印度孟買化學(xué)技術(shù)研究所藥物科學(xué)與技術(shù)系
新冠肺炎疫情的流行發(fā)生已對(duì)世界政治、經(jīng)濟(jì)和人類健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響。近期一篇由印度專家Susmit Mhatre等撰寫的介紹綠茶中兒茶素和紅茶中茶黃素對(duì)新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)的抗病毒活性的論文《Antiviral activity of green tea and black tea polyphenols in prophylaxis and treatment of COVID-19:
A review》在Phytomedicine上發(fā)表,這是世界上最詳細(xì)報(bào)道茶葉中活性成分對(duì)COVID-19病毒活性研究的綜述。為了提供給我國更多茶業(yè)界人士參考,特摘譯如后。 ——陳宗懋
摘要:新型冠狀病毒SARS-CoV-2或nCoV的迅速傳播,已引起世界各國的高度重視并采取嚴(yán)格的預(yù)防和隔離措施。這個(gè)新的單鏈RNA冠狀病毒通過唾液和鼻腔分泌物傳播。鑒于新型冠狀病毒感染病例數(shù)日益增多,美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)已授權(quán)緊急使用瑞德西韋(Remdesivir)治療,但至今仍然沒有任何一種藥物獲批準(zhǔn)用于治療COVID-19。另一種替代的方法是用一些已知具有抗病毒特性的天然物質(zhì)分子進(jìn)行治療。有報(bào)道證實(shí),綠茶中的表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)和紅茶中的茶黃素對(duì)各種病毒,特別是對(duì)單鏈RNA病毒具有抗病毒活性。最近的研究揭示了在SARS-CoV-2病毒上存在可能的結(jié)合位點(diǎn),并研究了它們與茶葉多酚類化合物之間的相互作用。這篇綜述中也關(guān)注到EGCG和茶黃素,特別是茶黃素-3,3'-雙沒食子酸酯(TF3)和病毒上的受體有非常明顯的相互作用。有些對(duì)接實(shí)驗(yàn)研究重點(diǎn)關(guān)注了這些多酚類化合物在抗COVID-19病毒方面的活性。文章對(duì)現(xiàn)有報(bào)道和支持使用茶多酚化合物作為預(yù)防和治療COVID-19可能的候選藥物的證據(jù)進(jìn)行了綜述。
關(guān)鍵詞:COVID-19;SARS-CoV-2;茶多酚;EGCG;茶黃素
Antiviral Activity of Green Tea and Black Tea
Polyphenols in Prophylaxis and
Treatment of COVID-19: A Review
SUSMIT Mhatre, TISHYA Srivastava, SHIVRAJ Naik, VANDANA Patravale*
Department of Pharmaceutical Sciences and Technology, Institute of Chemical Technology, Mumbai, India
Abstract: The rapid spread of novel coronavirus called SARS-CoV-2 or nCoV has caused countries all over the worldto impose lockdowns and undertake stringent preventive measures. This new positive-sense single-stranded RNAstrain of coronavirus spreads through droplets of saliva and nasal discharge. Us FDA has authorized the emergencyuse of Remdesivir looking at the increasing number of cases of COVID-19, however there is still no drug approvedto treat COVID-19. An alternative way of treatment could bethe use of naturally derived molecules with knownantiviral properties. We reviewed the antiviral activities of two polyphenols derived from tea, epigallocatechin-3-gallate?(EGCG) from green tea and thea ?avins from black tea. Both green tea and black tea polyphenols have been reportedto exhibit antiviral activities against various viruses, especially positive-sense single-stranded RNA viruses. Recentstudies have revealed the possible binding sites present on SARS-CoV-2 and studied their interactions with teapolyphenols. EGCG and thea?avins, especially thea?avin-3,3'-digallate (TF3) have shown a signi?cant interaction?with the receptors under consideration in this review. Some docking studies further emphasize on the activity of?these polyphenols against COVID-19. This review summarizes the available reports and evidences which support theuse of tea polyphenols as potential candidates in prophylaxis and treatment of COVID-19.
