蜂膠抵御SARS-CoV-2感染和COVID-19疾病的潛力

浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，杭州 310058

2020年新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）大流行對(duì)人類健康和經(jīng)濟(jì)造成了重大影響，引起了人們的高度關(guān)注。它與近期在世界范圍內(nèi)造成嚴(yán)重影響的流感和其他類型的疾病相比，致命性更強(qiáng)，迫使各國(guó)采取一些非常規(guī)的措施，如限制旅行、關(guān)閉學(xué)校、企業(yè)，避免人們?cè)诠矆?chǎng)合聚集和相互接觸。但由于病毒常常通過(guò)無(wú)癥狀患者的傳播使得效果有限，各種治療替代方案仍處于臨床實(shí)驗(yàn)中。隨著人們生活逐漸試圖恢復(fù)常態(tài)，社交距離減小，使得感染的風(fēng)險(xiǎn)增加。天然藥物在歷史上被廣泛用于預(yù)防和改善疾病，是被考慮作為嚴(yán)重急性呼吸綜合征-冠狀病毒-2（SARS-CoV-2）感染的輔助治療方法之一，因?yàn)樗鼈兺ǔr(jià)格低廉，容易獲得，不良副作用較少，并且其中一些已被證實(shí)具有抗病毒活性。考慮到COVID-19大流行造成的死亡和其他類型的損害，迫切需要找到一種安全的有效抑制新冠病毒、降低其傳染性或減輕感染癥狀的治療方法。蜂膠長(zhǎng)期以來(lái)被用于傳統(tǒng)草藥，是深受消費(fèi)者喜愛(ài)的保健品。COVID-19大流行重新喚起了全世界對(duì)蜂膠產(chǎn)品的興趣，研究表明蜂膠對(duì)于SARS-CoV-2感染機(jī)制具有潛在的治療作用。2020年8月17日，《Biomedicine& Pharmacotherapy》雜志在線發(fā)表了巴西學(xué)者Andresa Berretta、Marcelo Silveira、David De Jong與美國(guó)學(xué)者Jose Capcha的綜述文章，闡述蜂膠具有抵御SARS-CoV-2感染和治療COVID-19疾病的潛力。

蜂膠是蜜蜂采集植物樹(shù)脂等分泌物加工而成的天然產(chǎn)物。植物可通過(guò)產(chǎn)生植物化學(xué)物質(zhì)來(lái)防御病原體，其中許多防御物質(zhì)已被提取并用于藥物。蜜蜂采集的植物防御物質(zhì)包括酚類和萜類物質(zhì)。蜂膠中的主要成分（槲皮素、楊梅素和咖啡酸等植物化合物）在抑制人類冠狀病毒中具有較大潛力。蜜蜂有選擇地收集和加工植物防御物質(zhì)，并利用其出色的抗菌特性制成蜂膠，進(jìn)而保護(hù)蜂群。蜜蜂對(duì)蜂膠的生產(chǎn)和使用已經(jīng)發(fā)展到較高的高度：這些群居蜜蜂的免疫基因比獨(dú)居的昆蟲(chóng)物種要少得多；蜂群中生產(chǎn)更多蜂膠的蜜蜂更健康，壽命更長(zhǎng)；蜂膠的攝入增強(qiáng)了它們對(duì)細(xì)菌挑戰(zhàn)的免疫反應(yīng)。近幾十年來(lái)，研究表明蜂膠具有抗菌（包括抗病毒）、抗炎、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化和抗癌等廣泛而顯著的生物活性。

