《自然》:在18000種藥里科學家找到了對付新冠新方法
根據約翰·霍普金斯大學的最新統計,全球累計新冠病例總數已接近4億,總新冠疾病死亡人數超過570萬。儘管多款新冠疫苗已經問世,但在不斷出現的新冠變種面前,我們還是需要有更多新型的控製手段,以備不時之需。
今日,頂尖學術期刊《自然》以加速預覽的形式,發表了一篇關於抗新冠藥物的最新論文。研究人員們篩選了約1.8萬種不同的藥物,找到了一些具有抗病毒活性的潛在療法,其中有一些已經得到了監管機構的批准用於新冠治療,彰顯了其篩選方法的可靠性。研究也發現了一類全新的療法,與已有的抗病毒藥物聯合使用,有望起到協同效果,更好地治療新冠疾病。這也給未來的臨床開髮帶來了啟示。
在論文中,科學家們指出新冠病毒等RNA病毒使用一種叫做RNA依賴的RNA聚合酶(RdRp)來進行RNA的複制,而一類叫做核苷類似物的藥物,則可以乾擾這一步驟,使得病毒複製RNA的過程出現終止,或是出現突變,最終抑制病毒的複制。在其它疾病領域,已有不少核苷類似物得到了批准。考慮到RdRp在不同病毒中的結構相對保守,已有的一些核苷類似物可能對新冠病毒也有抑制效力。
為了迅速找到這些潛在的藥物,科學家們使用人類呼吸道細胞,進行了小分子化合物庫的篩選。這些化合物庫包含已獲批的藥物,也包含正在進行臨床開發,或是已知具有抗病毒活性的藥物,總共有約18000種。研究人員們先用這些藥物處理人類呼吸道細胞,再用新冠病毒進行感染。48個小時後,他們再去定量評估感染的嚴重程度。
在綜合評估對新冠病毒的抑制能力,以及毒性後,研究人員們找到了122個不同的化合物分子。它們分屬於不同的類型,其中約13%均為核苷類似物。從中,研究人員們發現了remdesivir與molnupiravir,這正是已經得到全球多個監管機構批准的兩款抗新冠病毒療法,也從側面驗證了其篩選系統的可靠性。
值得一提的是,核苷類似物不僅可以通過模擬核苷來影響DNA或RNA的複制,還可以影響抑制核苷合成所需要的酶,從而抑制核苷的合成。在這項大規模篩選找到的核苷類似物中,就不乏一些具有抑制核苷合成的功能。這些分子在能夠發揮抗病毒功效的濃度下,對使用的細胞不具有毒性。此外,不同的分子也具有細胞特異性,比如一種叫做tubercidin的分子在Calu-3(本研究使用的細胞系)、Caco-2和Huh7.5細胞系中有抗病毒活性,而叫做Thioguanine和6-Mercaptopurine的分子則在Calu-3和A549-Ace2細胞系中有活性。
這個發現具有重要的啟示,因為同樣是核苷類似物,如果作用的通路不同,就可能發揮“一加一大於二”的協同效果。在本研究中,科學家們也通過篩選的方式,找到了三種分子:DHODH抑製劑BAY-2402234與Brequinar,以及UMPS抑製劑pyrazofurin。它們都能夠抑制嘧啶的生物合成,且在使用的細胞系中具有較低的毒性。此外,他們也確認這三種分子的功能只是抑制嘧啶合成,因為如果提供額外的胞嘧啶和/或尿嘧啶,這些分子就失去了抑制新冠病毒的作用。
隨後,研究人員們發現兩種DHODH抑製劑與remdesivir或是molnupiravir聯用,均能發揮“驚人的”協同效應。同樣,pyrazofurin與remdesivir或是molnupiravir聯用,也能出現協同效應。相反,如果只是將remdesivir與molnupiravir聯用,則只是效果的簡單累加,而沒有實現“一加一大於二”。
針對不同的新冠變種(alpha、beta、gamma、delta),研究人員們確認這些抗病毒療法均能起到療效。儘管背後的機制不明,但研究人員們指出,如果抑制嘧啶合成,可以更有效的抑制新冠病毒。這或許也啟發了未來的新藥開發思路,有望在臨床上帶來全新的療法。