Keywords: COVID-19, SARS-CoV-2, tea polyphenols, EGCG, thea?avin
COVID-19是一種病毒性疾病,它影響呼吸系統(tǒng)上皮細(xì)胞,引起黏膜炎癥,導(dǎo)致肺泡損傷并最終導(dǎo)致肺炎。它的病原體是SARS-CoV-2病毒,是一種正義單鏈RNA冠狀病毒,俗稱新型冠狀病毒。此前,有報(bào)道冠狀病毒可引起非典型肺炎(SARS)和中東呼吸系統(tǒng)綜合征(MERS)[1]。正在進(jìn)行的一些臨床試驗(yàn)藥物中,羥氯喹(Hydroxychloroquine)、法維拉韋(Favipiravir)、瑞德西韋(Remdesivir)和洛匹那韋(Lopinavir)/利托那韋(Ritonavir)已引起較多的關(guān)注[2]。其他幾種抗病毒藥物和新的化學(xué)分子也正用于抗冠狀病毒治療的研究。還有一些以前證實(shí)有抗病毒效果的食用營養(yǎng)分子作為候選方劑用于評(píng)價(jià)治療COVID-19。
本文綜述了綠茶和紅茶中一些多酚類化合物的活性,特別是EGCG。EGCG和茶黃素曾用于對(duì)一些病毒的活性研究,發(fā)現(xiàn)它們的治療效果可能優(yōu)于一些化學(xué)合成藥物。
一、SARS-CoV-2病毒的結(jié)構(gòu)
SARS-CoV-2病毒與SARS-CoV、MERS-CoV兩種病毒的基因組相似度達(dá)79%和50%[3]。也有研究顯示SARS-CoV-2病毒和SARS-CoV病毒核苷酸相似度達(dá)89.1%,同源性達(dá)80%[4-5]。
病毒有4種主要的結(jié)構(gòu)蛋白:棘突蛋白(S)、被膜蛋白(E)、膜蛋白(M)和核殼體蛋白(N),以及其他非結(jié)構(gòu)性蛋白(Nsps)[6]。SARS-CoV-2病毒感染宿主細(xì)胞主要是其借助S蛋白結(jié)合宿主細(xì)胞的血管緊張肽轉(zhuǎn)換酶(ACE2)受體得以實(shí)現(xiàn)[7]。
二、SARS-CoV-2病毒的活性結(jié)合
位點(diǎn)和其他靶標(biāo)
在SARS-CoV-2病毒上有許多結(jié)合位點(diǎn)可以作為藥物的作用靶標(biāo),新冠肺炎研究中的主要靶標(biāo)有如下幾個(gè)。
1. 糜蛋白樣蛋白酶(3CLpro,PDB ID:6LU7)
3CLpro是SARS-CoV病毒的主要酶類,主要在病毒的成熟階段發(fā)揮蛋白水解的功能。因此,3CLpro是藥物抗冠狀病毒最主要的靶標(biāo)。預(yù)測(cè)小分子物質(zhì)和肽抑制劑可以抑制3CLpro酶的活性。
2. RNA依賴的RNA多聚酶(RdRp,RDB ID:6NUR)
RdRp(Nsp12)是關(guān)鍵酶,它在病毒的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄中具有重要的作用。借助其他輔助因子Nsp7和Nsp8,Nsp12和RNA之間的相互作用得到加強(qiáng),由此也增強(qiáng)了RdRp的活性。因此Nsp12-RdRp是治療COVID-19病毒的重要藥物靶標(biāo)。
3. 血凝集素酯酶(HE,PDB ID:3CL5)
HE是存在于β-冠狀病毒中的一種結(jié)構(gòu)蛋白,并被認(rèn)為是β-冠狀病毒的標(biāo)記物之一。HE起著受體破壞酶和作為凝集素依附在O-乙?;?唾液酸上的雙重作用。因此,HE-唾液酸復(fù)合體(PDB ID: 3CL5)是COVID-19病毒的又一個(gè)藥物靶標(biāo)。
4. 木瓜蛋白酶樣蛋白酶(PLpro,PDB ID:40WO)
PLpro可裂解多聚蛋白的N終端形成Nsps、Nsp1、Nsp2和Nsp3。PLpro在躲避宿主細(xì)胞的先天免疫方面起著關(guān)鍵作用。由于PLpro酶在病毒復(fù)制中的重要功能,所以它也成為另一個(gè)重要的藥物靶標(biāo)。
5. 2'-O-甲基轉(zhuǎn)移酶(2'-O-MTase,PDB ID:3R24)
2'-O-甲基轉(zhuǎn)移酶(Nsp16)與Nsp10相結(jié)合得到了活化。鑒于Nsp10-Nsp16復(fù)合體(PDB:3R24)在病毒復(fù)制中的不可或缺性,估計(jì)它也是未來一種藥物治療的靶標(biāo)。
6. 解旋酶(PDB ID:6JYT)
解旋酶(NSP 13) 在N端上有1個(gè)金屬結(jié)合域和1個(gè)解旋酶結(jié)構(gòu)域,具有對(duì)雙鏈的寡核苷酸在5'-3'位置上解旋的功能。因此NSP 13是抗冠狀病毒的又一個(gè)重要靶標(biāo)。
7. 棘突RBD(PDB ID:6LKT)
RBD 是位于S1亞單位的S蛋白的主要結(jié)合域,它與宿主細(xì)胞ACE2受體形成復(fù)合體。ACE2的18個(gè)殘基和RBD上的14個(gè)氨基酸相接合,其中最重要的是ACE2中的K341和RBD中的R453黏合。任何對(duì)這種復(fù)合體抑制都能成為一種有前景的靶標(biāo)藥物。
8. 結(jié)構(gòu)蛋白(S-PBD ID:3SCI,E-PDB ID:5X29,N-PDB ID:1SSK,2CJR)