COVID-19的SARS-CoV-2病毒的感染特征是病毒刺突蛋白和血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2（ACE2）結(jié)合。刺突蛋白的激活是通過(guò)蛋白酶介導(dǎo)的，如絲氨酸蛋白酶2（TMPRSS2），在病毒感染中發(fā)揮重要作用。冠狀病毒侵入后，接著是內(nèi)吞作用，導(dǎo)致P21激活激酶1（PAK1）上調(diào)，PAK1是一種介導(dǎo)肺部炎癥、肺纖維化和其他關(guān)鍵死亡因素的激酶。PAK1水平的升高也會(huì)抑制適應(yīng)性免疫反應(yīng)，促進(jìn)病毒復(fù)制。SARS-CoV-2感染與升高的趨化因子水平和活化的促炎細(xì)胞因子相關(guān)，導(dǎo)致非典型肺炎的發(fā)展，包括快速呼吸功能障礙和肺功能衰竭。免疫/炎癥現(xiàn)象（如細(xì)胞因子釋放綜合征）在SARS-CoV-2感染譜中占有重要地位，這些機(jī)制與器官功能障礙的關(guān)系比本身的病毒載量更大。回顧性觀察研究發(fā)現(xiàn)，比起患有輕微疾病的患者，患有嚴(yán)重的COVID-19的患者血清中具有更高水平的促炎細(xì)胞因子，如白細(xì)胞介素-6（IL-6）、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）。基于蜂膠的功能活性和冠狀病毒的感染特點(diǎn)，蜂膠抵御COVID-19的潛在可能性包括以下7個(gè)方面：

一、蜂膠化合物與SARS-CoV-2MPRO存在潛在相互作用

科學(xué)家已經(jīng)研究了冠狀病毒的遺傳密碼和SARS-CoV-2造成損害的潛在機(jī)制，以幫助尋找藥物及潛在靶點(diǎn)，以滅活病毒并減少它造成的損害。冠狀病毒SARS-CoV-2的主要蛋白酶MPRO（3-胰凝乳蛋白酶樣半胱氨酸酶）是冠狀病毒加工蛋白及其生命周期所必需的，因此抑制該酶活性位點(diǎn)是藥物發(fā)現(xiàn)的相關(guān)靶點(diǎn)。

沿著這條思路，利用電子計(jì)算機(jī)（分子對(duì)接）評(píng)估天然化合物，是尋找治療SARS-CoV-2感染的有用選擇。值得注意的是，在世界各地幾種不同類型的蜂膠中發(fā)現(xiàn)的咖啡酸苯乙酯（CAPE）、高良姜素、柯因和咖啡酸，似乎是對(duì)抗這一病毒靶點(diǎn)的潛在藥物。具體來(lái)說(shuō)，在一項(xiàng)類似的研究中，CAPE被預(yù)測(cè)會(huì)與SARSCoV-2 MPRO相互作用。因此，有必要進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)估蜂膠及其成分的潛在抗SARS-CoV-2作用。

二、蜂膠可以與ACE2 和TMPRSS2 相互作用，潛在地阻斷或減少SARS-CoV-2對(duì)宿主細(xì)胞的入侵

SARS-CoV-2與ACE2強(qiáng)結(jié)合，利用該酶作為受體在宿主細(xì)胞中進(jìn)行入侵和復(fù)制，造成損害并增加人際傳播。因此，ACE抑制劑被認(rèn)為是有用的藥物替代品。然而，ACE抑制劑和血管緊張素受體阻滯劑（ARBs）對(duì)使用者的潛在有害影響已成為COVID-19患者治療的一個(gè)擔(dān)憂。一項(xiàng)涉及8910名患者的觀察性研究沒(méi)有證實(shí)這一懷疑，因此這類藥物仍然是預(yù)防潛在心血管疾病的重要工具。

ACE2酶的抑制是治療SARS-CoV-2感染的一個(gè)重要目標(biāo)。通過(guò)分子對(duì)接方法發(fā)現(xiàn)，蜂膠乙醇提取物的主要成分羥基肉桂酸（咖啡酸、對(duì)香豆酸、叔肉桂酸和CAPE）、黃烷酮蕓香苷和楊梅素、黃酮類橙皮苷、柯因和喬松素中，蕓香苷與ACE2的結(jié)合能力最高，其次是楊梅素、CAPE、橙皮素和松皮精。此外，蜂膠組分兒茶素和對(duì)香豆酸具有較強(qiáng)的ACE抑制活性。

