伊維菌素用于新型冠狀病毒肺炎防治的研究

葛沐子伍一軍

(中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所分子毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)室,北京 100101)

新型冠狀病毒肺炎(coronavirus disease 2019,COVID-19)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新冠肺炎”),是由新型冠狀病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)感染引發(fā)的高傳染性疾病。 其感染的初始癥狀主要包括發(fā)燒、咳嗽、肌痛、疲勞,疾病后期出現(xiàn)呼吸困難,嚴(yán)重的會(huì)發(fā)展為急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)或多臟器衰竭(multiple organ failure,MOF)[1]。 研究發(fā)現(xiàn),SARS-CoV-2 感染可加重已有的基礎(chǔ)性疾病(如心血管疾病、糖尿病),并導(dǎo)致更嚴(yán)重的靶器官損傷[2]。 在病理方面,新冠肺炎患者的尸檢和活檢報(bào)告顯示肺部表現(xiàn)為嚴(yán)重水腫,并伴有組織滲出液,局灶性反應(yīng)性增生,肺細(xì)胞和肺泡巨噬細(xì)胞受損以及片狀細(xì)胞浸潤(rùn)[3]。 由于新冠肺炎的高傳染性,需要采取有效措施抑制其傳播。

目前應(yīng)對(duì)新冠肺炎主要是依靠疫苗預(yù)防以及藥物治療。 在預(yù)防方面,由于疫苗研發(fā)周期較長(zhǎng)且作用滯后,以及新毒株的不斷出現(xiàn),疫苗的有效性難以保證。 在治療方面,暫無(wú)確證有效的藥物被研發(fā)出用于新冠肺炎的治療。 此外,疫苗研發(fā)由于病毒株的突變導(dǎo)致疫苗實(shí)際效用呈現(xiàn)降低趨勢(shì)[4],這些使得全球疫情控制遭遇困難,迫切需要新的藥物防治策略。

1 新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)的藥物治療現(xiàn)狀

1.1 新冠肺炎的防治策略

針對(duì)新冠肺炎的防治措施主要有以下幾個(gè)方面:預(yù)防其病原SARS-Co-V-2 的感染;阻斷SARSCoV-2 在患者體內(nèi)的增殖;對(duì)因SARS-CoV-2 感染導(dǎo)致的組織器官損傷給予對(duì)癥治療。 在預(yù)防病毒感染方面,開(kāi)展了SARS-CoV-2 的基礎(chǔ)生物學(xué)的研究,已知該病毒屬于單鏈正向RNA 病毒,其基因組序列與其他冠狀病毒種類(lèi)相似,與重癥急性呼吸綜合征冠狀病毒 ( severe acute respiratory syndrome coronavirus,SARS-CoV)約有80%的相似性,與中東呼吸綜合征冠狀病毒(middle east respiratory syndrome coronavirus,MERS-CoV)有50%左右的相似性[5]。 由于RNA 病毒具有易突變的特性,SARSCoV-2 目前已出現(xiàn)大量的變異株。 由于SARS-CoV-2 的刺突蛋白中的D614 G 位點(diǎn)突變、ORF7a 基因的缺失、nsp1 基因缺失等突變,導(dǎo)致現(xiàn)在的流行病毒株從基因組水平到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)都已發(fā)生了改變[6-7]。

在阻斷SARS-CoV-2 體內(nèi)增殖方面,早期開(kāi)發(fā)的抗體藥物在新冠肺炎發(fā)展初期使用可以降低重癥率和死亡率,例如:中和抗體LY-CoV555 對(duì)降低新冠肺炎的死亡率有一定效果[8],但后期病毒基因組變異,德?tīng)査?delta strain)流行(目前又出現(xiàn)omicron 變種),抗體藥物治療新冠肺炎的有效率顯著下降。 實(shí)際上,抗體療法同疫苗一樣,亦受限于病毒變異性的影響。

