我們真的對嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2束手無策嗎?

樊建勇 吳昌歸 秦燕

1西安國際醫(yī)學(xué)中心醫(yī)院呼吸內(nèi)科710119;2西安521醫(yī)院老年病科710065

2019年12月,武漢市多家醫(yī)院發(fā)現(xiàn)不明原因的肺炎患者,經(jīng)下呼吸道病原檢測其致病源為一種新型冠狀病毒,WHO 將其命名為 “2019-nCo V”。2020年2月12日,國際病毒分類委員會冠狀病毒小組將新型冠狀病毒正式命名為“嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-Co V-2)”。SARS-Co V-2歸類于β屬冠狀病毒中,其余包括OC43、HKU1、MERSCo V 和SARS-Co V。直至目前為止仍沒有效的藥物阻止人和動物中的冠狀病毒感染。難道我們真的就對SARS-Co V-2感染束手無策嗎? 一般病毒感染人會經(jīng)過復(fù)制、炎癥反應(yīng)、清除3個階段。筆者通過復(fù)習(xí)近期相關(guān)文獻(xiàn),從這3個方面對SARS-CoV-2感染的治療進(jìn)行綜述。

1 病毒復(fù)制

1937年冠狀病毒首先從禽類分離,直徑75～160 nm,因其在電子顯微鏡下有形似花冠的棘突而得名。通常情況下,有效的抗病毒治療通過直接作用于病毒生命周期重要的病毒成分 (例如逆轉(zhuǎn)錄酶、蛋白酶、整合素)抑制病毒復(fù)制。但這些藥物容易因為病毒復(fù)制酶的突變而失效。因此,針對病毒復(fù)制的編碼蛋白進(jìn)行抑制將是治療的有效方法。SARS-Co V-2的復(fù)制是以病毒RNA 為模板翻譯多種蛋白。這些蛋白包括結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白。結(jié)構(gòu)蛋白包括刺突 (S)、膜 (M)、包膜 (E)和核衣殼 (N)蛋白。因冠狀病毒為正股單鏈RNA 病毒,缺乏核酸校對功能,因此只能以低保真度進(jìn)行復(fù)制。研究發(fā)現(xiàn)不同冠狀病毒之間非結(jié)構(gòu)蛋白編碼區(qū)的同一性為58%,而結(jié)構(gòu)性蛋白編碼區(qū)的同一性僅為43%[1]?？傊?非結(jié)構(gòu)蛋白更加保守,而結(jié)構(gòu)蛋白更易多變以適應(yīng)環(huán)境的變化。因此競爭性抑制非結(jié)構(gòu)蛋白和結(jié)構(gòu)蛋白可能是阻止病毒復(fù)制的治療方法之一。

非結(jié)構(gòu)蛋白系列中,親免蛋白有可能成為治療的靶點。親免蛋白包括親環(huán)蛋白系列 [主要包括親環(huán)蛋白A/B(cyclophilin A/B,Cyp A/B)]和他克莫司 (FK506)結(jié)合蛋白系列 (主要包括FKBP1A/1B),因為它們分別能結(jié)合免疫抑制物環(huán)孢素和FK506。Carbajo-Lozoya等[2]研究發(fā)現(xiàn)低濃度、非細(xì)胞毒性FK506 能強(qiáng)烈抑制人冠狀病毒SARS-Co V、HCo V-NL63和HCo V-229E 的復(fù)制。其機(jī)制為環(huán)孢素A (cyclosporin A,Cs A)-親環(huán)蛋白和FK506-FKBPs復(fù)合物與細(xì)胞鈣調(diào)節(jié)神經(jīng)磷酸酶結(jié)合,從而抑制T淋巴細(xì)胞的去磷酸化和核因子的活性。研究發(fā)現(xiàn),各種冠狀病毒的復(fù)制對于Cs A 處理敏感,包括HCo V-NL63、HCo V-229E和SARS-Co V[2]。其中,經(jīng)33μmol/L Cs A 和49μmol/L FK506 處理后,SARS-Co V 滴度分別降低了128 740倍和11 112倍[2]。體外研究發(fā)現(xiàn)SARS-Co V 經(jīng)FK506處理后半數(shù)有效抑制濃度為6.9μmol/L,HCo VNL63的半數(shù)有效抑制濃度為5.1μmol/L,HCo V-229E 約為5.4μmol/L。各種冠狀病毒的復(fù)制所依賴的親環(huán)蛋白和FKBP亦不甚相同,Carbajo-Lozoya等[3]2014 年研究發(fā)現(xiàn)HCo V-NL63病毒復(fù)制主要依賴Cyp A。這種現(xiàn)象也在其他冠狀病毒中存在[4-5]。因此,作者推薦將Cs A 作為泛冠狀病毒抑制劑[3]。

