韓鵬宇 畢秀欣 金東權(quán) 邵治嘉 丹東海關(guān)(遼寧,丹東,118000)
張 寅(通訊作者) 丹東市中心醫(yī)院(遼寧,丹東,118002)
滕艷霞 大東港海關(guān)(遼寧,東港,118300)
2019年12月,中國(guó)武漢市發(fā)生不明傳染病疫情,疫情迅速蔓延,并引發(fā)全市封鎖。該病后來(lái)被命名為COVID-19,并在世界范圍內(nèi)大規(guī)模流行[1-2]。COVID-19患者的臨床癥狀不同,有的僅表現(xiàn)為輕度發(fā)熱,嚴(yán)重者出現(xiàn)急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)和多器官衰竭[3-4]?;谠谥委煵《鞠嚓P(guān)疾病方面的成熟經(jīng)驗(yàn),目前常采用單克隆抗體、干擾素療法和小分子藥物治療COVID-19患者[5]。然而,經(jīng)過(guò)近11個(gè)月的研究,國(guó)際社會(huì)仍然沒(méi)有找到一種針對(duì)SARS-CoV-2的有效抗病毒藥物。截至目前,支持性治療和控制嚴(yán)重并發(fā)癥仍然是醫(yī)生治療COVID-19危重病人的主要手段[6]。在COVID-19的治療引入對(duì)癥輔助治療策略將有助于病人預(yù)后,降低治療成本。目前,已有多項(xiàng)研究提出不同輔助治療策略假說(shuō)[7-8]。本文系統(tǒng)分析不同輔助治療策略及其作用機(jī)制。
SARS-CoV-2是導(dǎo)致COVID-19的病原體,它使用血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2(ACE2)作為受體進(jìn)入宿主細(xì)胞。ACE2廣泛表達(dá)于人類的許多部位,如氣管、支氣管腺、肺內(nèi)肺、腎臟、動(dòng)脈和靜脈內(nèi)皮細(xì)胞、腸道、腦神經(jīng)元和免疫細(xì)胞。人體細(xì)胞中的受體允許SARS-CoV-2感染多種器官,導(dǎo)致不同的臨床結(jié)果,如發(fā)燒、咳嗽、ARDS、多器官衰竭甚至死亡[9-11]。近期臨床證據(jù)表明,COVID-19重癥患者出現(xiàn)的并發(fā)癥與“細(xì)胞因子風(fēng)暴”和免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)失常有關(guān)[12]。研究者發(fā)現(xiàn)重癥病房的COVID-19患者血清中IL-4,IL-6,IL-1β,IL-2,IL-8,IL-10,IL-17,T-helper-2細(xì)胞因子(Th2),粒巨噬細(xì)胞(CSF),腫瘤殺傷因子(TNF-α),IP10,MCP1,MIP-1α等炎癥相關(guān)因子水平顯著提高[13-16]。綜上所述,一些具有免疫調(diào)節(jié)功效的藥物有治療COVID-19的潛在應(yīng)用價(jià)值。
乙胺嗪(DEC)常用于絲蟲病的治療,其所具備的一些藥理作用可能在治療COVID-19上發(fā)揮作用[17]。首先,DEC可以降低前列腺素(PGD2)的合成,而PGD2是導(dǎo)致T-細(xì)胞功能障礙的因素之一。PGD2的合成需要脂氧合酶(LOX)和環(huán)氧合酶(COX),而這兩種酶的合成可以被乙胺嗪抑制[18]。所以,理論上服用DEC可以改善COVID-19患者T-細(xì)胞的功能。此外,DEC也具有多種抗炎功效[19-20]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí),DEC的預(yù)處理可以減輕動(dòng)物在急性炎癥模型中的肺損傷[21]。此外,有研究表明,DEC還有增加抗體分泌和抗RNA病毒等功效[22-23]。
丙戊酸也有治療COVID-19的潛在可能[24-25]。丙戊酸常用于治療癲癇等精神類疾?。?6]。除神經(jīng)系統(tǒng)作用外,丙戊酸還有抑制炎癥因子分泌等免疫調(diào)節(jié)功能[27-28]。研究表明,丙戊酸可以與RNA依賴RNA聚合酶(RNA depended RNA polymerase,RdRp)結(jié)合,這種特性可能使其干擾SARS-CoV-2在宿主體內(nèi)的復(fù)制過(guò)程[29]。
