較真丨阻止新冠病毒入侵，萘莫司他可能比瑞德西韋更有效

較真要點：

查證者：VC丨病原生物學博士，科普作者

日本TBS電視台3月18日報導，日本東京大學醫科學研究所亞洲傳染病研究基地的井上純一郎教授與山本瑞生助教宣布，發現絲氨酸蛋白酶抑製劑“萘莫司他”能夠抑製新型冠狀病毒感染人體細胞的膜融合過程，筆者非常看好這一科研進展。雖然當前相關論文並未發表，但已經召開了發布會，並發布了一份相關介紹文件。

文件中提到的藥物有兩個，一個是萘莫司他（Nafamostat），另一個分子結構類似的是卡莫司他（Camostat mesylate）。其實與萘莫司他相關的還有一個萘莫司他甲磺酸鹽，也就是劑型不一樣的同樣效應分子。

下圖為文件中描繪的萘莫司他抑製新冠病毒感染的機制，萘莫司他是文章開頭日本教授提到的“絲氨酸蛋白酶抑製劑”，而圖中的TMPRSS2就是該抑製劑的作用對象——跨膜絲氨酸蛋白酶2。

一、萘莫司他是怎麽抑製新冠病毒感染的

SARS-CoV-2要進入細胞（入胞），需要與細胞表面的受體（ACE2）結合，然後誘導病毒包膜與細胞膜發生融合。

而病毒表面的刺突蛋白S，在成熟的過程中會被細胞裡面的弗林蛋白酶（Furin）切割，形成兩個蛋白亞基S1和S2。但是S1和ACE2結合以後並不能直接誘導病毒的包膜與細胞膜的融合，還需要在S2上再切一刀，將其中的融合肽（FP）暴露出來，才能實現病毒包膜與細胞膜的融合，這個切割過程就是由TMPRSS2來執行的。

為什麽一定要將融合肽暴露出來呢？融合肽是一小段氨基酸鏈，其側鏈R基團都是疏水性的基團，它們可以插入細胞膜的磷脂雙分子層，從而誘導病毒包膜與細胞膜的融合。

所以，只需抑製TMPRSS2，就可以阻斷融合肽的暴露，從而阻斷融合肽的R基團插入細胞膜的磷脂雙分子層，抑製整個感染過程。針對這個靶標的新冠藥物是值得期待的。

二、TMPRSS2是如何被發現的

萘莫司他抑製冠狀病毒感染的相關研究，還要從2010年發表於美國微生物學會《病毒學雜誌》的一篇文章說起。該文章標題為“跨膜絲氨酸蛋白酶2（TMPRSS2）有效激活嚴重急性呼吸系統綜合症冠狀病毒（SARS-CoV）刺突蛋白”（原標題見下圖）。研究人員來自日本國立傳染病研究所病毒學部和病理學部，以及日本獸醫與生命科學大學獸醫學院。

這篇文章從現有的SARS-CoV的受體ACE2不能解釋病毒的體內組織細胞嗜性（ACE2在很多組織中都表達，但病毒卻主要侵襲肺部）的角度出發，認為病毒感染過程中還存在有別於ACE2的宿主決定因子，並最終鑒定出來了TMPRSS2。這個分子高表達於肺上葉，研究發現它能激活SARS病毒的S蛋白，並誘導病毒與靶細胞融合，促進其感染。

該研究利用非洲綠猴腎細胞（Vero）來表達TMPRSS2以供研究。在SARS-CoV感染時，多個細胞可以被誘導形成合胞體（syncytia），合胞體是病毒感染細胞之後產生的一種病變，指很多個細胞融合在了一起，形成有很多細胞核的巨大細胞。

研究發現，在表達TMPRSS2的細胞中產生的病毒，其S蛋白並不被同細胞的TMPRSS2裂解，TMPRSS2促進SARS-CoV的感染是在入胞階段，而不是融合已經完成的階段。TMPRSS2影響病毒入胞，但不影響病毒複製的其他階段。