4 種結(jié)構(gòu)蛋白對于病毒組裝和冠狀病毒感染至關(guān)重要[1]。S蛋白的三聚體結(jié)構(gòu)構(gòu)成病毒顆粒表面的尖峰,是病毒附著于宿主受體的關(guān)鍵。SARS-Co V-2 可能通過S蛋白與人ACE2 分子相互作用,從而實現(xiàn)人與人之間的傳播[6]。M 蛋白具有3個跨膜結(jié)構(gòu)域,可塑造病毒體,促進(jìn)膜彎曲并結(jié)合至核衣殼。E 蛋白在病毒的組裝和釋放,是病毒發(fā)病機(jī)理所必須。N 蛋白包括2個結(jié)構(gòu)域,它們通過不同的機(jī)制結(jié)合病毒RNA 基因組[7]。N 蛋白還是RNA 干擾物和病毒編碼阻遏物的拮抗劑,有利于病毒復(fù)制。目前暫無針對這4種結(jié)構(gòu)蛋白抑制劑的報道。

2 炎癥反應(yīng)

在冠狀病毒性肺炎病例中重要的是控制細(xì)胞因子的產(chǎn)生和炎癥反應(yīng)[8]。文獻(xiàn)報道,SARS-Co V-2 感染導(dǎo)致的炎癥反應(yīng)主要為Th1和Th2細(xì)胞應(yīng)答[9]。Th1應(yīng)答激活表現(xiàn)為感染SARS-Co V-2 感染患者血漿中存在大量的IL-1B、γ-干擾素 (interferon-γ,IFN-γ)、γ-干擾素誘導(dǎo)蛋白10、單核細(xì)胞趨化蛋白1[9]。Th2 應(yīng)答激活則表現(xiàn)為檢測到大量的IL-4和IL-10,這與2003年SARS-Co V 感染不同。因此,抑制過度激活的炎癥反應(yīng)可能是治療SARS-Co V-2感染的方法之一。臨床中常用的與冠狀病毒感染相關(guān)的免疫抑制劑包括糖皮質(zhì)激素類、細(xì)胞因子合成抑制劑。糖皮質(zhì)激素的應(yīng)用目前已經(jīng)寫入 《新型冠狀病毒肺炎防治專家意見》中,適應(yīng)證 (以下兩個條件需同時具備)：(1)影像學(xué)進(jìn)展迅速 (24～48 h病灶進(jìn)展＞50%);(2)靜息未吸氧狀態(tài)下,患者氧飽和度≤93%或呼吸窘迫 (呼吸頻率≥30次/min)或氧合指數(shù)≤300 mm Hg (1 mm Hg=0.133 kPa)。劑量不超過相當(dāng)于甲潑尼龍1～2 mg/ (kg·d),療程5～7 d[10]。細(xì)胞因子合成抑制劑包括Cs A、FK506,Cs A 能抑制IL-2的產(chǎn)生和釋放,使淋巴細(xì)胞停留在G0或G1期。FK506是從土壤真菌中提取的一種大環(huán)內(nèi)酯類抗生素,除前面敘述的作用外,它還可以抑制T 細(xì)胞的活化和T 輔助細(xì)胞依賴型B細(xì)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受體的表達(dá)。另外,具有免疫調(diào)節(jié)作用的大環(huán)內(nèi)酯類抗生素也抑制T 淋巴細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)T 淋巴細(xì)胞凋亡,并引起Th1反應(yīng)向Th2反應(yīng)的轉(zhuǎn)變[11]。

