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从瑞德西韦治疗病毒性疾病的疗效看虫草素未来

新型冠状病毒是一种与SARS冠状病毒有着高度同源性(79.5%)的新病毒,并与SARS识别同样的受体(ACE2)使用类似的细胞进入受体,被命名为新型冠状病毒-2019SARS-CoV-2,前称为2019-nCoV)。


图片来自:国际病毒分类委员会(ICTV)

人类和病毒的战斗,几乎每时每刻都在体内发生。病毒是一类个体微小、结构简单、不具有细胞结构的生命形式。

病毒是由一个保护性外壳包裹的一段单链或双链DNA或者RNA,借由感染的机制,寄生在活细胞内,并利用宿主细胞系统进行自我复制,但无法独立生长和复制。下图为不同病毒的三维结构模拟图:


图片来自《Science》366(6465).2019

病毒的生活史一般包括以下几个过程∶识别-吸附-入侵-复制-翻译-包装-成熟-释放。


图:乙型脑炎病毒生命周期(图片来自费氏病毒学,第六版,2013

SARS-CoV-2是一类有包膜的单股正链RNA病毒,属于冠状病毒β属,它在吸附、入侵细胞后,通过一种依赖RNARNA聚合酶进行“传宗接代”,这也是目前很多抗病毒药物开发的核心。

目前备受关注的抗病毒药物--瑞德西韦(Remdecivir),是美国吉利德制药公司(Gilead)针对埃博拉病毒开发的一款药物。已由中日友好医院在武汉进行临床试验,在确诊患者持续增加的现实之下,瑞德西韦似乎成为了“人民的希望”。

瑞德西韦作为一种核苷类似物前体,化学结构如下所示:


核苷作为合成生物大分子核糖核酸 (RNA)及脱氧核糖核酸(DNA)的前体物,对于遗传物质的复制至关重要,也是生命体繁殖的核心。

瑞德西韦就像一名“伪装者”,冒充核苷打入“敌人内部”,混入病毒的DNARNA的合成过程,通过欺骗关键性的RNA依赖性的聚合酶(RNA-dependent RNA polymeraseRdRp)系统,瘫痪病毒遗传物质的复制过程,切断病毒的生活周期,从而产生抗病毒作用。

目前己上市的及应用于临床的抗病毒药物中,核苷类化合物超过半数,在抗病毒治疗中具有相当重要的地位。

虫草素是来自于虫草属真菌的具有生物活性的核苷类似物,是天然的RNA聚合酶抑制剂。

虫草素由德国科学家Cunningham1951年首次发现,随后,国内外的研究学者开始对虫草素的药理作用展开了一系列的研究。到目前为止,国内外已经有很多关于虫草素药理作用的研究报道,主要表现在抗病毒、抗肿瘤、抗炎和免疫调节等多个方面。

天然虫草素(3'-脱氧腺苷)与瑞德西韦在结构上有很多相似之处。不同的是瑞德西韦在核苷的主体部位同时对碱基和糖基进行了双重修饰(碱基的碳碳链接和糖基的氰键),分子也变得更大了,这都是为了增加此类药物单体在人体中的稳定性和延长半衰期。

下图为瑞德西韦与虫草素结构对比:



作为腺苷类似物的虫草素具有比瑞德西韦更好的细胞吸收性。不仅可抑制RNA依赖的聚合酶活性,还能够抑制DNA转录mRNA过程中的成熟障碍,有效抑制DNA病毒的复制和成熟,最终达到抗病毒的效果。

“流行了100多年的非洲猪瘟病毒(ASFV)就是一种独特的双链DNA病毒。”

食用含有高含量虫草素的食品(如国家卫计委认定的新食品原料:蛹虫草)或饲用含虫草素的饲料(农业部饲料目录唯一虫草类添加剂:地顶孢霉培养物)都有助于机体抵抗病毒。

这类复合虫草类培养物还含有丰富糖苷键类型的β-虫草多糖、虫草酸等生物活性成分,能够有效的双向调节免疫,与虫草素形成“复方”力量,对病毒形成“从点到面”的攻击,维护机体健康。

病毒感染人类或动物的目的并不是杀死他们,而是传播繁殖,只有宿主活着,它们才能进行更多的传播和繁殖。“狡猾”的病毒在初次到达机体的时候,机体的免疫系统都会对其进行抵抗,无数的细胞和病毒进行着生死搏斗,而这战斗的时间跨度和惨烈程度跟机体免疫的强弱关系密切。

虽然目前针对COVID-19没有特效药或是疫苗,但是最重要的始终都是做好预防,除了保持良好的生活习惯和尽可能的生物安全外,我们最好的对策是提升机体免疫力,维护良好的免疫防护体系,才能有效抗击病毒,最大限度减少染病率。

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