抗新冠肺炎(COVID-19)藥物研究進(jìn)展

趙 君，許律捷，張寶月，王 喆，劉艾林，杜冠華

(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥物研究所，北京市藥物靶點(diǎn)研究與新藥篩選重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100050)

目前，由新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)引起的新冠肺炎(coronavirus disease-19，COVID-19)一直在全世界范圍內(nèi)不斷蔓延，但尚未研制出針對該病毒特效治療藥物或疫苗。針對此次疫情，在缺乏明確和具體的治療方案的情況下，早期診斷、及時報(bào)告、隔離和支持性治療是對抗SARS-CoV-2感染的重要策略。國家所采取的一些行動包括及時發(fā)布疫情信息和維持社會秩序，以及提醒個人改善衛(wèi)生、戴口罩等，對COVID-19患者的治療主要是使用現(xiàn)有的治療藥物，并根據(jù)癥狀情況進(jìn)行治療。據(jù)世界衛(wèi)生組織(World Health Organization，WHO)報(bào)道，截至2020年7月2日，全球累計(jì)確診病例已逾1 000萬例，累計(jì)死亡人數(shù)超過51萬例[1]。該病毒的迅速傳播和上升的死亡率驅(qū)動全球加快實(shí)施相關(guān)干預(yù)措施，發(fā)現(xiàn)潛在和可用的藥物，以控制和減輕此次疫情。

目前主要的藥物治療策略，包括老藥新用、廣譜抗病毒藥物篩選以及新型靶向藥物的篩選等[2]。本文基于冠狀病毒生物學(xué)特點(diǎn)和病毒復(fù)制過程中的關(guān)鍵蛋白，介紹了代表性藥物作用機(jī)制及研究進(jìn)展，為抗SARS-CoV-2藥物的臨床應(yīng)用提供信息依據(jù)，為抗冠狀病毒新藥研發(fā)提供思路。

1 冠狀病毒介紹

1.1 冠狀病毒形態(tài)、分類及基因特征冠狀病毒為100 nm左右的球形或其它形狀的顆粒，基因組長度在30kb左右，為目前已知RNA病毒基因組中最大，不同病毒外包膜上存在各異的像日冕的刺突，形狀類似皇冠，故稱為冠狀病毒。冠狀病毒可劃分為α、β、γ和δ共4個屬，加上最近爆發(fā)的SARS-CoV-2，目前對人類有感染性的冠狀病毒共有7種，另外6種為α屬的HCoV-229E和HCoV-NL63；β屬的HCoV-OC43、HCoV-HKU1、SARS-CoV(嚴(yán)重急性呼吸綜合征相關(guān)冠狀病毒)和MERS-CoV(中東呼吸綜合征相關(guān)冠狀病毒)，其中后兩者可引起較嚴(yán)重的臨床癥狀。SARS-CoV-2為β屬冠狀病毒，是未分節(jié)段的單正鏈RNA病毒，根據(jù)基因組結(jié)構(gòu)顯示，SARS-CoV-2與SARS基因組全序列同源性約為79.5%[3]，精確迅速的基因變異檢測可為篩選抗病毒藥物提供重要依據(jù)。

1.2 冠狀病毒復(fù)制周期冠狀病毒侵入機(jī)體并在靶細(xì)胞中復(fù)制，主要包含有吸附結(jié)合、融合進(jìn)入、遺傳物質(zhì)脫殼、生物合成、裝配釋放等程序。

