武漢新病毒的科研進展-7-藥物

引言：這是本係列的10天裏的第七篇文章，其宗旨依然是“了解科技動態、科普相關知識、澄清流傳誤解”。從讀者的反應看，還不錯。既然還受歡迎，就繼續寫下去。今天說說抗病毒藥物。

本城新聞曾說：1月26日上海科技大學饒子和/楊海濤課題組測定的2019-nCoV冠狀病毒3CL水解酶的高分率晶體結構，PDB ID: 6LU7。去查了，現在還未上網公開。饒子和團隊曾測定了SARS的3CL水解酶的高分率晶體結構。

研究冠狀病毒的主要水解酶（3CLpro）是設計抗新病毒藥物的基礎，因為這種水解酶是一種非常有吸引力的治療靶標。我們希望他們有三者同源的人SARS、229E 冠狀病毒和豬冠狀病毒（可傳播性胃腸炎病毒-TGEV）抑製劑化合物的研究基礎，能盡快研製出新藥。這裏的豬冠狀病毒是指：2016年底在廣東造成多個養豬場的豬仔出現嚴重急性腹瀉並大量死亡，研究發現同樣是來自蝙蝠的冠狀病毒跨物種傳播，簡稱SADS。

在我的博客《武漢新病毒的科研進展》中曾提到“S1相掛鉤一樣與人體細胞上的受體（ACE2）結合”，馬上就有人提出可以開發人用ACE2受體抑製劑。想法很好也很直接，因為服用 ACE2 受體抑製劑讓冠狀病毒的 S1 刺突蛋白無法鉤住服用者的呼吸道細胞，不能傳染給服用者。

實際上研究人員對開發人體細胞受體抑製劑是“心有餘悸”的。我在《阿茲海默症與藥物》一文中說：β澱粉樣蛋白在腦部聚集可能造成阿茲海默症，人體的γ分泌酶是產生β澱粉樣蛋白的物質，γ分泌酶抑製劑可以減少β澱粉樣蛋白的產生。但是，臨床結果是這種化合物能抑製 γ分泌酶的產生，也可能還抑製了其它酶的產生，使得某些人得了皮膚癌，該種化合物便下架了。

可以換個思路：尋找抑製病毒複製的化合物！

2003年6月13日，德國 Kanchan Anand 等4位學者在《科學》雜誌上發表了“冠狀病毒主要蛋白酶（3CLpro）結構：抗SARS藥物設計的基礎”(Coronavirus Main Proteinase (3CLpro) Structure: Basis for Design of Anti-SARS Drugs，10.1126/science.1085658）。雖然文章發表時，SARS肆虐已接近尾聲，但由此引出的係列科研成果意義重大，已在這次抗擊新病毒的鬥爭中得以應用。

國家衛生健康委在《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案》已寫明用抗病毒藥洛匹那韋/利托那韋（200 mg/50 mg，每粒）每次 2 粒，每日二次。

可以參見2008年五位泰國學者發表的論文“利托那韋和洛匹那韋作為SARS-CoV 3CLpro抑製劑的分子動力學模擬分析”（Molecular dynamic simulations analysis of ritronavir and lopinavir as SARS-CoV 3CLpro inhibitors，10.1016/j.jtbi.2008.07.030）。類似文章很多，為今天的醫療方案奠定了基礎。

“xx那韋”本是抗逆轉錄病毒蛋白酶抑製劑類的化合物，20年前被批準為抗艾滋病的藥物，為什麽變成抗SARS病毒的藥物了。明明是兩種不同的病毒嗎？實際上兩種病毒同屬 RNA 病毒，病毒在體內的複製過程還真有相似的地方。 藥品改變用途或增加適用症是常事兒，在過去幾十年裏經FDA正式批準的多達上百個，比較著名的是西地那非-偉哥，大家都知道。

已經批準的HIV-1蛋白酶抑製劑包括：替普那韋（tipranavir，TPV）、沙奎那韋（saquinavir，SQV）、利托那韋（ritonavir，RTV）、奈非那韋（nelfinavir，NFV）、洛匹那韋（lopinavir，LPV）、茚地那韋（indinavir，IDV）、地那那韋（darunavir，DAR）、阿紮那韋（atazanavir，ATV）和氨普那韋 （amprenavirAPV）。

SARS期間，沒有有效的抗病毒藥物，也沒有針對SARS的疫苗。其它的抗病毒藥物能不能抗SARS病毒呢？於是，發現兩種HIV-1蛋白酶抑製劑的藥物：洛匹那韋和利托那韋的混合物表現出一些抗SARS病毒的跡象。學者為了了解這些蛋白酶抑製劑與SARS病毒之間通過相互作用的分子相互作用的詳細信息，對SARS病毒的3CL pro 遊離酶（遊離SARS）及其與洛匹那韋（SARSLPV）和利托那韋（SARSRTV）形成的複合物進行了分子動力學模擬。結果表明，當抑製劑結合SARS病毒的3CLpro的活性位點時，可以清楚地觀察到病毒襟翼（flap）關閉。LPV和RTV與SARS病毒3CLpro的結合親和力未顯示任何顯著差異。此外，在SARS-LPV係統中檢測到六個氫鍵，而在SARS-RTV絡合物中發現了七個氫鍵。也就是說某些化合物與病毒的蛋白酶結合使之失去活性，病毒無法複製。氫鍵是與其他化合物連接的地方。