除了RBD,在S2亞單位中的S蛋白上還有另一個(gè)藥物靶標(biāo)。病毒融合后的狀態(tài)可發(fā)現(xiàn)HR1/HR2域,它呈典型的6個(gè)螺旋形復(fù)合體(PDB ID:1WYY)。這個(gè)復(fù)合物可以作為預(yù)防靶標(biāo)。
9. ACE2受體(PDB ID:6ACK)
ACE2受體是病毒S蛋白的主要結(jié)合位點(diǎn),二者接合便于病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞。SARS-CoV-2病毒S蛋白對(duì)ACE2受體的親和力高于SARS-CoV病毒。因此ACE2受體和ACE2-RBD(PDB ID:6VW1)的復(fù)合物是預(yù)防新型冠狀病毒的兩個(gè)重要位點(diǎn)。
10. 葡萄糖調(diào)控蛋白(GRP78,PDB ID:3LDL)
GRP78俗稱結(jié)合免疫球蛋白(BIP)或熱休克蛋白,是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔(ER)中的一種伴侶蛋白。它的功能是阻止蛋白質(zhì)折疊轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中,使該蛋白可以積累到閾值以上。SARS-CoV-2病毒的S蛋白和GRP78能相互作用,這種S蛋白相對(duì)應(yīng)的GRP78的結(jié)合位點(diǎn)是針對(duì)新型冠狀病毒的一個(gè)良好的藥物靶標(biāo)。
三、EGCG的抗病毒特性
已有多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了茶多酚尤其是EGCG的抗病毒活性。表1是EGCG抗病毒活性的一些研究文獻(xiàn)。EGCG被發(fā)現(xiàn)可抑制豬繁殖和呼吸綜合征病毒(PRRSV)感染,無論在病毒侵染前或侵染后都是有效的,125 μmol/L濃度足夠完全抑制病毒的感染[8]。對(duì)于丙型肝炎病毒(HCV),EGCG通過黏附靶細(xì)胞能阻止HCV感染并傳播到其他細(xì)胞[9]。有研究表明EGCG可透過胎盤屏障并到達(dá)胎兒的腦部、眼睛和心臟部位,因此在孕婦和胎兒中EGCG可能都會(huì)發(fā)揮作用。EGCG不僅可抑制細(xì)胞內(nèi)基孔肯雅?。–hikungunya)的病毒復(fù)制,還可以在對(duì)病毒感染前期和后期抑制細(xì)胞外感染[10]。
預(yù)期EGCG除了已知的可通過抑制紅細(xì)胞凝聚來影響病毒的黏附外,還可以抑制流感病毒循環(huán)的中間環(huán)節(jié)。EGCG還對(duì)人類免疫缺陷病毒1型(HIV-1)有效,并在不同階段抑制病毒的復(fù)制。它主要是通過干擾逆轉(zhuǎn)錄酶來阻斷gp120和CD4之間的相互作用。有一份報(bào)告顯示EGCG可抑制p24抗原在分離的CD4受體細(xì)胞上產(chǎn)生[11]。另一項(xiàng)研究顯示即使飲用不同濃度的綠茶,EGCG對(duì)抑制gp120-CD4的黏附也是有效的[12]。
四、茶黃素的抗病毒特性
茶黃素及其衍生物的抗病毒特性已經(jīng)在為數(shù)不多的病毒性疾病中開展研究報(bào)道(表2)。在一項(xiàng)對(duì)HSV-1的研究中,分別檢測(cè)所有的茶黃素化合物,發(fā)現(xiàn)TF1、TF2和TF3在病毒的溶解過程中顯示出很強(qiáng)抑制作用,其中TF3的抑制作用最強(qiáng)。當(dāng)用50 μmol/L濃度的TF3處理1 h時(shí),對(duì)病毒分子感染抑制作用高達(dá)99%以上 [21]。在另一研究中發(fā)現(xiàn)TF2在體內(nèi)可抑制COX-2、TNF-A、1CAM-1和NFkB mRNA表達(dá)水平,顯示其有抗炎效果。在一項(xiàng)對(duì)流感病毒的研究中也證明了茶黃素類化合物通過對(duì)神經(jīng)氨酸酶的抑制作用而顯示抗病毒活性。TF3的活性超過其他衍生物,效果與奧司他韋的功效相似[22]。TF3還可阻止病毒進(jìn)入到馬丁達(dá)比狗腎(MDCK)細(xì)胞,從而抑制病毒的血凝素[23]。在所有茶多酚類化合物中,TF2b是活性最強(qiáng)的,它在1μmol/L濃度下可抑制HIV,選擇性系數(shù)遠(yuǎn)大于200。茶黃素上的沒食酯?;臄?shù)量與其活性具有直接相關(guān)性。據(jù)估計(jì),這些分子和gp41六螺旋相互作用以阻止病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞。在較高的濃度下,茶黃素可抑制HIV逆轉(zhuǎn)錄酶[24]。茶黃素在2 080種小分子中對(duì)諾沃克類病毒具有最強(qiáng)的生物信息學(xué)的抗病毒活性。研究發(fā)現(xiàn)茶黃素結(jié)構(gòu)上的羥基在活性上比沒食子?;鼮橹匾?。研究報(bào)道茶黃素可以通過抑制丙型肝炎病毒顆粒黏附細(xì)胞受體表面來發(fā)揮活性。在抗丙型肝炎病毒方面,TF3的突出特點(diǎn)是抗病毒活性優(yōu)于TF1和TF2[25]。
五、在抗新冠病毒肺炎中的應(yīng)用
