顧覺奮

(中國藥科大學生命與科學學院,南京 210009)

2020年的春節(jié)前，我國突發(fā)了疫情，在一次次與病魔交手的過程中，對抗這種病毒的認知在快速迭代，克敵制勝的招數(shù)也在不斷升級。我們曾把這種病叫做新冠肺炎。但事實上，臨床醫(yī)生從一開始就發(fā)現(xiàn)：被這種病折磨成危重癥患者、甚至最終失去生命的患者——他們好多都不是病倒在肺的問題，而是由于身體其他臟器的損害，大多死于中風或者肺部栓塞。

新冠癥狀由最初的氣短、咳嗽和發(fā)燒[1]，但隨后美國疾控中心(Centers for Disease Control and Prevention,CDC)關于新冠癥狀的新標準，又新增了6個新冠癥狀，分別是畏寒、肌肉疼痛、頭疼、喉嚨疼以及突然失去嗅覺或者味覺等等[2]。易感器官包括氣道、食道、肺、心臟、腎、回腸和膀胱，分別屬于呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)。

本文主要介紹了冠狀病毒的結構和ACE2在SARS-CoV中的作用，總結了SARS-CoV-2新型冠狀病毒的相關研究進展和可能的治療藥物的最新臨床治療效果，以便充分了解SARS-CoV-2的發(fā)展過程和藥物研究方向，為后續(xù)研究提供了思路。

1 冠狀病毒的結構

冠狀病毒屬于冠狀病毒科(Coronaviridae)、冠狀病毒屬(Coronavirus)。ICTV(國際病毒學分類委員會International Committee on Taxonomy of Viruses)將冠狀病毒科分為三個屬即α、β和γ屬。其中能夠感染人類的病毒有七種：包括α屬的HCoV-229E 和 HCoVNL63 以及β屬的HCoV-OC43、SARS-CoV、HCoVHKU1 、MERS-CoV 和 SARS-CoV-2[3]。

SARS-CoV-2是2019年在人體分離出來的新型病毒株，世界衛(wèi)生組織于2020年1月12日發(fā)布了針對疑似新型冠狀病毒感染造成嚴重急性呼吸道感染的臨床處置指南[4]。

冠狀病毒粒子形狀并不規(guī)則，表面分布刺突樣蛋白，因其在顯微鏡下能觀察到明顯的棒狀粒子凸起，形狀好似中世紀歐洲帝王的皇冠，得名冠狀病毒。直徑約60～220nm，這種形狀能加快其在宿主細胞內復制的速度。病毒具有包膜結構，上面有三種蛋白：刺突蛋白(S,Spike Protein又稱長釘糖蛋白)、小包膜蛋白(E,Envelope Protein)和膜蛋白(M,Membrane Protein)，少數(shù)種類還有血凝素糖蛋白(HE蛋白，Haemaglutinin－esterase)，如圖1所示。

2 ACE2在SARS-CoV中的作用

人們研究并對比了SARS-CoV-2(或稱COVID-19)的S蛋白與SARS冠狀病毒的S蛋白，再通過計算機建立模型，發(fā)現(xiàn)雖然相互作用的五個氨基酸中有四個都發(fā)生了突變，但是新型冠狀病毒的S蛋白與人體的ACE2(Angiotensin-converting enzyme2，ACE2“血管緊張素轉化酶2”)蛋白整體上依舊存在相互作用的可能。其實新冠病毒就跟別的冠狀病毒一樣，作為一種病毒要入侵人的身體，主要是通過一個受體(receptor)簡稱 ACE2，它是由蛋白質構成的一種酶。所有冠狀病毒，都是通過附著在 ACE2的表面，從而入侵人體的細胞[5](圖2)。

圖1 SARS-CoV-2新冠病毒結構示意圖

比起各種冠狀病毒SARS、MERS等，這次的新冠病毒，其表面有密密麻麻的突起(圖3)這些突起的排布使得新冠病毒比起“前輩”能夠更穩(wěn)地附著在ACE2的表面。

