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天然产物在新冠中的应用潜力MedChem [复制链接]

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SARS-CoV-2病毒及其变体

SARS-CoV-2是冠状病毒亚科的成员之一,属于RNA病毒,其基因组与导致年爆发的SARS非典型肺炎暴发的冠状病毒SARS-CoV有大约85%的同源性。它拥有最大的RNA基因组,编码产生29种蛋白,包括结构蛋白、非结构蛋白以及病毒感染过程中的一些蛋白(如图1)。SARS-CoV-2和其他RNA病毒一样容易重组和突变,在传播过程中不断变异,目前已发现的突变病株就有多种(如图2),其中最为人熟知是Delta和Omicorn病株。

图1.SARS-CoV-2的基因序列以及编码的各种蛋白[3]

图2.SARS-CoV-2变异产生的不同病株[4]

SARS-CoV-2的复制周期主要包括吸附、内吞、脱壳、复制、装配、出芽等过程。其复制过程为药物治疗提供了多个靶点。

目前用于治疗新冠的药物可以分为三类:

1)小分子抑制剂

如RNA聚合酶抑制剂:Molnupiravir,瑞德西韦(核苷类似物),3CL蛋白酶抑制剂Paxlovid,年2月11日获得中国附条件批准。有两种小分子组合而成:奈玛特韦片(Nirmatrelvir),抑制3CL蛋白酶,从而阻止病毒复制;利托那韦片(Ritonavir),可减缓奈玛特韦的分解,以帮助其在较高浓度下在体内保持更长时间的活性。

2)中和抗体类

新冠中和抗体是中和SARS-Cov-2病毒的人源化单克隆抗体,主要靶标为SARS-Cov-2病毒Spike蛋白的受体结合区域(RBD)。RBD作为介导病毒和宿主细胞ACE2受体结合的关键区域,成为新冠中和抗体研究的主要靶点。靶标Spike蛋白RBD的新冠中和抗体正是通过阻断RBD与ACE2结合来阻止新冠病毒感染宿主细胞。

图3.中和抗体作用机制[6]

3)中药

如连花清瘟胶囊等;自年新冠疫情在武汉爆发以来,我国临床医生就使用中药作为辅助疗法治疗SARS-CoV-2感染患者,在降低疾病严重程度和住院时间方面取得了显著成功。国家药监局批准,将治疗新冠肺炎纳入金花清感颗粒、连花清瘟颗粒和胶囊等新的药品适应症中。以连花清瘟颗粒为例:连花清瘟胶囊是由连翘、金银花、大黄、红景天等十三味中药组成,从年进入市场至今,在抗病毒方面发挥了重要作用。研究表明,其中包含几百张单体成分,其中大黄酸(Rhein)、连翘酯苷A(ForsythiasideA)、连翘酯苷I(ForsythosideI)和新绿原酸(Neochlorogenicacid)通过抑制ACE2发挥抑制SARSCoV-2感染的作用。

图4.莲花清瘟中的几种化合物

此外还有有一些来自中药的天然产物被证实有效:如

1)萜类天然产物甘草酸(Glycyrrhizin),从甘草中分离得到的一种主要三萜皂苷,可以与ACE2结合来抑制SARS-CoV-2与ACE2结合,从而阻断SARS-CoV-2进入宿主细胞。此外,Glycyrrhizin的苷元18β-glycyrrhetinicacid能够调节细胞因子的产生,以及由此产生的炎症和细胞凋亡,从而发挥抗SARS-CoV-2作用。

图5.Glycyrrhizin(A)和18β-glycyrrhetinicacid(B)的结构

2)黄酮类天然产物

黄酮类化合物广泛存在于各种中草药中,不仅能刺激宿主对病毒的免疫反应,还能抑制过度的炎症反应,调节自噬和免疫蛋白酶体效应。常见的具有抗SARS-CoV-2的黄酮类化合物有Daidzein、Neobavaisoflavone等。此外,来自黄芩中的黄芩苷(Baicalin)通过抑制SARS-CoV-2蛋白酶3Clpro发挥明显的抑制新冠病毒活性,被确定为第一个非共价、非多肽性的SARS-CoV-23CLpro抑制剂。

3)多酚类天然产物

非黄酮的多酚类化合物广泛存在于多种蔬菜水果以及谷物中,具有抑制脂质过氧化和清除自由基的作用,这些作用能够减少SARS-CoV-2炎症因子的产生而发挥抗SARS-CoV-2作用。除上述作用外,虎杖苷(Polydatin)还能够结合ACE2并抑制SARS-CoV-2主要蛋白酶(MPro)而发挥抗SARS-CoV-2作用。

虽然这些天然产物大多只是被证实在体外具有抗SARS-CoV-2作用,还需要进一步的研究来证实其有效性,但其无疑为抗SARS-CoV-2的药物开发提供了大量的先导化合物,也为阐述中药治疗SARS-CoV-2的机制发挥了中药作用。

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参考文献

1.ChapmanRL,AndurkarSV.Areviewofnaturalproducts,theireffectsonSARS-CoV-2andtheirutilityaslead

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