1. 對(duì)3CLpro的抑制作用
在一項(xiàng)對(duì)植物化學(xué)抑制SARS-CoV 3CLpro的研究中,EGCG分子對(duì)接得分值為-11.7時(shí),顯示出其在所有篩選化合物中具備最佳活性。體外檢測(cè)顯示EGCG在200 μmol/L濃度下對(duì)3CLpro的抑制率達(dá)85%,半抑制濃度為(73±2)μmol/L[32]。最近,在SARS-CoV 3CLpro的研究中發(fā)現(xiàn)用更高生物利用率的EGCG類似物還可以進(jìn)一步改善其病毒抑制活性。在另一項(xiàng)分子對(duì)接研究中發(fā)現(xiàn),植物化學(xué)物中EGCG本質(zhì)上是諸多化合物中對(duì)3CLpro最有潛力的抑制物之一[33]。在這些研究的基礎(chǔ)上,可以期待EGCG可能成為COVID-19治療中一種有潛力的3CLpro的抑制物,這可能與EGCG和其他兒茶素的性質(zhì)不穩(wěn)定特性有關(guān)。在一項(xiàng)關(guān)于SARS-CoV的研究中發(fā)現(xiàn),TF1、TF2a、TF2b和TF3比其他包括EGCG在內(nèi)的IC50小于10 μmol/L濃度的兒茶素,對(duì)3CLpro的抑制作用更具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。在茶黃素中,TF2b和TF3由于具有沒食子酸酯因而顯示較好的3CLpro的抑制活性[34]。與Lopinavir、Darunavir和Atazanavir等藥物相比,TF2b與3CLpro受體結(jié)合形成較多的氫鍵,因此顯示維持相互作用抑制病毒的活性。其他類似研究也表明TF3(-10.574)比其他抗病毒藥物如Lopinavir(-9.918)、Darunavir(-8.843)、Amprenavir(-8.655),以及橙皮素、Biorobin和迷迭香酸等植物化合物具有更高的對(duì)接得分值[35]。有文獻(xiàn)報(bào)道了用TF預(yù)防SARS-CoV-2感染的分子對(duì)接實(shí)驗(yàn),TF2在3CLpro受體上的對(duì)接分值為-9.8,TF3的對(duì)接分值為-10[36]。
2. 對(duì)RDRP的抑制作用
Lung等[37]的研究發(fā)現(xiàn),除中國傳統(tǒng)中藥中已知的83個(gè)分子外,TF具有最強(qiáng)的黏結(jié)能力,為-38.12 kJ/mol。
3. 對(duì)棘突RBD抑制作用
研究發(fā)現(xiàn),茶黃素與SARS-CoV-2中的RBD具有高的結(jié)合力,同時(shí)具有很高的對(duì)接分值。故與SARS-CoV-2中的RBD具有高效的相互作用,其黏結(jié)能力約為-35.69 kJ/mol[38]。
4. 對(duì)結(jié)構(gòu)蛋白的抑制作用
Khan等[39]的一項(xiàng)對(duì)接研究實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),有18種植物成分與新型冠狀病毒的7種不同蛋白作用而發(fā)揮抗病毒活性,這項(xiàng)對(duì)接實(shí)驗(yàn)結(jié)果與2種對(duì)COVID-19可能最有效的藥物Remdesivir和氯喹(Chloroquine)進(jìn)行了比較。SARS-CoV-2病毒上具有治療作用的分子位點(diǎn)如圖1所示。EGCG顯示出了非常高黏結(jié)親和能力和低抑制常數(shù),尤其是對(duì)6vw1,這是SARS-CoV-2的一個(gè)重要靶標(biāo)。表3和表4為EGCG和Remdesivir、Chloroquine的黏結(jié)能力和抑制常數(shù)可比性的評(píng)價(jià)結(jié)果,這項(xiàng)研究的亮點(diǎn)在于顯示了EGCG與病毒蛋白具有較好的黏結(jié)能力,與對(duì)照藥物(Remdesivir和Chloroquine)相比,具有值得期待的更好的抗病毒活性[40]。
驗(yàn)證茶黃素對(duì)SARS-CoV-2病毒的抗病毒活性研究中,Zhang等[41]用169種經(jīng)典調(diào)味作用的植物化學(xué)物進(jìn)行對(duì)比研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)茶黃素和M蛋白酶有相當(dāng)高的親和力,同時(shí)具有抗氧化活性。
5. 對(duì)ACE2受體黏結(jié)能力的抑制作用
因?yàn)锳CE2受體是病毒S蛋白的RBD結(jié)合位點(diǎn),因此直接和ACE2相互作用可以預(yù)防病毒對(duì)細(xì)胞的侵染。TF3可直接結(jié)合到ACE2受體上,因此可用以預(yù)防病毒侵染[41]。Malti和Banerjee證明了TF3可阻止棘突RBD結(jié)合到ACE2受體上。
6. 對(duì)葡萄糖調(diào)控蛋白78(GRP78)的抑制作用
