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武漢新病毒的科研進展-7-藥物

(2020-01-30 11:37:21) 下一個

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(SARS<–>LPV)和利托那韋(SARS<–>RTV)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。


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。


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

 

 

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評論
賭城看客 回複 悄悄話 回複 'cowwoman' 的評論 : 對,是給他的回複:
“賭城看客2020-01-29 09:32:44回複 'ytwadk' 的評論 : 你提到的這篇文章的確很重要,特別是現在,許多人在讀。不過,這篇文章是3個國家、9個單位、15位作者合作的結果,第一作者和排名最後的通訊作者留的郵箱都是北卡大學的,我猜作者中的武漢病毒所石正麗二人隻是提供了蝙蝠病毒。畢竟病毒與病理還是有差異的。謝謝。”
武漢新病毒為何在武漢突發的確值得深思。許多人有疑問。我相信此次危機過後會對該所做專項調查。
武漢新病毒的毒源到底來自那裏?雖然與雲南普洱蝙蝠最接近,但學者認為差25年呢。中國CDC1月26日說曾在那個海鮮市場及周邊取樣585份中找到33份樣品含有新型冠狀病毒核酸。那應該測序並公布。但美國和德國網站上還沒有。
“病毒會把中國拖垮”,的確讓人擔心。有學者說2013年SARS時的中後期,病毒發生變異(ORF8 丟了29個 nt)使得傳染力降低?,可用google 查“SARS ORF8”。
無論新病毒死亡率如何,隻要有新確診病例,危機就會繼續。
謝謝。
cowwoman 回複 悄悄話 我找到了。你回複的是這個。這人很厲害啊。
“ytwadk2020-01-29 07:15:47回複悄悄話先看看如下的文章,都是武漢病毒研究所病毒研究員石正麗自己發布的信息

這個病毒和艾滋病沒半毛錢關係。

去看看這個來自官方的報道
2018年11月14日,第二期求真講壇在樹華報告廳如期舉行,中國科學院武漢病毒研究所石正麗研究員應邀做了題為《蝙蝠冠狀病毒及其跨種感染研究》的主題演講

還有石正麗等發表在Nature Medicine上麵的文章
A SARS-like cluster of circulating bat coronaviruses shows potential for human emergence

這些都已經揭示了目前的武漢病毒的製造者就是石正麗和她的研究團隊。

如果不相信,請大家自己去讀一讀文章,她們自己都說了如何來影響人類健康。

她或許是人類的惡魔。對不對大家自己去分析判斷吧。為了你自己的健康,好好想想吧,不要再誤導了。



cowwoman 回複 悄悄話 回複 '賭城看客' 的評論 : 把你回複石的給我找一下行嗎?
cowwoman 回複 悄悄話 如果這次管狀病毒是疫苗病毒泄露,那這事不亞於蘇聯三十年前核爆炸。美國不用打,病毒會把中國拖垮。

看連鎖反應吧,天佑世界人民!
cowwoman 回複 悄悄話 回複 '賭城看客' 的評論 : 不是我說的,我摘抄下來和你們討論。

我缺乏專業知識,但武漢的P4會讓人不得不做猜想。
賭城看客 回複 悄悄話 回複 'cowwoman' 的評論 : 對不起,剛剛看到你的留言。
在“煩人”的欄目裏曾有人提到石2015的文章,我當時留了兩百多字的回複。沒想到:
這兩天城裏更熱鬧,支持和反駁陰謀論的各說各話,此起彼伏。不過,從留言看有很多網友很懂。
你說“肯定是試圖做疫苗”。的確,該文的通迅作者Ralph Baric的研究方向是:1.冠狀病毒逆向遺傳學和疫苗開發。2.諾沃克樣病毒疫苗的研製。3. RNA病毒的轉錄,複製和重組。4. RNA病毒的持久性,跨物種傳播。符合你的做法。
cowwoman 回複 悄悄話 肯定是試圖做疫苗,所以在病毒中替換了一些部分用來給病毒滅活,滅火後的病毒通過蛋白培養複製,然後提取,注射到猴子等動物身上。由於部分滅火,所以猴子可能沒事,或症狀不明顯。這個動物如果被當成野味賣到市場,結果就是今天這樣:病毒被部分滅活,大部分人不會死亡,但是這沒有症狀的攜帶者廣泛傳染給了其他人。
這可以解釋其中1400多個堿基對為什麽和常用的滅活用的片段相同。實驗室應該公開最近使用滅活用的基因片段。這麽多學者和專家會自己判斷。
賭城看客 回複 悄悄話 回複 'cowwoman' 的評論 : 我認為你的兩個觀點都正確,因為過去的研究工作及論文都支持。
cowwoman 回複 悄悄話 病毒十五年不來人間應該有倆原因。

一,薩斯病毒一直存在,但寄主一直是蝙蝠和動物界。上次人治愈了以後,人和薩斯病毒很好的隔離了十五年。但薩斯並未消失。

二,薩斯還可能存在個別人體,沒再折磨人類是因為某些人有了抗體,不再懼怕薩斯了。

謝謝你一直科普。



賭城看客 回複 悄悄話 回複 'cowwoman' 的評論 : 哈哈哈哈,網上不斷出現新觀點。那家公司(Gilead)是33歲的“老公司”啦,就在斯坦福北、SFO 南,挺著名的。
實際上中國內地以及香港的科研工作者一直在追蹤SARS樣病毒,武漢病毒所在2017年論文中說:“為SARS樣疾病的未來出現有做好準備的必要性”,見10.1371/journal.ppat.1006698。
SARS再現是必然的,疫情擴大是...,我隻說到:“多種因素吧”。
另外,昨天吉利德(Gilead)開始新的三期臨床了,這對在美國乃至各國的患者是個福音。謝謝。
cowwoman 回複 悄悄話 回複 '賭城看客' 的評論 : 你這是從分子生物學角度駁斥合成病毒說。但反方是說薩斯如果是天然病毒不可能絕跡十六年不複出。

