治療新型冠狀病毒肺炎潛在藥物：Remdesivir

庹 琳，楊興祥，周巧靈，楊仁國

(四川省醫學科學院·四川省人民醫院感染科，四川 成都 610072)

2019年12月，我國湖北省武漢市出現了一系列不明原因的肺炎病例。經研究發現感染源為一類新型的冠狀病毒(CoVs)，后被命名為2019新型冠狀病毒(2019 novel coronavirus，2019-nCoV)(圖1)[1]。截止2020年3月1日，全世界已有86461人受到病毒侵害，死亡2978人。目前尚無循證醫學證據支持現有抗病毒藥物對 2019-nCoV 有效[2]，因此尋找到合適的抗病毒藥物對于控制疫情蔓延十分危急且重要。

Remdesivir(GS-5734)是一類抑制RdRp(RNA-dependent RNA polymerase)的腺苷核苷酸類似物，見圖2。疫情爆發初期，復旦大學盧洪洲教授提出廣譜抗病毒藥物Remdesivir[3～5]是治療2019-nCoV的潛在藥物之一[6]。2020年2月1日發表的有關美國首例新冠肺炎患者的個案報道中，患者使用Remdesivir后低氧血癥、肺部感染等得到了很好的恢復[7]。上述報道均提示Remdesivir極有可能成為新型冠狀病毒肺炎潛在的治療藥物，本文主要對該化合物的歷史、作用機制、臨床研究等方面進行綜述。

1 歷史

2013～2016年西非爆發的埃博拉病毒感染是有史以來最大規模的埃博拉相關疫情，累計超過28000例患者受到感染，并導致超過500名醫護人員在內的11000重癥感染者死亡[8]。針對埃博拉病原，研究者在早期臨床試驗中開發了包括單克隆抗體(ZMapp)，7種干擾RNA，和小分子核苷抗病毒藥(favipiravir/brincidofovir)等[9～11]，但是這些潛在的療法均未建立起用于治療病毒急性感染或持續后遺癥的臨床功效。

圖1 新型冠狀病毒武漢株01(國家微生物科學數據中心.首株環境樣本中分離的新型冠狀病毒毒種信息[EB/OL].2020-01-27.http：//nmdc.cn/#/nCoV)

圖2 Remdesivir的分子結構[4](Agostini M L.mBio，2018，9(2))

Remdesivir是疾病預防控制中心(CDC)和美國陸軍傳染病醫學研究所(USAMRIID)合作，從1000個不同的核苷和核苷膦酸酯類似物的文庫中篩選出了針對埃博拉病毒(Ebola virus，EBOV)的化合物之一。在巨噬細胞中，以埃博拉病毒EC50=86 nm作為臨床候選指標之一，重點篩選和前導優化鑒定出GS-5734，其包含的1′-CN基團和C連接的核堿基對于抗EBOV效能和針對宿主聚合酶的選擇性至關重要。在非人類靈長類EBOV感染模型中，感染后3～14天，每天一次靜脈注射10 mg/kg Remdesivir，對病毒血癥和死亡率有顯著影響，導致被感染動物的存活率為100%，從而實現了臨床前療效[12]。目前，該藥物已經在烏干達完成了治療埃博拉病毒的II期臨床試驗，大型臨床試驗驗證了其安全性[13]。III期臨床試驗已于2020年2月3日在中國武漢中日友好醫院的270例樣本中進行，不同的是此次臨床實驗針對的病原體是2019-nCov。

