文章來源：儀器信息網(wǎng)

導(dǎo)讀

冠狀病毒極易發(fā)生基因重組和變異，具有遺傳多樣性，迄今為止，已不斷有新亞型或新的冠狀病毒出現(xiàn)。冠狀病毒上的S蛋白、PLpro和3CLpro是藥物開發(fā)的良好靶點(diǎn)，本文整理并總結(jié)了基于靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)的潛在藥物。

冠狀病毒是一類嚴(yán)重危害人類和動(dòng)物健康的病原微生物，屬于具有大量天然宿主的一類RNA病毒。該病毒極易發(fā)生基因重組和變異，具有遺傳多樣性，迄今為止，已不斷有新亞型或新的冠狀病毒出現(xiàn)。冠狀病毒上的S蛋白、PLpro和3CLpro是藥物開發(fā)的良好靶點(diǎn)，本文整理并總結(jié)了基于靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)的潛在藥物。

冠狀病毒是一種有包膜的、非節(jié)段的單股正鏈RNA病毒，屬于巢病毒目（nidovirales）冠狀病毒科（Coronaviridae）正冠狀病毒亞科（ortho-coronavirinae）。由于病毒包膜上有向四周伸出的突起，形如花冠而得名。冠狀病毒亞科進(jìn)一步細(xì)分為四類，即α、β、γ 和 δ 冠狀病毒。冠狀病毒在自然界中廣泛存在，其自然宿主包括人類和其他哺乳動(dòng)物如牛、豬、犬、貓、鼠和蝙蝠等。目前，已經(jīng)鑒定出六種人類冠狀病毒，其中包括α屬的HCoV-29E和HCoV-NL63；β屬的HCoV-OC43、HCoV-HKU1、嚴(yán)重急性呼吸綜合征相關(guān)冠狀病毒（SARS-CoV）和中東呼吸綜合征相關(guān)冠狀病毒（MERS-CoV）。
另外，近期從武漢市不明原因肺炎患者下呼吸道分離出的冠狀病毒，世界衛(wèi)生組織初步命名為2019-nCoV。
2020年2月12日，國際病毒分類委員會(huì)宣布新型冠狀病毒（2019-nCoV）的正式分類名為嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒（SARS-CoV-2）。研究者將來源于武漢的新型冠狀病毒序列與已知的“SARS冠狀病毒”“MERS冠狀病毒”進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)6個(gè)新型冠狀病毒序列幾乎一致，其與SARS的同源性更高，相似性約為70%，與MERS相似性約為40%。序列差異主要在ORF1a和編碼S-蛋白的spike基因上，這是冠狀病毒與宿主細(xì)胞作用的關(guān)鍵蛋白。

冠狀病毒蛋白靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展

冠狀病毒是最大的一種核糖核酸病毒（26～32kb），其基因組為單股、正鏈RNA。編碼非結(jié)構(gòu)蛋白（Nps）的復(fù)制酶基因占據(jù)了基因組的三分之二，而結(jié)構(gòu)蛋白和輔助蛋白僅占病毒基因組的三分之一。目前已經(jīng)解析出了許多冠狀病毒相關(guān)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，如SARS-CoV S糖蛋白（PDB ID：5WRG）（圖1A）、MERS-CoV N蛋白的C末端結(jié)構(gòu)域（PDB ID：6G13）（圖1B）、MERS-CoV N蛋白的N末端結(jié)構(gòu)域（PDB ID： 4UD1）（圖1C）。

