瑞德西韋與α-干擾素聯(lián)用治療新型冠狀病毒肺炎的可行性分析*

田成，向明

(華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院生物藥學(xué)系，武漢 430030)

2020年1月27日，美國遵循同情用藥(compassionate use)的原則，用瑞德西韋(remdesivir)治療美國首例新型冠狀病毒肺炎(WHO命名為COVID-19)重癥患者。次日，患者的臨床癥狀得到明顯改善[1]。體外實(shí)驗(yàn)表明瑞德西韋可有效抑制新型冠狀病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2)的感染[2]。盡管氯喹、達(dá)蘆那韋、阿比多爾和洛匹那韋/利托那韋等藥物在體外實(shí)驗(yàn)中也顯示對SARS-CoV-2具有抑制作用[2]，但均無任何臨床數(shù)據(jù)證明氯喹和達(dá)蘆那韋具有改善COVID-19的作用。此外，最近一篇報(bào)道回顧性分析2020年1月20日—2月6日上海市公共衛(wèi)生臨床中心收治134例COVID-19患者的臨床資料，發(fā)現(xiàn)洛匹那韋/利托那韋和阿比多爾并未改善患者臨床癥狀和加快病毒清除，反而增加不良反應(yīng)[3]。因此，瑞德西韋可能是目前最具潛力的治療COVID-19的抗病毒藥。

由于多數(shù)COVID-19患者免疫功能降低，推測提高機(jī)體抗病毒免疫力或可有效增強(qiáng)抗病毒藥對SARS-CoV-2的抑制作用。廣東1例COVID-19女性患者在聯(lián)合干擾素吸入治療后，胸部CT顯示患者的癥狀明顯好轉(zhuǎn)[4]。2003年嚴(yán)重急性呼吸綜合征(severe acute respiratory syndrome，SARS)治療方案和最新版《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》均提及免疫增強(qiáng)劑α-干擾素(interferon α，IFN-α)與抗病毒藥的聯(lián)合使用[5-6]。因此，推測瑞德西韋和IFN-α聯(lián)合使用或可有效治療COVID-19。筆者在本文從流行病學(xué)、病毒學(xué)以及藥理學(xué)方面詳細(xì)分析兩藥聯(lián)合治療COVID-19的理論基礎(chǔ)。

1 COVID-19現(xiàn)狀與病毒特征

1.2SARS-CoV-2病毒的特征 SARS-CoV-2屬于嵌套病毒目、冠狀病毒科、β冠狀病毒屬[1，11]。冠狀病毒(coronavirus，CoV)是最大的一種正鏈RNA病毒，直徑約為125 nm，基因組長度為26～32 kb，至少包括刺突、包膜、膜、核衣殼蛋白4種主要結(jié)構(gòu)蛋白[12]。冠狀病毒包括4個屬：α、β、γ和δ冠狀病毒。目前已確認(rèn)7種可引起人類疾病的冠狀病毒：HCoV-NL63、HCoV-229E、HCoV-OC43、HCoV-HKU1、SARS-CoV、MERS-CoV和SARS-CoV-2，前2種屬于α冠狀病毒屬，后5種屬于β冠狀病毒屬。研究對SARS-CoV-2的基因組序列進(jìn)行了生物信息學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)其與SARS-CoV和MERS- CoV分別具有約80%和50%的核苷酸同一性[13-14]。比較SARS-CoV-2與SARS-CoV的核衣殼蛋白和刺突蛋白的氨基酸序列，結(jié)果顯示分別具有約90%和75%的氨基酸同一性。

2 瑞德西韋

2.1瑞德西韋的發(fā)現(xiàn)和藥理作用 瑞德西韋是1'-氰基取代的腺苷核苷酸類似物前體藥物，是吉利德(Gilead)公司針對埃博拉(Ebola)病毒篩選設(shè)計(jì)的一種抗病毒藥，結(jié)構(gòu)見圖1。為抑制埃博拉病毒，吉利德公司篩選約1000個核苷類似物，并通過一系列結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最終設(shè)計(jì)合成瑞德西韋[15-16]。瑞德西韋中氨基酸酯結(jié)構(gòu)有助于其滲透到細(xì)胞中，促進(jìn)其吸收[16]。瑞德西韋在感染細(xì)胞內(nèi)經(jīng)分解、磷酸化為三磷酸類似物后發(fā)揮抗病毒作用[17]。