宿主細(xì)胞表面的ACE2和TMPRSS2被SARSCoV-2通過(guò)與刺突糖蛋白相互作用以進(jìn)行入侵和復(fù)制。通過(guò)與相關(guān)靶點(diǎn)的分子對(duì)接，發(fā)現(xiàn)蜂膠組分槲皮素和山奈酚與刺突糖蛋白具有較高的對(duì)接分?jǐn)?shù)。山奈酚可能是一種用于對(duì)抗COVID-19的重要蜂膠成分，因?yàn)樗梢砸种芓MPRSS2的表達(dá)，除了具有抗病毒活性外，還與ACE2、RdRp和刺突糖蛋白（SGp）具有相互作用。

三、蜂膠可以抑制PAK-1，潛在避免肺纖維化和恢復(fù)正常的免疫反應(yīng)

在控制COVID-19損傷的可能靶點(diǎn)中，主要的“致病性”激酶PAK1是關(guān)鍵。PAK1是瘧疾和病毒感染的一個(gè)重要組成部分，當(dāng)它非正常激活時(shí)，與癌癥、炎癥和免疫抑制相關(guān)疾病有關(guān)。PAK1激活的后果包括肺纖維化，這是COVID-19的加重因素。PAK1可被RAC激活，蜂膠中的CAPE可以滅活RAC，從而抑制PAK1。PAK1的直接失活或上游失活可能減弱冠狀病毒的發(fā)病機(jī)制。PAK1可以抑制淋巴細(xì)胞（B細(xì)胞和T細(xì)胞）產(chǎn)生針對(duì)病毒和其他入侵者的特異性抗體。因此，PAK1抑制劑可以幫助對(duì)抗病毒和恢復(fù)機(jī)體正常的免疫反應(yīng)。

酒神菊屬型蜂膠中的阿替匹林C可以選擇性抑制PAK1。蜂膠中的類黃酮（CAPE、槲皮素、橙皮苷等）可以抑制Th1和Th2型T細(xì)胞因子的產(chǎn)生，同時(shí)增加重要的抗炎細(xì)胞因子TGF-β1。此外，CAPE可以通過(guò)下調(diào)JAK2/STAT3信號(hào)傳導(dǎo)減弱氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)，發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。阿替匹林C可通過(guò)抑制NF-kB信號(hào)通路發(fā)揮抗炎作用。

蜂膠與典型的免疫抑制劑不同，蜂膠有助于避免疾病初期的免疫抑制，并在后期減輕過(guò)度的宿主炎癥反應(yīng)，抑制過(guò)量的IL-6、IL-2和JAK信號(hào)傳導(dǎo)。有證據(jù)表明蜂膠及其成分會(huì)干擾病毒的復(fù)制和傳染性，可能由于抗炎特性而減少肺部炎癥，同時(shí)增強(qiáng)免疫系統(tǒng)，幫助改善COVID-19的癥狀（圖1）。

SARS-CoV-2進(jìn)入靶細(xì)胞需要spike蛋白與ACE2結(jié)合，并被TMPRSS2激活。在結(jié)合后，幾個(gè)信號(hào)被觸發(fā)，發(fā)生病毒內(nèi)吞作用和PAK1激活，這降低了適應(yīng)性免疫反應(yīng)和針對(duì)病毒的抗體產(chǎn)生。PAK1也刺激CCL2的產(chǎn)生，從而產(chǎn)生纖維化反應(yīng)。病毒感染誘導(dǎo)核轉(zhuǎn)移因子NF-kB的激活，造成局部促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生。蜂膠及其化合物可以下調(diào)TMPRSS2和ACE2的表達(dá)，從而限制病毒的進(jìn)入。此外，蜂膠及其化合物可促進(jìn)NF-kB和單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)反應(yīng)，減少促炎細(xì)胞因子的過(guò)量產(chǎn)生，并減少PAK1的激活，增加抗SARS-CoV-2抗體的產(chǎn)生。

（未完待續(xù)）