當(dāng)因感染SARS-CoV-2 導(dǎo)致組織器官出現(xiàn)損傷時(shí),臨床上常根據(jù)損傷器官的特點(diǎn)給予對(duì)癥治療,例如:用糖皮質(zhì)激素治療肺部乃至全身的炎癥[9]、用已獲治愈新冠肺炎患者康復(fù)期血漿治療SARSCoV-2 感染的重癥患者[10]、用體外膜肺氧合技術(shù)(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)救治急性呼吸衰竭患者[11]等。 但這些措施的效果并不十分確切,甚至?xí)尰颊吡粝聡?yán)重的后遺癥(例如,大劑量激素治療引起骨質(zhì)疏松癥、庫(kù)欣綜合征等)[12],臨床上迫切需要更為有效的化療藥物,以便在病毒造成嚴(yán)重?fù)p傷之前將其從體內(nèi)清除或使其失活。

采用相對(duì)廣譜的抗病毒藥物是應(yīng)對(duì)新冠肺炎傳染的重要策略之一[13-14]。 新冠肺炎治療的化學(xué)藥物的研發(fā)目前主要有兩種途徑:一是從頭研發(fā)新藥,但新藥研發(fā)周期長(zhǎng),能否應(yīng)對(duì)不斷突變的流行毒株存疑。 另外,新藥研發(fā)難度大,失敗風(fēng)險(xiǎn)高。有報(bào)道美國(guó)默沙東公司研發(fā)的藥物莫努匹拉韋(molnupiravir)可使新冠肺炎患者住院/死亡率降低50%[15],但其代謝物β-d-N4-羥基胞苷(β-d-N4-hydroxycytidine)可被宿主細(xì)胞通過(guò)核糖核苷酸還原酶代謝為2’-脫氧核糖核苷形式進(jìn)而摻入宿主細(xì)胞的DNA[16],其安全性存在很大隱患,且售價(jià)高昂。此外,先后有包括瑞德西韋(remdesivir)和利巴韋林(ribavirin)在內(nèi)的多種藥物已經(jīng)完成測(cè)試或尚在測(cè)試中[17-18]。 這些化療藥物在理論上可以通過(guò)不同機(jī)制來(lái)抑制病毒的感染和增殖,但遺憾的是,到目前為止,所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都不太理想(對(duì)大多數(shù)患者無(wú)效或者存在嚴(yán)重的副作用等)[17-18]。 除了研發(fā)新藥外,“老藥新用”的概念也同樣適用于新冠肺炎的治療藥物的開(kāi)發(fā)。 一種曾經(jīng)被美國(guó)FDA 批準(zhǔn)用于抗寄生蟲(chóng)病的“老藥”伊維菌素(ivermectin)從一開(kāi)始就受到(不同尋常的)關(guān)注,有研究者報(bào)道了伊維菌素對(duì)抗SARS-CoV-2 的相關(guān)實(shí)驗(yàn)效果[19-21],體外藥物實(shí)驗(yàn)顯示伊維菌素對(duì)新流行的奧密克戎變異株也有較好的抑制作用[22]。 這些研究給出的結(jié)果雖然是比較初步的研究數(shù)據(jù),但提示伊維菌素有可能用于新冠肺炎的防治。

2 伊維菌素藥物的特點(diǎn)及其用于新冠肺炎防治的可行性

2.1 伊維菌素簡(jiǎn)介

伊維菌素是一種十六元大環(huán)內(nèi)脂化合物,它是阿維菌素(avermectin)家族的一員。 阿維菌素來(lái)源于土壤中的放線菌Streptomycesavermitilis的發(fā)酵產(chǎn)物,并非單一化合物,目前在醫(yī)學(xué)及動(dòng)物醫(yī)學(xué)臨床上應(yīng)用的阿維菌素類(lèi)藥物有8 種,分別是伊維菌素(ivermectin)、阿維菌素(abamectin)、多拉菌素(doramectin)、依普菌素(eprinomectin)、莫西菌素(moxidectin)和司拉菌素(selamectin)。 這8 種藥物通常是含不同比例的4 種主要成份(A1a、A2a、B1a和B2a)和4 種次要成分(A1b、A2b、B1b 和B2b)的混合物[23],其中伊維菌素是22,23-二氫阿維菌素B1a 和B1b 的混合物,已經(jīng)被美國(guó)FDA 批準(zhǔn)用于抗寄生蟲(chóng)病的治療。 除了作為驅(qū)蟲(chóng)劑和殺蟲(chóng)劑,伊維菌素也被認(rèn)為具有抗病毒和抗瘧等多種藥理作用[24-26]。 伊維菌素的作用譜廣、效用高且較為安全,自1987 年以來(lái),該藥物在動(dòng)物疾病與人類(lèi)疾病的治療中一直被廣泛應(yīng)用[27]。

