表2.霉酚酸、利巴韦林和干扰素对Vero细胞中MERS-CoV复制的抑制作用
图3.(a)霉酚酸,(b)利巴韦林,以及(c)干扰素(甘乐能,Avonex(干扰素β-1a),利比,倍泰龙(干扰素β-1b))对MERS-CoV的作用(空斑减数试验)
研究要点:
- 本研究首次证明了霉酚酸具有针对新型MERS-CoV的体外抗病毒活性。
- 干扰素β-1b的EC50低于皮下用药或静脉用药剂量后的平均血药峰浓度,而其他干扰素的EC50普遍高于通常的治疗剂量可达到的血药峰浓度。
- 联合应用霉酚酸和干扰素-β1b时,其EC50值较应用每个单药时降低了1-3倍。
- 干扰素-β1b和霉酚酸应考虑作为中东呼吸系统综合症(MERS)的试验性治疗方案。
近期新发的中东呼吸系统综合症冠状病毒(MERS-CoV)可引起致命感染。其暴发时可见包括家庭和医院接触的人对人传染,因此迫切需要有效的抗病毒药物。香港大学新发传染病国家重点实验室的Kwok-Yung Yuen教授等人对此进行了研究。研究认为:干扰素-β1b和霉酚酸应考虑作为中东呼吸系统综合症(MERS)的试验性治疗方案。该研究发表在2013年12月的《感染学杂志》(Journal of Infection)上。
该研究使用基于小化合物的正向化学遗传学方法,在生物安全2级实验室中,从1280种已知的抗甲型流感病毒药物的化学库中进行筛选。然后在生物安全3级实验室中通过细胞病变效应抑制,病毒产量减少实验和空斑减少的检测,评估筛选确定的化合物,干扰素,和已报道具有抗冠状病毒活性的奈非那韦和洛匹那韦的抗MERS-CoV活性。
通过高通量筛选,初步命中10个化合物。只有霉酚酸显示出低EC50值和高选择性指数。此外,利巴韦林和干扰素也显示出体外抗MERS-CoV活性。霉酚酸和干扰素-β1b达到治疗剂量的血清浓度为60-300,比已验证其在体外抗MERS-CoV活性的浓度高了3-4倍,而利巴韦林则低了2倍多。联合应用霉酚酸和干扰素-β1b时,每个药的EC50值降低了1-3倍。
研究结果认为,干扰素-β1b和霉酚酸应考虑作为中东呼吸系统综合症(MERS)的试验性治疗。
研究背景:
2012年4月在阿拉伯半岛新发的MERS-CoV是一种新型的C谱系β冠状病毒,以前被称为人类冠状病毒EMC/2012,后来改名为中东呼吸系统综合症冠状病毒(MERS-CoV),至2013年10月4日,其已造成中东、欧洲和北非的9个国家的136例实验室确诊的“严重急性呼吸道综合症(SARS)样”疾病病例,其中58例死亡。鉴于MERS-CoV与在香港、墨西哥、欧洲、非洲蝙蝠中发现的其它C谱系的β冠状病毒存在密切的亲缘关系,故怀疑该病毒的传播途径为动物到人,其在各种动物细胞系中广泛的物种倾向性包括蝙蝠、灵长类动物、猪、果子狸和兔子等。近日,血清学研究表明,单峰骆驼可能为其宿主。然而,还需要有针对性的研究来证实这些发现。
与大多数其他人类感染冠状病毒的轻微症状不同,多数MERS患者出现急进性肺炎,其中一些还发展为急性肾功能衰竭,肝功能不全,肠胃不适,心包炎,弥漫性血管内凝血,和/或血细胞减少等。尽管通过体外膜肺氧合等积极的支持治疗,记录到的粗死亡率接近50%,远远超过其他所有包括非典的人类冠状病毒感染。近期的聚集性病例对全球性的健康存在威胁,尤其是临床症状异常严重的MERS,目前尚缺乏有效的特异性抗病毒药物治疗。虽然神经氨酸酶抑制剂,如奥司他韦和扎那米韦对抗大多数季节性和甲型禽流感病毒仍然是有效的,但仍缺乏针对冠状病毒感染的抗病毒治疗选择。鉴于此,本研究旨在应用化学遗传学探索新的靶点和化合物来发展抗病毒药,寻找广谱的可有效对抗甲型流感病毒和冠状病毒的抗病毒化合物药。
本研究在已批准的药物中确定了10个化合物作为初步筛选命中具有抗病毒活性的药物,一些可能为不断变化的MERS-CoV疫情提供潜在治疗可能。本研究首次证明了霉酚酸具有针对抗新型MERS冠状病毒的抗冠状病毒活性。霉酚酸是一种选择性,非竞争性的,可逆的肌苷- 5’-磷酸脱氢酶(IMPDH)抑制剂。除了有效的免疫抑制活性,霉酚酸还具有在体外和/或在动物模型中的广谱抗病毒活性。本研究发现,霉酚酸的EC50< 10uM(常见先导化合物检测的临界值)和高选择性指数> 100。
除了霉酚酸,本研究的体外实验结果表明,利巴韦林,干扰素-α和干扰素-β在体外具有抗MERS-CoV的活性。在准备的四种干扰素制剂的检测中,干扰素β-1b的EC50最低为17.64IU/ml,低于皮下剂量或静脉注射剂量的平均血药峰浓度,而其他干扰素的EC50普遍高于通常的治疗剂量的血药峰浓度。联合霉酚酸和干扰素β-1b治疗可导致Vero细胞中霉酚酸和干扰素β-1b的EC50分别减少,此发现为在未来临床试验中联用霉酚酸和干扰素β-1b提供了基础。然而,应考虑在适应性免疫应答或对有害的Th1反应两极分化时霉酚酸免疫抑制的风险。可能的方法是霉酚酸酯结合干扰素(干扰素-B1b)短程治疗,提供协同的抗病毒作用和免疫增强作用。可考虑实施这些选择针对高致命性疾病的随机对照临床试验研究。
本研究也存在局限性,如细胞毒性试验可能低估了候选化合物对于宿主细胞生长及新陈代谢更微妙的影响,单独使用Vero细胞来研究利巴韦林的抗病毒活性等。为优化MERS-CoV感染的治疗选择,应该进一步研究其他的潜在的抗冠状病毒药物的抗MERS -CoV活性。因为良好的MERS动物模型在本阶段还不可能广泛获得,因此在评估这些市售药物的潜在的体外抗MERS -CoV治疗效果同时,还应进行随机临床试验。