1.2.1病毒與宿主細(xì)胞受體結(jié)合 冠狀病毒顆粒主要包含有4種結(jié)構(gòu)蛋白，分別是體積較大的纖突蛋白(spike, S)、病毒體中最豐富的囊膜蛋白(membrance，M)、小包膜蛋白(envelope，E)和磷酸化的核蛋白(nucleocapsid，N)，其中三聚體S糖蛋白介導(dǎo)病毒與宿主受體的連接，此外S蛋白在病毒的宿主嗜性和毒力等方面也具有重要作用，所以S蛋白成為研究相關(guān)疫苗最多的靶點(diǎn)。血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2(angiotensin converting enzyme-2，ACE2)被證實(shí)為SARS-CoV的受體，該受體胞外結(jié)構(gòu)域與SARS-CoV包膜上刺突蛋白連接，而后病毒包膜和細(xì)胞膜經(jīng)過融合使SARS-CoV穿入細(xì)胞，有研究發(fā)現(xiàn)，SARS-CoV-2與ACE2的結(jié)合能力是SARS的10～20倍[4]，這樣的高結(jié)合能力加快其在人與人之間的傳播，也合理解釋了SARS-CoV-2的高傳染性。

1.2.2病毒與宿主細(xì)胞膜融合穿入 SARS-CoV-2進(jìn)入細(xì)胞的確切機(jī)制仍然未知，但有研究表明，病毒與ACE2聯(lián)結(jié)后，細(xì)胞膜表面一種跨膜絲氨酸蛋白酶(TMPRSS2)會剪切S蛋白成不同亞基：S1(受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域)和S2(膜融合結(jié)構(gòu)域)，使之暴露出融合肽，與細(xì)胞膜融合，釋放遺傳物質(zhì)進(jìn)行復(fù)制[5]。而也有研究發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2也可能存在Furin蛋白酶切割位點(diǎn)，即與HIV病毒相似的酶切割位點(diǎn)，病毒在組裝時Furin蛋白酶可將其S蛋白切分為不同亞基(S1和S2)，而后被釋放出去感染其它細(xì)胞，SARS-CoV中缺少Furin蛋白酶識別位點(diǎn)，其S蛋白在合成后大部分處于未切割狀態(tài)[6]。所以可能由于組裝機(jī)制不同，SARS-CoV-2具有更強(qiáng)親膜融合能力，入胞效率更高。

1.2.3病毒復(fù)制、裝配與釋放 宿主細(xì)胞可為病毒復(fù)制提供相應(yīng)環(huán)境和資源，病毒在胞內(nèi)合成大量遺傳物質(zhì)和相關(guān)蛋白，然后在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)裝配成成熟病毒顆粒釋放到細(xì)胞外。冠狀病毒基因組單正鏈RNA可直接被細(xì)胞核糖體識別并翻譯出大分子多蛋白，然后通過相關(guān)蛋白酶，大分子多蛋白被切分為功能蛋白(RNA聚合酶RdRp等)和結(jié)構(gòu)蛋白，基因組RNA在聚合酶存在下合成大批負(fù)鏈RNA，然后以負(fù)鏈RNA作為模板復(fù)制下一代病毒RNA，以亞基因組正鏈RNA翻譯晚期蛋白(衣殼蛋白、其他結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白)，進(jìn)而進(jìn)行組裝與釋放。

其中糜蛋白酶樣蛋白酶(3CLpro)也稱主蛋白酶(Mpro)，是冠狀病毒復(fù)制所必需的酶，其在切割多聚蛋白中具有重要作用，還可能干擾宿主天然抗病毒免疫反應(yīng)，通過抑制該酶的活性，可有效干擾病毒的復(fù)制和增殖。另外，抑制RdRp等可阻斷病毒RNA合成，從而抑制病毒復(fù)制。

2 SARS-CoV-2潛在治療藥物及其研究進(jìn)展

基于冠狀病毒的復(fù)制過程，靶向病毒蛋白或宿主細(xì)胞受體篩選藥物和疫苗以及老藥新用尋找廣譜抗病毒藥物等成為研發(fā)抗SARS-CoV-2潛在治療藥物的主要策略。下面將針對ACE2、S蛋白、RdRp、蛋白酶等不同靶點(diǎn)，綜述其代表性藥物及其研究進(jìn)展，為臨床治療及新藥研究提供參考。