這就意味著：當這種病毒向人類撲來，它只需要比過往的SARS或者MERS更少的病毒分子量，就能成功地附著在ACE2這種酶上面，從而入侵人體。這種被新冠病毒盯上的受體ACE2，它其實遍布于人體的肺部、動脈、心臟、腎臟還有腸道，進一步提示：病毒的攻擊點主要是人體的全身各種臟器。而且ACE2這種酶，對人體血壓的調節(jié)也非常關鍵。

圖2 SARS-CoV-2附著在 ACE2的表面

圖3 新冠病毒在電鏡觀察下密密麻麻的突起

3 不斷發(fā)現(xiàn)冠狀病毒攻擊人體的新途徑

3.1 新冠病毒不僅攻擊肺部，還攻擊全身的血管

《華盛頓郵報》有一篇文章[6]，“醫(yī)生們發(fā)現(xiàn)了新冠病毒攻擊人體的新方式”新冠病毒對人體的攻擊不單只是瞅準了肺部，而是多臟器的全面開戰(zhàn)。感染新冠肺炎，大部分患者都是多臟器受損。問題在于：之前的認識可能都是以肺為中心，其他臟器只是受到牽連；卻不曾想到：原來人們身體的其他地方也是這種病毒的主戰(zhàn)場！首先是心血管。

Lancet《柳葉刀》的研究發(fā)現(xiàn)：這是因為新冠病毒直接攻擊的一個目標——人體內的內皮細胞，內皮細胞即是血管的內壁。蘇黎世大學醫(yī)院的Ruschitzka[7]報道，新冠病毒不僅攻擊肺部，它還攻擊全身的血管。它會進入血管內皮(細胞層)，這是血管的防線。因此，它會降低自身的防御能力，并導致微循環(huán)問題(見圖4)。

人體只要有血管的地方，它的內壁就一定是由這種內皮細胞所構成；不管是主動脈，還是最細小的微血管，里面都有內皮細胞。人體中內皮細胞、也是血管最密集的地方——就是肺部。所以這就可能在一開始對醫(yī)生們形成誤導，覺得好像這種病毒是在攻擊肺部，但實際上它的目標是：血管(見圖5)。在血管內壁受損過后形成的血塊，如果出現(xiàn)了脫落，并且隨著血液到了腦部、肺部，最后導致患者出現(xiàn)中風或者是肺栓塞，人們錯覺好像這種病毒是在攻擊肺部！

據(jù)2020年5月6日發(fā)表在《美國心臟病學會雜志》(J American College of Cardiology,JACC)上的一項大型研究，美國疫情震中的數(shù)據(jù)表明[8]，使用全身抗凝劑可能會改善COVID-19住院患者的生存機會。Association of Treatment Dose Among Hospitalized Patients with COVID-19（COVID-19住院患者治療劑量的相關性研究）一篇文章：通過對2700多名患者的追蹤，在對這些患者使用了抗凝劑(防止血液凝固的物質)過后，那些危重癥患者(也就是上了呼吸機的患者)，其死亡率能夠瞬間從63%降到29%。同時全軍重癥醫(yī)學專業(yè)委員會，中國研究型醫(yī)院學會血栓與止血專業(yè)委員會，宋景春教授在新冠病毒肺炎重癥患者相關凝血功能障礙診療專家共識與抗凝治療也有相關報道[9]。

圖4 內皮細胞

3.2 腎臟找到了新冠的病原體

對新冠認知上的改變不止于血管。比如患者的腎臟會受到損傷。普遍認知是在使用了呼吸機問題上，或者是由于給這些危重患者特定的藥物，從而對腎臟造成了副作用。但逐漸注意到：有些患者即便還沒有被送進監(jiān)護病房，他們腎臟里的腎小球(即過濾廢料的腎臟細胞)就已經受損了。

