王健男 王愷鋮 白沖

海軍軍醫(yī)大學(xué)長(zhǎng)海醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，上海200433

2020年3月11日，WHO宣布新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)疫情構(gòu)成全球大流行。目前COVID-19疫情已經(jīng)累及全球222個(gè)國(guó)家和地區(qū)，截至2020年12月21日，全球確診病例達(dá)到7511萬(wàn)例，死亡病例168萬(wàn)例，境外的發(fā)病人數(shù)仍呈上升態(tài)勢(shì)[1]。該疾病在我國(guó)作為急性呼吸道傳染病納入乙類傳染病并按照甲類傳染病管理，患者以發(fā)熱、干咳、乏力為主要表現(xiàn)，重癥患者可出現(xiàn)呼吸困難和低氧血癥，可進(jìn)展為ARDS、多器官功能衰竭等。目前的治療以對(duì)癥支持為主，抗病毒治療推薦試用α-干擾素霧化吸入、利巴韋林、洛匹那韋/利托那韋、磷酸氯喹、阿比多爾等，其他包括康復(fù)者恢復(fù)期血漿免疫治療和短期糖皮質(zhì)激素治療等[2-4]，但目前仍缺乏特異性的有效抗病毒藥物。

我國(guó)科學(xué)家將患者下呼吸道樣本處理后接種到氣道上皮細(xì)胞中，分離得到了新型冠狀病毒[5]，即嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-Co V-2)。SARS-Co V-2是包膜正鏈RNA病毒，基因組27～32 kb，屬于冠狀病毒科，與嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus，SARS-Co V)和中東呼吸綜合征冠狀病毒(Middle East respiratory syndrome coronavirus，MERS-Co V)的基因相似度分別為79%和50%[6]。冠狀病毒進(jìn)入細(xì)胞依賴于S蛋白結(jié)合細(xì)胞表面的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2(angiotensin converting enzyme 2，ACE-2)受體和S蛋白被宿主的絲氨酸蛋白酶TMPRSS2水解[7]，病毒通過(guò)受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用運(yùn)輸?shù)酵砥诎麅?nèi)體，病毒體黏附到胞內(nèi)體膜，病毒核酸進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，而后進(jìn)行基因組的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)的翻譯、病毒體的組裝和胞吐作用釋放[8-9]。其生命周期中的關(guān)鍵蛋白均可作為抗病毒研究的靶點(diǎn)。而在現(xiàn)有已上市藥物中尋找到有效抗冠狀病毒藥物是控制疫情和提高臨床救治效果的快速有效的手段。伊馬替尼是一種Abl激酶抑制劑，臨床上用于治療白血病和胃腸間質(zhì)腫瘤，研究表明伊馬替尼等Abl激酶抑制劑具有良好的抗冠狀病毒活性，是COVID-19的潛在治療藥物[10-11]。本文介紹Abl激酶及其抑制劑的一般特性和在COVID-19治療中的潛在作用。

1 Abl激酶

Abl激酶屬于非受體酪氨酸激酶家族，包括Abl-1(c-Abl)和Abl-2(在小鼠中為Abl和Arg)，調(diào)控多種生長(zhǎng)發(fā)育和正常穩(wěn)態(tài)的細(xì)胞進(jìn)程，如神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的發(fā)育以及上皮形態(tài)形成，也參與炎癥、腫瘤和其他病理生理過(guò)程，在病理狀態(tài)下可出現(xiàn)異常的功能[12]。內(nèi)源性Abl激酶的活性受到生長(zhǎng)因子、趨化因子、DNA損傷、氧化應(yīng)激、黏附受體、微生物病原體等各種刺激因素的高度調(diào)控[13]。Abl激酶被不同刺激激活后磷酸化靶蛋白、調(diào)節(jié)肌動(dòng)蛋白和微管細(xì)胞骨架重組，從而影響細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生、運(yùn)動(dòng)、黏附、極性，受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用和細(xì)胞器運(yùn)輸。Abl激酶通過(guò)調(diào)控細(xì)胞膜表面受體的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，參與不同環(huán)境下細(xì)胞存活、增殖和氧化應(yīng)激[12]。