2.2 伊維菌素作為藥物的作用特點(diǎn)

伊維菌素的抗寄生蟲(chóng)作用機(jī)制研究最為透徹,它能夠與谷氨酸門(mén)控氯離子通道特異性結(jié)合,使氯離子大量流入細(xì)胞,細(xì)胞處于持續(xù)超極化狀態(tài),導(dǎo)致動(dòng)作電位形成減少,從而導(dǎo)致進(jìn)一步功能阻斷。最終表現(xiàn)為全身運(yùn)動(dòng)麻痹,進(jìn)食也會(huì)受到影響,從而使寄生蟲(chóng)死亡[28]。 由于谷氨酸門(mén)控氯離子通道只存在于無(wú)脊椎動(dòng)物中,而脊椎動(dòng)物體內(nèi)無(wú)此作用靶點(diǎn),所以對(duì)哺乳動(dòng)物的毒性較小[23]。

除了抗寄生蟲(chóng)作用以外,伊維菌素還被證明具有治療癌癥的潛在用途[29]。 其通過(guò)誘導(dǎo)癌細(xì)胞程序性死亡(主要是凋亡),在處理Hela 細(xì)胞后,直接能檢測(cè)到細(xì)胞色素c 從線粒體的釋放[30],凋亡相關(guān)的形態(tài)變化也伴隨發(fā)生,包括染色質(zhì)凝聚、核斷裂、DNA 斷裂和凋亡小體形成等。 而凋亡的誘發(fā)能夠使得受病毒感染的細(xì)胞死亡,破壞病毒復(fù)制周期[31]。 前期FDA 批準(zhǔn)的12 種抗新冠藥物中,就有多種可作用于調(diào)節(jié)程序性細(xì)胞死亡的過(guò)程[32]。 這暗示著伊維菌素或具備抗SARS-CoV-2 感染的潛力。 FDA 批準(zhǔn)伊維菌素作為抗寄生蟲(chóng)化療藥使用時(shí),成人的使用劑量為200 μg/kg,有報(bào)道伊維菌素的最高使用劑量達(dá)1700 μg/kg[33],半衰期約18 h。這些數(shù)據(jù)表明,伊維菌素對(duì)人體的毒性低,使用安全。

3 伊維菌素應(yīng)用于新冠肺炎防治的實(shí)驗(yàn)研究

3.1 伊維菌素抗SARS-CoV-2 感染的研究

已知伊維菌素具有廣譜抗病毒活性[19],可通過(guò)抑制靶向宿主核轉(zhuǎn)運(yùn)輸入蛋白(importin α/β1 protein,IMP α/β1)的功能抑制病毒的胞內(nèi)復(fù)制[34]。病毒通過(guò)其表面的刺突蛋白(spike protein)與宿主細(xì)胞膜上的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2 號(hào)(angiotensinconverting enzyme 2,ACE2)受體蛋白結(jié)合進(jìn)入細(xì)胞后,可利用胞內(nèi)“非結(jié)構(gòu)蛋白5 號(hào)(non-structural protein 5,NS5)”抑制宿主的抗病毒反應(yīng)以增強(qiáng)自身感染能力。 理論上,如果可以抑制或者阻斷NS5 入核,就可以有效地減少病毒增殖[35]。 IMPα/β1 核轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是核轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程的關(guān)鍵蛋白。 伊維菌素可以解離預(yù)先形成的IMPα/β1 異二聚體,并通過(guò)與IMPα 重復(fù)序列結(jié)合來(lái)影響IMPα 的熱穩(wěn)定性和α-螺旋度,導(dǎo)致IMPα 蛋白無(wú)法形成[34]。 由于缺少核轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白IMPα/β1,整合酶和NS5 等無(wú)法入核,缺少相應(yīng)的組件,RNA 病毒就無(wú)法在胞內(nèi)進(jìn)行有效增殖,進(jìn)而可被宿主的抗病毒反應(yīng)清除,具體詳見(jiàn)圖1。