2 抗冠狀病毒的藥物

CoVs是一種有包膜的正單鏈RNA病毒，包括α、β、γ、δ四類基因組，可感染鳥類和多種哺乳動物[14]。大多數CoVs菌株的寄主范圍較窄，迄今為止已知僅α、β亞科可以感染人類，但是隨著人類和野生動物生態學的重疊越來越多，人畜共患的CoV更傾向于出現在人類群體。嚴重的急性呼吸綜合癥冠狀病毒(SARS-CoV)和中東呼吸綜合癥冠狀病毒(MERS-CoV)及本次的2019-nCoV均屬于人畜共患的β屬冠狀病毒，其自然宿主主要為蝙蝠[15]。這些新穎的冠狀病毒能夠有效利用人類血管緊張素轉化酶2(Angiotensin Converting Enzyme 2，ACE2)受體，在人類氣道粘膜細胞等中復制至高滴度，并且對現有的藥物及疫苗具有抵抗性[16]。因此，急需研究出一類廣譜的抑制冠狀病毒的藥物或疫苗，應對當前或將來出現的新型冠狀病毒感染疫情。

冠狀病毒是病毒中種類最多，變異最快的組之一，而新型的冠狀病毒會在無法預測的時間內反復出現，因此專門針對現有的冠狀病毒復制的藥物可能對新型冠狀病毒無效，包括特異性的病毒酶抑制劑[17]，靶向受體細胞的試劑[18]以及單克隆抗體[19]等。因此，廣譜的抗冠狀病毒藥物是急需深入研究并進行進一步臨床實驗的。靶向病毒核苷酸的藥物通常具有針對多種CoV和其他病毒的廣譜活性，如霉酚酸酯[20]；針對長病毒雙鏈RNA(dsRNA)的抗病毒藥物選擇性地誘導在包含病毒dsRNA的細胞凋亡，如DRACO[21]；抑制CoV蛋白酶能夠抑制冠狀病毒的復制、裂解以及釋放，如洛匹那韋/利托那韋[22]；增強宿主固有的干擾素反應能夠控制感染后的冠狀病毒的復制，如干擾素α/干擾素β[23，24]。

3 Remdesivir抗冠狀病毒的作用

2016年，Warren等[12]報道了腺苷類似物Remdesivir在非人類靈長類動物中對埃博拉病毒的體內抗病毒功效。其發揮作用主要靶向于CoV RNA依賴的RNA聚合酶(RdRp)，而鑒于CoV復制酶固有的遺傳保守性，Remdesivir有極大的希望能夠作為一類廣譜的抗冠狀病毒藥物對抗過去、現在和將來的CoV。

2017年Baric等[3]在細胞層面驗證了Remdesivir能夠抑制多種冠狀病毒(如SARS-CoV、MERS-CoV以及人畜共患的蝙蝠-CoV)的復制，并且能夠在小鼠模型中減少SARS-CoV引起的肺部疾病，包括裸露的細支氣管炎，炎性浸潤的血管周圍蓄積(即“套囊”)以及與彌漫性肺泡損害相關的肺泡內水腫，提示其具有一定的預防作用。類似的，Denison等[4]于2018年也證實了Remdesivir能夠以最小的細胞毒型抑制小鼠肝炎病毒、SARS-CoV、MERS-CoV等多種冠狀病毒，提示了其在臨床應用的可行性及安全性。而今年最新的研究比較了Remdesivir與經典的LPV/RTV-IFNβ抗病毒聯用藥物，結果在體內、體外實驗中均體現出了Remdesivir具有更好的抗病毒活性，并且其是唯一可顯著降低肺部病理的治療方法[25]。上述文章均體現了Remdesivir抗冠狀病毒的作用，并且其可能成為此次2019-nCoV潛在的有效藥物。

4 Remdesivir的藥效學研究

4.1 動物實驗在恒河猴模型上已證實，靜脈注射Remdesivir有強大的抑制埃博拉病毒的作用。在感染埃博拉病毒的恒河猴模型中，每天一次靜脈給予10 mg/kg或是3 mg/kg GS-5734連續12天，均可導致EBOV復制受到嚴重抑制。而10 mg/kg劑量的治療組能夠保護100%EBOV感染的動物免于致死性疾病，并且改善其臨床疾病征象和病理生理指標。即使在病毒暴露三天后開始治療，在六只經治療的動物僅有兩只檢測到全身病毒RNA，提示為該小分子抗病毒化合物在非人靈長類動物中提供了第一個實質性的接觸后保護[12]。在另一研究中，給非洲綠猴接種致死劑量的尼帕病毒，24小時后開始每日一次的靜脈內Remdesivir治療持續12天，與對照組動物均出現嚴重的呼吸道癥狀并死于感染相反，治療組中僅有兩只出現輕度的呼吸道癥狀[26]。