Bhattacharjee等[42]發(fā)現(xiàn)EGCG通過形成許多氫鍵和非鍵與這個(gè)藥物靶標(biāo)相互作用,可以預(yù)期EGCG是一個(gè)有潛力的COVID-9 S蛋白GRP78結(jié)合位點(diǎn)的抑制劑。圖2展示茶多酚在不同活性位點(diǎn)上的可能作用機(jī)制。表5總結(jié)了茶多酚類化合物針對(duì)新型冠狀病毒的一些研究結(jié)果。
六、挑戰(zhàn)與未來前景
COVID-19傳播速度驚人,缺乏批準(zhǔn)的治療方法正給醫(yī)療系統(tǒng)帶來沉重的負(fù)擔(dān)。一些抗病毒藥物正在臨床試驗(yàn)中,卻因在較高劑量時(shí)可能出現(xiàn)副作用不能在臨床中得到應(yīng)用。已有報(bào)道EGCG和茶黃素對(duì)各種病毒感染具有抗病毒活性,深度分析這兩種物質(zhì)的抗病毒活性揭示了它們存在著廣譜的抗病毒分子,并且沒有明確的相互作用位點(diǎn),在病毒復(fù)制的不同階段發(fā)揮作用。許多研究提示EGCG和茶黃素具有預(yù)防性抗病毒活性。3CLpro是一種在SARS-CoV病毒和SARS-CoV-2病毒上發(fā)現(xiàn)的至關(guān)重要的酶類??紤]到這兩種病毒基因組的相似性,由他們合成3CLpro酶的性質(zhì)也相似。由于在病毒細(xì)胞復(fù)制中的重要作用,3CLpro也可能是一種藥物作用的靶標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)EGCG 和茶黃素在很低的濃度下可抑制3CLpro,并與靶標(biāo)有良好的黏結(jié)作用。茶黃素與SARS-CoV-2病毒的RBD有很好的黏結(jié)作用,通過疏水鍵及氫鍵與病毒S蛋白上的某些位點(diǎn)發(fā)生相互作用。此外,茶黃素已知具有RdRp抑制作用和ACE2的黏結(jié)活性。因此,EGCG和茶黃素都是具備潛力的抗病毒劑,可以探索應(yīng)用于COVID-19的治療和預(yù)防中。GRP78是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)中發(fā)現(xiàn)的一種蛋白,它在阻止合成蛋白的展開中發(fā)揮作用。EGCG已知可與COVID-19 S蛋白GRP78連接位點(diǎn)相互作用,這是一個(gè)可能的藥物靶標(biāo),通過氫鍵和非鍵的相互作用發(fā)揮抗病毒活性。已有研究證明茶多酚具有廣譜抗病毒活性,茶多酚或多或少顯示出對(duì)COVID-19潛在的抑制活性。只有進(jìn)一步研究才可以詳細(xì)地分析它們之間的相互作用。
EGCG口服利用率低,在到達(dá)靶點(diǎn)前極易被氧化。因此,一些研究建議用其結(jié)構(gòu)衍生物來提高利用率。EGCG酯衍生物具有較高的抗氧化活性,還有研究顯示用鈉米顆粒封裝EGCG以獲得更好的功效。此外,EGCG和其他抗病毒藥物聯(lián)用可以改善其生物利用率。在一項(xiàng)涉及HCV的研究項(xiàng)目中,EGCG和一些單克隆抗體聯(lián)用可以改善EGCG在體內(nèi)的遞送。通過對(duì)水溶性的EGCG,如棕櫚酸酯EGCG和硬脂酸酯EGCG等的親脂衍生物的抗微生物性能的研究發(fā)現(xiàn),EGCG棕櫚酸酯抗HSV侵染的效果比EGCG高8.7倍[45]。用丁?;⑿刘;?、月桂醇、棕櫚酸酯和二十烷基修飾來合成EGCG單酯衍生物,驗(yàn)證其烷基長度對(duì)抗流感活性的影響,此研究觀察到長酰基可以顯著增加EGCG的抗流感活性。在所有的EGCG酯型衍生物中,以EGCG棕櫚酸酯最為有效,效果比EGCG單酯高24倍[46]。硬脂酸酯 EGCG可抑制HSV侵染。在對(duì)EGCG的不同位點(diǎn)上進(jìn)行甲基化、乙?;?、酯化或糖基化等的替換,可以改善EGCG的藥效藥代動(dòng)力學(xué)[12]。EGCG及其衍生物在抑制多種病毒感染中有很好的應(yīng)用前景,因此借助分子對(duì)接研究方法,今后在抗新冠肺炎病毒上值得對(duì)這些分子進(jìn)行應(yīng)用研究。
綜合而言,對(duì)EGCG和茶黃素這兩種多酚類化合物需要進(jìn)一步詳細(xì)評(píng)估去證實(shí)其抗新冠肺炎病毒的應(yīng)用效果。在多種茶黃素中,特別是TF2b和TF3,與RBD有良好的結(jié)合能力,可以用作良好的預(yù)防劑。鑒于EGCG 及其穩(wěn)定的親酯性衍生物具有與SARS-CoV-2的不同活性位點(diǎn)的對(duì)接特性,未來可能成為極具潛力的預(yù)防和治療藥物。
茶是當(dāng)今世界上消費(fèi)最廣泛的飲品,F(xiàn)DA已經(jīng)將這些多酚類化合物列為比較安全可用狀態(tài)(GRAS),這將進(jìn)一步鼓勵(lì)使用高劑量來合成中毒劑量的抗病毒藥物。但現(xiàn)在談?wù)揈GCG和茶黃素作為藥物替代品還為時(shí)尚早。由于這些多酚類化合物具有非特異活性,還不能確定其對(duì)新型冠狀病毒受體的靶標(biāo)活性,它們也可能和體內(nèi)的其他蛋白黏附并產(chǎn)生副作用。因此,這些分子可能暫時(shí)不會(huì)用于新型冠狀病毒的治療,而是作為膳食輔助劑或功能食品。在對(duì)這些多酚的特異性、活性、生物利用率和安全性進(jìn)行廣泛研究后,可以考慮將其用于治療包括COVID-19在內(nèi)的病毒感染。
參考文獻(xiàn)