除了直接抑制病毒的有效增殖外,伊維菌素還可能通過(guò)間接作用產(chǎn)生廣譜抗病毒活性。 已知伊維菌素是細(xì)胞內(nèi)核法尼酯X 受體(farnesoid X receptor,FXR)的配體,與后者特異性結(jié)合,以依賴(lài)于FXR 的方式改變細(xì)胞對(duì)胰島素的敏感性,導(dǎo)致血清中的膽固醇和葡萄糖水平降低[36],而后者作為重要的細(xì)胞能量供給組成,其含量降低可影響病毒增殖效率。 最近的相關(guān)研究揭示,SARS-CoV-2 在復(fù)制過(guò)程中如果抑制細(xì)胞糖酵解途徑的限速酶,復(fù)制可被完全阻斷,而抑制ATP 合成卻達(dá)不到相同的效果,說(shuō)明該病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制過(guò)程中主要利用糖酵解途徑供給能量[37],提示伊維菌素有可能通過(guò)抑制細(xì)胞葡萄糖水平從而間接抑制SARS-CoV-2 的增殖。

生物信息學(xué)分析也證明伊維菌素很可能有抑制SARS-CoV-2 的作用。 利用生物信息技術(shù)對(duì)SARS-CoV-2 重要藥物靶點(diǎn)受體結(jié)合區(qū)(receptor binding domain,RBD)和伊維菌素結(jié)構(gòu)的結(jié)合能力的預(yù)測(cè)分析發(fā)現(xiàn),伊維菌素可停靠在細(xì)胞膜上ACE2 蛋白的第91 位亮氨酸和第378 位組氨酸區(qū)域。 伊維菌素與SARS-CoV-2 的刺突蛋白和細(xì)胞膜的ACE2 蛋白復(fù)合物(spike-ACE2 complex)的結(jié)合能值為-18 kcal/mol,結(jié)合常數(shù)為5.8×10-8[38]。 已知ACE2 是可以與SARS-CoV-2 結(jié)合的主要靶點(diǎn),所以伊維菌素很可能干擾SARS-CoV-2 刺突蛋白與細(xì)胞膜的附著,阻止病毒感染(參見(jiàn)圖1)。 另一項(xiàng)研究用伊維菌素(20 μmol/L)處理人卵巢癌細(xì)胞株后通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)分析發(fā)現(xiàn),有52 個(gè)與SARS-CoV-2相關(guān)的蛋白表達(dá)水平受到調(diào)控[21],提示伊維菌素可通過(guò)擾動(dòng)病毒的響應(yīng)而抑制病毒感染。 但這只是從組學(xué)層面的分析,實(shí)際對(duì)SARS-CoV-2 的作用效果還需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

圖1 伊維菌素抗新冠肺炎的可能機(jī)制Note. Ivermectin binds to the receptor ACE2 on the cell surface to inhibit SARS-CoV-2 entry into the cell, and blocks the translocation of viral NS5 protein to nucleus by inhibiting host IMPα/β heterodimer which is responsible for protein nuclear import to prevent the inhibitory action of the virus on the host antiviral response. In addition, ivermectin alleviates the inflammatory response by inhibiting the so-called cytokine storm induced by the virus.Figure 1 Mechanisms of action of ivermectin against COVID-19

通過(guò)對(duì)伊維菌素抗SARS-CoV-2 的體外抑制實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),伊維菌素確實(shí)具有抗SARS-CoV-2 的效果。例如:利用表達(dá)細(xì)胞表面信號(hào)淋巴細(xì)胞激活分子(signaling lymphocytic activation molecule,SLAM)的猴腎細(xì)胞進(jìn)行的體外抗病毒測(cè)試的結(jié)果顯示,單劑量伊維菌素能夠使SARS-CoV-2(澳大利亞分離株)在Vero/hSLAM 細(xì)胞中的復(fù)制總量降低5000倍[20]。 然而,這一研究結(jié)果的臨床應(yīng)用存在疑問(wèn)。經(jīng)測(cè)試,伊維菌素對(duì)SARS-CoV-2 的半數(shù)抑制濃度(IC50)比該藥物的最大血漿濃度(Cmax)高35 倍,若要在SARS-CoV-2 的主要侵染器官肺部達(dá)到IC50所需的藥物濃度,則必須將伊維菌素的使用劑量提高到目前推薦使用劑量的25 倍以上[39],這很可能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的副作用甚至導(dǎo)致機(jī)體的損傷。 此外,該研究測(cè)試所用細(xì)胞系為腎細(xì)胞,并不是SARS-CoV-2侵染的主要靶細(xì)胞。 到目前為止,尚未見(jiàn)有關(guān)伊維菌素抗SARS-CoV-2 的效果在肺細(xì)胞系中的測(cè)試報(bào)道[20]。

