阿奇霉素治疗 COVID-19 合并 COPD 和 IPF 患者的新突破：生物信息学与实验验证

《Scientific Reports》：A bioinformatics approach combined with experimental validation analyzes the efficacy of azithromycin in treating SARS-CoV-2 infection in patients with IPF and COPD These authors contributed equally: Yining Xie, Guangshu Chen, and Weiling Wu

研究人员针对 SARS-CoV-2 感染开展阿奇霉素（AZM）疗效研究，发现其或可治疗 COPD 和 IPF 患者感染。

　　# 阿奇霉素治疗 COVID-19 合并 COPD 和 IPF 患者的研究新进展
在过去几年里，由严重急性呼吸综合征冠状病毒 2（SARS-CoV-2）引发的 2019 冠状病毒病（COVID-19）疫情在全球范围内肆虐，给人类健康带来了巨大威胁。这场疫情如同一场没有硝烟的战争，影响着世界的每一个角落。尤其是对于那些患有慢性阻塞性肺疾病（COPD）和特发性肺纤维化（IPF）等基础呼吸道疾病的患者来说，感染 SARS-CoV-2 后，病情往往更加严重，死亡率更高，住院时间也更长，他们仿佛在这场疫情的暴风雨中更加脆弱。

目前，针对 COVID-19 的治疗手段仍在不断探索中。阿奇霉素（AZM）作为一种广泛应用的抗生素，因其独特的药理机制，在治疗 SARS-CoV-2 感染方面受到了越来越多的关注。然而，其在 COPD 和 IPF 患者中的治疗效果和作用机制尚不明确。为了填补这一空白，来自广州红十字会医院（暨南大学）等机构的研究人员开展了一项重要研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员为了探究 AZM 在治疗 COPD 和 IPF 患者感染 SARS-CoV-2 中的作用，采用了多种技术方法。首先，他们从 GeneCards 数据库中获取了与 COVID-19、COPD 和 IPF 相关的遗传数据，从 STITCH 数据库中检索了 AZM 的 40 个药物靶点。接着，运用生物信息学分析方法，筛选出差异表达基因（DEGs） ，并对这些基因进行了基因本体（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析。同时，利用 STRING 数据库和 Cytoscape 软件构建蛋白质 - 蛋白质相互作用（PPI）网络，以确定关键基因。此外，通过分子对接技术预测 AZM 与靶蛋白的结合相互作用，并使用定量逆转录 PCR（qPCR）在人肺腺癌 A549 细胞中验证 AZM 对关键基因的抑制作用。

在研究结果方面，研究人员发现了 311 个在 COPD、IPF 和 COVID-19 中共同的差异表达基因。进一步分析后，确定了 8 个与 AZM 靶点相互作用的基因，分别是白细胞介素 - 6（IL-6）、肿瘤蛋白 p53（TP53）、转化生长因子 β1（TGFB1）、白细胞介素 - 17A（IL-17A）、雄激素受体（AR）、白细胞介素 - 6 受体（IL-6R）、SMAD 家族成员 2（SMAD2）和泛素 C（UBC）。

通过 GO 和通路富集分析表明，这些基因显著富集在细胞对细胞因子刺激的反应、细胞因子介导的信号通路等生物学过程中；在细胞成分层面，主要与 RNA 聚合酶 II 转录因子复合物等相关；在分子功能方面，富集在细胞因子受体结合等功能上。KEGG 通路富集分析显示，这些基因主要与 Th17 细胞分化、炎症性肠病等通路相关。

在 PPI 网络分析中，确定了 TP53、E1A 结合蛋白 p300（EP300）等 10 个关键枢纽基因。分子对接和 qPCR 分析结果显示，AZM 对大部分关键基因具有抑制作用，但对 AR 和 IL-17A 未显示出抑制效果，可能是由于这两个基因在 A549 细胞系中表达水平较低。

在讨论部分，研究人员指出，COPD 合并 IPF 会导致气道黏膜屏障功能受损，而 ACE2 在这些患者中的高表达会加重 SARS-CoV-2 感染。IL-6 作为一种关键的促炎细胞因子，在 SARS-CoV-2 感染引发的细胞因子风暴中起着重要作用，AZM 具有抑制 IL-6 产生的潜力，可能通过免疫调节机制发挥作用。此外，AZM 对 TP53、CREBBP 等转录因子也有抑制作用，这表明 AZM 在治疗 SARS-CoV-2 感染中的作用是复杂且多方面的。同时，在 SARS-CoV-2 感染过程中，肺纤维化的病理改变逐渐加重，而 TGFB1 在促进肺纤维化中起关键作用，AZM 对 TGFB1 有抑制作用，提示其可能对肺纤维化有一定的抑制效果，但还需要更多的证据支持。

然而，该研究也存在一些局限性。例如，研究数据主要来源于数据库，缺乏对患者细菌共感染情况的信息；A549 细胞系虽然来源于肺泡上皮细胞，但不能完全模拟人类肺组织的复杂环境。尽管如此，这项研究依然具有重要意义。它通过对共表达基因转录组谱的分析，增进了人们对 COVID-19、COPD 和 IPF 之间关系的理解，为 AZM 在治疗这三种并存疾病中的应用提供了可靠的生物信息学基础，为后续的临床研究指明了方向。未来，还需要进一步开展研究，探索 AZM 与其他药物联合治疗的效果，以及通过生物标志物筛选更能从 AZM 治疗中获益的患者群体，从而更好地为 COVID-19 的治疗提供支持。