Abl激酶最初是在Abelson小鼠白血病病毒的研究中發(fā)現(xiàn)，后續(xù)研究表明人類t(9；22)染色體易位產(chǎn)生Ph染色體，BCR-ABL融合蛋白具有升高的酪氨酸激酶和轉(zhuǎn)化活性，使細(xì)胞過(guò)度增殖，與慢性粒細(xì)胞白血病(chronic myeloid meukemia，CML)和急性淋巴細(xì)胞白血病的發(fā)生相關(guān)[14]。Abl激酶抑制劑伊馬替尼是治療CML和惡性胃腸道間質(zhì)腫瘤的有效藥物，于2001年在美國(guó)批準(zhǔn)上市。Abl激酶的異常激活不僅與人類和小鼠的白血病有關(guān)，還在一些實(shí)體腫瘤、炎癥性疾病和神經(jīng)退行性疾病中發(fā)揮重要作用[12]。此外，越來(lái)越多的報(bào)道顯示Abl激酶也在病原微生物感染哺乳動(dòng)物細(xì)胞中發(fā)揮重要作用，病原體劫持并激活宿主細(xì)胞的Abl激酶，引起肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架重組和酪氨酸磷酸化病毒的效應(yīng)蛋白，從而進(jìn)入宿主細(xì)胞，存活、運(yùn)動(dòng)、釋放[15]。應(yīng)用Abl激酶抑制劑可能有效治療白血病和實(shí)體腫瘤以外的疾病。

2 Abl激酶抑制劑對(duì)COVID-19的治療作用

2.1 直接抗病毒作用 既往研究表明Abl激酶參與病毒感染的多種病理過(guò)程，如入侵和釋放、基座形成、細(xì)胞內(nèi)運(yùn)動(dòng)和細(xì)胞解離，Abl激酶抑制劑可以作用于不同病毒的不同生命周期，顯著抑制多種病毒的感染、復(fù)制和釋放，如埃博拉病毒、人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)、B組柯薩奇病毒、多瘤病毒、丙型肝炎病毒、登革熱病毒等[15-22]。Abl激酶在冠狀病毒感染宿主和病毒復(fù)制的過(guò)程中同樣發(fā)揮重要作用，Abl激酶抑制劑(如伊馬替尼)可以在體外抑制SARS-Co V和MERS-Co V病毒復(fù)制[10]。Coleman等[11]利用SARS-Co V、MERSCo V活病毒和假病毒感染Calu-3、MRC5和Vero E6細(xì)胞進(jìn)行體外研究，發(fā)現(xiàn)伊馬替尼劑量依賴性顯著抑制病毒產(chǎn)量，如10μmol/L伊馬替尼較對(duì)照組抑制MERS-Co V病毒產(chǎn)量50倍，25μmol/L伊馬替尼可以抑制SARS-Co V總RNA水平1 000倍；并發(fā)現(xiàn)細(xì)胞感染的前4 h加入伊馬替尼可以顯著抑制病毒復(fù)制，感染后的5 h即病毒進(jìn)入RNA復(fù)制開(kāi)始后加入則抑制作用減弱，并且對(duì)病毒細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸無(wú)影響。該研究證實(shí)發(fā)揮作用的具體機(jī)制為抑制病毒黏附到胞內(nèi)體膜上，應(yīng)防止病毒核酸進(jìn)入宿主胞質(zhì)和下一步的復(fù)制。伊馬替尼可以同時(shí)抑制Abl1和Abl2，分別敲減細(xì)胞Abl1和Abl2發(fā)現(xiàn)，敲減Abl1后病毒復(fù)制無(wú)明顯抑制，敲減Abl2顯著抑制病毒復(fù)制，表明Abl2是冠狀病毒復(fù)制所必須的。Sisk等[23]進(jìn)一步研究了相關(guān)機(jī)制，用傳染性支氣管炎病毒作為研究冠狀病毒的模型，伊馬替尼或特異性Abl激酶抑制劑GNF2、GNF5處理感染的Vero細(xì)胞，檢測(cè)病毒滴度較對(duì)照組降低90%～95%，免疫熒光顯微鏡下觀察含S蛋白感染細(xì)胞數(shù)減少90%；伊馬替尼還可以抑制S蛋白在細(xì)胞表面積聚引起的細(xì)胞間黏附融合。結(jié)果表明，Abl激酶抑制劑不影響病毒結(jié)合宿主細(xì)胞受體和S蛋白水解分裂過(guò)程，而是阻斷冠狀病毒S蛋白介導(dǎo)的膜黏附。具體機(jī)制可以總結(jié)為病毒與宿主細(xì)胞受體相互作用引起Abl激酶活性變化，磷酸化和激活下游靶點(diǎn)并引起肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架重組，使內(nèi)體膜易于包膜病毒的黏附融合，病毒得以進(jìn)入細(xì)胞，應(yīng)用Abl激酶抑制劑可以阻斷病毒的黏附和進(jìn)入細(xì)胞，類似于膜融合抑制劑類抗病毒藥物。Zhao等[24]使用了SARS-Co V-2 S蛋白作為包膜蛋白的假病毒和USA-WA1/2020病毒株，研究伊馬替尼和asciminib對(duì)于ACE2+人Caco-2細(xì)胞SARS-Co V-2感染和復(fù)制的影響，結(jié)果表明在10μmol/L的藥物濃度下，asciminib對(duì)病毒感染有中等抑制作用，二者在體外對(duì)于病毒復(fù)制均無(wú)明顯抑制作用，故作者認(rèn)為伊馬替尼主要通過(guò)免疫調(diào)節(jié)作用對(duì)COVID-19發(fā)揮了潛在的治療作用，而非通過(guò)直接抗病毒作用。綜上所述，Abl激酶抑制劑對(duì)于多種冠狀病毒的感染和復(fù)制均存在一定的抑制作用，但對(duì)于SARS-Co V-2的直接抗病毒作用及其具體機(jī)制仍需要進(jìn)一步的細(xì)胞和動(dòng)物模型的研究來(lái)證實(shí)。