[1] XIE M X, CHEN Q. Insight into 2019 novel coronavirus — an?updated interim review and lessons from SARS-CoV and? MERS-? ? ? CoV[J]. International Journal of Infectious Diseases, 2020, 94:?? ? ? 119-124.
[2] ELAZIZ T M A, STOCKAND J D. Recent progress and challenges? ? ? in drug development against COVID-19 coronavirus (SARS-CoV-2) -?? ? ? an update on the status[J/OL]. Infection, Genetics and Evolution,?? ? ? 2020, 83: 104327(2020-05-19). https://doi.org/10.1016 /j.meegid.2020.? ? ? 104327.
[3] LU R J, ZHAO X, LI J, et al. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding[J]. The Lancet, 2020, 395: 565-574.
[4] WU C R, LIU Y, YANG Y Y, et al. Analysis of therapeutic targets for SARS-CoV-2 and discovery of potential drugs by computationa l methods[J]. Acta Pharmaceutica Sinica B, 2020, 10(5):766-788.
[5] ZHOU P, YANG X L, WANG X G, et al. Discovery of a novel cor-? ? ?onavirus associated with the recent pneumonia outbreak in humans?? ? ?and its potential bat origin[J/OL]. bioRxiv, 2020, 914952 (2020-01-22).? ? ? https://doi.org/10.1101/2020.01.22.914952.
[6] BOSCH B J, VAN DER ZEE R, DE HAAN C, et al. The coronavirus spike protein is a class I virus fusion protein: structural and functional characterization of the fusion core complex[J].Journal of Virology, 2003, 77(16): 8801-8811.
[7] ZHOU P, YANG X L, WANG X G, et al. A pneumonia outbreak?? ? ? associated with a new coronavirus of probable bat origin[J]. Nature,?? ? ? 2020, 579: 270-273.
[8] GE M, XIAO Y, CHEN H, et al, Multiple antiviral approaches of (-)-epigallocatechin-3-gallate (EGCG) against porcine reproductive and respiratory syndrome virus infection in vitro[J]. Antiviral Res, 2018, 158.
[9] CALLAND N, ALBECKA A, BELOUZARD S, et al. (-)-Epigallocatechin-3-gallate is a new inhibitor of hepatitis C virus entry[J]. Hepatology, 2012, 55(3): 720-729.
[10] LU J W, HSIEH P S, LIN C C, et al. Synergistic effects of combination treatment using EGCG and suramin against the chikungunya virus[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications,2017, 491(3): 595-602.
[11] NANCE C L, SIWAK E B, SHEARER W T. Preclinical development? ? ? ? of the green tea catechin, epigallocatechin gallate, as an HIV-1 the-? ? ? ? rapy[J]. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 2009, 123(2): 459-465.