2.1 靶向病毒入胞過程的藥物

2.1.1ACE2受體抑制劑 抗瘧疾藥物氯喹(chloroquine)和羥氯喹(hydroxychloroquine)作為治療COVID-19的候選藥物一直在臨床試驗(yàn)中進(jìn)行相關(guān)觀察，2020年3月28日，美國食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration，F(xiàn)DA)對該類藥物發(fā)布應(yīng)急使用，但目前由于有臨床試驗(yàn)顯示氯喹和羥氯喹對治療COVID-19無益處且不良反應(yīng)較大，WHO于5月25日發(fā)表聲明宣布暫停了羥氯喹作為新型冠狀病毒治療的團(tuán)結(jié)試驗(yàn)[7]，6月15日，美國FDA宣布撤回氯喹和羥氯喹的緊急使用權(quán)。氯喹是一種4-氨基喹啉類抗瘧疾藥物，也可對一些自身免疫性疾病起一定治療作用，另外具有廣譜的抗病毒作用。對于SARS-CoV-2，最初認(rèn)為其機(jī)制可能與減少細(xì)胞ACE2受體末端糖基化，阻止病毒與細(xì)胞結(jié)合，提高胞內(nèi)體-溶酶體的pH值，抑制病毒脫殼，使pH依賴的蛋白酶喪失活性而阻斷病毒復(fù)制有關(guān)。在體外SARS-CoV-2感染的Vero E6細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，氯喹和羥氯喹顯示出一定抗病毒活性[8]。但隨著對藥物的研究，目前有多項(xiàng)臨床試驗(yàn)表明氯喹與羥氯喹治療COVID-19的療效不明顯，且存在一定的不良反應(yīng)，研究者認(rèn)為氯喹和羥氯喹的療效需要進(jìn)一步隨機(jī)臨床試驗(yàn)證實(shí)，而在取得正式確認(rèn)之前，該類藥物不應(yīng)該用于其它疾病。

另外，有學(xué)者在研究SARS-CoV時發(fā)現(xiàn)ACE2受體小分子抑制劑N-(2-aminoethyl)-1aziridine-ethanamine(NAAE)能有效地阻斷冠狀病毒S蛋白介導(dǎo)的細(xì)胞結(jié)合(Tab 1)[9]，其可能是一種有效的抗SARS-CoV-2治療藥物。此外，存在于高等植物中的金屬離子螯合劑nicotianamine可有效抑制ACE2，且有較高安全性(Tab 1)[10]，可作為候選藥物之一。在一項(xiàng)對臨床級的人重組可溶性ACE2蛋白(hrsACE2)研究中發(fā)現(xiàn)其可以抑制SARS-CoV-2對Vero 6細(xì)胞的感染，也能顯著抑制對體外工程血管和腎臟的感染，阻止SARS-CoV-2感染宿主細(xì)胞的早期階段[11]，但該研究未能預(yù)測肺器官和疾病的后期階段以及受限于RAS系統(tǒng)的復(fù)雜性，仍需進(jìn)一步的體外和體內(nèi)研究驗(yàn)證。

2.1.2TMPRSS2抑制劑 甲磺酸卡莫司他(camostat mesilate)(Tab 1)是由日本小野藥品株式會社生產(chǎn)的一種人工合成的TMPRSS2抑制劑，其可抑制膽囊收縮素、炎性細(xì)胞因子和TMPRSS2等，用于治療慢性胰腺炎和藥物引起的肺損傷等疾病。一項(xiàng)研究顯示，camostat可通過抑制TMPRSS2顯著減少SARS-CoV-2對人肺腺癌Calu-3細(xì)胞系的感染[5]。此外，一項(xiàng)基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和分子對接技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn)兩種單體化合物C26H36N8O4S(CID-46899577)和C24H35N7O3S(CID-56677007)和camostat有相似活性，對TMPRSS2有較好的抑制作用，可作用于F2、PLG、HSP90AA1、XIAP、AKT1等靶點(diǎn)調(diào)控的凝血、抗炎、細(xì)胞凋亡等相關(guān)通路，可能對COVID-19有治療作用[12]。