2.2 修復(fù)和保護(hù)肺損傷 呼吸系統(tǒng)感染的治療仍然受限于缺乏特異的抗病毒藥物、細(xì)菌多重耐藥和缺乏有效的細(xì)胞治療靶點(diǎn)。肺上皮細(xì)胞是抵御病原體的第一道防線，直接預(yù)防或者修復(fù)上皮細(xì)胞損傷的藥物將能夠顯著改善肺部感染患者的預(yù)后[25]。Khatri等[26]研究發(fā)現(xiàn)人肺上皮細(xì)胞損傷后Abl激酶表達(dá)上調(diào)；將肺炎小鼠模型條件敲除Abl1或應(yīng)用Abl抑制劑尼羅替尼、GNF5，會(huì)導(dǎo)致?lián)p傷后遠(yuǎn)端氣道SCGB1A1+SPC+的一類祖細(xì)胞大量增殖并動(dòng)員到損傷的肺泡，顯著增強(qiáng)Ⅰ型肺泡上皮細(xì)胞的再生，從而減少肺泡炎性滲出，促進(jìn)感染后肺損傷的修復(fù)。也有研究指出Abl激酶抑制劑具有肺血管內(nèi)皮細(xì)胞屏障保護(hù)作用，能夠抑制脂多糖引起的炎性血管滲出，有望用于治療急性肺損傷[27]。另外，在一些病例報(bào)告中，藥物性肺炎患者伊馬替尼治療后肺功能得到改善，提示Abl激酶抑制劑可能有促進(jìn)肺修復(fù)和再生的作用[28-30]。

2.3 免疫調(diào)節(jié)作用 干擾素是一類參與宿主防御病毒感染和免疫監(jiān)視腫瘤的細(xì)胞因子。目前COVID-19的診療方案推薦試用α-干擾素霧化吸入抗病毒治療[2]，干擾素作用于肺上皮細(xì)胞，能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生多種抗病毒蛋白，與其他抗病毒藥物具有協(xié)同作用[31-32]。Katsoulidis等[33]報(bào)道造血細(xì)胞BCR-ABL融合基因會(huì)抑制干擾素介導(dǎo)的抗病毒作用和干擾素調(diào)控的基因表達(dá)。機(jī)制為BCR-ABL酪氨酸激酶活性異常升高，調(diào)控相關(guān)信號(hào)通路，抑制Ⅰ型干擾素依賴的Stat蛋白和p38MAPK的激活，從而導(dǎo)致具有抗病毒特性的一些基因的轉(zhuǎn)錄被抑制。干擾素預(yù)處理細(xì)胞可以對(duì)病毒引起的細(xì)胞病變起到保護(hù)作用，而在表達(dá)BCR-ABL的細(xì)胞中干擾素的抗病毒和細(xì)胞保護(hù)作用被明顯抑制，這表明BCR-ABL降低了干擾素抗病毒能力。BCR-ABL通過(guò)雙重抑制干擾素介導(dǎo)的信號(hào)通路，損壞機(jī)體免疫和促進(jìn)惡性轉(zhuǎn)化，而伊馬替尼可以逆轉(zhuǎn)這一作用[34]。伊馬替尼能夠抑制PDGFR、c-Kit和CSF1R信號(hào)通路，減少核因子κB、IL-6、TNF-α等前炎性因子釋放及其引起的炎癥反應(yīng)和組織損傷，從而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[14，35]。