病毒體與宿主細(xì)胞的初始附著是通過S蛋白與其受體之間的相互作用而開始的。根據(jù)研究報(bào)道，S蛋白具有受體結(jié)合活性和膜融合活性，是冠狀病毒感染細(xì)胞的關(guān)鍵蛋白。研究發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)冠狀病毒中，S蛋白被宿主細(xì)胞弗林蛋白酶（Furin）樣蛋白酶切割成S1和S2兩種單獨(dú)的多肽。S1的主要功能是與宿主細(xì)胞表面受體結(jié)合，而S2亞基則負(fù)責(zé)介導(dǎo)病毒-細(xì)胞以及細(xì)胞-細(xì)胞膜的融合。
在對(duì)近期的SARS-CoV-2 S蛋白進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，雖然SARS-CoV-2 S蛋白中與ACE2蛋白結(jié)合的5個(gè)關(guān)鍵氨基酸中有4個(gè)發(fā)生了變化，但變化后的氨基酸，卻沒有影響SARS-CoV S蛋白與ACE2 蛋白互作的構(gòu)象。與SARS-CoV S蛋白相比，突變體后的SARS-CoV-2 S蛋白結(jié)構(gòu)與ACE2 蛋白相互作用能力，由于丟失的少數(shù)氫鍵有所下降，但仍然達(dá)到很強(qiáng)的結(jié)合自由能，說明SARS-CoV-2 是通過S蛋白與人ACE2相互作用感染人的呼吸道上皮細(xì)胞。

疫苗和藥物研究進(jìn)展

為了控制病毒的爆發(fā)，研究者們開發(fā)了針對(duì) SARSˉ CoV 和 MERSˉCoV 的疫苗。不同的疫苗有不同的制備方法下表中列出了這些方法的發(fā)展和優(yōu)缺點(diǎn)。