尿氧膽酸(UDCA)是熊膽汁中的活性成分,其在人類膽汁中也有低濃度的分布[30]。在美國(guó),UDCA被批準(zhǔn)用于治療膽結(jié)石和原發(fā)性膽汁炎等肝?。?1]。除已知傳統(tǒng)藥效外,近期研究發(fā)現(xiàn)UDCA具有調(diào)節(jié)免疫功能的作用[32-33]。實(shí)驗(yàn)證明,UDCA可以抑制炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生,并具有很高的抗氧化能力[34-36]。近期的一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,UDCA可以緩解ARDS白鼠的肺水腫情況[37]。UDCA的這些特性可能在治療COVID-19相關(guān)肺水腫中有一定的應(yīng)用價(jià)值。
過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptors,PPARs)也是一類有潛在治療COVID-19價(jià)值的藥物[38]。PPARs屬于轉(zhuǎn)錄因子家族,近期的研究表明其同樣具有免疫調(diào)節(jié)功能[39]。PPAR家族有3個(gè)子類型,即PPAR-α、PPAR-β、PPRA-γ,其中,PPRA-γ被認(rèn)為是治療病毒相關(guān)炎癥最合適的靶點(diǎn)[40-41]。 研究表明,激活PPAR-α可以抑制單核細(xì)胞向巨噬細(xì)胞分化,從而減少炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)[42]。為了持續(xù)刺激PPAR-γ,需要補(bǔ)充PPAR-γ所需的激動(dòng)劑和營(yíng)養(yǎng)配體。匹格列酮(Pioglitazone)和羅西格列酮(rosiglitazone)是合成的PPAR-γ激動(dòng)劑,傳統(tǒng)上用于治療2型糖尿?。?3];除了合成PPAR-γ激動(dòng)劑外,自然界還存在著豐富的PPAR-γ營(yíng)養(yǎng)配體,如魚油、百里香、牛油、辣椒和石榴檸檬草。從理論上講,匹格列酮、羅西格列酮以及PPAR-γ營(yíng)養(yǎng)配體的攝入可以減輕COVID-19相關(guān)炎癥反應(yīng)。
利多卡因(Lidocaine)是臨床中常用的麻醉劑,其有抑制電壓門控鈉(Na+)和鈣(Ca2+)通道的能力[44]。研究表明,T-細(xì)胞的激活需要Na+和Ca2+的涌入[45],而補(bǔ)充利多卡因可以通過(guò)阻斷鈉(Na+)、鈣(Ca2+)通道抑制炎癥因子分泌,從而延長(zhǎng)T-細(xì)胞壽命[46]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,利多卡因可以減輕肺部損傷,減少各種炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生[47]。此外,利多卡因可以緩解哮喘誘發(fā)的咳嗽和改善肝功能,這些特性可能對(duì)改善COVID-19患者的呼吸道癥狀有所幫助[48]。
皮爾費(fèi)尼酮(Pirfenidone)是一種相對(duì)較新的藥物,由于其具有抗纖維化特性,目前被用于治療特發(fā)性肺纖維化(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)[49]。研究表明,皮芬尼酮具有免疫調(diào)節(jié)功能,可以抑制各種細(xì)胞因子的分泌以及清除活性氧(ROS)[50-51]。皮芬尼酮聯(lián)合其它用藥也被成功用于H1N1誘導(dǎo)性肺纖維化的治療中[52]。此外,有研究指出,皮爾芬尼酮可以抑制ACE受體的表達(dá),從而可能干擾SARSCoV-2進(jìn)入宿主細(xì)胞[53]。皮芬尼酮的特性可能在治療伴有肺纖維化的COVID-19 IPF患者中發(fā)揮作用。
伊立替康(irinotecan)和依托泊苷(etoposide)同為拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑,常用于癌癥的治療[54]。伊立替康是拓?fù)洚悩?gòu)酶-1抑制劑,其可以通過(guò)降低84個(gè)基因的表達(dá),專門抑制宿主對(duì)病毒感染的免疫反應(yīng),從而起到免疫調(diào)節(jié)劑的作用[55]。依托泊苷是拓?fù)洚悩?gòu)酶-2抑制劑,其可以減少噬血淋巴組織細(xì)胞增 生 綜 合 征 (hemophagocytic lymphohistiocytosis,HLH)導(dǎo)致的細(xì)胞因子分泌[56]。關(guān)于藥物毒性問(wèn)題,有研究指出,癌癥和COVID-19的病理背景不同,伊立替康和依托泊苷在治療癌癥中的毒性作用不會(huì)在治療COVID-19中出現(xiàn)[57]。綜上所述,伊立替康和依托泊苷的免疫調(diào)節(jié)作用可能在治療危重病COVID-19患者方面有所應(yīng)用。
