过去几周,《细胞》杂志以“提前公开”的形式,陆续发表了多篇关于新冠病毒的重要论文。昨日,又有一篇论文以同样的形式上线。在这篇论文里,一支跨国研究团队提出了一种预防新冠病毒感染的新思路。在缺乏有效治疗药物和预防疫苗的当下,这项研究的重要性不言而喻
 

作者们在论文中指出,先前的多项研究均暗示ACE2在新冠病毒引起的疾病里,扮演了重要而复杂的角色。一方面,ACE2是新冠病毒进入细胞所识别的受体。在小鼠模型里,ACE2表达水平越高,疾病就会越严重;另一方面,ACE2还有一定的保护作用。如果ACE2表达水平很低,小鼠的肺部损伤就会更严重。

这些观察让研究人员们产生了一个大胆的想法——使用体外纯化的重组人类ACE2蛋白,能不能预防新冠病毒的感染?这背后的逻辑很简单:新冠病毒会识别并结合人类ACE2蛋白。从外部加入的这些蛋白就像磁铁一样,会把新冠病毒给“吸走”,让它们无法入侵细胞。这样一来,我们不就能削弱病毒的人体感染力了吗?

为了检验这个想法,研究人员们先是分离出了新冠病毒,再用它们去感染培养的细胞。有意思的是,如果病毒在感染细胞之前,先和重组人类ACE2蛋白接触30分钟,这些病毒的感染能力就会明显削弱。研究人员估计,削弱的幅度大约为1000-5000倍。相反,如果加入的是新冠病毒无法特异结合的鼠类ACE2蛋白,就无法起到抑制新冠病毒感染的效果。

在细胞实验取得积极成果之后,研究人员们在“类器官”模型里做了后续的研究。相较细胞模型,类器官能更好地反映器官的一些关键特征,从而具有更好的代表意义。
 

▲在肾脏类器官中,使用的人类重组ACE2蛋白浓度越高,抑制效果看似越明显(图片来源:参考资料[1])

利用诱导多能干细胞技术,研究人员们得到了人类毛细血管和肾脏的类器官,并确认病毒会在其中进行复制。和先前细胞实验结果类似,加入重组的人类ACE2蛋白,均可显著减少新冠病毒的感染。在肾脏模型中,这种抑制能力还表现出了剂量相关性——加入的ACE2蛋白浓度越高,抑制能力就越好。而安全性的初步数据也表明,无论是毛细血管模型还是肾脏模型,体外加入的ACE2蛋白,都没有产生毒性。

在讨论环节,科学家们也指出该研究存在多个局限性。首先,这项研究针对的是病毒的早期感染阶段,目标是防止新冠病毒早期入侵宿主细胞。人类重组ACE2蛋白在病程后期是否还有抑制效果,是一个未知数;其次,本研究选取的毛细血管和肾脏类器官虽然在病理上有一定科学依据,但研究人员们并没有测试肺部类器官,而这是新冠病毒感染的重灾区;最后,在实际的生理环境下,ACE2相关的信号通路和调控网络更为复杂。我们还需要进行更多研究,才能知道额外添加的人类重组ACE2蛋白可能会产生哪些效果。

总结来看,作者们在论文里指出,这些结果表明可溶性的ACE2有望抑制新冠病毒,防止它们进入细胞。在各种“老药新用”迟迟得不到临床验证,疫苗又需要12-18个月才能诞生的当下,这项研究无疑带来了一种预防病毒感染的新思路。当然,仅凭这些细胞实验和类器官实验的结果,是远远不够的。为了验证它的预防潜力,我们还需要进行更多的探索。有意思的是,出于其他一些目的,纯化的人类重组ACE2蛋白在过去已经完成了1期和2期临床试验。昨日,一家名为APEIRON Biologics的公司宣布,将开展2期临床试验,检验纯化的人类重组ACE2蛋白在治疗COVID-19患者时的疗效(详情请看今日药明康德头条报道),我们期待这项研究能够取得积极的成果。

参考资料:

[1] Vanessa Monteil et al., (2020), Inhibition of SARS-CoV-2 infections in engineered human tissues using clinical-grade soluble human ACE2, Cell, DOI: 10.1016/j.cell.2020.04.004

注:本文旨在介绍医药健康研究进展,不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导,请前往正规医院就诊。

本文来源:药明康德,原文标题:《不用疫苗也能预防新冠病毒感染吗?这篇最新《细胞》论文提供了思路》