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为解决新冠重症缺乏有效且经济的治疗手段这一问题,研究人员开展了 BromAc?抗 SARS-CoV-2 奥密克戎变异株的研究。结果发现 BromAc?在体外和体内均有抗病毒活性,这为新冠治疗提供了新的辅助方案。
新冠疫情给现代文明带来了巨大挑战,由严重急性呼吸综合征冠状病毒 2(SARS-CoV-2)引发的新冠肺炎(COVID-19)迅速在全球大流行,且至今尚未被彻底根除。SARS-CoV-2 是一种高传播性的 β 冠状病毒,突变率高,还能逃避人体的体液免疫和细胞免疫。即便人们通过之前的病毒暴露或接种疫苗产生了免疫反应,但新的 SARS-CoV-2 变异株,比如广泛传播的奥密克戎变异株,依然严重威胁着公众健康。
目前,COVID-19 的治疗策略主要包括预防措施和疫苗接种来控制病毒传播,但对于重症 COVID-19,仍没有完全有效的抗病毒治疗方法。尽管使用地塞米松进行支持治疗、结合抗病毒药物和 / 或抗体,以及机械通气等是标准治疗程序,但许多患者还是会因感染而死亡。由于研发针对 SARS-CoV-2 的特效药物耗时较长,因此很多研究聚焦于药物再利用,试图找到能有效控制疾病进程和病毒传播的替代方案。
在此背景下,巴西米纳斯吉拉斯联邦大学等研究机构的研究人员开展了一项关于菠萝蛋白酶(Bromelain)与乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine)联合制剂(BromAc?)抗 SARS-CoV-2 奥密克戎变异株的研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上,为 COVID-19 的治疗提供了新的思路和潜在方案。
研究人员在本次研究中运用了多种关键技术方法。临床样本方面,收集了 20 例年龄在 18 - 80 岁、接受机械通气的 COVID-19 重症患者的气管抽吸物(TA)样本。细胞和病毒实验中,使用 Vero ACE2/TMPRSS2 细胞系培养病毒,并采用细胞毒性试验、病毒杀灭试验、剂量反应试验、逆转录定量聚合酶链反应(RT-qPCR)、蛋白质免疫印迹(western blot)和流式细胞术等技术来检测相关指标,探究 BromAc?的抗病毒效果。
研究结果如下:
- 细胞毒性和杀病毒效果:在 Vero-ACE2/TMPRSS2 细胞实验中,测试的三种 BromAc?浓度(62.5、125 和 250μg/mL)在 72 小时内对细胞活力无影响。较高浓度(125 和 250μg/mL)的 BromAc?在 60 分钟后能减少奥密克戎变异株的感染性颗粒数量,其中 250μg/mL 的 BromAc?效果显著,感染性颗粒数量从 5.1×104TCID50/mL 降至 3×103TCID50/mL,2% 的乙酰半胱氨酸(NAC)也有一定效果。
- 剂量依赖性抗病毒效果:在 Vero-ACE2/TMPRSS2 细胞感染奥密克戎变异株的剂量反应试验中,250μg/mL 的 BromAc?能使病毒产量显著降低超过 1 个对数(p<0.0002),效果明显优于 2% 的 NAC。
- 对患者呼吸道样本中病毒基因组拷贝数的影响:对 COVID-19 重症患者的气管抽吸物样本研究发现,250μg/mL 的 BromAc?处理 48 小时后,病毒基因组拷贝数(delta CT 值)相比 2% 的 NAC 降低了 200%,但在 24 小时时未观察到这种效果。
- 对刺突蛋白的影响:蛋白质免疫印迹试验显示,BromAc?能在 30 - 50 分钟内裂解气管抽吸物样本中的刺突蛋白 S1 亚基(~55kDa),且裂解产物和 RBD(~25kDa 条带)数量显著增加。
- 对细胞表面刺突蛋白表达的影响:流式细胞术分析表明,250μg/mL 的 BromAc?处理后,低颗粒度的气管抽吸物细胞(主要是上皮细胞)中刺突蛋白表达显著降低,尤其是 EpCAM+PanCKneg上皮细胞。
研究结论和讨论部分指出,BromAc?在非细胞毒性剂量(250μg/mL)下,对奥密克戎变异株的感染性病毒颗粒有效,且对患者样本中的刺突蛋白有蛋白水解活性。BromAc?可能通过干扰病毒进入细胞发挥抗病毒作用,其对刺突蛋白的裂解可能影响病毒与宿主细胞的结合和后续感染过程。虽然该研究存在样本数量少、病毒变异可能影响结果普适性等局限性,但 BromAc?作为一种具有多模式作用机制的潜在治疗药物,具有很大的应用潜力。目前已计划开展 1b/2a 期临床试验,进一步研究雾化 BromAc?在气道中的黏液溶解作用以及对呼吸道病原体和免疫改变的影响。总的来说,该研究为 COVID-19 的治疗提供了新的方向和希望,有望成为重症 COVID-19 标准治疗之外的辅助治疗手段,对未来应对新冠疫情及类似传染病具有重要意义。