上麵說了患者要日服一克洛匹那韋/利托那韋複方藥物，這意味著吃下去約十億億個那韋分子。但願每個分子那韋分子都能找到病毒粘上去。考慮到多種因素，看來疑似期就用藥可能回更好些。

中科院遺傳與發育生物學研究所劉欣研究員和中科院大學王秀傑研究員昨天（1月29日）在生物預印本（biorxiv.org）網站上發表文章：“臨床批準的藥物中2019-nCoV冠狀病毒M蛋白酶的潛在抑製劑”（Potential inhibitors for 2019-nCoV coronavirus M protease from clinically approved medicines，10.1101/2020.01.29.924100）

他們比較了新病毒和SARS基因序列、分析了新病毒主要蛋白酶的結構、用計算機分析了在 DrugBank 數據庫中誰可以與該蛋白酶配對。從理論上講，這些藥物可能與Thr24-Asn28和Asn119之間的一個或多個殘基形成氫鍵，能夠與這些氨基酸形成的口袋結合並幹擾新病毒主要水解酶的功能。最後找出下列候選者，見文末：


表中：Asn：天冬酰胺，Thr：蘇氨酸。

當然藥物研發的道路非常艱難。提倡植物化學 - 中藥的學者也可據此思路，尋找合適的單體。

本文純屬信息交流，並非醫療指導。

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病毒的大小和重量

2004年的新聞報道說，科學家測出牛痘病毒重量：“美國普度大學醫學工程係的雷士德·巴西爾博士最近發表了一粒天花疫苗裏的牛痘病毒的重量數據，是9.5飛克(1飛克＝千萬億分之一克)。也就是說，至少要堆積1萬億個牛痘病毒，才有一粒米那麽大的分量。”

牛痘（cowpox）病毒（Vaccinia virus）比較大，有186,000堿基對。文獻（10.1016/j.snb.2005.08.047）中說牛痘病毒尺寸約為 360×270×250 nm（納米），重量約為 5 到 10 fg（飛克），飛克是 10^-15克的意思。

冠狀病毒約有 3 萬個堿基對，是牛痘病毒的六分之一長，所以重量應該是 1 飛克左右。1月24日，國家病原微生物資源庫發布了由中國疾病預防控製中心病毒病預防控製所成功分離的我國第一株病毒毒種信息和電鏡照片，從中可以看出冠狀病毒的尺寸約為80×100 nm。

讓空氣絕對幹淨是很困難的。空氣潔淨度等級是指空氣中每立方米中有大於或等於某個數量級的數值來衡量的。舉例來說：“食品生產為10萬級，就是說每立方米空氣中含有十萬個微小顆粒；製藥廠片劑車間為 1萬級，針劑的局部或生物實驗100級”。換句話說，空氣中總是有微小的懸浮顆粒，地球的引力不會使所有微小顆粒都降下去。

病毒的傳播方式中有一種叫做空氣/飛沫傳播。人在打噴嚏時，一個“啊切”會噴出數萬粒飛沫，噴出的速度可高達每小時100英裏。飛行的飛沫顆粒也會變得愈來愈小，“啊切”實驗中10米外的培養皿會長出細菌。當然細菌和病毒也會隨著中央空調或其它管道係統傳播到其它的地方。2003年3月香港淘大花園事件是個典型案例。記得在“汙染地區”出門帶口罩、回家先洗手是最基本的防護。

nextstrain.org 網站上已經有 42 個病毒基因序列，包括美國5例、法國兩例等，供下載研究。

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藥名	參考中文名	氫鍵數	主要氨基酸殘基	原適應症
Colistin	粘杆菌素	9	Thr24,Thr25,Thr26	抗生素
Valrubicin	戊柔比星	7	Thr24,Thr25,Thr26 Asn28, Asn119	蒽環類、抗腫瘤
Icatibant	艾替班特	6	Asn28,Asn29	遺傳性血管性水腫
Bepotastine	苯磺貝他斯汀	5	Thr25,Thr26	鼻炎，蕁麻疹/瘙癢
Epirubicin	表柔比星	5	Asn28,Asn119	抗腫瘤
Epoprostenol	依前列醇	4	Asn119	血管擴張劑，血小板聚集
Vapreotide	伐普肽	3	Thr24,Asn228	抗腫瘤
Aprepotant	阿瑞吡坦	3	Asn28,Asn119	抗腫瘤
Caspofungin	卡泊芬淨	3	Asn119	抗真菌藥
Perphenazine	奮乃靜	2	Asn28,Asn119	抗精神病藥