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FDA批准的药物肝素可有效中和SARS-CoV-2

根据近日发表在Antiviral Research杂志上的一项研究,美国食品和药物管理局(FDA)已经批准的一种普通药物可能也是对抗COVID-19的有力工具,研究题为"Characterization of glycosaminoglycan and novel coronavirus (SARS-CoV-2) spike glycoprotein binding interactions"。

导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒使用一种表面刺突蛋白抓住人类细胞并引发感染。肝素是一种在非抗凝剂产品中使用的血液稀释剂,它可以与表面刺突蛋白紧密结合,可能阻止感染的发生。这使得它成为一个诱饵,它可以通过鼻腔喷雾剂或喷雾器进入人体,进行干扰以降低感染的几率。类似的诱骗策略已经在抑制其他病毒方面显示出希望,包括甲型流感、寨卡病毒和登革热。

"这种方法可以作为一种早期干预,减少检测呈阳性但尚未出现症状的人群的感染。但新时代赌场也将其视为更大的抗病毒策略的一部分,"该研究的主要作者、伦斯勒理工学院的化学和化学生物学教授Robert Linhardt说。"尽管最终新时代赌场想要一种疫苗,但有很多方法来对抗这种病毒,正如新时代赌场在艾滋病毒上看到的,通过正确的治疗组合,新时代赌场可以控制这种疾病,直到找到疫苗。"

要感染细胞,病毒必须先抓住细胞表面的一个特定目标,切开细胞膜,插入自己的遗传指令,劫持细胞内部的机制,制造病毒的复制品。但是病毒也可以很容易地被说服诱导一个诱饵分子,只要这个分子与细胞目标具有同样的亲和性。一旦与诱饵结合,病毒将被中和,无法感染细胞或释放自己,并最终降解。

在人类中,SARS-CoV-2与ACE2受体结合,研究人员推测肝素也会提供同样有吸引力的靶点。在结合试验中,研究人员发现肝素可以在73皮摩尔的浓度下与三聚体SARS-CoV-2刺突蛋白结合。

"这是非常特殊的,极其紧密的结合," 伦斯勒理工学院的化学和生物工程教授Jonathan Dordick说,他正在与Linhardt合作开发诱骗策略。"它比典型的抗体抗原紧密数十万倍。一旦结合,就不会脱落。"

Linhardt因发明合成肝素而获得国际认可,他说,在审查SARS-CoV-2的测序数据时,研究小组发现了刺突蛋白上的某些基序,并强烈怀疑它会与肝素结合。除了直接结合实验外,研究小组还测试了三种肝素变体(包括非抗凝血低分子量肝素)与SARS-CoV-2结合的强度,并使用计算模型确定了化合物与病毒结合的具体位点。所有的结果都证实肝素是一种很有前途的诱饵策略。研究人员随后开始对哺乳动物细胞的抗病毒活性和细胞毒性进行评估。

Dordick说:"这不是新时代赌场在大流行中面临的唯一病毒。新时代赌场真的没有很好的抗病毒药物,但这是一条前进的道路。新时代赌场需要了解像肝素和相关化合物是如何阻止病毒侵入的。"

在之前的工作中,Linhardt和Dordick领导的团队演示了病毒诱骗策略,其机制类似于SARS-CoV-2。2019年,该团队为登革热病毒创造了一个陷阱,将特定的适应型分子(病毒锁定的分子将会结合)精确地附着在由折叠DNA构成的五角星的尖端和顶点上。这个陷阱漂浮在血液中,一旦启动就会亮起来,创造了世界上对蚊子传播疾病最敏感的测试方法。在此之前的工作中,他们创造了一种合成聚合物,与唾液酸对流感病毒的锁定点相匹配,在14天内将老鼠患甲型流感的死亡率从100%降低到25%。

参考资料:

Common FDA-approved drug may effectively neutralize virus that causes COVID-19

So 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.2020.104873


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