2.4 臨床有效性 Li等[36]的一項(xiàng)回顧性研究在2020年2月15日至4月10日期間，問(wèn)卷調(diào)查了湖北省530例接受伊馬替尼等Abl激酶抑制劑治療的CML患者，COVID-19發(fā)病率為0.9%(5例)，高于正常人群中的COVID-19發(fā)病率0.1%，低于其他血液系統(tǒng)惡性腫瘤住院患者COVID-19發(fā)病率10%，但研究缺少進(jìn)一步的隨訪和直接對(duì)照組。荷蘭的一項(xiàng)前瞻性研究納入148例接受Abl激酶抑制劑治療的CML患者，及具有相似的年齡和地理分布的123例患者的成年家庭成員作為對(duì)照組，CML患者中僅1例(0.7%)SARS-Co V-2核酸檢測(cè)陽(yáng)性，其患病率與荷蘭普通人群相似(0.3%)，對(duì)照組無(wú)陽(yáng)性患者[37]。意大利的一項(xiàng)研究對(duì)來(lái)自47個(gè)CML治療中心的6883例CML患者進(jìn)行線上調(diào)查和隨訪，截至2020年4月中旬，僅12例(0.17%)確診COVID-19，2例(0.29%)死亡，感染率低于意大利一般人群[38]。另一項(xiàng)研究中，接受Abl激酶抑制劑和糖皮質(zhì)激素治療的Ph染色體陽(yáng)性急性淋巴細(xì)胞白血病患者人群在意大利COVID-19爆發(fā)高峰時(shí)期仍可以良好管控[39]。Morales-Ortega等[40]報(bào)道了1例發(fā)熱、咳嗽為主要表現(xiàn)的COVID-19患者雙氫氯喹、洛匹那韋及頭孢曲松治療12d無(wú)效，在考慮到伊馬替尼的潛在治療作用和暫無(wú)細(xì)菌感染證據(jù)的情況下，使用了常規(guī)劑量的伊馬替尼，第3天患者發(fā)熱消失，20d后肺部病灶消失。以上結(jié)果表明接受Abl激酶抑制劑治療的CML患者中COVID-19感染率極低，伊馬替尼等Abl激酶抑制劑可能對(duì)COVID-19患者具有潛在保護(hù)作用。多項(xiàng)關(guān)于伊馬替尼對(duì)COVID-19的治療作用的隨機(jī)臨床研究仍在進(jìn)行之中[41]。

2.5 臨床安全性 伊馬替尼是長(zhǎng)期應(yīng)用于臨床的藥物，患者均耐受性較好。如果在有病毒疫區(qū)旅行史、暴露史的人群或確診患者中短期應(yīng)用，出現(xiàn)不良反應(yīng)的可能性較小[42]。伊馬替尼在臨床應(yīng)用中出現(xiàn)的感染相關(guān)并發(fā)癥或口服伊馬替尼的患者合并病毒感染的報(bào)道仍較少。在病例報(bào)道中，聯(lián)合伊馬替尼和“雞尾酒療法”治療CML合并HIV感染的患者可以良好控制CML和HIV感染，隨訪過(guò)程中CML持續(xù)緩解，HIV病毒載量低于檢測(cè)限度，CD4+細(xì)胞數(shù)穩(wěn)定，患者能夠長(zhǎng)期生存[43]。在一項(xiàng)回顧性研究中，69例白血病患者接受達(dá)沙替尼治療期間，51%出現(xiàn)過(guò)不同類型的感染，但多與粒細(xì)胞缺乏和使用糖皮質(zhì)激素相關(guān)，而病毒感染較少見(jiàn)，僅占7%[44]。也有個(gè)別治療過(guò)程中出現(xiàn)乙型肝炎病毒再激活的報(bào)道，所以治療前和治療過(guò)程中應(yīng)當(dāng)監(jiān)測(cè)相關(guān)指標(biāo)[42]。

3 總結(jié)

通過(guò)一系列防控和救治措施，我國(guó)境內(nèi)COVID-19疫情基本得到控制，但境外確診病例和死亡病例仍快速增多，目前仍然形勢(shì)嚴(yán)峻。特效抗病毒藥物和疫苗是抗擊COVID-19疫情的理想手段。Abl激酶的異常激活在病毒感染和炎癥中發(fā)揮重要作用，一系列研究表明Abl激酶抑制劑具有有效抗冠狀病毒作用，并且能夠促進(jìn)肺上皮細(xì)胞損傷的再生和修復(fù)，調(diào)節(jié)干擾素的抗病毒作用。Abl激酶抑制劑如伊馬替尼是臨床上用于治療CML的藥物，具有較好的安全性，是理論上較為理想的治療COVID-19的藥物。伊馬替尼對(duì)于COVID-19患者治療作用的相關(guān)臨床試驗(yàn)仍在進(jìn)行中，其有效性和具體機(jī)制仍需要進(jìn)一步研究。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突