SARS-CoV-2是一種正鏈RNA(+RNA)病毒,與其他RNA病毒一樣,SARS-CoV-2的復(fù)制也需要RdRp[58]。所以,抑制RdRps也可能對(duì)SARS-CoV-2起到抗病毒作用。
研究表明,鋅離子和鋅離子載體可以抑制RNA病毒的復(fù)制路徑,可用于治療鼻病毒、門果病毒、皰疹病毒、小RNA流感病毒,甚至某些冠狀病毒感染[59-64]。鋅的抗病毒屬性源于其分解病毒多蛋白的能力。當(dāng)細(xì)胞外存在足夠數(shù)量的鋅離子時(shí),鋅離子載體將細(xì)胞外鋅運(yùn)送到細(xì)胞質(zhì)中,細(xì)胞質(zhì)中的鋅可以降低病毒RNA聚合酶活性,并在RNA合成的延長(zhǎng)階段阻斷病毒的復(fù)制,此外,鋅還可以通過(guò)穩(wěn)定細(xì)胞膜來(lái)防止病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞[65]。除了直接抗病毒功能外,鋅在生長(zhǎng)、發(fā)育、免疫功能和新陳代謝方面也發(fā)揮著不可或缺的作用[66]。鋅缺乏可導(dǎo)致免疫力低下,從而增加細(xì)菌、病毒和真菌病原體感染的風(fēng)險(xiǎn)[67]。充足的鋅補(bǔ)充劑可降低兒童急性感染性腹瀉的發(fā)病率和發(fā)病持續(xù)時(shí)間,預(yù)防急性呼吸道感染,并縮短普通感冒的持續(xù)時(shí)間[68]。所以,適量補(bǔ)充鋅可能在預(yù)防和治療COVID-19中發(fā)揮一定的作用。
碘可用于治療細(xì)菌感染,因?yàn)樗c外毒素和酶的親和力[69]。近期的研究表明,在呼吸道粘膜中攝入碘補(bǔ)充劑可以增強(qiáng)局部免疫系統(tǒng)的抗病毒能力[70]。二甲基亞砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)是一種全天然物質(zhì),由于其具備穿透細(xì)胞膜能力,常在實(shí)驗(yàn)中用于將藥物帶進(jìn)細(xì)胞。最近的研究表明,DMSO同樣具有一定的抗病毒作用[71]。綜合以上幾點(diǎn),聯(lián)合攝入碘化鋅(ZnI2)和DMSO可通過(guò)增強(qiáng)宿主免疫力、減少病毒感染性,從而在改善COVID-19患者的臨床預(yù)后方面發(fā)揮一定的作用。
氦(Se)是地殼中的一種天然元素,其濃度較低,分布不均勻,傳統(tǒng)上用于預(yù)防乳腺癌、治療2型糖尿?。?2]、哮喘[73]、心腦血管疾病等[74]。氦治療和預(yù)防疾病的功能源于其氧化能力,研究表明,氦可以吸引病毒白二硫化異構(gòu)酶(PDI)蛋白活性位點(diǎn)上的電子,阻礙病毒疏水刺突蛋白與細(xì)胞膜的融合,從而防止病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞[75]。氦的這種抗病毒特性使其在治療病毒感染方面有廣闊的應(yīng)用前景。此外,氦還可通過(guò)抑制血小板超聚集,減少血栓的形成[76]。由于大規(guī)模血栓形成也是導(dǎo)致COVID-19患者死亡的主要原因之一,因此,氦的抗病毒和抗凝血功能可能對(duì)治療伴凝血病COVID-19患者有益[77]。
鋰(Lithium)被用來(lái)治療精神疾病已有幾十年的歷史。研究表明,鋰對(duì)某些病毒有潛在的抗病毒作用,包括豬流行性腹瀉病毒(PEDV)和冠狀病毒支氣管炎病毒等冠狀病毒[78-79]。有必要進(jìn)一步研究如何將鋰抑制冠狀病毒的能力應(yīng)用在COVID-19治療中。
雙醋瑞因(diacerein,DAR)通常用于治療骨關(guān)節(jié)炎,其具有抗炎功能,如抑制IL-1,IL-6和TNFα等[80]。研究表明,DAR活性衍生物大黃酸(rhein)可以抑制乙型肝炎病毒(HBV)[81]和A型流感病毒的復(fù)制[82]。值得注意的是,有研究表明,大黃素還可以通過(guò)干擾S蛋白和ACE2之間的相互作用來(lái)抑制SARS-CoV的活性[83]。DAR的直接抗病毒和免疫調(diào)節(jié)特性可能在COVID-19治療中發(fā)揮作用。