3.2 伊維菌素可能具有防治新冠肺炎的作用

有報(bào)道伊維菌素可以有效降低輕癥和重癥新冠肺炎患者的死亡率[40-41]。 相較于安慰劑組和藥物聯(lián)用組(解熱藥和抗組胺藥及抗生素聯(lián)合使用),伊維菌素組的患者鼻拭子轉(zhuǎn)陰時(shí)間較短,中位數(shù)為4 d,而藥物聯(lián)用組中位數(shù)為7 d;且伊維菌素組的患者死亡率同樣顯著低于藥物聯(lián)用組,在隨機(jī)回訪出院20 d 的病人中未發(fā)現(xiàn)明顯并發(fā)癥患者[41]。 提示伊維菌素對(duì)新冠肺炎的治療具有一定的效果。

已有研究表明,伊維菌素很可能對(duì)SARS-CoV-2感染有預(yù)防作用。 研究者從使用包括伊維菌素在內(nèi)的藥物進(jìn)行常規(guī)預(yù)防性化療(prophylactic chemotherapy,PCT)的國(guó)家收集數(shù)據(jù),并將這些國(guó)家分為3 個(gè)類(lèi)別:不使用任何PCT 的國(guó)家;使用不含伊維菌素PCT 的國(guó)家;以及使用含伊維菌素PCT 的國(guó)家,比較新冠肺炎在不同組別之間的發(fā)病率。 結(jié)果表明,伊維菌素使用組新冠肺炎的發(fā)病率明顯低于其他兩組,提示伊維菌素很可能有預(yù)防SARSCoV-2 感染的作用[42]。 此外,在這個(gè)研究中有一個(gè)很有趣的現(xiàn)象,使用含伊維菌素PCT 的國(guó)家總?cè)丝诎俜直确秶鷱V泛(30%～90%),但這些國(guó)家新冠肺炎發(fā)病率卻沒(méi)有明顯差異,即使是較低治療覆蓋率的國(guó)家,新冠肺炎的發(fā)病率也沒(méi)有顯著上升,且任何一國(guó)給藥時(shí)間范圍或間隔不同也沒(méi)有導(dǎo)致明顯差別。 即便是在不同劑量(150～200 μg/kg)的接受者中,新冠肺炎的發(fā)病率也未見(jiàn)顯著差異[40]。 這說(shuō)明伊維菌素很有可能在較低的血藥濃度下就能發(fā)揮作用,這個(gè)濃度遠(yuǎn)低于其他研究認(rèn)為的對(duì)患者具有較大副作用的藥物濃度。 如果這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論正確,將給伊維菌素應(yīng)用于新冠肺炎的預(yù)防提供非常好的思路,但是這個(gè)推測(cè)缺乏有力的實(shí)驗(yàn)證據(jù)和具體機(jī)制分析。 如果后續(xù)的研究能夠證明較低的伊維菌素血藥濃度就能抑制SARS-CoV-2 的復(fù)制水平,將進(jìn)一步證實(shí)這種假設(shè)。

3.3 伊維菌素可在新冠肺炎治療中發(fā)揮其抗炎作用

新冠肺炎的發(fā)展分為3 個(gè)階段:首先是早期SARS-CoV-2 感染階段,而后是病毒增殖導(dǎo)致肺部局部炎癥階段,少數(shù)患者會(huì)過(guò)渡到最后的全身性炎癥階段,其中最后階段病癥最為嚴(yán)重,會(huì)引起肺外全身性炎癥反應(yīng)綜合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS),在這一階段,肺組織產(chǎn)生大量的炎癥因子,如:IL-1、IL-6、IL-12、IFN-γ 和TNF-α 等。 這些炎癥因子在病情較重的患者中顯著升高,并導(dǎo)致全身組織器官損傷[43]。 在此過(guò)程中,SARS-CoV-2表面的刺突蛋白可以通過(guò)PI3K/AKT/mTOR 信號(hào)通路促進(jìn)炎癥發(fā)生和細(xì)胞凋亡[44]。