Tab 1 Candidate drugs acting on process of virus entry

2.1.3膜融合抑制劑 阿比多爾(arbidol)是一種非核苷類似物，是于1993年研發(fā)合成的抗流感藥物，主要用于甲型、乙型流感病毒感染疾病，另外,有研究證明其對SARS-CoV、MERS-CoV等也有抑制作用，具有廣譜抗病毒活性。arbidol可以通過干擾病毒網(wǎng)格蛋白內(nèi)化作用，抑制病毒包膜與細(xì)胞膜的融合，從而阻止病毒侵入宿主細(xì)胞內(nèi)；另外，arbidol還可調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，可誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生干擾素(IFN)、控制炎癥因子水平等途徑發(fā)揮間接抗病毒作用。一項(xiàng)基于結(jié)構(gòu)和分子動力學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，arbidol可以有效地抑制SARS-CoV-2 S蛋白的三聚化，從而阻斷病毒對細(xì)胞的粘附和進(jìn)入[13]，但其有效性和安全性仍需進(jìn)一步臨床驗(yàn)證。目前，有限的臨床試驗(yàn)顯示，阿比多爾治療COVID-19患者的有效性，但不能排除病毒的自然病程，一項(xiàng)對廣州市第八人民醫(yī)院178例COVID-19患者的回顧性分析顯示arbidol未能促進(jìn)COVID-19患者咽拭子病毒核酸轉(zhuǎn)陰或改善癥狀[14]，目前研究樣本量有限，缺乏多中心研究數(shù)據(jù)，存在一定局限性，仍需更多臨床數(shù)據(jù)支持。

2.1.4疫苗和抗體藥物 針對SARS-COV-2的S蛋白，進(jìn)一步精準(zhǔn)檢測其序列結(jié)構(gòu)，尋找其關(guān)鍵受體結(jié)合區(qū)域，開發(fā)特異性疫苗和抗體是主要研究目標(biāo)，但結(jié)構(gòu)蛋白編碼基因的變異給疫苗研發(fā)帶來了很多困難，且研發(fā)過程涉及病毒株的分離，一系列臨床試驗(yàn)等所需時間較長，目前尚無批準(zhǔn)上市的有效疫苗。根據(jù)WHO在6月29日公布的《COVID-19候選疫苗草圖》，全球共有17個SARS-CoV-2疫苗進(jìn)入了臨床試驗(yàn)階段：由中國研究員陳薇帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)研制的腺病毒載體疫苗(Ad5-nCoV)在3月16日獲批進(jìn)入臨床試驗(yàn)，4月12日，該疫苗進(jìn)入Ⅱ期臨床試驗(yàn)，為全球首個啟動二期臨床研究的新冠疫苗，并于6月11日完成揭盲，顯示良好安全性及較高抗體滴度，但僅限軍隊(duì)內(nèi)部使用；由國藥集團(tuán)中國武漢生物制品研究所與中國科學(xué)院武漢病毒研究所協(xié)同研發(fā)的滅活疫苗于6月23日進(jìn)入Ⅲ期臨床試驗(yàn)，為全球首個啟動國際臨床試驗(yàn)(Ⅲ期)的新冠疫苗；我國首個mRNA疫苗于6月19日經(jīng)過批準(zhǔn)開展臨床試驗(yàn)；英國牛津大學(xué)研發(fā)的腺病毒載體疫苗ChAdOx1 nCoV-19已完成Ⅱ期臨床試驗(yàn)；另外美國Moderna公司研發(fā)的mRNA疫苗(mRNA-1273)預(yù)計(jì)于7月開展Ⅲ期臨床試驗(yàn)等[15]。

近期全球多個科研團(tuán)隊(duì)在開展相關(guān)抗體藥物的研發(fā)，并取得一定的進(jìn)展。5月26日，由中國科學(xué)院微生物研究所等機(jī)構(gòu)聯(lián)合開展的關(guān)于SARS-CoV-2中和抗體的重要研究在《Nature》上刊出發(fā)表，該研究團(tuán)隊(duì)首次在恒河猴體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)改造后的中和抗體CB6-LALA可以顯著抑制SARS-CoV-2病毒復(fù)制，并改善相關(guān)肺損傷[16]，該抗體顯示出較好的臨床應(yīng)用前景。6月22日，《Science》期刊發(fā)表了由中國陳薇團(tuán)隊(duì)研發(fā)的首個靶向刺突蛋白N端結(jié)構(gòu)域的單克隆抗體4A8，具有較強(qiáng)的中和活性[17]，為發(fā)展預(yù)防和治療COVID-19的候選抗體提供希望。

