在COVID-19细胞模型中，海藻提取物在阻断SARS-CoV-2方面优于瑞德西韦

在一项针对导致COVID-19的病毒的抗病毒效果测试中，一种可食用海藻提取物的效果大大优于目前用于对抗该疾病的标准抗病毒药物瑞德西韦。肝素是一种常见的血液稀释剂，是一种去抗凝血特性的肝素变体，在抑制哺乳动物细胞中SARS-CoV-2感染方面与瑞德西韦表现相当。

今日在网上公布细胞的发现这项研究是伦斯勒理工学院生物技术和跨学科研究中心(CBIS)的研究人员针对引发当前全球健康危机的新型冠状病毒等病毒开发的诱饵策略的最新例子。

SARS-CoV-2表面的刺突蛋白会附着在人类细胞表面的一种分子ACE-2受体上。一旦被锁定，病毒就会将自己的遗传物质插入细胞，劫持细胞机制以产生复制病毒。但病毒也很容易被说服锁定一个提供类似匹配的诱饵分子。中和后的病毒会被困住，最终自然降解。

之前的研究表明，这种诱骗技术也能诱捕其他病毒，包括登革热、寨卡病毒和甲型流感病毒。要听研究人员讨论他们的发现，请观看这段视频。

首席研究员、伦斯勒理工学院化学和生物工程教授乔纳森·多迪克(Jonathan Dordick)说:“我们正在学习如何阻止病毒感染，如果我们想迅速应对流行病，这就是我们需要的知识。”“现实是，我们没有很好的抗病毒药物。为了保护我们自己免受未来的大流行，我们将需要一系列方法，以便能够迅速适应新出现的病毒。”

的细胞的发现这篇论文测试了从海藻中提取的三种肝素变体(肝素、三硫化肝素和一种非抗凝血低分子肝素)和两种褐藻糖苷(RPI-27和RPI-28)的抗病毒活性。这五种化合物都是被称为硫酸化多糖的长链糖分子，本月早些时候发表在《抗病毒研究》上的一项结合研究结果表明，这种结构构象是一种有效的诱饵。

研究人员对哺乳动物细胞上的五种化合物进行了一项称为EC50的剂量反应研究，EC50是抑制50%病毒传染性的化合物的有效浓度的缩写。对于EC50的结果，给出的是摩尔浓度，值越低表明化合物越有效。

RPI-27的EC50值约为83纳摩尔，而先前发表的类似独立的瑞德西韦在相同哺乳动物细胞上的体外试验的EC50值为770纳摩尔。肝素的EC50为2.1微摩尔，活性约为瑞德西韦的三分之一，而肝素的非抗凝类似物的EC50为5.0微摩尔，活性约为瑞德西韦的五分之一。

另一项单独的测试发现，即使在测试的最高浓度下，任何化合物都没有细胞毒性。

伦斯勒大学化学和化学生物学教授罗伯特·林哈特(Robert Linhardt)说:“我们感兴趣的是一种获得感染的新方法。”他正在与多迪克合作开发诱饵策略。“目前的想法是，COVID-19感染始于鼻子，这两种物质中的任何一种都可以作为鼻腔喷雾剂的基础。如果你能简单地早期治疗感染，甚至在感染之前治疗，你就有办法在它进入身体之前阻止它。”

多迪克补充说，海藻中的化合物“可以作为口服给药方法的基础，以解决潜在的胃肠道感染。”

在研究SARS-CoV-2测序数据时，Dordick和Linhardt发现了刺突蛋白结构上的几个基序，这些基序有望与肝素兼容，这一结果在结合研究中得到了证实。刺突蛋白大量包裹在聚糖中，这是一种适应，可以保护它不受人类酶的降解，并准备与细胞表面的特定受体结合。

多迪克说:“这是一个非常复杂的机制，坦率地说，我们不知道所有的细节，但我们正在获得更多的信息。”“这项研究清楚的一点是，分子越大，契合度越高。更成功的化合物是更大的硫酸化多糖，它在分子上提供更多的位点来捕获病毒。”

基于结合研究的分子建模揭示了刺突蛋白上肝素能够相互作用的位点，提高了类似硫酸多糖的前景。

CBIS主任Deepak Vashishth说:“Dordick教授和Linhardt教授的这项令人兴奋的研究是CBIS以及伦斯勒其他地方正在进行的几项研究之一，旨在通过新的治疗方法和重新利用现有药物来应对COVID-19大流行的挑战。”

参考文献:Kwon, p.s.， Oh, H.， Kwon, S. et al.(2020)。硫酸多糖在体外能有效抑制SARS-CoV-2。细胞越是加大．DOI:https://doi.org/10.1038/s41421-020-00192-8

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