年齡和肥胖是引發(fā)重癥COVID-19的兩個(gè)獨(dú)立危險(xiǎn)因素[84]。因此,調(diào)節(jié)與衰老和肥胖相關(guān)的免疫缺陷和代謝功能障礙可能對(duì)治療COVID-19有所幫助。衰老引起的T細(xì)胞功能障礙是導(dǎo)致人體免疫功能衰退的原因之一[85]。相似地,在重癥COVID-19患者中也出現(xiàn)了T細(xì)胞功能障礙,表現(xiàn)為低CD4+和CD8+計(jì)數(shù),以及程序性細(xì)胞死亡蛋白1(PD1)的高表達(dá)[86]。因此,調(diào)節(jié)中老年人的T細(xì)胞功能可能對(duì)治療COVID-19有益。
N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine,NAC)常用于治療粘痰阻塞引起的呼吸困難[87]。而近期的研究發(fā)現(xiàn),NAC同樣具有調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞功能的作用。NAC可增加血液谷胱甘肽水平,促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖,增加CD4+、CD8+計(jì)數(shù)并降低PD-1水平[88]。由于老年人血漿谷胱甘肽水平較低,從而導(dǎo)致氧化應(yīng)激反應(yīng)增加,而攝入NAC可以通過(guò)增加細(xì)胞內(nèi)外半胱氨酸水平來(lái)減少氧化應(yīng)激反應(yīng)[89]。此外,NAC還被證明可以安全有效地預(yù)防因使用呼吸機(jī)而引發(fā)的肺炎(ventilator associated pneumonia,VAP)[90],從而減少COVID-19患者使用呼吸機(jī)的副作用[91]。基于上述特性,可以合理地假設(shè)NCA在治療COVID-19老年重癥患者方面有很大的潛力。
肥胖是影響免疫系統(tǒng)功能的又一主要因素[92]。研究表明,肥胖的COVID-19患者有較高的ICU入院率和死亡率[93]。肥胖可以觸發(fā)人體免疫系統(tǒng)釋放炎癥相關(guān)細(xì)胞因子,從而在體內(nèi)形成慢性炎癥環(huán)境[94]。當(dāng)SARS-CoV-2進(jìn)入這種預(yù)先存在的炎癥環(huán)境時(shí),會(huì)刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生繼發(fā)性噬血細(xì)胞綜合征(sHLH)及巨噬細(xì)胞活化綜合征(MAS),從而導(dǎo)致ARDS和多器官衰竭[95]。在這種背景下,緩解肥胖引起的炎癥狀態(tài)可能對(duì)治療COVID-19有益。
孟魯司特(montelukast)作為白三烯受體拮抗劑,已在治療哮喘和過(guò)敏性鼻炎中應(yīng)用幾十年[96]。白三烯可以通過(guò)LTD4途徑介導(dǎo)炎癥性細(xì)胞因子的分泌。通過(guò)與白三烯受體結(jié)合,孟魯司特可以阻斷白三烯介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。此外,計(jì)算機(jī)分子模型研究發(fā)現(xiàn),孟魯司特與病毒的主要組成蛋白酶有較高的親和度,提示其可能用于干擾病毒的復(fù)制[97]。孟魯司特的這些特性可能在治療伴有輕度炎癥的肥胖COVID-19患者中發(fā)揮作用。
冠狀病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞需要酸性環(huán)境,堿性環(huán)境可以滅活病毒的內(nèi)蛋白酶,降低病毒與宿主細(xì)胞膜的融合能力[98]。研究發(fā)現(xiàn),堿性環(huán)境可以阻止SARS-CoV等冠狀病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞[99-100]。pH值對(duì)病毒的影響可能在預(yù)防和治療COVID-19方面有一定的價(jià)值。