研究表明,伊維菌素具有抗炎作用,在體內(nèi)和體外均可以減少TNF-α、IL-1 和IL-6 的產(chǎn)生[21],并抑制脂多糖誘導(dǎo)的NF-κB[45],減輕炎癥反應(yīng)(參見(jiàn)圖1)。 在小鼠實(shí)驗(yàn)中,劑量為2 mg/kg 的伊維菌素可抑制氣道中的粘液分泌過(guò)多的癥狀,并減少免疫細(xì)胞的募集以及支氣管肺泡中細(xì)胞因子和IgE/IgG1 的產(chǎn)生[39]。 這表明伊維菌素不僅在整體水平上具有抗炎作用,而且在SARS-CoV-2 的主要感染器官肺部組織也具有抗炎作用。 相關(guān)作用機(jī)理的研究顯示,伊維菌素在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中可作為AMPK激活劑抑制AKT/mTOR 通路[46]。 mTOR 通路調(diào)控先天性免疫反應(yīng),在炎癥因子的產(chǎn)生中起至關(guān)重要的作用[47]。 伊維菌素很可能通過(guò)該機(jī)制下調(diào)炎癥因子的表達(dá),減少SIR 損傷。 這一推測(cè)也得到實(shí)驗(yàn)證實(shí):對(duì)特異性皮炎模型小鼠給予伊維菌素可以降低T 細(xì)胞激活、增殖和細(xì)胞因子的產(chǎn)生[48]。

在由SARS-CoV-2 感染誘導(dǎo)產(chǎn)生的諸多炎癥因子中,只有TNF-α 和IFN-γ 的組合能誘導(dǎo)炎癥細(xì)胞自噬,而采用二者的特異性中和抗體治療可減少感染小鼠的淋巴組織增生和細(xì)胞因子休克。 伊維菌素可以有效下調(diào)TNF-α 因子生成,減少炎癥細(xì)胞自噬,而在治療寄生蟲(chóng)感染時(shí),伊維菌素可以誘導(dǎo)體內(nèi)IFN-γ 水平上調(diào)[49]。 TNF-α 和IFN-γ 需要以組合形式起作用的特性使得伊維菌素很容易呈現(xiàn)抑制炎癥的效果。

4 伊維菌素用于新冠肺炎防治存在的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施

4.1 目前研究的局限

關(guān)于伊維菌素在新冠肺炎的防治方面已有一些研究報(bào)道,但仍然有很多問(wèn)題未得到答案。 首先是伊維菌素用于新冠肺炎治療的臨床實(shí)驗(yàn)調(diào)查存在不足,例如:病例樣本量小,一個(gè)實(shí)驗(yàn)組只納入3～4 個(gè)患者;設(shè)計(jì)對(duì)照不完善,未將老年患者和青年患者區(qū)別統(tǒng)計(jì)。 另外,由于臨床上大部分患者都會(huì)同時(shí)接受多種藥物治療,或者同時(shí)存在其他的輔助治療方式,所以即使伊維菌素單變量組顯現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì),也很難排除是由于伊維菌素與其他藥物治療方式相互作用或共同作用導(dǎo)致的結(jié)果。 同時(shí),相關(guān)報(bào)道都是回溯性研究,研究者通過(guò)醫(yī)院提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,而對(duì)具體操作的實(shí)際情況可能不夠了解,這也降低了分析結(jié)果的可信度。