2.2 RNA聚合酶抑制劑RdRp抑制劑在CoVID-19治療中受到格外關(guān)注，目前用于治療的藥物包括瑞德西韋(remdesivir)、法匹拉韋(favipiravir)、利巴韋林(ribavirin)等，其主要信息(結(jié)構(gòu)、來源等)見Tab 2。

2.2.1瑞德西韋 remdesivir是由吉利德科學(xué)公司為治療埃博拉(Ebola)病毒研制的一種新型廣譜抗病毒藥，已進(jìn)行了相關(guān)Ⅰ期和Ⅱ期臨床試驗(yàn)，后在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動物實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)其對SARS-CoV和MERS-CoV有明顯的抑制作用。該藥物是一種核苷類似物，由該公司之前研制的藥物GS-441524磷酸化而來，其在體內(nèi)被代謝為活性三磷酸核苷(nucleoside triphosphate，NTP)，在復(fù)制過程中被充當(dāng)RdRp的底物，起競爭性地抑制作用，進(jìn)而終止病毒基因組的轉(zhuǎn)錄合成，冠狀病毒可表達(dá)核糖核酸外切酶將摻入病毒RNA的核苷類似物切出，但remdesivir可對該酶產(chǎn)生抗性，可能比其他核苷類似物療效好些。4月29日，王辰等[18]對中國COVID-19重癥患者的隨機(jī)雙盲對照多中心試驗(yàn)結(jié)果被發(fā)表，研究顯示remdesivir治療與對照組相比并不能減少死亡，但患者可以更快獲得臨床改善，且耐受性較好，沒有發(fā)現(xiàn)新的安全問題。同日，美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)公布臨床研究結(jié)果顯示，remdesivir與對照組相比明顯縮短患者癥狀恢復(fù)時間，但死亡率下降沒有顯著差異。同時吉利德公司一項(xiàng)Ⅲ期臨床試驗(yàn)比較了接受該藥物治療10 d和5 d的改善情況，結(jié)果沒有顯著差異，未發(fā)現(xiàn)新的不良事件。瑞德西韋作為一種初步治療COVID-19的藥物可能相對較安全，但其具體療效還需更多臨床數(shù)據(jù)支持。

Tab 2 Candidate drugs acting on RNA polymerase

2.2.2法匹拉韋 favipiravir由一種吡嗪類似物化學(xué)修飾而來，是一種新型RdRp抑制劑，主要用于治療甲、乙型流感，研究表明該藥對多種RNA病毒也表現(xiàn)出良好的抑制作用。favipiravir抑制RNA病毒的作用機(jī)制還不明確，研究認(rèn)為其可在磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(hypoxanthine guanine phosphoribosyl transferase，HGPRT)的作用下轉(zhuǎn)化為呋喃糖基5′-三磷酸代謝產(chǎn)物(favipiravir-RTP)，轉(zhuǎn)化物結(jié)構(gòu)與嘌呤相似，能夠插入到病毒的RNA鏈中，競爭性抑制RdRp；還可因錯誤摻入引起病毒致病性突變。在一項(xiàng)體外實(shí)驗(yàn)中，favipiravir對SARS-CoV-2感染的猴Vero E6細(xì)胞顯示出一定抗病毒活性[8]。由深圳市第三人民醫(yī)院開展的一項(xiàng)開放性研究顯示，favipiravir治療組與對照組相比，病毒轉(zhuǎn)陰時間明顯縮短，且肺部影像學(xué)緩解率較高，表現(xiàn)出良好的耐受性和安全性[19]，該研究局限性在于未采用隨機(jī)雙盲安慰劑對照且樣本量較小，但結(jié)論對于治療COVID-19也具有一定參考意義。另外一項(xiàng)由武漢大學(xué)中南醫(yī)院開展的多中心、隨機(jī)、開放、陽性平行對照臨床研究顯示favipiravir治療組較arbidol對照組并不能顯著提高d 7臨床恢復(fù)率，但縮短了發(fā)熱和咳嗽的恢復(fù)時間[20]。

