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《科学》:获得SARS-CoV-2抗病毒药物没有捷径

本文转载自定向点金 金宝

  当COVID-19大流行爆发时,有大量投资用于发现新的治疗方法。鉴于这一迫切需求,将已批准或临床预测试药物重新用于临床似乎特别具有吸引力,因为这一策略有望迅速启动抗病毒临床研究。

Tummino等人的研究引起了人们的关注,许多候选药物在无假设的细胞筛选中显示出抗病毒活性,然后被重新用于治疗严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)感染。
该研究是一个警告,即使在大流行的压力下,科学研究仍然是必不可少的。

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在大流行早期,一个国际科学家团队进行了一项全面研究,以确定与SARS-CoV-2蛋白质相互作用的人类蛋白质(2)。该想法是,如果病毒生产需要一个或多个人类蛋白质,那么,可能会有针对他们的药物,可以重新用于治疗COVID-19患者。

该团队确定了几个候选药物靶点,其中包括西格玛受体(sigma受体)。针对这些受体的药物可以有效地抑制细胞培养中的病毒生产,为西格玛受体(sigma受体)作为COVID-19药物靶点提供了初步“验证”。

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然而,当同一团队的成员开始调查其临床研究的潜力时,他们开始担心了。在测试50种不同的西格玛受体药物以找到最合适的一种时,他们发现药物抑制受体的效力与其抗病毒活性之间没有相关性。

到底发生了什么?Tummino等人表明,细胞培养试验中的抗病毒活性与受体的调节无关,而是与化合物的某些化学性质有关。具有抗病毒活性的药物亚群都是阳离子和两亲性的,已知的特征是诱导磷脂病,这是磷脂在溶酶体中的异常积累。没有引起磷脂病的强效西格玛受体药物没有抗病毒活性。

药物诱导的磷脂病是一种阳离子两亲药物(CADs)的副作用,这些药物已知可以抑制细胞培养中许多其他病毒的产生。
该团队随后将注意力转向了文献中发现的310种药物,它们在细胞筛选中发现了抑制SARS-CoV-2生成的药物。对于这些,他们应用了物理化学性质的计算过滤器,发现60%的改用药物被预测为cad。计算过滤器已知会遗漏许多诱导磷脂病的化合物,因此他们得出结论,很可能有更多在细胞筛选中识别的SARS-CoV-2药物通过这种非特异性机制发挥作用。

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理论上,诱导磷脂病可能仍然是治疗COVID-19患者的可行治疗策略,即使重新用途的药物不能通过其预期的生物靶点发挥作用。然而,这是不可能的。Tummino等人进行的细胞筛选中最有效的四种cad在小鼠体内没有抗病毒活性,剂量超过了细胞培养中有效的浓度。无论是在病毒感染前只给药一次还是长期给药12天,这都是正确的。

有可能在这些剂量下,小鼠没有引起磷脂病。如果有可能通过进一步增加剂量诱发磷脂病,这可能会对患者造成严重伤害,部分原因是导致磷脂病的一般化合物特性通常与心脏毒性有关。也许最引人注目的是,33种预测的导致磷脂病的COVID-19药物,包括臭名昭著的羟氯喹,已经在316项临床试验中进行了测试,但没有一种显示出疗效。
这项研究的主要教训与磷脂病本身无关,只是药物筛选中的众多混杂因素之一。

相反,我们得到的教训是,无论筛选的结果是来自生物化学还是基于细胞的分析,无论它们是新的化合物还是已批准的药物,都应该以极端的怀疑态度对待。

事实上,传统的小分子药物发现的结构是为了避免这种误导性的起始点。常规使用反相分析来排除非特异性机制。

如果没有关联,则应该引发标记。探索SAR正是Tummino等人所做的(利用已经合成的化合物),他们的努力得到了回报,即伪造了一个令人信服的目标假设,而没有将资金、希望和患者的健康投入到临床研究中。

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该研究结果提醒人们潜在的缺陷,当依赖化验监测信号在细胞药物减少屏幕。

复杂和相互关联的系统就像一个细胞,干扰任何基本函数可能会间接影响到信号,导致假阳性。病毒产生是一个特别敏感的读数,因为病毒利用许多细胞过程作为其生命周期的一部分。

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值得注意的是,基于机制的药物再利用可以发挥作用,揭示了瑞德西韦,它可能在降低COVID-19死亡方面有一定效果。相反,基于无假设筛选的药物再用途尚未产生任何有效的COVID-19治疗方法,也未产生任何疾病(10)。也许不是这个概念本身有问题,而是这个概念,即批准的药物代表了一种特权分子,不需要那么多的科学尽职调查。
不管原因是什么,鉴于数十亿美元已经花费在对COVID-19抗病毒药物无假设的重新用途上,对患者没有影响,增加投资,合理开发新的直接作用的抗病毒药物似乎是明智的。尽管这种方法可能需要更多时间,但风险更小,甚至可以用于开发针对新出现病毒的药物。

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