其次是藥物使用劑量方面的問(wèn)題。 有報(bào)道證明伊維菌素在體外對(duì)SARS-CoV-2 有抑制效果,所用濃度為5 μmol/L[20],如果要在人體中達(dá)到這一濃度,則需要口服約1000～1200 mg 伊維菌素,而在人體(健康志愿者)中測(cè)試的劑量(單次劑量)僅為100～120 mg[50]。 大劑量給予伊維菌素會(huì)導(dǎo)致不良反應(yīng),甚至可能引發(fā)嚴(yán)重副作用,如:共濟(jì)失調(diào)或癲癇發(fā)作等[50]。 雖然有研究表明伊維菌素在低劑量下也可能具有較高藥理活性[42],但還缺少進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持。 然而,一項(xiàng)對(duì)280 名新冠肺炎患者的回顧性研究給出了伊維菌素臨床用量的參考,調(diào)查發(fā)現(xiàn),接受伊維菌素治療的患者總體死亡率明顯低于對(duì)照組[51],所用劑量(200 μg/kg)為該藥被推薦用于寄生蟲(chóng)病治療的安全劑量。 但這項(xiàng)調(diào)查中患者也同時(shí)接受其他藥物治療,所以伊維菌素應(yīng)用于新冠肺炎治療的劑量仍有待進(jìn)一步研究,就現(xiàn)有數(shù)據(jù)來(lái)看,更高的劑量并不增加安全風(fēng)險(xiǎn)但可能有助于改善伊維菌素的防治效果[52-54]。

目前的研究進(jìn)展已可以通過(guò)改進(jìn)給藥途徑來(lái)提高有效血藥濃度。 由于呼吸道是SARS-CoV-2 感染的主要部位,可以通過(guò)改進(jìn)肺部給藥途徑,使伊維菌素藥物在呼吸道和肺部沉降[55]。 但這種想法的應(yīng)用很大程度上受藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)限制,如:高細(xì)胞毒性和低溶解性等。 針對(duì)這些問(wèn)題,可以采用新的給藥策略來(lái)提高伊維菌素的生物利用度,如:采用脂質(zhì)體系統(tǒng)并用納米材料作載體遞送伊維菌素,可有效降低過(guò)高血藥濃度造成的細(xì)胞毒性[19]。已有研究將伊維菌素制成脂質(zhì)體和聚乳酸-羥基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)納米粒子,后者在通過(guò)口服途徑給藥時(shí)可以穿過(guò)腸上皮屏障[56]。 這種策略原本是針對(duì)寨卡病毒設(shè)計(jì)的,但在對(duì)新冠肺炎治療中同樣具有應(yīng)用價(jià)值[57]。 伊維菌素有廣譜抗病毒的藥理活性,這在其他冠狀病毒感染的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中已有研究報(bào)道[58],預(yù)期在阻止SARS-CoV-2 感染方面也有較好效果,甚至有可能對(duì)SARS-CoV-2 的變種都有效。

在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究方面,主要是在金倉(cāng)鼠(Syrian hamster)上做的研究,發(fā)現(xiàn)伊維菌素雖然不能減少感染鼠的肺部病毒載量,但可降低肺部炎癥反應(yīng),減輕肺部病理?yè)p傷及緩解相關(guān)癥狀[59]。 另一個(gè)也是在金倉(cāng)鼠上的實(shí)驗(yàn)顯示,伊維菌素不能減少SARS-CoV-2 的beta 變異株(B.1.351)在感染鼠的肺部病毒載量也不能減輕肺部病理?yè)p傷[60]。 需要注意的是實(shí)驗(yàn)中伊維菌素給藥方式為0.4 mg/kg 皮下注射而不是灌胃。 目前可能由于SARS-CoV-2 的高危特性及研究條件的限制(例如:需要P3 實(shí)驗(yàn)室[61]等),還未見(jiàn)有在常規(guī)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物(例如:小鼠、豚鼠等)上開(kāi)展的伊維菌素抗SARS-CoV-2 的實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告。 為了避開(kāi)SARS-CoV-2 的操作條件限制,有研究者嘗試以小鼠肝炎病毒(mouse hepatitis virus,MHV)[62]及蝙蝠冠狀病毒(bat coronavirus RaTG13)[63]等作為抗新冠肺炎研究的替代模型,但這并未得到大多數(shù)學(xué)者認(rèn)可。 期待SARS-CoV-2 的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以更合適的方式進(jìn)行,以便獲得的研究數(shù)據(jù)更可靠且更具有臨床應(yīng)用價(jià)值。

