫細(xì)胞紊亂和炎癥反應(yīng)過度一致［44］。與大多數(shù)其他冠狀病毒相比，SARS-CoV-2不僅具有致細(xì)胞病變效應(yīng)和引起宿主的免疫病理反應(yīng)，還阻斷了肺保護(hù)通路，這也許可以解釋為何“相對(duì)無害”的人類冠狀病毒會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重致死的肺部損傷。

3 ACE2作為治療COVID-19靶點(diǎn)的潛力

病毒表面蛋白和受體的結(jié)合在發(fā)病中起著關(guān)鍵作用，如果能阻斷這一過程的發(fā)生，則可能防止SARS-CoV-2的感染。除此之外，維持RAS的平衡也可能有助于緩解肺組織損傷。

3.1 針對(duì)S蛋白的疫苗

一組抗SARS-CoV-RBD的小鼠單抗和多抗不能與SARS-CoV-2 S蛋白相互作用，表明SARSCoV和SARS-CoV-2在抗原性上有顯著差異［24］。已開發(fā)的基于SARS-CoV-RBD的候選疫苗不太可能對(duì)SARS-CoV-2預(yù)防有任何臨床益處。目前全球已有100多種候選疫苗處于研發(fā)過程中，包括重組蛋白疫苗、復(fù)制或不復(fù)制的腺病毒載體疫苗、DNA疫苗和mRNA疫苗（這些疫苗大多集中在S蛋白或RBD）、減毒活疫苗和滅活病毒疫苗?；贒NA和mRNA的疫苗可以在病毒序列的基礎(chǔ)上快速生成，這為臨床問題的解決提供了快速途徑。CORBETT等［45］報(bào)道了1項(xiàng)mRNA候選疫苗——mRNA-1273。mRNA-1273可在小鼠體內(nèi)編碼全長、預(yù)融合穩(wěn)定的SARS-CoV-2 S蛋白三聚體，進(jìn)而誘導(dǎo)有效的中和抗體和CD8+T細(xì)胞反應(yīng)，保護(hù)小鼠上下呼吸道免受SARS-CoV-2感染。該疫苗的Ⅰ期臨床試驗(yàn)已于2020年3月16日啟動(dòng)，旨在評(píng)估m(xù)RNA-1273的安全性、反應(yīng)性和表達(dá)的SARSCoV-2 S蛋白免疫原性，接種后將進(jìn)行為期1年的隨訪，相關(guān)數(shù)據(jù)尚未公布。mRNA-1273目前正在進(jìn)行Ⅱ期臨床試驗(yàn)，將進(jìn)一步評(píng)估該mRNA疫苗的效果和有效劑量。我國科研人員研發(fā)的一種表達(dá)SARS-CoV-2全長S蛋白的重組腺病毒5型（adenovirus type-5，Ad5）載體COVID-19疫苗，已在人體評(píng)估其安全性、耐受性以及免疫原性［46］，臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)告顯示，健康成人在接種疫苗后第28天對(duì)SARS-CoV-2的體液反應(yīng)達(dá)到高峰，第14天出現(xiàn)快速特異的T細(xì)胞反應(yīng)。在接種Ad5載體COVID-19疫苗后的28 d內(nèi)無嚴(yán)重不良事件報(bào)告。旨在評(píng)估該疫苗誘導(dǎo)人體產(chǎn)生免疫應(yīng)答的能力和該疫苗安全性的Ⅱ期臨床試驗(yàn)也已完成，該試驗(yàn)納入了超過500名志愿者。試驗(yàn)結(jié)果表明，以Ad5為載體的COVID-19疫苗在每劑5×1010病毒顆粒數(shù)的劑量下是安全的，單次肌內(nèi)注射該疫苗后在大多數(shù)受試者中都誘導(dǎo)了顯著的免疫應(yīng)答（NCT04341389）［47］。

3.2 針對(duì)S蛋白的中和抗體

中和抗體可以成為對(duì)抗COVID-19大流行的抗病毒藥物，有望用于COVID-19病毒的預(yù)防和治療。利用能有效阻斷SARS-CoV-2-RBD與hACE2受體結(jié)合的COVID-19康復(fù)患者血液樣本成功克隆了所需的人單抗，其中單抗311mAb-31B5和311mAb-32D4可特異性結(jié)合SARS-CoV-2-RBD，有效阻斷SARS-CoV-2-RBD與hACE2的相互作用，且在體外有效地阻斷了SARS-CoV-2 S偽慢病毒顆粒進(jìn)入表達(dá)hACE2的宿主細(xì)胞［48］。另外一項(xiàng)研究還報(bào)道了作用于RBD上不同表位的單抗，同樣阻斷了病毒S蛋白R(shí)BD與細(xì)胞受體ACE2的結(jié)合，這還有利于避免在未來的臨床應(yīng)用中出現(xiàn)免疫逃逸；此外，這些抗體在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中可以降低小鼠受感染肺部的病毒滴度［49］。除研制靶向RBD的單抗外，我國科研團(tuán)隊(duì)通過分離COVID-19恢復(fù)期患者體內(nèi)記憶B細(xì)胞和血漿B細(xì)胞產(chǎn)生的單抗，發(fā)現(xiàn)了可以識(shí)別SARS-CoV-2 S蛋白上的N端域脆弱表位的單抗——mAb4A8，該抗體在體外對(duì)真?zhèn)蜸ARS-CoV-2表現(xiàn)出高水平的中和作用，推測(cè)mAb4A8可能通過抑制S蛋白的構(gòu)象變化來中和SARS-CoV-2［50］。mAb4A8與靶向RBD的抗體聯(lián)用可能避免病毒逃逸突變，產(chǎn)生抗病的協(xié)同作用。

