新冠疫情下的抗病毒新探索：100 种化合物的筛选研究

为应对新冠疫情，牛津大学研究人员筛选 100 种化合物，发现多种有潜力的抗 SARS-CoV-2 药物。

　　新冠疫情给全球人类健康和经济带来了巨大冲击，SARS-CoV-2（严重急性呼吸综合征冠状病毒 2 型）引发的病症从轻微感染到严重呼吸窘迫综合征不等，还会导致神经、肾脏、心脏和胃肠道症状，且已造成超过 777.33 万确诊病例和 708 万死亡病例。虽然疫苗和公共卫生措施在控制疫情方面发挥了重要作用，但开发高效、口服可用的小分子抗病毒抑制剂仍是对抗 SARS-CoV-2 的迫切需求。目前，仅有少数药物获批用于治疗 COVID-19（2019 冠状病毒病），由于新药开发周期长，许多研究尝试重新定位已批准的小分子抑制剂用于抗 SARS-CoV-2，然而药物再利用的成功率较低，且细胞筛选结果存在差异，不同实验室的抗病毒筛选数据也缺乏一致性。在此背景下，牛津大学的研究人员开展了一项针对 100 种分子的综合筛选分析研究，该研究成果发表在《Antiviral Research》上，对于推动 SARS-CoV-2 治疗药物的开发具有重要意义。

研究人员为开展此项研究，主要运用了以下关键技术方法：首先是细胞培养技术，使用了人肺癌细胞系 Calu-3、非洲绿猴肾细胞系 Vero E6 等多种细胞系，并在特定条件下进行培养；其次是病毒培养与滴定技术，对 SARS-CoV-2 及其他人类冠状病毒进行培养，通过 plaque assay（空斑试验）和 TCID₅₀ assay（半数组织培养感染剂量试验）测定病毒滴度；还采用了化合物处理与检测技术，进行化合物细胞毒性分析，评估化合物对细胞活力的影响，通过抗病毒试验测定化合物对病毒感染的抑制作用，利用 focus forming unit（FFU） assay（焦点形成单位试验）等方法检测病毒感染情况。

研究结果如下：

1. 初始抗病毒筛选：研究人员对 100 种化合物进行抗病毒筛选，其中包括 56 种 FDA（美国食品药品监督管理局）批准的化合物和 44 种处于不同临床前开发阶段的化合物。通过 MTS 试验确定化合物的最高非毒性浓度，在初始抗病毒试验中，有 7 种 FDA 批准的化合物和 6 种实验化合物显示出超过 50% 的病毒空斑减少，这些化合物被进一步评估。
2. FDA/EMA（欧洲药品管理局）批准化合物的抗病毒活性：在全面抗病毒试验中，具有直接作用抗病毒（DAA）机制的药物中，只有瑞德西韦（Remdesivir）和波普瑞韦（Boceprevir）在最高非细胞毒性剂量下实现了超过 50% 的病毒滴度降低。瑞德西韦抑制 SARS-CoV-2 的半最大抑制浓度（IC₅₀）为 0.49 μM，且在测试的最高浓度 100.0 μM 下无细胞毒性；波普瑞韦的 IC₅₀为 89.1 μM。此外，一些其他批准药物如那法莫司他（Nafamostat）、顺铂（Cisplatin）等也显示出一定的抗病毒活性。
3. 临床前开发实验化合物的抗病毒活性：44 种实验化合物中，6 种具有可测量的抗病毒活性，包括用于癌症治疗开发的塔洛替尼（Tarloxotinib）和用于罕见代谢疾病开发或作为宿主靶向抗病毒剂的氨基糖类（如 M_ON-DNJ、NAP-DNJ 等）。其中，M_ON-DNJ 因具有较低细胞毒性和良好的体内毒性特征，被选用于后续对一系列冠状病毒的研究。
4. M_ON-DNJ 对 SARS-CoV-2 变体的抗病毒活性：M_ON-DNJ 对 SARS-CoV-2 关注变体具有抗病毒活性，对不同变体的 IC₅₀值有所差异，对奥密克戎（Omicron）变体的 IC₅₀为 14.1 μM，对野生型 ENG2/20 病毒的 IC₅₀为 51.7 μM。
5. M_ON-DNJ 与病毒复制率的关系：研究发现，M_ON-DNJ 的抗病毒效力与 SARS-CoV-2 变体的复制率存在显著相关性，病毒复制速度越快，M_ON-DNJ 的作用越显著。
6. M_ON-DNJ 对其他冠状病毒的抗病毒活性：M_ON-DNJ 对人 β 冠状病毒 HCoV OC43 具有抗病毒活性，IC₅₀值为 21.3 μM，但对 α 冠状病毒 HCoV 229E 在测试浓度高达 1000 μM 时仍未达到 IC₅₀值。
7. 瑞德西韦和 SARS-CoV-2 主要蛋白酶抑制剂的抗病毒活性：瑞德西韦对 SARS-CoV-2 ENG2/20 和 Omicron 变体的 IC₅₀分别为 490 nM 和 100 nM，对 HCoV OC43 和 229E 也有较强活性。新型 M^pro（主要蛋白酶）抑制剂如奈玛特韦（Nirmatrelvir）和恩赛特韦（Ensitrelvir）对 SARS-CoV-2 变体和其他冠状病毒也显示出强效抗病毒活性。

研究结论和讨论部分表明，该研究筛选出了多种具有潜在抗 SARS-CoV-2 活性的化合物，包括 DAA 类的瑞德西韦、波普瑞韦，以及 HTA（宿主靶向抗病毒药物）类的氨基糖类等。DAA 类药物中，瑞德西韦虽有抗病毒效果，但静脉注射限制了其在非住院患者中的广泛使用；波普瑞韦活性相对较低。而 HTA 类的氨基糖类如 M_ON-DNJ 具有低细胞毒性、已完成人类 I 期试验等优势，对 SARS-CoV-2 变体和 HCoV OC43 有抗病毒活性，虽对 HCoV 229E 效果不佳，但仍展现出作为潜在抗病毒药物的前景。此外，研究还指出药物再利用存在成功率低、细胞筛选结果差异大等问题，建议使用更具生理相关性的细胞系（如 Calu-3 细胞）或器官 oid 进行抗病毒药物筛选。总体而言，该研究为 SARS-CoV-2 治疗药物的开发提供了重要参考，有助于推动相关研究的进一步发展，对未来抗病毒药物的研发和疫情防控具有重要意义。