2.2.3利巴韋林 ribavirin屬于嘌呤核苷類似物，主要用于治療呼吸道合胞病毒、丙型肝炎病毒等感染疾病，可發(fā)揮廣譜抗病毒活性。目前對于ribavirin的抗病毒作用機(jī)制可能為通過抑制RdRp直接干擾病毒復(fù)制，還可使RNA病毒產(chǎn)生錯誤突變，另外可以抑制宿主單磷酸次黃嘌呤核苷酸脫氫酶 (IMPDH)影響，病毒復(fù)制以及調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)等。此外，ribavirin常與α-干擾素聯(lián)用發(fā)揮抗病毒作用，α-干擾素是由白細(xì)胞產(chǎn)生的一種重要的廣譜抗病毒細(xì)胞因子，可在整個病毒復(fù)制過程中發(fā)揮抑制作用，增強(qiáng)免疫系統(tǒng)對病毒感染細(xì)胞的免疫殺傷活性，ribavirin與其聯(lián)用有臨床協(xié)同效果。但是由于冠狀病毒可表達(dá)外切核糖核酸酶識別核苷類似物，因此有體外實(shí)驗(yàn)證明ribavirin對冠狀病毒抑制作用很小。而且有研究表明常規(guī)劑量的ribavirin在血液中的濃度對MERS-CoV沒有抑制作用，加大劑量后可能會造成貧血和肝功能損傷等嚴(yán)重不良反應(yīng)[21]。其在SARS-CoV-2感染的Vero E6細(xì)胞中EC50較高，大大超過了常規(guī)口服給藥時的血藥濃度[8]。就目前實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，ribavirin聯(lián)合干擾素和其他抗病毒藥物治療比單獨(dú)使用有效，但使用時應(yīng)注意劑量，控制不良反應(yīng)。

2.3 蛋白酶抑制劑3Clpro在不同的冠狀病毒中高度保守，因此，針對3Clpro的藥物可顯著降低突變介導(dǎo)的耐藥性，并顯示出廣譜的抗病毒活性，尋找或者設(shè)計(jì)針對該酶的抑制劑是一種潛在的治療策略。

2.3.1洛匹那韋/利托那韋 洛匹那韋/利托那韋(lopinavir/ritonavir)是首次被批準(zhǔn)上市的復(fù)合型蛋白酶抑制劑，主要用于治療HIV感染，商品名為“克力芝”。之前已經(jīng)有研究顯示lopinavir/ritonavir對冠狀病毒有一定的抑制作用，一項(xiàng)對lopinavir/ritonavir與SARS-CoV 3CLpro的分子動力學(xué)模擬研究發(fā)現(xiàn)lopinavir/ritonavir與該酶活性部位有一定結(jié)合，在SARS-lopinavir復(fù)合體中檢測到6個氫鍵，在SARS-ritonavir復(fù)合體中檢測到7個氫鍵[22]。另外有學(xué)者在狨猴動物模型中發(fā)現(xiàn)lopinavir/ritonavir可對MERS-CoV感染癥狀有明顯改善[23]。因此有學(xué)者提出可將lopinavir/ritonavir經(jīng)驗(yàn)性藥物治療COVID-19。5月8日，《Lancet》上發(fā)表了一項(xiàng)來自香港的多中心、前瞻性、開放標(biāo)簽、隨機(jī)的Ⅱ期臨床試驗(yàn)，該研究結(jié)果表明早期聯(lián)合使用IFN β-1b、lopinavir/ritonavir和ribavirin三聯(lián)抗病毒治療在減輕輕、中度冠狀病毒患者癥狀、縮短病毒轉(zhuǎn)陰時間和住院時間方面比單用lopinavir/ritonavir更有效，且不同治療組間不良事件發(fā)生率沒有顯著差異，但該研究未涉及危重癥病人，也存在未設(shè)安慰劑等局限性[24]，總的來說，該項(xiàng)研究為早期聯(lián)合使用抗病毒藥物提供了一定的科學(xué)依據(jù)。