迄今為止，大多數(shù)研究只集中在SARS疫苗的開發(fā)上，研究過程中使用了動(dòng)物模型，但是這些模型并不能概括人類發(fā)生的嚴(yán)重臨床疾病。綜合SARS 和 MERS 疫苗的研究經(jīng)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)冠狀病毒疫苗的研究主要靶標(biāo)是冠狀病毒的S蛋白。疫苗不僅需要誘導(dǎo)體液和細(xì)胞免疫應(yīng)答，還需要誘導(dǎo)黏膜免疫應(yīng)答并借助佐劑來誘導(dǎo) Th1 和 Th2 途徑的平衡。也就是說成功的疫苗必須在不引起過度免疫激活的情況下達(dá)到保護(hù)的平衡。未來還需加強(qiáng)對(duì) SARS-CoV 和 MERS-CoV 等疫苗的研發(fā)。
對(duì)于目前的 SARS-CoV-2，據(jù)新華社報(bào)道，美國醫(yī)學(xué)專家正與中國同行合作研發(fā)針對(duì)新型冠狀病毒的疫苗，美國休斯敦貝勒醫(yī)學(xué)院彼得霍特茲教授通過電子郵件表示，貝勒醫(yī)學(xué)院正在與美國得克薩斯大學(xué)、美國紐約血液中心以及中國上海復(fù)旦大學(xué)合作開發(fā)疫苗。目前，尚無針對(duì) SARS-CoV、MERS-CoV、  SARS-CoV-2 和其他 HCoV 感染的特異性療法，患者主要接受支持性治療，并輔以多種藥物組合，包括使用抗體、干擾素以及病毒和宿主蛋白酶的抑制劑。 
此外，除了針對(duì)SARS外，有研究報(bào)道了一種針對(duì)MERS-CoV S蛋白N端結(jié)構(gòu)域的新型中和單克隆抗體。該研究表明N末端結(jié)構(gòu)域在病毒感染過程中可能很重要，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)對(duì)于進(jìn)一步的疫苗設(shè)計(jì)和針對(duì)MERS-CoV感染的預(yù)防和治療性單克隆免疫法的開發(fā)具有重要意義。
理想情況下，疫苗接種和抗病毒治療都應(yīng)具有各自明確的作用機(jī)制，以避免產(chǎn)生逃逸突變病毒菌株，并提高對(duì)不同病毒菌株的活性。迄今為止，利巴韋林和利巴韋林加各種類型的干擾素已成為SARS和MERS患者最常用的治療手段。SARS-CoV-2爆發(fā)以來，全國各個(gè)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)篩選出一系列具有治療潛力的藥物。中國科學(xué)院上海藥物研究所和上海科技大學(xué)免疫化學(xué)研究所的抗SARS-CoV-2病毒感染聯(lián)合應(yīng)急攻關(guān)團(tuán)隊(duì)報(bào)道了綜合利用虛擬篩選和酶學(xué)測(cè)試相結(jié)合的策略進(jìn)行藥物篩選，發(fā)現(xiàn)了30種可能對(duì)SARS-CoV-2有治療作用的藥物、活性天然產(chǎn)物和中藥。
沈陽藥科大學(xué)、華中科技大學(xué)和軍事醫(yī)學(xué)研究院國家應(yīng)急防控藥物工程技術(shù)研究中心組成的聯(lián)合攻關(guān)小組發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2蛋白序列中SARS-CoV-2-PLP序列與SARS-CoV-PLP具有82%的氨基酸同源性。
 2020 年 1 月 21 日，中國科學(xué)院上海巴斯德研究所郝沛研究員等使用計(jì)算機(jī)模擬的方法發(fā)現(xiàn)了 SARS-CoV-2的S-蛋白的受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域(RBD)和人血管緊張素轉(zhuǎn)化酶 ACE2 的結(jié)合作用較強(qiáng)。SARS-CoV-2通過 S 蛋白 - ACE2 結(jié)合途徑對(duì)人 類傳播構(gòu)成了重大的公共衛(wèi)生風(fēng)險(xiǎn)。因此ACE2 也可能用于 SARS-CoV-2的治療研究。黃朝林等根據(jù)過往洛匹那韋利托那韋片對(duì) SARS-CoV感染的患者有“ 實(shí)質(zhì)性的臨床益處” 的結(jié)果 推測(cè)這種療法可能對(duì) SARS-CoV-2感染的患者有效。此外，武漢病毒研究所與軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院毒物藥物研究所聯(lián)合發(fā)現(xiàn)了在細(xì)胞層面上對(duì) SARS-CoV-2有較好抑 制作用的雷米迪維或瑞德西韋(RemdesivirGS-5734)、氯喹(ChloroquineSigma-C6628)、利托那 韋(Ritonavir)等三種“老藥物”。 
瑞德西韋屬于核苷類似物能夠抑制 RNA 依賴的 RNA 聚合酶 (RdRp)，由美國知名藥企吉利德科學(xué)公司研發(fā)原本用于對(duì)抗埃博拉病毒在體外和動(dòng)物模型中瑞德西韋證實(shí)了對(duì) SARS 和 MERS 的病毒病原體均有活性它們與新型冠狀病毒結(jié)構(gòu)相似，從理論預(yù)測(cè)瑞德西韋對(duì)新型冠狀病毒可能有效。
目前瑞德西韋已進(jìn)入 III 期臨床試驗(yàn)該臨床試驗(yàn)項(xiàng)目將在武漢市金銀潭醫(yī)院等多家醫(yī)院同時(shí)進(jìn)行兩部分組成均采用隨機(jī)、雙盲、安慰劑對(duì)照形式開展。據(jù)吉利德對(duì)外披露，在武漢進(jìn)行的臨床實(shí)驗(yàn)有兩項(xiàng)，一是研究評(píng)估瑞德西韋用于未表現(xiàn)出顯著臨床癥狀患者的治療效果，也就是輕、重癥患者。另一項(xiàng)則是評(píng)估其用于重癥確診病患的療效。值得一提的是，來自中國科學(xué)院武漢病毒研究所等機(jī)構(gòu)的中國學(xué)者已經(jīng)在細(xì)胞水平上驗(yàn)證了瑞德西韋在2019 新型冠狀病毒上有較好的活性。研究結(jié)果顯示在 Vero E6 細(xì)胞上瑞德西韋對(duì) SARS-CoV-2的半數(shù)有效濃度EC50 =0.77μmol/L,選擇指數(shù) SI 大于 129,表明該藥物在細(xì)胞水平上能效抑制 SARS-CoV-2 的感染，但其在人體上的作用還有待臨床驗(yàn)證。

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