現在陰謀論說就是聖何塞那製藥廠幹的,開個玩笑。

“1月31日,權威醫學期刊《新英格蘭醫學雜誌》(NEJM)在線發表了多篇關於新型冠狀病毒(2019-nCoV)病例的論文,其中一篇介紹了美國首例確診病例的診療過程以及臨床表現,說明了一種名叫remdesivir(瑞德西韋)的藥物在抗新型冠狀病毒時展現出較好的療效,但其有效性還要經過大規模臨床試驗才能得到進一步驗證。

安全有效性仍待驗證

瑞德西韋是一種核苷酸類似物前藥,能夠抑製依賴RNA的RNA合成酶(RdRp)。原先,這種在研療法計劃用於埃博拉病毒治療,但冠狀病毒裏同樣有RdRp。因此,這種在研療法也有望對冠狀病毒進行抑製。

此前已經有多項科學研究證明了瑞德西韋的潛在抗病毒能力。1 月 27 日,《科學》雜誌(SCIENCE) 發布新聞稱,2019-nCoV 的理想療法很可能是瑞德西韋與單克隆抗體的組合。瑞德西韋被認為可能對MERS及新型冠狀病毒都很有效。

瑞德西韋的製造商美國製藥巨頭吉利德(Gilead)周五發表聲明稱,已經與中國衛生部門達成協議,在中國展開瑞德西韋在感染新型冠狀病毒患者中的臨床試驗。吉利德公司周五股價大漲3.5%。“
賭城看客 回複 悄悄話 回複 'cowwoman' 的評論 : 這個話題很有趣。關於新病毒的最近祖先,或者說每位患者病毒基因序列與誰最接近?複旦大學(代表中國CDC)在1月17日在美國網站上公布了病毒基因序列的第三版,所以除武漢病毒外中外學者都認為病毒與舟山蝙蝠病毒高度相似。而武漢病毒所在1月24日在德國網站上公布了普洱蝙蝠病毒序列,隻有她們的論文認為新病毒與普洱蝙蝠病毒更相近。

2020年1月30日印度九位學者在生物預印本網站(biorxiv.org)上發表了關於新病毒S刺突蛋白中插入與HIV-1 gp120和Gag片段異常相似(10.1101/2020.01.30.927871)的論文。他們認為:新病毒的刺突糖蛋白(S)中有了4個插入段,是獨有的。文中用了插入(insertions)一詞引起了不滿,仿佛是人工插入似的。文章發表不久,就有人評論說:“所識別的四個氨基酸插入段都很短,並且在許多其他生物的基因組中發現,而不僅僅是HIV。換句話說,這項工作的主要發現完全是高度期待的巧合。”
多倫多大學的 Jason Weir 留言說:該論文極具誤導性,因為它沒有討論與非HIV-1相關來源的其他序列比對。
所以,新病毒來自天然,不是“轉基因”。
cowwoman 回複 悄悄話 回複 '賭城看客' 的評論 : 現在我看到有醫學專家說非典病毒不符合病毒進化發展史,很可能是人工合成病毒。這次武漢有中國唯一P4實驗室。。。。
賭城看客 回複 悄悄話 回複 'cowwoman' 的評論 : 早晨還沒有,下午才看到原文,剛想寫個報道,人家上城頭了。

確實是Remdesivir,更新更好。MERS時就有使用和文獻。雖然沒上市,特別時候,有特別許可。從這一點上看,住在美國比住在中國好很多。記得上次染上埃博拉病毒的那位女士,案例相似。
另外我曾寫過一篇關於新藥臨床試驗的小文,一旦患有“絕症”,還有最後的機會。
非常謝謝你來訪和留言。
cowwoman 回複 悄悄話 美國第一個治愈患者用了一個新藥。

“而在住院的第六天,這名患者的X光胸片結果顯示出非典型性肺炎的特征。基於患者的胸片結果,以及持續高燒,需要吸氧,且多個部位的樣本出現新型冠狀病毒的陽性結果,醫生們決定為其提供一種尚未獲批的藥物——由吉利德(Gilead)公司研發的抗病毒藥remdesivir。這是一種核苷酸類似物前藥,能夠抑製依賴RNA的RNA合成酶(RdRp)。原先,這種在研療法計劃用於埃博拉病毒治療,但冠狀病毒裏同樣有RdRp。因此,這種在研療法也有望對冠狀病毒進行抑製。



在住院的第七天晚上,這名患者接受了remdesivir的靜脈輸注。第八天,這名患者的臨床症狀出現了立竿見影的改善。他不再需要吸氧,氧飽和度也恢複到了94%-96%。除了幹咳和流鼻涕外,他已沒有其他症狀。

本論文發表於美國時間1月31日。在1月30日,這名患者雖仍在住院中,但已退燒。唯一的症狀就是咳嗽,且嚴重程度與日俱減。“
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