質(zhì)子泵抑制劑(proton-pump inhibitor,PPI)作為治療酸性相關(guān)疾病的藥物,已在臨床實(shí)踐使用超過(guò)30年,在治療胃食管反流、幽門螺桿菌感染和胃潰瘍中發(fā)揮了很好的療效[101]。研究發(fā)現(xiàn),PPI可以抑制溶酶體膜中的H+/K+ATPase泵,提高細(xì)胞內(nèi)pH值,從而起到抑制病毒的作用[102]。此外,PPI在調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)方面也發(fā)揮著一定的作用。PPI可以降低白細(xì)胞活性,減少炎癥因子IL-8的分泌[103]。PPI的抗炎和免疫調(diào)節(jié)功能可能有助于治療COVID-19。
同大多數(shù)呼吸道傳染病一樣,COVID-19的感染途徑主要經(jīng)由呼吸道,并經(jīng)由呼吸道傳播到肺部等呼吸系統(tǒng)。如果可以阻斷SARS-CoV-2經(jīng)由呼吸道的傳播通路,防止其與宿主細(xì)胞接觸,則可以有效預(yù)防病毒的復(fù)制和COVID-19的發(fā)生。
表面活性劑在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用十分廣泛,其在治療RDS中已有超過(guò)一個(gè)世紀(jì)的歷史[104]。目前研究較多的4種表面活性蛋白分別為SP-A(surfactant protein,SP-A)、SP-B、SP-C和SP-D。其中,SP-A和SP-D是肺泡細(xì)胞分泌的親水連接蛋白,其可與病毒結(jié)合,通過(guò)中和、凝合效應(yīng)加速病毒在體內(nèi)的清除過(guò)程[105]。
表面活性劑可以附著在病毒表面并破壞其刺突蛋白,使病毒處于非活動(dòng)狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)證實(shí),納米乳液(nanoemulsions,一種人工表面活性劑)可以滅活猴腎臟細(xì)胞及血液培養(yǎng)細(xì)胞中的埃博拉病毒[106],此外,H1N1感染小鼠動(dòng)物模型研究發(fā)現(xiàn),抗病毒藥物聯(lián)合表面活性劑的存活率遠(yuǎn)高于單獨(dú)使用抗病毒藥物[107]。值得注意的是,SP-D還可有選擇性地識(shí)別SARS冠狀病毒刺突糖蛋白并觸發(fā)巨噬細(xì)胞活化反應(yīng)[108]。此外,一些對(duì)表面活性劑有穩(wěn)定作用的物質(zhì)如肌醇、肌醇-1-磷酸鹽等,可用于加強(qiáng)表面活性劑的抗病毒效應(yīng)[109]。除了直接抗病毒作用外,表面活性劑還具有很好的滲入效果,可以抵達(dá)肺泡細(xì)胞,而且不會(huì)對(duì)肺纖毛造成損傷[110]??紤]到表面活性劑在治療肺部病毒感染方面的優(yōu)勢(shì),研制針對(duì)SARS-CoV-2具有特異性的表面活性劑或許會(huì)為預(yù)防和治療COVID-19提供一個(gè)新的途徑。
截至目前,還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)針對(duì)SARS-CoV-2的特異性抗病毒藥物,支持和對(duì)癥治療仍然是救治COVID-19重癥患者的主要手段。雖然全球都在致力于研制針對(duì)COVID-19的特異性治療藥物,但是這個(gè)過(guò)程可能要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間。與研發(fā)新藥相比,將以往治療其他疾病的已知藥物用于治療COVID-19可能會(huì)起到意想不到的效果。從治病機(jī)理而言,本文提及的藥物可緩解COVID-19患者的炎癥狀態(tài),通過(guò)調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)和滅活病毒,阻止SARSCoV-2進(jìn)入宿主細(xì)胞;從藥物毒理學(xué)而言,這些藥物已經(jīng)研究和使用多年,這使得它們比新開發(fā)的藥物更為安全;從經(jīng)濟(jì)實(shí)用角度而言,這些藥物相對(duì)廉價(jià)且市場(chǎng)供應(yīng)充足。此外,需要說(shuō)明的是,本文列舉的COVID-19治療策略仍然停留在研究階段,為驗(yàn)證以上策略的有效性,還需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的臨床對(duì)照實(shí)驗(yàn)。