[12] XU J, XU Z, ZHENG W. A review of the antiviral role of green? tea?? ? ? ? catechins[J]. Molecules, 2017, 22(8): 1337.
[13] SANDRA CIESEK, THOMAS VON HAHN, CHE C COLPITTS,? ? ? ? et al. The green tea polyphenol, epigallocatechin-3-gallate, inhibits? ? ? ? hepatitis C virus entry[J]. Hepatology, 2011, 54(6): 1947-1955.
[14] LIU S W, LU H, ZHAO Q, et al. Theaflavin derivatives in black tea? ? ? ? and catechin derivatives in green tea inhibit HIV-1 entry by targeting? ? ? ? gp41[J]. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects,?? ? ? ? 2005, 1723(1/2/3): 270-281.
[15] CHOUIN-CARNEIRO T, VEGA-RUA A, VAZEILLE M, et al.?? ? ? ? Differential susceptibilities of Aedes aegypti and Aedes albopictus? ? ? ? from the americas to Zika virus [J/OL]. PLOS Neglected Tropical?? ? ? ?Dieases, 2016, 10(3): e0004543. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0004543.
[16] RAEKIANSYAH M, BUERANO C C, LUZ M D, et al. Inhibitory effect of the green tea molecule EGCG against dengue virus infection[J]. Archives of Virology, 2018, 163: 1649-1655.
[17] SONG J M, LEE K H, SEONG B L. Antiviral effect of catechins in green tea on in?uenza virus[J]. Antiviral Research, 2005, 68(2): 66-74.
[18] HO M X, HUDSON B P, DAS K, et al. Structures of RNA polymerase-antibiotic complexes[J]. Current Opinion in Structural Biology, 2009, 19(6): 715-723.
[19] ST PATRICK REID, AMY C SHURTLEFF, JULIE A COSTA-? ? ? ? NTINO,et al. HSPA5 is an essential host factor for Ebola virus? ? ? ? infection[J]. Antiviral Research, 2014, 109: 171-174.
[20] DONG JOO SEO, SU BEEN JEON, HYEJIN OH, et al. Comparison of the antiviral activity of flavonoids against murine norovirus and feline calicivirus[J]. Food Control, 2016, 60: 25-30.
[21] DE OLIVEIRA A, PRINCE D, LO C Y, et al. Antiviral activity of?? ? ? ?theaflavin avindigallate against herpes simplex virus type 1[J].?? ? ? ? Antiviral Research, 2015, 118: 56-67.
[22] ZU M, YANG F, ZHOU W L, et al. In vitro anti-influenza virus and anti-inflammatory activities of theaflavin derivatives [J]. Antiviral Research, 2012, 94(3): 217-224.
[23] NAKAYAMA M, SUZUKI K, TODA M, et al. Inhibition of the? ? ? ? infectivity of in?uenza virus by tea polyphenols[J]. Antiviral Rese-? ? ? ? arch, 1993, 21(4): 289-299.
[24] JIE Y, LI L, TAN S, et al. A natural thea?avins preparation inhibits?? ? ? ? HIV-1 infection by targeting the entry step: potential applications for?? ? ? ? preventing HIV-1 infection[J]. Fitoterapia, 2011, 83: 348-355.
[25] CHOWDHURY P, SAHUC M E, ROUILLé? Y, et al. Thea?avins,?? ? ? ? polyphenols of black tea, inhibit entry of hepatitis C virus[J/OL].?? ? ? ? Biorxiv, 2018 (2018-05-17). https://doi.org/10.1101/325126.
[26] VILLAGOMEZ J. In vitro antiviral activity of black tea polyphenols on sindbis virus in vero cells[D]. Dissertations and Culminating Projects. 2017.
[27] OKADA F, TAKEO T, OKADA S, et al. Antiviral e?ect of thea?avins on tobacco mosaic virus[J]. Agricultural and Biological Chemistry, 1977, 41(5): 791-794.
[28] YANG Z F, BAI L P, HUANG W, et al. Comparison of in vitro anti-? ? ? ? viral activity of tea polyphenols against in?uenza A and B viruses? ? ? ? and structure-activity relationship analysis[J]. Fitoterapia, 2014, 93:47-53.
[29] BERKEFELD CJ. In vitro synergistic antiviral activity of black tea?? ? ? ? theaflavins and acyclovir on herpes simplex virus types 1 and 2 in? ? ? ? A549 cells[R]. Dissertations and Culminating Projects, 2015.
[30] CLARK K J, GRANT P G, SARR A B, et al. An in vitro study of? ? ? ? theaflavins extracted from black tea to neutralize bovine rotavirus? ? ? ? and bovine coronavirus infections[J]. Veterinary Microbiol, 1998, 63(2/3/4): 147-157.