我國科學家在武漢的發(fā)現(xiàn)——在腎臟當中找到了新冠的病原體。從而讓科學家們現(xiàn)在越來越意識到：新冠病毒很可能并不是從肺部蔓延過去的，而是從一開始就把腎臟作為了其攻擊目標。南京醫(yī)科大學附屬蘇州醫(yī)院的范彩斌等[10]報道，在medRxiv雜志發(fā)表的題為“COVID-19感染后，腎臟和睪丸ACE2表達可能引起腎臟和睪丸損傷”。研究發(fā)現(xiàn)，約3%～10%的新冠肺炎患者存在腎功能異常(包括肌酐或尿素氮升高)；另有7%的患者出現(xiàn)了急性腎損傷。

研究結果表明，ACE2 在腎小管細胞、間質細胞和睪丸輸精管細胞中均有高表達。更出人意料的是，在蛋白質和 mRNA 水平上，ACE2 在睪丸中的表達量幾乎是人體內最高的。因此，他們推測新冠病毒(SARS-CoV-2)很可能通過與這些 ACE2 陽性細胞結合、入侵，并損傷患者的腎臟和睪丸組織。

圖5 肺部血管

3.3 多器官受侵，以致衰竭

新冠病毒表面這些突起叫作“刺突糖蛋白”，能識別人體細胞表面的ACE2蛋白(血管緊張素轉換酶2)，從而打開大門，進入人體細胞。很多新冠患者在病情加重之前，出現(xiàn)的另一個癥狀：血壓升高。

2020年4月8日，上海交通大學系統(tǒng)生物醫(yī)學研究院韓澤廣教授團隊[11]聚焦研究人體多種器官受新冠病毒侵襲的可能性，試圖分析出人體內容易被新冠病毒攻擊的器官。他們對人體四大系統(tǒng)(呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng))部分器官的10套單細胞數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)氣道、食道、肺、心臟、腎、回腸和膀胱都具有與肺泡中相似或更高的ACE2表達，且分別所含有的肺泡二型(AT2)細胞、心肌細胞、腎近曲小管細胞以及回腸、食道和膀胱上皮細胞因高表達ACE2而有可能成為病毒侵襲的入口。早在2月1日，NEJM上刊載了美國首例確診新冠肺患者成功治愈的病例，在該患者糞便中檢測到新型冠狀病毒[12]。深圳市定點人民醫(yī)院收入的確診患者的糞便中新型冠狀病毒核酸呈陽性，其他臨床研究中也陸續(xù)出現(xiàn)患者糞便顯示核酸陽性的案例。而單細胞測序數(shù)據(jù)表明ACE2 在回腸和結腸的吸收性腸上皮細胞中存在高表達[13]。

2月13日，鐘南山、李蘭娟院士團隊分別從新冠肺炎患者的糞便樣本中分離出新型冠狀病毒，證實了患者排泄物中存在活病毒。而不少醫(yī)生在臨床中發(fā)現(xiàn)，部分患者感染后出現(xiàn)心肌損傷和腎衰竭。這些現(xiàn)象一定程度上證明了上海交大韓澤廣教授團隊的最新發(fā)現(xiàn)。鄒欣博士指出，其團隊的發(fā)現(xiàn)能對臨床起到預警作用?！芭R床病例中，觀測到多器官衰竭，之前醫(yī)生可能會認為是連鎖反應或者是舊病復發(fā)，但研究的提示，就可以判斷是病毒直接造成的，優(yōu)先考慮到病毒侵襲到其他器官的可能性?！?/p>

這項研究對臨床診斷中，腎衰竭、心肌損傷等并發(fā)癥的識別具有指導作用。

4 病癥的用藥和治療方案

4.1 三聯(lián)治療

針對這些病癥的用藥和治療方案，最近也看到了一些新信息。已得到世衛(wèi)組織的官宣認可：“目前有4～5種治療方案有望取得積極的數(shù)據(jù)”，并將對外進行推廣。