4.2 臨床試驗2018年11月20日至2019年8月9日，研究人員在剛果民主共和國進行了四種EVD療法的臨床試驗，共招募到681例埃博拉病毒RNA陽性患者參與研究，隨機接受三聯單克隆抗體ZMapp (對照組)、抗病毒藥物Remdesivir、單抗單克隆抗體MAb114或三聯單克隆抗體REGN-EB3。研究的主要終點是28天死亡。Remdesivir組的患者在第1天接受負荷劑量(成人200 mg，兒科患者根據體重進行劑量調整)，然后在第2天開始接受每日維持劑量(成人100 mg)，持續9到13天[13]。

在研究過程中，研究人員針對四種療法報告了29例嚴重不良事件，可能與實驗性治療有關，且并非所有事件都在治療期間發生。Remdesivir的安全性概況與其先前發表的I期實驗結果相符，提示其臨床應用具有一定的安全性。但令人遺憾的是，Remdesivir治療組中患者28天死亡率高達53.1%，顯著高于另外3個治療組；由于增高的死亡率，估計病毒清除的中位時間超過28天，治療效果并不理想。

4.3 對嬰幼兒埃博拉病毒感染病例的治療作用埃博拉病毒感染后患者死亡率在在胎兒和新生兒中最高，幾乎所有受EBOV感染的孕婦都以流產或死胎而告終。2017年，Antierens等報道了首個先天性獲得性埃博拉病毒感染的幸存的新生兒[27]。在救治過程中，患兒出現發熱及陣攣性肌肉活動，考慮到可能的中樞神經系統病毒感染，醫生考慮加用能夠穿過血腦屏障的小分子抗病毒藥物Remdesivir，靜脈輸注10 mg/day藥物并持續12天。整個治療過程中及療程結束后患兒耐受良好，無肝腎功能受損的表現，且沒有任何與藥物相關的毒性證據。雖然沒有足夠的腦脊液相關證據證明Remdesivir能夠清除神經系統內復制的病毒，但在沒有特異性治療措施的前提下可以考慮使用廣譜的小分子抗病毒藥物在內的多種藥物聯合治療。

5 Remdesivir的耐藥性問題

冠狀病毒具有獨特的核糖核酸外切酶(Exoribonuclease，ExoN)，并且由于其校對活性，使多種抗病毒核苷的藥物(如5-氟尿嘧啶和利巴韋林)產生耐藥性[28]。在β冠狀病毒鼠肝炎病毒(Mouse Hepatitis Virus，MHV)模型中，Remdesivir在缺少校對的ExoN(-)突變株顯示出藥物易感性增加；而在野生型(WT)病毒中，Remdesivir仍會干擾nsp12聚合酶，并通過增加濃度來克服耐藥性，從而顯著抑制病毒復制和病毒RNA合成[4]。上述結果進一步支持了Remdesivir作為一類廣譜的抗病毒藥物，可抵御現有和未來新發的CoV疫情。

6 結語

Remdesivir(GS-5734)是一種潛在的廣譜抗病毒藥物，其能夠在體內三磷酸化，作為底物加入到合成病毒RNA過程中，從而中斷病毒基因組的復制。在前期針對埃博拉病毒治療的II期臨床試驗中Remdesivir展現了良好的安全性。在針對多種冠狀病毒的體外實驗中，Remdesivir能夠強效且安全地抑制病毒復制。而正在開展的Remdesivir的III期臨床試驗，為人類控制2019-nCov疫情提供了一個新的潛在有效選擇。