3.3 TMPRSS2活性的抑制

TMPRSS2對(duì)S蛋白的啟動(dòng)對(duì)SARS-CoV-2病毒傳播至關(guān)重要。絲氨酸蛋白酶抑制劑甲磺酸卡莫司他（camostat mesylate）在日本被批準(zhǔn)用于治療其他非病毒感染性疾病，但已被證明可阻斷TMPRSS2活性，有效預(yù)防SARS-CoV的傳播，并抑制其致病性［51-52］，因此可能是有效治療COVID-19的潛在選擇之一。

3.4 ACE抑制劑和Ang受體拮抗劑

既往一項(xiàng)基于1055例呼吸道病毒感染性肺炎患者的回顧性研究顯示，住院期間持續(xù)使用ACE抑制劑和他汀類藥物與較低的死亡率和插管率相關(guān)［53］?；谌巳旱牟±龑?duì)照研究，ACE抑制劑和Ang受體拮抗劑與COVID-19感染風(fēng)險(xiǎn)無相關(guān)性，也未顯示會(huì)明顯增加重癥COVID-19患者的風(fēng)險(xiǎn)。另外，基于亞洲、歐洲和北美169家醫(yī)院的數(shù)據(jù)庫，未觀察到ACE抑制劑和Ang受體拮抗劑的使用與COVID-19患者的在院死亡風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)［54-56］。根據(jù)現(xiàn)有證據(jù)，尚無理由給COVID-19大流行期間病情穩(wěn)定的患者停用腎素-血管緊張素系統(tǒng)阻滯劑［57］。

3.5 給予過量的可溶性ACE2

過量的ACE2可能與SARS-CoV-2競爭性結(jié)合，不僅可以中和病毒，還可以挽救細(xì)胞ACE2的活性。研究報(bào)道，臨床級(jí)人源重組可溶性ACE2（human recombinant soluble ACE2，hrsACE2）顯著抑制SARS-CoV-2感染，且無細(xì)胞毒性［58］；此外，研究人員從誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞中構(gòu)建與人類毛細(xì)血管非常相似的類人毛細(xì)血管器官，添加hrsACE2后顯著減少人血管類器官的病毒感染，同樣無副作用，證明了在體外hrsACE2早期能顯著抑制SARS-CoV-2的感染，并將病毒載量降低1000～5000倍。在針對(duì)ARDS患者使用重組人ACE2（GSK2586881）的Ⅱ期臨床試驗(yàn)中，其可降低AngⅡ水平，但增加了Ang-（1-7）和表面活性蛋白D的水平，同時(shí)使炎性因子白細(xì)胞介素6濃度下降［59］。hrsACE2的獲得推動(dòng)了一個(gè)由危重病學(xué)專家、科學(xué)家和生物技術(shù)人員組成的多國團(tuán)隊(duì)的成立，該團(tuán)隊(duì)迅速啟動(dòng)了hrsACE2在重癥COVID-19患者中的試點(diǎn)試驗(yàn)（美國臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫#NCT04287686）。

3.6 阻止病毒與靶細(xì)胞融合

除通過與質(zhì)膜直接融合進(jìn)入細(xì)胞，SARS-CoV還通過受體依賴和pH敏感的內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞，同時(shí)S蛋白使受體ACE2從質(zhì)膜轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)［60］。已知的內(nèi)吞調(diào)節(jié)因子之一是AP2相關(guān)蛋白激酶1（AP2-associated protein kinase 1，AAK1）。破壞AAK1可能中斷病毒進(jìn)入細(xì)胞的通道及病毒顆粒在細(xì)胞內(nèi)的組裝。巴雷替尼（baricitinib）是一種具有高親和力的AAK1結(jié)合藥物，同時(shí)也是JAK抑制劑，已被批準(zhǔn)作醫(yī)療用途，可能減少病毒侵入和患者的炎癥反應(yīng)，進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)可確定是否可用于COVID-19的治療［61］。

3.7 中藥治療

基于臨床經(jīng)驗(yàn)和分子對(duì)接技術(shù)的抗新型冠狀病毒中醫(yī)組方快速篩選模式，研究小組篩選出46個(gè)能作用于SARS-CoV-2 S蛋白與hACE2結(jié)合區(qū)域且具有較高結(jié)合能的中藥活性成分，其主要?dú)w屬于桑葉、蒼術(shù)、浙貝母、生姜、金銀花、連翹和草果7味中藥，同時(shí)提示，中醫(yī)組方除可能改善臨床癥狀或證候外，還具有潛在的直接抑制病毒感染的作用［62］。黃芪甲苷可以激活 ACE2/Ang-（1-7）/Mas通路，使ACE2，Ang-（1-7）和Mas水平升高，起到保護(hù)肺功能的作用，從而有效地抑制呼吸衰竭［63］。

4 結(jié)語

SARS-CoV-2在結(jié)構(gòu)和感染過程方面具有的新特征意味著COVID-19有其自身獨(dú)特的病理機(jī)制和疾病轉(zhuǎn)歸。ACE2是目前已知的3種冠狀病毒侵入人體非常重要的受體，且病毒進(jìn)入靶細(xì)胞后引起ACE2表達(dá)下降進(jìn)一步造成靶器官受損。通過ACE2與病毒S蛋白結(jié)合的結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)藥物靶點(diǎn)，設(shè)計(jì)防治藥物已成目前研究熱點(diǎn)并已取得初步成效。深入了解SARS-CoV-2與ACE2相互作用及病毒侵入人體后引起的一系列病理變化機(jī)制，有助于解釋臨床現(xiàn)象和發(fā)現(xiàn)針對(duì)性的防治手段和治療藥物。