一种临床常用药有阻断新冠病毒感染的潜力。这个“老药新用”研究的模板很值得借鉴
2023-02-02 Hanson临床科研 Hanson临床科研 发表于安徽省
该研究不是临床试验,因此不能排除混杂和选择偏倚的可能性。因此,必须在前瞻性双盲临床试验中验证这些结果,并全面评估该药物对ACE2水平和SARS-CoV-2感染易感性的影响。
用数据,辨清事实。
关键词:COVID-19;二价疫苗;
导言:
自COVID-19大流行以来,尽管治疗药物、疫苗和单克隆抗体不断被开发,但随着其变体的不断出现,仍然伴随着高感染率和死亡率。
找到能降低重症风险、不易产生病毒耐药性的新型预防类药物,已经刻不容缓!
但新药研发谈何容易?
在已经过临床检验的上市药物中找到能够治疗COVID-19的候选药物,无疑将是更有高效的策略。
新冠病毒感染宿主时结合的受体至关重要,也是签字的治疗靶点。
其中,血管紧张素转换酶2 (ACE2)尤其引人注目,ACE2是一种跨膜羧肽酶,具有广泛的底物特异性,包括血管紧张素 II(SARS-CoV-2 的主要受体),它能直接结合不同冠状病毒的刺突蛋白,对SARS-CoV-2 具有高亲和力。
因此,COVID-19主要影响表达ACE2的组织,例如肺、心血管系统、消化道和胆道系统,那么改变ACE2的表达则可以阻止病毒感染宿主。
但目前问题在于人们对于如何调节ACE2表达尚不清楚。
2022年12月,英国科学院在Nature杂志发表了题为“FXR inhibition may protect from SARS-CoV-2 infection by reducing ACE2(FXR抑制可通过减少ACE2来防止SARS-CoV-2感染)”的研究论文,为临床“老药新用”更快速找到治疗COVID-19的药物提供了非常重要的思路。
1)研究者首先使用人胆管细胞类器官来证明胆汁酸受体法尼醇X受体(FXR)可以调控ACE2表达,且这一机制适用于多种受SARS-CoV-2影响的组织。
2)研究者进一步证明利用获批药物熊去氧胆酸(UDCA)或非处方植物甾体(ZGG)抑制FXR信号,可以减少ACE2表达和SARS-CoV-2感染。
3)最后,研究者用回顾性登记数据确定了UDCA治疗与SARS-CoV-2感染后阳性临床结果之间的相关性,并在肝移植受者的独立验证队列中证实了这些发现。
由此,这项工作确定了FXR在控制ACE2表达方面的新功能,并提供证据表明调节该通路可能有利于减少SARS-CoV-2感染,为未来的临床试验铺平道路。
课题的设计和主要结果
我们通过对原文的设计和结果进行重新总结和整理,提取对临床医生有帮助的研究思路。这项研究的设计非常简单,如下面的流程图所示。主要结果
1)探究调控ACE2表达的机制
考虑到胆管细胞中ACE2的高表达,研究人员首先利用胆管细胞类器官(CO)作为原理验证系统来探究调控ACE2表达的机制。需要注意的是,作者发现胆汁酸(CDCA)对于ACE2的表达至关重要。由于CDCA是胆汁酸受体和转录因子FXR最有效的天然激动剂,作者假设CDCA可以通过FXR控制ACE2表达。为了验证这一点,作者利用shRNA敲低胆管细胞类器官中的FXR,与预期一致,阻止了ACE2的上调,紧接着,作者利用ChIP-QPCR(染色质免疫沉淀)确认FXR可以直接结合在ACE2的启动子区域以调节器转录活性。不限于胆管细胞,作者还观察到包括呼吸道和肠上皮类器官中FXR对ACE2表达的调节作用。
图1. FXR调节ACE2表达并影响SARS-CoV-2的感染。
2)FXR参与调节体外和体内的病毒感染
基于上一部分的研究结果,他们想进一步探究FXR介导的ACE2下调是否可以降低体外或体内系统对SARS-CoV-2感染的易感性。
首先,作者取不同类器官分别在存在或不存在UDCA或ZGG(可抑制FXR信号)的情况下,用从患者鼻咽拭子中分离出的SARS-CoV-2感染它们。结果显示,两种药物均可降低三种类器官的感染。那么这种效果是否可以在体内复现?作者进一步评估了两种药物对感染SARS-CoV-2小鼠的影响。相较于对照组的100%感染,UDCA治疗后9只中有6只未能感染,且剩余感染的3只症状较轻。
图2. 抑制FXR可减少体内ACE2和SARS-CoV-2感染。
当然,最重要的还是能看到在人类器官中真实的呈现这些效果。为此,研究人员对一对离体人肺进行处理(左右肺分别为对照组和UDCA处理组),用UDCA离体治疗降低了肺实质、气道和肺血管中的ACE2表达以及灌注液中的ACE2活性,并且减少了SARS-CoV-2感染。图3. 抑制FXR可降低人肺体外ACE2水平和SARS-CoV-2感染。
3)UDCA可能会改善COVID-19患者预后
基于这些观察,研究人员进一步探索UDCA治疗对COVID-19患者预后的潜在影响,于是他们分析了COVID-Hep/SECURELiver登记情况(包含COVID-19 的慢性肝病患者n=1096,接受UDCA的胆汁淤积性肝病患者n=31),其中,接受 UDCA的患者与未接受者相比有更好的结果,包括住院率、ICU入住率和死亡率。
研究人员试图在第二个独立的患者队列中重新这些结果,于是分析了VOCAL队列中的肝移植接受者,他们至少接受了两剂COVID 19 mRNA疫苗,其中有24例正在接受UDCA治疗,其余的72例未接受。结果显示,接受UDCA治疗的患者发生中度、重度或危重症的可能性较小,在多变量逻辑回归中,UDCA暴露与46%的COVID-19发病几率降低相关。综上所述,这些发现支持在大型前瞻性临床试验中进一步研究UDCA对COVID-19临床结果的影响。
图4. 在COVID-19患者中,UDCA与较低的ACE2水平和较好的临床结果相关。
主要结论
这项工作表明靶向ACE2作为COVID-19治疗策略的潜力,可以作为药物开发的合理候选。
ACE2作为药物靶点具有几个优势:
①它是宿主导向治疗,不针对病毒,ACE2是病毒进入细胞的关键,因此对于不断变异的病毒来说,这种疗法更具有弹性;
②ACE2是多种冠状病毒的共同受体,例如SARS CoV和HCoV-NL63,这一策略可能会在未来冠状病毒爆发时提供快速部署的干预措施。
基于ACE2的上述特点,本研究确定的UDCA就是一种非常有吸引力的ACE2调节剂:
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①可以分别在体外类器官、体内动物模型和人器官上降低SARS-CoV-2感染率;
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②降低重症率;
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③耐受性好和副作用小,强调了其在弱势群体中作为药物预防SARS-CoV-2感染的可行性。、
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编者按:
从科研上看,这项研究之所以发表于Nature这一顶级期刊,主要因素包括:
1. 基于详尽的分子机制为靶向ACE2和UDCA的进一步验证提供了扎实的理论基础;
2. 研究手段多样:单细胞RNA测序、shRNA、ChIP-QPCR、类器官、小鼠模型,以及回顾性队列研究等。
对应临床应用,更有局限性:
该研究不是临床试验,因此不能排除混杂和选择偏倚的可能性。因此,必须在前瞻性双盲临床试验中验证这些结果,并全面评估该药物对ACE2水平和SARS-CoV-2感染易感性的影响。
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