[31] OHBA M, OKA T, ANDO T, et al. Antiviral effect of theaflavins? ag-? ? ? ? ainst caliciviruses[J]. The Journal of Antibiotics, 2017, 70: 443-447.
[32] THI THANH HANH N, WOO H J, KANG H K, et al. Flavonoid-mediated inhibition of SARS coronavirus 3C-like protease expressed in Pichia pastoris[J]. Biotechnol Lett, 2012, 34:831-838.
[33] KHAERUNNISA S, KURNIAWAN H, AWALUDDIN R, et al.?? ? ? ? Potential inhibitor of COVID-19 main protease (Mpro) grom several? ? ? ? medicinal plant compounds by molecular docking study[EB/OL].?? ? ? ? (2020-03-13). https://www.preprints.org/manuscript/202003.0226/v1.
[34] CHEN C N, LIN C P C, HUANG K K, et al. Inhibition of SARS-? ? ? ? CoV? 3C-like protease activity by thea?avin-3,3’-digallate (TF3)[J].?? ? ? ? Evidence Based Complementary & Alternative Medicine, 2005, 2(2):209-215.
[35] PEELE K A, POTLA DURTHI C, SRIHANSA T, et al, Molecular docking and dynamic simulations for antiviral compounds against SARS-CoV-2: a computational study[J/OL]. Informatics in Medicine Unlocked, 2020, 19: 100345. https://doi.org/10.1016/j.imu.2020.100345.
[36] BHATIA S, GIRI S, LAL A F, et al. Battle against coronavirus: rep-? ? ? ?urposing old friends (food borne polyphenols) for new enemy?? ? ? ?(COVID-19) [EB/OL]. (2020-04-13). http://dx.doi.org/10.26434/? ? ? ? chemrxiv.12108546.
[37] LUNG J, LIN Y S, YANG Y H, et al, The potential chemical structure of anti-SARS-CoV-2 RNA-dependent RNA polymerase[J]. Journal of Medical Virology, 2020, 92(6): 693-697.
[38] LUNG J, Lin Y S, YANG Y H, et al. The potential SARS-CoV-2? ? ? ? entry inhibitor[EB/OL]. (2020-03-26). http://dx.doi.org/10.1101/? ? ? ? 2020. 03.26.009803.
[39] KHAN R J, KUMAR JHA R, AMERA G M, et al. Targeting novel? ? ? ?coronavirus 2019: a systematic drug repurposing approach to den-? ? ? ?tify promising inhibitors against 3C-like proteinase and 2'O-Ribose?? ? ? ? methyltransferase[EB/OL]. (2020-02-25). http://dx.doi.org/10.26434/? ? ? ? chemrxiv.11888730.v1.
[40] KHAN M F,KHAN M A, KHAN Z A, et al. Identification of?? ? ? ?dietary molecules as therapeutic agents to combat COVID-19 using? ? ? ? molecular docking studies[EB/OL]. (2020-03-27). https:// www.? ? ? ? researchsquare.com/article/rs-19560/v1.
[41] ZHANG J J, SHEN X, YAN Y M, et al. Discovery of anti-SARS-? ? ? ?CoV-2 agents from commercially available ?avor via docking scr-? ? ? ?eening[EB/OL]. (2020-03-02). https://osf.o/vjch2/.
[42] BHATTACHARJEE R, DEVI A, MISHRA S. Molecular docking? ? ? ?and molecular dynamics studies reveal structural basis of inhibition? ? ? ?and selectivity of inhibitors EGCG and OSU-03012 toward glucose? ? regulated protein-78 (GRP78) overexpressed in glioblastoma[J]. Journal of Molecular Modeling, 2015, 21(10): 272.
[43] BHARDWAJ V K, SINGH R, SHARMA J, et al. Identification of?? ? ? ?bioactive molecules from tea plant as SARS-CoV-2 main protease inhibitors[J/OL]. Journal of Biomolecular Structure and Dy-? ? ? ? namics, 2020 (2020-02-10). http://doi.org/10. 1080107391102. 2020? ? ? ?1766572.
[44] MAITI S, BANERJEE A. Epigallocatechin gallate and theaflavin gallate interaction in SARS-CoV-2 spike-protein central channel with reference to the hydroxychloroquine interaction: Bioinformatics and molecular docking study[J/OL]. Drug Development Research (2020-08-07). https://doi.org/10.1002/ddr.21730.
[45] HSU S. Compounds derived from epigallocatechin-3-gallate (EGCG)? ? ? ?as a novel approach to the prevention of viral infections[J]. Inflammation & Allergy-Drug Targets, 2015, 14(1): 13-18.
[46] MORI S, MIYAKE S, KOBE T, et al. Enhanced anti-influenza A?? ? ? ?virus activity of (-)-epigallocatechin-3-O-gallate fatty acid monoester?? ? ? ?derivatives: effect of alkyl chain length[J]. Biovrganic & Medicinal Chemistry Lettesr, 2008,18: 4249-4252.
(陳宗懋 譯)