2.3.2其它3Clpro抑制劑 自從2003年SARS-CoV爆發(fā)以來科學(xué)家們就在不斷尋找和設(shè)計(jì)作用于3CLpro靶點(diǎn)的藥物，但由于結(jié)構(gòu)或理化性質(zhì)因素，大多數(shù)抑制劑都沒有得到進(jìn)一步的抗病毒活性或體內(nèi)研究，只有少數(shù)抑制劑顯示有一定的抗病毒活性。之前一項(xiàng)研究總結(jié)并闡述了3CLpro的主要抑制劑包括肽類抑制劑和非肽類抑制劑(雜環(huán)酯類、吡唑類、靛紅衍生物類)[25](Tab 3)，可為篩選抗SARS-CoV-2藥物提供相關(guān)參考信息。目前也已有多篇文章基于3CLpro結(jié)構(gòu)通過計(jì)算機(jī)虛擬篩選技術(shù)尋找可能治療COVID-19的潛在藥物(Tab 3)。Zhang等[26]通過對先前的α-酮酰胺類抑制劑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化得到抑制劑13a、13b、14b，并與模擬設(shè)計(jì)的SARS-CoV-2 3CLpro結(jié)構(gòu)進(jìn)行對接，發(fā)現(xiàn)13b具有良好藥代動力學(xué)和耐藥性。一項(xiàng)結(jié)合結(jié)構(gòu)輔助藥物設(shè)計(jì)、虛擬藥物篩選和高通量篩選的研究發(fā)現(xiàn)了一種抑制劑N3并篩選出6個對3CLpro有抑制作用的化合物，IC50值在0.67～21.4 μmol·L-1之間[27]。Elmezayen等[28]發(fā)現(xiàn)4種潛在的3CLpro抑制劑，其中包括兩種可獲得藥物酞氨西林(Talampicillin)和魯拉西酮(Lurasidone)；兩種新型化合物ZINC000000702323和ZINC000012481889，可能有助于開發(fā)和優(yōu)化更有效的冠狀病毒抑制劑。劉妍如等[29]運(yùn)用分子對接技術(shù)模擬預(yù)測TCMSP數(shù)據(jù)庫中藥成分對SARS-CoV-2 3Clpro的作用，結(jié)果篩選出黃酮類、酚酸類、糖苷類等60個小分子化合物，并構(gòu)建“成分-藥材-歸經(jīng)-功效”網(wǎng)絡(luò)，為相關(guān)藥物研究提供了數(shù)據(jù)。

Tab 3 Candidate drugs acting on 3CLpro

2.4 中藥治療中醫(yī)藥用于控制病毒性傳染病已有數(shù)千年的歷史，目前中國超過85%的SARS-CoV-2感染患者正在服用中醫(yī)藥作為補(bǔ)充治療。中藥不僅可以增強(qiáng)呼吸道黏膜免疫功能，還可保護(hù)流感病毒誘導(dǎo)的小鼠急性肺損傷，顯著改善小鼠肺部炎性病理變化。在SARS爆發(fā)期間，中醫(yī)藥已經(jīng)顯示出較好的治療和預(yù)防作用，如甘草根的主要活性成分甘草酸苷可有效地抑制SARS-CoV病毒臨床分離株的復(fù)制，另外發(fā)現(xiàn)黃芩苷也具有抗SARS-CoV活性。從SARS流行到現(xiàn)在，科學(xué)家們一直在探索具有抗SARS-CoV活性的中藥方劑，并進(jìn)一步對中藥所含化學(xué)成分及其作用機(jī)制進(jìn)行了很多研究(Tab 4)，這些結(jié)果可能對治療COVID-19具有參考意義[30]。