除抗埃博拉病毒外，瑞德西韋還被發(fā)現(xiàn)具有抗SARS-CoV、MERS-CoV、小鼠肝炎病毒、尼帕(Nipah)病毒等多種病毒的作用[18-21]。Sheahan團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)瑞德西韋在體外可明顯抑制SARS-CoV和MERS-CoV在人肺氣道上皮細(xì)胞HAE內(nèi)復(fù)制[21]；在SARS-CoV感染小鼠以及MERS-CoV感染小鼠和恒河猴中，瑞德西韋預(yù)防性和治療性給藥均明顯改善肺功能、減少肺病毒載量和減輕肺部損傷[20-22]。體外實(shí)驗(yàn)表明，瑞德西韋抗MERS-CoV活性優(yōu)于洛匹那韋和利托那韋[20]。

圖1 瑞德西韋結(jié)構(gòu)式

2.2瑞德西韋用于COVID-19的可行性分析 COVID-19與SARS和MERS的癥狀和病理特征十分相似[9]，對三者病原體的基因組序列進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)三者具有一定同源性，尤其是SARS-CoV-2與SARS-CoV[13-14]。由于瑞德西韋具有抑制包括SARS-CoV和MERS-CoV在內(nèi)的多種冠狀病毒的作用，并改善SARS-CoV和MERS-CoV感染動物的肺部癥狀和減少肺部病毒載量[18-22]。因此推測瑞德西韋或可用于COVID-19的治療。

2020年1月，美國出現(xiàn)首例COVID-19患者。該患者在出現(xiàn)癥狀(咳嗽、發(fā)燒)4 d后住院，在住院第2～5天給予對乙酰氨基酚、布洛芬和愈創(chuàng)甘油醚治療。住院第5天晚上患者癥狀加重，第6天給予萬古霉素和頭孢吡肟治療，但并無好轉(zhuǎn)。住院第7天晚上醫(yī)生遵循同情用藥的原則，靜脈注射尚處于研究階段的抗埃博拉病毒藥瑞德西韋，并停用萬古霉素，第8天停用頭孢吡肟。住院第8天，患者各項(xiàng)臨床癥狀均得到明顯改善[1]。隨后，武漢病毒學(xué)研究所進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)瑞德西韋在體外可顯著抑制SARS-COV-2。在此實(shí)驗(yàn)中，瑞德西韋對感染SARS-COV-2的Vero E6細(xì)胞的半數(shù)效應(yīng)濃度(EC50)為0.77 μmol·L-1，半數(shù)細(xì)胞毒性濃度(CC50)大于100 μmol·L-1，選擇性系數(shù)(SI)大于129.87[2]。

瑞德西韋作為一種核苷類似物，可通過延遲的鏈終止機(jī)制抑制多種病毒[17，23-24]。瑞德西韋可被RNA依賴的RNA聚合酶(RdRp)識別，滲入病毒基因組的合成，阻止磷酸二酯鍵形成，進(jìn)而終止RNA鏈的合成，抑制病毒復(fù)制。除了與三磷酸腺苷(ATP)競爭RdRp，瑞德西韋還可抑制發(fā)揮校正作用的核糖核酸外切酶，阻斷病毒的復(fù)制，進(jìn)而發(fā)揮抑制病毒的作用[18，25]。瑞德西韋結(jié)構(gòu)上1'-氰基可使其選擇性地作用于病毒RdRp，因此可抑制病毒復(fù)制，但對人RNA合成無明顯影響[17，26]。盡管缺乏針對COVID-19的動物實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)，但上述研究仍表明瑞德西韋具有治療COVID-19的強(qiáng)大潛力。瑞德西韋用于埃博拉病毒感染治療的Ⅰ期和Ⅱ期臨床試驗(yàn)已完成，未發(fā)現(xiàn)其有明顯不良反應(yīng)[26]。瑞德西韋目前已進(jìn)入COVID-19治療的Ⅲ期臨床試驗(yàn)，但尚無文獻(xiàn)報(bào)道。

3 α-干擾素

3.1干擾素 干擾素(interferon，IFN)是哺乳動物宿主抵抗病原體過程中分泌的一種細(xì)胞因子，具有抗病毒、免疫調(diào)節(jié)、抗菌、抗腫瘤等多方面作用[27-30]。目前已知人體產(chǎn)生的干擾素共有13種，可分為Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型3類[31]。Ⅰ型干擾素[主要包括IFN-α、β干擾素(IFN-β)]也被稱為“病毒干擾素”，主要由先天性免疫細(xì)胞分泌，具有廣譜抗病毒作用。Ⅱ型干擾素(IFN-γ)，也被稱為“免疫干擾素”，主要由活化的T細(xì)胞和自然殺傷(NK)細(xì)胞分泌，具有免疫調(diào)節(jié)作用。Ⅲ型干擾素(IFN-λ)，主要由上皮細(xì)胞分泌，具有免疫調(diào)節(jié)和抗病毒作用[32]。