Lancet《柳葉刀》：袁國勇團隊臨床試驗表明，干擾素β-1b、洛匹那韋、利托那韋(lopinavirritonavir)和利巴韋林(ribavirin)治療輕中度COVID-19患者的療效和安全性[14]。

研究報道了多中心，前瞻性，開放性，隨機，II期臨床試驗，參與者為患有COVID-19在香港的六家醫(yī)院收治的成人患者，隨機每12h服用一次400 mg洛匹那韋和100 mg利托那韋連續(xù)14d，每12h服用一次400 mg利巴韋林，隔日接受三劑800萬國際單位干擾素β-1b(聯(lián)合治療組)，或者每12h服用一次400 mg洛匹那韋和100 mg利托那韋連續(xù)14d(對照組)。研究的主要終點是為嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒2RTPCR鼻咽拭子陰性。

2020年2月10日至3月20日招募了127名COVID-19成年患者；其中86人隨機接受組合治療，41人接受對照。從癥狀出現(xiàn)到研究治療開始的中位天數(shù)為5d。聯(lián)合組從研究開始到鼻咽拭子陰性的中位時間為7d，明顯短于對照組的12d。不良反應包括自限性惡心和腹瀉，聯(lián)合治療組未報告嚴重不良反應，兩組間無差異。對照組1例因生化性肝炎停藥，研究期間沒有患者死亡。

研究認為，早期三重抗病毒治療在緩解輕至中度COVID-19患者的癥狀、縮短病毒脫落時間和住院時間方面安全且有效，以干擾素β-1b為基礎的雙重抗病毒治療可能成為未來臨床研究的方向；三劑聯(lián)用比單獨使用洛匹那韋-利托那韋更為安全和有效。不過，他們也提出，有必要作進一步的研究來檢驗干擾素β-1b單獨使用或與其他藥物聯(lián)合使用對于治療COVID-19的效果。香港大學Kwok-Yung Yuen教授認為：III期臨床將對重危患者進行測試，以確定這種三聯(lián)方案是否能提供有臨床意義的益處。

4.2 抗炎藥和血液抗凝劑聯(lián)用

著名的紐約西奈山醫(yī)院所采取的抗炎藥和血液抗凝劑相結合的療法。發(fā)現(xiàn)治療艾滋病、丙型肝炎，還有多發(fā)性硬化的三種獨立抗病毒藥物，合并使用，能使部分患者的治愈時間從大概12d縮短到7d，鼻咽拭子的檢測結果就能轉陰[15-16]。

氯喹，這是一種歷史悠久的抗瘧疾藥物。在新冠疫情爆發(fā)之前，氯喹和羥氯喹因在體外研究過程中被發(fā)現(xiàn)對于SARS冠狀病毒有抑制作用，故曾對其開展研究，研究其用于抗擊埃博拉病毒、MARS等病毒的效果[17]，但由于在人體試驗階段結果并不理想，未能獲批。這次在治療過程中，羥氯喹并不能起到預防的作用，也不能使病毒轉陰，該藥的主要作用在新冠肺炎的中后期，對于阻止患者從中期向危重癥轉變方面效果較好，但由于其毒性較大，效果又沒那么顯著，已經迅速被醫(yī)生們舍棄。

4.3 中藥治療新冠病毒—連花清瘟

中藥，甘草甜素(glycyrrhizin)、甘草酸二銨復方(diammonium glycyrrhizinate)[18]、清肺排毒湯(Qingfei paidu decoction)等都被應用于臨床。