3 清除

侵入人體的病毒可以通過多種方式清除,其中異種自噬是其中的一種。通過異種自噬 (降解病原體如細(xì)菌、病毒的自噬)可協(xié)助非特異性免疫,包括抑制促炎因子的分泌 (如IL-1β、IL-18),保護(hù)線粒體功能和對入侵病原體產(chǎn)生高水平的細(xì)胞因子反應(yīng)。自噬是各種細(xì)胞應(yīng)激條件下的高度保守分解代謝過程。這種代謝過程是將細(xì)胞內(nèi)胞質(zhì)及病原體通過隔離雙膜囊泡結(jié)構(gòu) (雙膜自噬體)提交給溶酶體,這些物質(zhì)在溶酶體內(nèi)降解及再循環(huán),從而維持體內(nèi)平衡[12]。通過自噬,細(xì)胞可以消除受損或有害的成分,從而確保暴露于諸如缺氧、活性氧、DNA 損傷、受損的細(xì)胞器及病原體等應(yīng)激源下細(xì)胞的存活。

當(dāng)肺部急性感染時,通過巨噬細(xì)胞吞噬殺死微生物并清除凋亡細(xì)胞,分泌促炎和抗炎因子 (如IL-6、腫瘤壞死因子)調(diào)節(jié)炎癥,促進(jìn)受損組織修復(fù)[13]。同時釋放趨化因子,使中性粒細(xì)胞從肺毛細(xì)血管及間質(zhì)間隙轉(zhuǎn)移至肺泡,殺滅具有抗菌蛋白和活性氧的微生物,募集更多的單核細(xì)胞向感染部位聚集。樹突狀細(xì)胞通過吞噬微生物并轉(zhuǎn)移到區(qū)域淋巴結(jié),激活包括T 細(xì)胞和B 細(xì)胞在內(nèi)的淋巴細(xì)胞,還充當(dāng)連接固有免疫和獲得性免疫的抗原呈遞細(xì)胞。淋巴細(xì)胞遍布?xì)獾篮头螌嵸|(zhì),由胸腺依賴性T 細(xì)胞 (CD8+殺傷細(xì)胞和CD4+輔助細(xì)胞)和骨髓依賴性B 細(xì)胞組成。CD4+輔助細(xì)胞包括Th1和Th2細(xì)胞,活化的Th1細(xì)胞分泌促炎因子 (腫瘤壞死因子和IFN-γ),而Th2 細(xì)胞分泌IL-4、IL-13。它們同時可刺激B 淋巴細(xì)胞產(chǎn)生血清型免疫球蛋白E,引起肥大細(xì)胞脫顆粒和能促進(jìn)嗜酸粒細(xì)胞分化、成熟、活化、遷移的細(xì)胞因子IL-5分泌。肥大細(xì)胞也可激活血清型免疫球蛋白E 受體1,產(chǎn)生細(xì)胞因子、白三烯和蛋白酶。因此,自噬的激活是對應(yīng)激反應(yīng)的一種保護(hù)機(jī)制。雷帕霉素 (西羅莫司)屬大環(huán)內(nèi)酯類抗生素,結(jié)構(gòu)與FK506相似。雷帕霉素-FKBP12復(fù)合物可以抑制哺乳動物雷帕霉素靶標(biāo)通路,從而激活自噬并且抑制T 淋巴細(xì)胞由G1期向S期發(fā)展[14]。另外,雷帕霉素抑制由抗原和細(xì)胞因子 (IL-2、IL-4和IL-15)激發(fā)的T 淋巴細(xì)胞的活化和增殖[15]。因此,雷帕霉素可以通過激活自噬、抑制炎癥反應(yīng)治療SARS-Co V-2感染,成為治療新型冠狀病毒肺炎的候選藥物。

綜上所述,我們對于SARS-Co V-2并非束手無策。我們可以通過抑制病毒復(fù)制、抑制炎癥反應(yīng)和增加病毒清除來治療患者,但這些都需進(jìn)一步的臨床試驗去驗證。Cs A、FK506可以通過抑制病毒復(fù)制、調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng);雷帕霉素可以通過激活自噬促進(jìn)病毒清除及抑制炎癥反應(yīng)來治療SARS-Co V-2感染肺炎。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突