3.2IFN-α的作用及機(jī)制 IFN-α對RNA病毒和DNA病毒都有抑制作用，但并不直接殺傷或抑制病毒[27]。其抗病毒的作用機(jī)制主要包括：(1)IFN-α通過與細(xì)胞表面的干擾素受體結(jié)合，激活細(xì)胞內(nèi)多條信號通路，促進(jìn)細(xì)胞合成分泌的黏病毒抗性蛋白MxA、2'，5'-腺苷酸激酶等多種抗病毒蛋白(antivirual protein，AVP)，AVP通過抑制病毒基因和蛋白合成、阻止病毒組裝和釋放等多條途徑發(fā)揮抗病毒作用[33-36]。(2)IFN-α可激活多種先天性免疫細(xì)胞，增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能，進(jìn)而發(fā)揮抗病毒作用。例如：①促進(jìn)樹突狀細(xì)胞表面和功能激活，進(jìn)而促進(jìn)T細(xì)胞的激活，增強(qiáng)細(xì)胞免疫，抑制病毒[37-38]；②募集單核細(xì)胞，并促進(jìn)其向巨噬細(xì)胞分化[39]；③募集NK細(xì)胞，并促進(jìn)后者分泌Ⅰ型干擾素，形成正反饋，進(jìn)而增強(qiáng)NK細(xì)胞的抗感染作用[40]；④促進(jìn)B細(xì)胞增殖，增強(qiáng)體液免疫，產(chǎn)生抗體中和病毒[41]。

除了具有抗病毒功能，IFN-α還可抑制導(dǎo)致組織病理損傷的炎性免疫應(yīng)答[28]。DUERR等[42]證實(shí)IFN-α可抑制固有淋巴細(xì)胞分泌2型細(xì)胞因子，進(jìn)而改善2型細(xì)胞因子增多導(dǎo)致的組織損傷。多項(xiàng)研究表明IFN-α可通過抑制病毒感染時上皮細(xì)胞分泌的CXCL1和CXCL2，抑制中性粒細(xì)胞募集至感染部位[39，43-44]，進(jìn)而抑制炎性組織損傷。因此，IFN-α既可抑制病毒復(fù)制，也可改善病毒感染所致的炎性癥狀。

除上述功能外，IFN-α還被發(fā)現(xiàn)具有抗腫瘤作用，且重組IFN-α2已被美國食品藥品管理局(FDA)批準(zhǔn)用于癌癥的免疫治療[45-47]。

3.3IFN-α用于COVID-19的可行性分析 IFN-α已被證明對MERS和SARS均有改善作用。動物實(shí)驗(yàn)和臨床數(shù)據(jù)都表明IFN-α與利巴韋林聯(lián)用可有效抑制MERS-CoV的復(fù)制、改善MERS癥狀和臨床結(jié)局[48-49]。IFN-α也被證明可抑制SARS-CoV，改善患者癥狀[50-52]。在糖皮質(zhì)激素的基礎(chǔ)上，加用IFN-α1可以恢復(fù)SARS患者氧飽和度水平和血清中肌酸激酶與乳酸脫氫酶水平(血清中乳酸脫氫酶和肌酸激酶水平升高提示肺實(shí)質(zhì)損傷，并與預(yù)后不良有關(guān))，改善肺部損傷[52]。由于SARS-COV-2與MERS-CoV和SARS-CoV均屬于β屬冠狀病毒，而IFN-α具有廣譜抗病毒作用，此外還可抑制感染部位的炎癥反應(yīng)[34-44]，因此，預(yù)測IFN-α可有效抑制SARS-COV-2，并改善感染患者的癥狀。這一預(yù)測被最近的循證醫(yī)學(xué)報(bào)道所證明[31]，該篇報(bào)道表明皮下注射IFN-α的早期使用可有效改善COVID-19患者癥狀。

4 瑞德西韋與IFN-α聯(lián)用治療COVID-19分析

病毒攻擊引起全身性炎癥反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致“細(xì)胞因子風(fēng)暴”，是COVID-19致死或組織嚴(yán)重?fù)p傷的重要原因。減輕COVID-19造成的不良后果主要分為兩個階段：①在發(fā)展為重癥之前，以抗病毒治療為主，及時控制患者體內(nèi)的SARS-COV-2，防止疾病發(fā)展為重癥；②當(dāng)患者為重癥或危重癥時，以控制炎癥反應(yīng)為主，輔以抗病毒治療，減輕“細(xì)胞因子風(fēng)暴”所致?lián)p傷。