2020年5月27日鐘南山、李蘭娟、張伯禮院士等領銜，連花清瘟臨床治療新型冠狀肺炎數(shù)據(jù)披露[19]：這項研究是目前首個被國際期刊雜志《Phytomedicine》報道的中藥治療新冠病毒感染的前瞻性、多中心、開放標簽的隨機對照試驗。主要成分包括金銀花、連翹等，這些成分此前被證明可以阻止新冠病毒與其人類受體結合，另一種成分廣藿香也被證明可改善腹瀉及提高胃腸道抗病毒能力。研究納入了284例患者，他們被隨機分配接受單獨的常規(guī)治療或常規(guī)治療與連花清瘟膠囊的組合(連花清瘟治療組和對照組各142例)。

研究結果表明，在常規(guī)治療基礎上聯(lián)合應用連花清瘟膠囊口服14d可顯著提高新冠肺炎臨床癥狀的改善率，明顯改善肺部影像學病變，縮短癥狀的持續(xù)時間，同時提高臨床治愈率。臨床數(shù)據(jù)顯示，連花清瘟對于發(fā)熱、乏力、咳嗽等癥狀的治療作用明顯，且安全性較高，沒有出現(xiàn)嚴重不良反應。 研究結論認為：從安全性和有效性角度來看，可以考慮使用連花清瘟膠囊改善Covid-19的臨床癥狀。但連花清瘟治療在降低重癥病例轉化率和提升病毒檢測轉陰率方面沒有明顯差異，能促治愈但轉陰作用不大。

5 疫苗、抗體與抗體藥物的研發(fā)

5.1 重組腺病毒Ad5為載體的新冠疫苗通過I期臨床

陳薇院士團隊報道[20]，研發(fā)的全球首個重組腺病毒5型載體新冠疫苗I期臨床試驗結果。結果顯示，以腺病毒Ad5為載體的新冠疫苗，在給志愿者接種疫苗后28d，顯示出免疫原性和人體耐受性。第一階段臨床試驗的COVID-19疫苗安全、耐受性好，能夠在人體內產生抗SARS-CoV-2的免疫應答。I期臨床108個志愿者全部有顯著的細胞免疫反應。這是目前世界上首個新冠疫苗的人體臨床數(shù)據(jù)。研究表明，AD5載體COVID-19疫苗值得進一步調查，今已進入Ⅱ期臨床試驗，但距離所有人都能使用這種疫苗還有很長的路要走。

5.2 新冠病毒的中和抗體

清華大學研發(fā)新冠核酸檢測卡盒，可居家檢測半小時出結果。中國科學家找到強效新冠中和抗體。中國團隊恒河猴實驗證明，中和抗體顯著抑制新冠感染。5月26日，國際權威科學期刊《自然》雜志在線發(fā)表中國科學家研究成果論文《以SARS-CoV-2受體結合位點為靶點的人類中和抗體》[21]，該論文首次報告了針對SARS-CoV-2中和抗體的非人類靈長類動物實驗結果，并取得了積極成果。研究發(fā)現(xiàn)了兩種具有較強新冠病毒(SARS-CoV-2)特異性中和活性的特定人類單克隆中和抗體，其中代號為CB6的抗體在恒河猴動物實驗中能夠顯著抑制病毒感染，顯示出治療和預防效果，具有進行臨床轉化的價值。

中科院微生物所與君實生物是全球范圍內最早啟動新冠中和抗體研究的團隊之一。君實生物也與美國禮來制藥簽訂合作協(xié)議，雙方計劃于第二季度在中國和美國遞交臨床試驗申請并啟動臨床研究。

5.3 高活性中和抗體

新冠病毒在全球的爆發(fā)越演越烈，引發(fā)了一場尋找COVID-19治療方法和疫苗的國際競賽。全球目前有100多種針對COVID-19的疫苗正在研制中，中國北京大學謝曉亮教授團隊，聯(lián)合北京佑安醫(yī)院金榮華團隊、軍事醫(yī)學研究院微生物流行病研究所秦成峰團隊，以及中國醫(yī)學科學院醫(yī)學實驗動物研究所秦川團隊，利用高通量單細胞測序技術，從新冠病毒肺炎康復期患者血漿中成功篩選出多個高活性中和抗體[22]。其機制是利用人體免疫系統(tǒng)產生的中和抗體來阻止病毒感染細胞，他們將中和抗體注射到受感染的小鼠體內，5d后病毒載量減少了2500倍。這表明這種藥物有療效。

