在對導致COVID-19的病毒的抗病毒效果的測試中，一種從食用海藻中提取的物質(zhì)“巖藻多糖”大大超過了目前用于對抗這種疾病的標準抗病毒藥物瑞德西韋。

這項研究近日發(fā)表在Cell Discovery網(wǎng)站上，是最新的誘餌策略的例子。來自倫斯勒理工學院生物技術和跨學科研究中心(CBIS)的研究人員正在研發(fā)一種針對新型冠狀病毒的新策略，這種病毒引發(fā)了當前的全球健康危機。該研究題為"Sulfated polysaccharides effectively inhibit SARS-CoV-2 in vitro"。

SARS-CoV-2表面的刺突蛋白與人類細胞表面的一種分子--ACE-2受體結(jié)合。一旦結(jié)合，病毒就會將自己的遺傳物質(zhì)插入細胞，劫持細胞機器制造復制病毒。但是病毒也可以很容易地被說服鎖定一個提供相似匹配的誘餌分子。中和后的病毒會被捕獲并最終自然降解。

之前的研究表明，這種誘騙技術可以誘捕其他病毒，包括登革熱、寨卡和A型流感病毒。

"我們正在學習如何阻止病毒感染，如果我們想迅速應對大流行病，我們將需要這些知識，"該研究的首席研究員、倫斯勒理工學院的化學和生物工程教授Jonathan Dordick說。"現(xiàn)實是我們沒有好的抗病毒藥物。為了保護我們自己不受未來大流行的影響，我們將需要一系列的方法來快速適應新出現(xiàn)的病毒。"

Cell Discovery的論文測試了從海藻中提取的三種不同的肝素(肝素、三磺酸肝素和一種非抗凝血低分子量肝素)和兩種巖藻多糖(RPI-27和RPI-28)的抗病毒活性。這五種化合物都是被稱為硫酸多糖的長鏈糖分子。本月早些時候發(fā)表在Antiviral Research上的一項結(jié)合研究結(jié)果表明，這種結(jié)構構象是一種有效的誘餌。

研究人員將這五種化合物分別作用于哺乳動物細胞上，進行了一項劑量反應研究，稱為EC50 (EC50是抑制50%病毒感染的化合物有效濃度的縮寫)。對于EC50的結(jié)果，這是在摩爾濃度給出的，一個較低的值標志著一個更有力的化合物。

       RPI-27的EC50值約為83納摩爾，而此前發(fā)表的瑞德西韋在同一哺乳動物細胞上的獨立體外試驗的EC50值為770納摩爾。肝素的EC50為2.1微摩爾，約為瑞德西韋活性的三分之一；肝素的非抗凝類似物EC50為5.0微摩爾，約為瑞德西韋活性的五分之一。

另一項測試發(fā)現(xiàn)，即使在最高濃度的測試中，任何一種化合物都沒有細胞毒性。

"我們感興趣的是一種感染的新方法，"倫斯勒化學和化學生物學教授Robert Linhardt說，他正在與Dordick合作開發(fā)誘騙策略。"目前的想法是，COVID-19感染開始于鼻子，這兩種物質(zhì)中的任何一種都可能成為鼻噴霧劑的基礎。如果你能簡單地早期治療感染，甚至在感染之前治療，你就能在它進入身體之前阻止它。"

        Dordick補充說，從海藻中提取的化合物巖藻多糖可以作為口服給藥的基礎，以解決潛在的冠狀病毒對胃腸道感染。"

在對SARS-CoV-2測序數(shù)據(jù)的研究中，Dordick和Linhardt發(fā)現(xiàn)了幾個關于刺突蛋白結(jié)構的基序，這些基序有望與肝素匹配，這一結(jié)果在結(jié)合研究中得到證實。這種刺突蛋白被大量的聚糖包裹，這是一種適應，可以保護它不受人類酶的降解，并準備好與細胞表面的特定受體結(jié)合。

Dordick說："這是一個非常復雜的機制，坦率地說，我們并不知道所有的細節(jié)，但我們正在獲得更多的信息。這項研究清楚的一點是，分子越大，越適合。更成功的化合物是更大的硫酸化多糖，提供了更多的位置，分子捕獲病毒。"

基于結(jié)合研究的分子模型揭示了肝素在刺突蛋白上可以相互作用的位點，提高了類似硫酸多糖的應用前景。

CBIS主任Deepak Vashishth說："Dordick教授和Linhardt教授的這項令人興奮的研究是CBIS和倫斯勒其他地方正在進行的幾項研究工作之一，目的是通過新的治療方法和現(xiàn)有藥物的再利用來應對covid19大流行的挑戰(zhàn)。"

參考資料：Paul S. Kwon et al. Sulfated polysaccharides effectively inhibit SARS-CoV-2 in vitro， Cell Discovery (2020). DOI：10.1038/s41421-020-00192-8In cell studies， seaweed extract outperforms remdesivir in blocking COVID-19 virusSo Young Kim et al， Characterization of heparin and severe acute respiratory syndrome-related coronavirus 2 (SARS-CoV-2) spike glycoprotein binding interactions， Antiviral Research (2020). DOI：10.1016/j.antiviral.2020.104873Common FDA-approved drug may effectively neutralize virus that causes COVID-19

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