瑞德西韋是一種靶向病毒的廣譜抗病毒藥，而IFN-α是一種提高宿主抗病毒免疫力的廣譜抗病毒藥，二者通過不同的作用機(jī)制發(fā)揮抗病毒作用，聯(lián)合使用可能提高抗病毒療效。IFN-α抑制病毒感染部位的炎癥反應(yīng)，有效改善病毒性肺炎的癥狀，減輕肺部損傷。而瑞德西韋只具有抗病毒作用，不具備抗炎作用。因此，二者聯(lián)合使用，既可抑制病毒復(fù)制，也可改善患者的肺部炎癥。

對于COVID-19輕型或普通型患者，IFN-α與抗病毒藥瑞德西韋聯(lián)用可發(fā)揮更強(qiáng)的抗病毒效應(yīng)，在短期內(nèi)迅速控制病毒感染，抑制疾病進(jìn)一步發(fā)展為重癥甚至危重癥，減輕疾病不良后果。兩藥聯(lián)用還可顯著縮短病程，減少瑞德西韋的使用，進(jìn)而減輕可能的藥物不良反應(yīng)。對于COVID-19重癥和危重癥患者，需要使用糖皮質(zhì)激素抑制肺部炎癥，減輕肺部損傷。但糖皮質(zhì)激素可抑制機(jī)體免疫功能、延緩病毒的清除[53]，導(dǎo)致骨壞死等不良反應(yīng)[54]。IFN-α則可能減輕糖皮質(zhì)激素造成的抗病毒免疫力降低和激素過度使用所致的不良反應(yīng)。

根據(jù)瑞德西韋的藥動學(xué)研究，快速靜脈滴注可有效提高細(xì)胞內(nèi)瑞德西韋活性代謝產(chǎn)物GS-443902水平。GS-443902在外周血單個核細(xì)胞內(nèi)的半衰期超過35 h，提示每日單次給予瑞德西韋[26]。鑒于暫無報(bào)道介紹瑞德西韋治療冠狀病毒感染疾病的臨床用藥劑量，筆者依據(jù)瑞德西韋用于埃博拉病毒感染疾病的Ⅱ期臨床試驗(yàn)中的劑量[55]。為迅速提高細(xì)胞內(nèi)GS-443902水平以及瑞德西韋的效應(yīng)，可選擇快速靜脈滴注(30 min內(nèi))，每日單次給藥，首劑加倍(成人200 mg)，次日開始接受維持劑量(成人每次100 mg)?；凇缎滦凸跔畈《痉窝自\療方案(試行第七版)》，COVID-19患者每日2次霧化吸入IFN-α(成人每次500萬U)[6]。對于普通型COVID-19患者，瑞德西韋與IFN-α可根據(jù)患者情況適當(dāng)減量，但用藥頻次不變；對于重癥型與危重癥型COVID-19患者，瑞德西韋與IFN-α均應(yīng)足量，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)患者情況加用糖皮質(zhì)激素。

5 討論

COVID-19發(fā)病迅速，傳染性強(qiáng)。盡管《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)和前期研究給出推薦治療藥物，并顯示一定療效，但存在較多不良反應(yīng)[3，6]。例如，洛匹那韋/利托那韋可導(dǎo)致肝功能損傷、腹瀉等不良反應(yīng)；利巴韋林可導(dǎo)致變態(tài)反應(yīng)、消化道和血液系統(tǒng)不良反應(yīng)，不良反應(yīng)發(fā)生率超過10%[56-57]。因此需要探索療效更好、副作用更少的藥物。由于新藥研發(fā)通常需要長達(dá)數(shù)年的研究，耗時耗力，無法解決當(dāng)下問題。因此，需要對現(xiàn)有藥物進(jìn)行篩選以及根據(jù)已有研究和臨床數(shù)據(jù)選擇更合適的抗病毒藥。

前期研究表明瑞德西韋作為一種靶向病毒的抗病毒藥，體外具有抑制SARS-COV-2的作用[2]。IFN-α可顯著提高機(jī)體的抗病毒免疫，并抑制感染部位的炎癥。二者聯(lián)合用于COVID-19的治療具有多重優(yōu)勢。第一，可增強(qiáng)抗病毒療效，早期用藥可抑制疾病發(fā)展；第二，可縮短疾病病程，減少瑞德西韋的使用，減輕不良反應(yīng)；第三，IFN-α可抑制感染部位炎癥，改善肺部癥狀；第四，減少重癥患者糖皮質(zhì)激素的使用量，減輕其引起所造成的不良反應(yīng)。本文從理論上對瑞德西韋與IFN-α聯(lián)合治療COVID-19的可行性進(jìn)行分析，為COVID-19的臨床用藥提供理論依據(jù)。