最後一個有意思的實驗是發現TMPRSS2必須要在S蛋白對面的膜上表達才能激活S蛋白，從而形成合胞體，也就是說，TMPRSS2促進病毒感染這個過程，對TMPRSS2和病毒S蛋白的空間定位是有要求的，TMPRSS2不切割本細胞病毒的S蛋白，隻切割對面的待融合細胞病毒的S蛋白。

三、如何利用這個特點去尋找有效藥物

還是日本的團隊。作者分別來自日本東京大學醫學研究所亞洲傳染病研究中心，日本東京國立傳染病研究所第三病毒部，中國科學院生物物理研究所結構病毒學與免疫學研究室等。

2016年，他們在美國微生物學會的《抗微生物藥物和化學療法》雜誌發表了一篇題為“以分裂蛋白為基礎的細胞-細胞融合實驗鑒定出萘莫司他是中東呼吸綜合征冠狀病毒（MERS-CoV）S蛋白介導的膜融合的有效抑製劑”的文章（原標題見下圖）。

這篇文章建立了一種篩選體系，通過靶細胞上表達MERS-CoV的受體CD26和TMPRSS2這個酶，同時細胞內有一半的蛋白質亞基（綠色）；效應細胞上表達刺突蛋白S，同時細胞內有另一半的蛋白質亞基（藍色），兩個細胞融合以後，兩個亞基配對，這樣就可以發光了。通過熒光強度可以推測細胞融合的量。

利用這個體系，他們篩選了1017種FDA批準的藥物，使用的濃度統一是1個微摩爾（1μM），結果發現萘莫司他的抑製效果好得不得了，產生的熒光強度只有對照的1.66%，並且排除了藥物本身對熒光的影響，也就是說，篩選到的萘莫司他能有效抑製兩個細胞的融合，以抑製病毒感染。

那麽這種細胞融合抑製體系篩選到的萘莫司他是不是真的對冠狀病毒感染有抑製作用呢？答案是肯定的。萘莫司他和類似結構的卡莫司他對MERS-CoV都有抑製入胞的作用。

這個特點是不是也可以用來針對新型冠狀病毒？答案也是肯定的。

3月初，由德國科學家發表在《細胞》的一篇文章就驗證了卡莫司他對新型冠狀病毒假病毒的入胞抑製作用。這裡的假病毒指的是隻具有病毒包膜蛋白的病毒顆粒，可以模仿病毒結合受體入胞，但是不能複製。

從該研究中可以看到，卡莫司他對新型冠狀病毒的抑製作用還可以，雖然不如針對MERS-CoV或者SARS-CoV的有效濃度低，但是效果已經非常好了。

四、日本東京大學現在的新進展體現在哪裡？

因為文章沒有發表，我們可以從新聞裡提取關鍵信息：萘莫司他以1-10nM的低濃度就可以顯著抑製病毒侵入。

這其實也就是說，10個納摩爾的濃度就能阻斷病毒的入胞了，這個比瑞德西韋的半數有效濃度還要低。之前武漢病毒所體外篩選的結果顯示，瑞德西韋半數有效濃度（EC50）為 0.77 μM（CC50 > 100 μM，SI>129.87）。

但是武漢病毒所當時也篩選了萘莫司他，結果卻顯示這個藥物的效果不盡如人意（EC50 = 22.50 μM，CC50 > 100 μM，SI> 4.44），不知道是評價方法不一樣造成的，還是說病毒所使用的這個藥物本身效力低。

雖然研究結果不同，但至少我們現在清楚了只要抑製TMPRSS2就可以抑製冠狀病毒的入胞，且只需利用以上兩個藥物就可以實現。

瑞德西韋針對的是病毒的RdRp（RNA依賴性的RNA聚合酶），這就存在病毒發生突變從而產生耐藥性的情況。而萘莫司他針對的是宿主的蛋白酶TMPRSS2，病毒再突變，宿主的蛋白酶分子也不會變，所以一般不會產生耐藥性。

本文編輯：ambergchen

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