臨床測試的計劃正在進行中，由于中國病例的減少，沒有足夠的新冠患者試驗樣本可供測試，因此，臨床測試將在澳大利亞和其他國家進行，期盼即使沒有疫苗，也能用一種有效的藥物來阻止疫情的大流行。

目前臨床上使用的抗新型冠狀病毒的各類藥物，歸納成一張表格，內容包括藥品名稱、分類、臨床療效、研發(fā)公司等等，表1總結了正在臨床使用或研發(fā)中的各類抗SARS-CoV-2藥物。

6 小結與展望

中國正全力決勝全面小康、決戰(zhàn)脫貧攻堅關鍵年。此時，一場突如其來的新型冠狀病毒肺炎疫情席卷全球。武漢成了一線戰(zhàn)役，此次新冠病毒肺炎傳染性強、范圍廣，中國范圍內確診新冠病毒肺炎人數(shù)達到86152例，累計死亡人數(shù)已經超過非典型病毒感染的累計死亡人數(shù)。全球累計確診突破1740萬，累計死亡超過61萬，美國確診新冠病毒已超383萬，占全球1/3以上。在全球大流行仍然持續(xù)且沒有批準針對性療法的情況下，與此同時，多種藥物已經進入臨床試驗，有望成為有效藥物。除抗新型冠狀病毒藥物外，疫苗、抗體類藥物也備受關注，尤其是陳薇院士團隊研發(fā)的疫苗，以及清華研發(fā)團隊和北大謝曉亮團隊研發(fā)的中和抗體，均已經處于臨床試驗或遞交臨床試驗申請階段，如表1所示。

對抗新冠病毒的知識在快速迭代，克敵制勝的招數(shù)在不斷升級。對新冠病毒的檢測手段也在不斷創(chuàng)新，不再僅僅是通過鼻咽拭子，目前美國至少還有三家科研機構已經研發(fā)了類似的“口水檢測“，并在等待美國FDA的批文。據(jù)《華盛頓郵報》2020年5月17日報道[23]，康涅狄格州的科學家目前正在研發(fā)的是一種類似于測孕棒那樣的試紙。人們只需要在家里自己檢測，而不需要將樣本送回實驗室，就立馬知道檢測結果。一旦成功，就能找出那些無癥狀感染者，讓整個社會能夠盡早安全復產。

新冠病毒給人類帶來了巨大的災難，嚴重威脅到了人類健康，在全球疫情依然嚴峻的當下，正如劉昌孝院士2月2日發(fā)表在中國抗生素雜志上的論文指出[24]，美國早在2015年11月9日北卡大學的Ralph Baric發(fā)表了一項研究報告，該病毒能讓小鼠感染上SARS。利用SARS病毒的反向遺傳學系統(tǒng)產生并鑒定了一種新型冠狀病毒。在SARS基礎上制造出一種新型冠狀病毒，可引發(fā)人類高傳染性肺炎，并發(fā)表在Nature雜志上，科學界對該研究帶給人類社會巨大風險展開著爭論。在這場無煙的戰(zhàn)役中，我國以舉國之力對決重大疫情，無數(shù)勇士前仆后繼，以“人類命運共同體”共克時艱，在各方努力下，在2～4個月里，把一個大流行病給控制住，我們從大戰(zhàn)中總結經驗教訓，從大考中汲取智慧力量。未來1～2年乃至更長的時間里，人類還將與變異的病毒作長期的斗爭，中華民族一定會繼續(xù)以“科技抗疫”化險為夷，轉危為機，戰(zhàn)勝病毒。

表1 正在臨床使用的各類抗SARS-CoV-2藥物