蜂膠抵御SARS-CoV-2感染和COVID-19疾病的潛力

浙江大學動物科學學院，杭州 310058

2020年新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）大流行對人類健康和經濟造成了重大影響，引起了人們的高度關注。它與近期在世界范圍內造成嚴重影響的流感和其他類型的疾病相比，致命性更強，迫使各國采取一些非常規的措施，如限制旅行、關閉學校、企業，避免人們在公共場合聚集和相互接觸。但由于病毒常常通過無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驗中。隨著人們生活逐漸試圖恢復常態，社交距離減小，使得感染的風險增加。天然藥物在歷史上被廣泛用于預防和改善疾病，是被考慮作為嚴重急性呼吸綜合征-冠狀病毒-2（SARS-CoV-2）感染的輔助治療方法之一，因為它們通常價格低廉，容易獲得，不良副作用較少，并且其中一些已被證實具有抗病毒活性?？紤]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。蜂膠長期以來被用于傳統草藥，是深受消費者喜愛的保健品。COVID-19大流行重新喚起了全世界對蜂膠產品的興趣，研究表明蜂膠對于SARS-CoV-2感染機制具有潛在的治療作用。2020年8月17日，《Biomedicine& Pharmacotherapy》雜志在線發表了巴西學者Andresa Berretta、Marcelo Silveira、David De Jong與美國學者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脂等分泌物加工而成的天然產物。植物可通過產生植物化學物質來防御病原體，其中許多防御物質已被提取并用于藥物。蜜蜂采集的植物防御物質包括酚類和萜類物質。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，并利用其出色的抗菌特性制成蜂膠，進而保護蜂群。蜜蜂對蜂膠的生產和使用已經發展到較高的高度：這些群居蜜蜂的免疫基因比獨居的昆蟲物種要少得多；蜂群中生產更多蜂膠的蜜蜂更健康，壽命更長；蜂膠的攝入增強了它們對細菌挑戰的免疫反應。近幾十年來，研究表明蜂膠具有抗菌（包括抗病毒）、抗炎、免疫調節、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換酶2（ACE2）結合。刺突蛋白的激活是通過蛋白酶介導的，如絲氨酸蛋白酶2（TMPRSS2），在病毒感染中發揮重要作用。冠狀病毒侵入后，接著是內吞作用，導致P21激活激酶1（PAK1）上調，PAK1是一種介導肺部炎癥、肺纖維化和其他關鍵死亡因素的激酶。PAK1水平的升高也會抑制適應性免疫反應，促進病毒復制。SARS-CoV-2感染與升高的趨化因子水平和活化的促炎細胞因子相關，導致非典型肺炎的發展，包括快速呼吸功能障礙和肺功能衰竭。免疫/炎癥現象（如細胞因子釋放綜合征）在SARS-CoV-2感染譜中占有重要地位，這些機制與器官功能障礙的關系比本身的病毒載量更大?；仡櫺杂^察研究發現，比起患有輕微疾病的患者，患有嚴重的COVID-19的患者血清中具有更高水平的促炎細胞因子，如白細胞介素-6（IL-6）、白細胞介素-1β（IL-1β）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）?；诜淠z的功能活性和冠狀病毒的感染特點，蜂膠抵御COVID-19的潛在可能性包括以下7個方面：

一、蜂膠化合物與SARS-CoV-2MPRO存在潛在相互作用

科學家已經研究了冠狀病毒的遺傳密碼和SARS-CoV-2造成損害的潛在機制，以幫助尋找藥物及潛在靶點，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是藥物發現的相關靶點。

沿著這條思路，利用電子計算機（分子對接）評估天然化合物，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現的咖啡酸苯乙酯（CAPE）、高良姜素、柯因和咖啡酸，似乎是對抗這一病毒靶點的潛在藥物。具體來說，在一項類似的研究中，CAPE被預測會與SARSCoV-2 MPRO相互作用。因此，有必要進行體外實驗來評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對宿主細胞的入侵

SARS-CoV-2與ACE2強結合，利用該酶作為受體在宿主細胞中進行入侵和復制，造成損害并增加人際傳播。因此，ACE抑制劑被認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）對使用者的潛在有害影響已成為COVID-19患者治療的一個擔憂。一項涉及8910名患者的觀察性研究沒有證實這一懷疑，因此這類藥物仍然是預防潛在心血管疾病的重要工具。

ACE2酶的抑制是治療SARS-CoV-2感染的一個重要目標。通過分子對接方法發現，蜂膠乙醇提取物的主要成分羥基肉桂酸（咖啡酸、對香豆酸、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香豆酸具有較強的ACE抑制活性。

宿主細胞表面的ACE2和TMPRSS2被SARSCoV-2通過與刺突糖蛋白相互作用以進行入侵和復制。通過與相關靶點的分子對接，發現蜂膠組分槲皮素和山奈酚與刺突糖蛋白具有較高的對接分數。山奈酚可能是一種用于對抗COVID-19的重要蜂膠成分，因為它可以抑制TMPRSS2的表達，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正常的免疫反應

在控制COVID-19損傷的可能靶點中，主要的“致病性”激酶PAK1是關鍵。PAK1是瘧疾和病毒感染的一個重要組成部分，當它非正常激活時，與癌癥、炎癥和免疫抑制相關疾病有關。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病機制。PAK1可以抑制淋巴細胞（B細胞和T細胞）產生針對病毒和其他入侵者的特異性抗體。因此，PAK1抑制劑可以幫助對抗病毒和恢復機體正常的免疫反應。

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細胞因子的產生，同時增加重要的抗炎細胞因子TGF-β1。此外，CAPE可以通過下調JAK2/STAT3信號傳導減弱氧化應激和炎癥反應，發揮免疫調節作用。阿替匹林C可通過抑制NF-kB信號通路發揮抗炎作用。

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，并在后期減輕過度的宿主炎癥反應，抑制過量的IL-6、IL-2和JAK信號傳導。有證據表明蜂膠及其成分會干擾病毒的復制和傳染性，可能由于抗炎特性而減少肺部炎癥，同時增強免疫系統，幫助改善COVID-19的癥狀（圖1）。

SARS-CoV-2進入靶細胞需要spike蛋白與ACE2結合，并被TMPRSS2激活。在結合后，幾個信號被觸發，發生病毒內吞作用和PAK1激活，這降低了適應性免疫反應和針對病毒的抗體產生。PAK1也刺激CCL2的產生，從而產生纖維化反應。病毒感染誘導核轉移因子NF-kB的激活，造成局部促炎細胞因子的產生。蜂膠及其化合物可以下調TMPRSS2和ACE2的表達，從而限制病毒的進入。此外，蜂膠及其化合物可促進NF-kB和單核細胞/巨噬細胞的免疫調節反應，減少促炎細胞因子的過量產生，并減少PAK1的激活，增加抗SARS-CoV-2抗體的產生。

（未完待續）