4.2 聯(lián)合用藥或可更有效應(yīng)對(duì)新冠肺炎

SARS-CoV-2 的高突變性使其容易產(chǎn)生對(duì)所用藥物的抵抗。 近年來(lái),越來(lái)越多的研究表明,聯(lián)合用藥的策略有利于延緩機(jī)體對(duì)藥物耐受性的發(fā)生[64]。 所以,伊維菌素與其他具有抗冠狀病毒作用的藥物, 如: 氯喹( chloroquine ) 或羥氯喹(hydroxychloroquine)聯(lián)用,可望在獲得更好治療效果的同時(shí)能夠抑制耐藥毒株的產(chǎn)生。 已知羥氯喹是一種抗瘧疾藥,是氯喹的類(lèi)似物,也是一種免疫調(diào)節(jié)劑。 有報(bào)道稱(chēng)羥氯喹和氯喹均能在體外抑制SARS-CoV-2[65],研究發(fā)現(xiàn),羥氯喹比氯喹更加有效,且急性毒性更低[66]。 事實(shí)上,羥氯喹可通過(guò)抑制病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞而起到一級(jí)屏障作用,而伊維菌素可以減少細(xì)胞內(nèi)的病毒復(fù)制,有可能因此加強(qiáng)羥氯喹的抗病毒作用[67]。 羥氯喹的生產(chǎn)成本低廉且藥物安全性高;伊維菌素同樣安全性高、耐受性良好且沒(méi)有嚴(yán)重的藥物不良反應(yīng)[68]。 二者對(duì)SARS-CoV-2 突變株都可能起到良好的抑制作用。此外,到目前為止,尚未發(fā)現(xiàn)這兩種藥物存在藥物間相互作用使藥效降低的現(xiàn)象[50]。 綜上,伊維菌素與羥氯喹/氯喹聯(lián)合用于抗SARS-CoV-2 感染很可能會(huì)有良好效果,但其可行性需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

除氯喹外,多西環(huán)素(doxycycline)也可與伊維菌素聯(lián)用發(fā)揮更好的作用。 前已述及伊維菌素的體外實(shí)驗(yàn)有效劑量為體內(nèi)最大允許使用濃度的35 倍,但如果將伊維菌素與多西環(huán)素聯(lián)用,則可以在二者較低的劑量(濃度)下使輕中癥患者較快康復(fù)[69]。

5 總結(jié)與展望

本文從新冠肺炎的發(fā)生與發(fā)展特征出發(fā),綜述了伊維菌素抗SARS-CoV-2 感染和用于新冠肺炎防治的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展,并對(duì)將伊維菌素應(yīng)用于新冠肺炎防治的可能性、相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究的局限性及聯(lián)合用藥的預(yù)期效果進(jìn)行了分析和討論。

到目前為止,新冠肺炎尚未得到有效遏制。 盡管已經(jīng)有大量的實(shí)驗(yàn)和臨床研究開(kāi)展,但由于病原SARS-CoV-2 的高突變率導(dǎo)致變異株不斷出現(xiàn),疫苗防效降低,新疫苗的開(kāi)發(fā)及新藥的研發(fā)遇到困難。而在應(yīng)對(duì)真菌和細(xì)菌感染時(shí)采用的“老藥新用”和“多藥聯(lián)用”策略也使得我們更多關(guān)注對(duì)已有藥物的篩選。 伊維菌素由于其安全性、有效性、作用機(jī)制多樣性、價(jià)格相對(duì)低廉等特性成為很好的抗新冠肺炎的候選藥物,如何進(jìn)一步開(kāi)展伊維菌素抗SARS-CoV-2 的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床藥效試驗(yàn)以及研究如何讓伊維菌素與其他藥物合理聯(lián)用以產(chǎn)生更好的防治新冠肺炎的效果是擺在相關(guān)研究者面前亟待解決的問(wèn)題。 在應(yīng)用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)時(shí),或應(yīng)考慮采用非人靈長(zhǎng)類(lèi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物[70]代替小鼠進(jìn)行進(jìn)一步的藥物研究,以促進(jìn)實(shí)驗(yàn)藥物更加快速地進(jìn)入臨床,減少直接對(duì)病人聯(lián)合用藥造成的潛在不良影響。