Tab 4 Components of traditional Chinese medicine with anti-coronavirus activity

2.5 其他治療藥物通過對美國臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(Clinicaltrials.gov)和中國臨床試驗(yàn)注冊中心(chictr.org.cn)的檢索，還有一些具有潛在療效的抗SARS-CoV-2藥物正在臨床試驗(yàn)中，如主要用于治療HIV的核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑恩曲他濱和丙酚替諾福韋，具有廣譜抗RNA病毒活性的腺苷類似物Galidesivir和N4-Hydroxyctidine，抑制HIV-1蛋白酶活性，阻斷成熟病毒形成的達(dá)蘆那韋聯(lián)用考比司他以及一種新型HIV-1蛋白酶抑制劑TMC-310911等。

3 結(jié)語與展望

自1918年西班牙流感大流行后，在過去100年里由病毒引起的傳染性呼吸道疾病對全球公共衛(wèi)生造成巨大威脅，其中由冠狀病毒SARS和MERS引起的疾病較為嚴(yán)重。此次SARS-CoV-2的流行再一次對全球衛(wèi)生構(gòu)成了較大挑戰(zhàn)，全球感染及死亡人數(shù)不斷上升，但暫時還沒有針對COVID-19患者的特效藥和疫苗上市，本文對目前經(jīng)驗(yàn)性使用藥物及其它候選藥物研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

在此次疫情暴發(fā)初期，抗瘧藥氯喹或羥氯喹在體外實(shí)驗(yàn)和一些臨床研究中顯示一定療效，但隨著研究的深入，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)氯喹或羥氯喹可能對COVID-19的臨床治療并無益處，且會增加嚴(yán)重不良反應(yīng)，已于6月15日被FDA宣布撤銷緊急使用權(quán)。人重組可溶性ACE2蛋白可能通過限制結(jié)合和進(jìn)入阻斷SARS-CoV-2的傳播，還有一些小分子ACE2受體抑制劑可能有效阻斷SARS-CoV-2的結(jié)合。甲磺酸卡莫司他可抑制TMPRSS2從而阻斷SARS- CoV-2與細(xì)胞膜的融合，減少對人肺腺癌Calu-3細(xì)胞系的感染。目前相關(guān)疫苗和單克隆抗體的研發(fā)顯示出良好的應(yīng)用前景，中國已有1個腺病毒載體疫苗、4個滅活病毒及1個重組蛋白疫苗和1個mRNA疫苗進(jìn)入臨床試驗(yàn)，且人源單克隆抗體CB6在動物實(shí)驗(yàn)中顯示較好抑制作用，首個靶向刺突蛋白N端結(jié)構(gòu)域的單克隆抗體4A8被報(bào)道有較高的中和活性。對于瑞德西韋，有多項(xiàng)臨床研究顯示其并不能降低死亡率，但可較快改善臨床恢復(fù)時間，耐受性較好，法匹拉韋相比阿比多爾可縮短發(fā)熱和咳嗽恢復(fù)時間，但具體療效仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。利巴韋林與干擾素及其它抗病毒藥物如洛匹那韋/利托那韋聯(lián)用比單獨(dú)使用有效，但聯(lián)合使用可增加發(fā)生不良反應(yīng)的幾率，應(yīng)合理權(quán)衡。通過虛擬篩選得到的3CLpro抑制劑及黃芩苷、甘草酸苷、槲皮素等天然產(chǎn)物也可改善臨床癥狀，對治療COVID-19提供重要參考信息。

針對ACE2、RdRp、3CLpro及其它蛋白酶等多個抗病毒靶點(diǎn)，進(jìn)一步利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù)，篩選發(fā)現(xiàn)有效藥物；靶向病毒S蛋白及人ACE2受體結(jié)構(gòu)研制特異性疫苗和抗體；結(jié)合適當(dāng)?shù)捏w內(nèi)外及臨床試驗(yàn)對有效治療新型冠狀病毒具有重要意義。