摘要：最近，一种新的冠状病毒（2019 nCoV）在中国出现，正式命名为严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）。尽管采取了严格的控制措施，该病毒仍在传播。 SARS-CoV-2是2019年冠状病毒病（COVID-19）的病因，其特征是人类肺部感染。此后，国际卫生当局的工作重点是对患者进行快速诊断和隔离，以及寻找能够抵抗该疾病最严重影响的疗法。由于缺乏有效的治疗方法和突发公共卫生事件的情况，研究氯喹/羟基氯喹对SARS-CoV-2的作用是有意义的，因为该分子以前被描述为大多数冠状病毒的有效抑制剂，包括SARS-CoV-1。氯喹用于治疗COVID-19在中国的初步试验令人鼓舞，导致了一些新的试验。本文讨论了氯喹干扰SARS-CoV-2复制周期的可能机制。

关键词：COVID-19   SARS-CoV-2  冠状病毒  氯喹

1. 简介：最近，2019年12月在中国武汉市出现了一种新型冠状病毒。尽管采取了严厉的遏制措施，但目前官方称为严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）的2019株nCoV的传播仍在继续。该病毒的系统发育分析表明，它与SARS-CoV-1不同，但有80%的核苷酸同源性。由于全世界都受到SARS-CoV-2大流行可能性的威胁，因此氯喹的广谱抗病毒作用值得特别关注，以便将这种药物重新用于治疗SARS-CoV-2引起的疾病。

2.氯喹的抗病毒特性

在体外，氯喹似乎是一种多功能的生物活性剂，据报道对RNA病毒具有抗病毒活性，包括狂犬病病毒、脊髓灰质炎病毒、HIV、甲型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、甲型和乙型流感病毒、甲型H5N1流感病毒、基孔肯亚病毒、登革病毒、寨卡病毒、拉萨病毒、亨德拉病毒和尼帕病毒，克里米亚-刚果出血热病毒和埃博拉病毒，以及各种DNA病毒，如乙型肝炎病毒和单纯疱疹病毒。氯喹在体外的抗病毒特性有时在病毒感染患者的治疗中得到证实，但根据疾病，所用氯喹的浓度，治疗的持续时间以及负责该治疗的临床团队的不同，在临床试验中有效结果并非总能重现。

关于冠状病毒，氯喹对SARS-CoV-1的潜在治疗作用已被报道。氯喹在体外也能抑制HCoV-229E在肺上皮细胞中的复制。2009年，据报道，通过在母乳中施用氯喹可以避免HCoV-O43冠状病毒对新生小鼠的致命感染。体外实验还显示了氯喹对重组HCoV-O43冠状病毒的强抗病毒作用。

3. 氯喹对SARS-CoV-2的潜在抗病毒作用

由于其对病毒的作用范围广，包括大多数冠状病毒，尤其是其近亲SARS-CoV-1，并且由于冠状病毒的细胞进入是通过溶酶体途径发生的。在公共卫生紧急情况下，在缺乏任何已知有效治疗的情况下，研究氯喹对SARS-CoV-2的可能作用是有意义的。最近的一篇论文报道了氯喹和抗病毒药物remdesivir在体外对SARS-CoV-2有抑制作用，并建议对COVID-19患者进行评估。最近，中国国家生物技术发展中心指出，氯喹是三种具有抗新型SARS-CoV-2冠状病毒（引起COVID-19）前景的药物之一。根据中国当局的初步报告，使用氯喹治疗的大约100名感染患者的发热和肺部CT图像改善速度更快，恢复时间比对照组更短，没有明显的严重不良反应，中国医学咨询委员会建议将氯喹纳入SARS-CoV-2治疗指南。因此，氯喹可能是国内外第一个用于治疗严重SARS-CoV-2感染的药物。虽然这种药物在疟疾治疗中的长期使用证明了紧急氯喹给药对人类的安全性，但不能忽视黄斑视网膜病变的轻微风险，，这取决于累积剂量，并且存在一些关于心肌病的报告，认为是氯喹引起的严重副作用。有待对SARS-CoV-2感染患者进行氯喹治疗不良反应的调查。然而，氯喹是目前影响人类SARS-CoV-2感染严重程度的最佳候选药物之一。目前，至少有10个临床试验正在测试氯喹作为抗COVID-19的治疗方法。

4. 氯喹的作用方式

氯喹具有多种作用机制，根据所研究的病原体可能有所不同。氯喹可以通过干扰病毒颗粒与细胞表面受体的结合来抑制病毒进入细胞。氯喹被证明能抑制醌还原酶2，与唾液酸生物合成有关的UDP-N-乙酰氨基葡萄糖2-差向异构酶的结构邻域。唾液酸是存在于细胞跨膜蛋白上糖链末端的酸性单糖，并且是配体识别的关键成分。由于人类冠状病毒HCoV-O43和正粘液病毒使用唾液酸部分作为受体，氯喹对唾液酸生物合成的可能干扰可以解释该药物的抗病毒谱。

氯喹在体外的抗SARS-CoV-1作用被认为是由于病毒细胞表面受体血管紧张素转换酶2（ACE2）在Vero细胞上的糖基化缺陷所致。氯喹还可以通过干扰诸如登革热病毒或基孔肯雅病毒等包膜病毒的pH依赖性内体介导的病毒进入，而损害病毒复制的另一个早期阶段。由于胞内体的碱化，在暴露于病毒之前，将氯喹添加到Vero细胞中是一种有效的体外抗基孔肯雅病毒的方法。抑制的机制可能与防止内吞和/或快速提高内体pH和消除病毒-内体融合有关。还报道了冠状病毒结合DC-SIGN受体后进入SARS-CoV-1靶细胞的pH依赖机制。内体在酸性pH下发生的活化步骤导致病毒膜和内体膜融合，导致病毒SARS-CoV-1基因组释放到细胞质中。 在缺乏抗病毒药物的情况下，病毒的靶点是溶酶体，在溶酶体中，低pH值和酶的作用破坏了病毒颗粒，从而释放了传染性核酸，在某些情况下，释放了复制所必需的酶。氯喹介导的对甲型肝炎病毒的抑制作用被发现与脱衣壳有关，从而阻断了它的整个复制周期。

氯喹也可以干扰病毒蛋白的翻译后修饰。这些翻译后修饰涉及蛋白酶和糖基转移酶，发生在内质网或跨高尔基体囊泡内，可能需要较低的pH值。对于HIV，氯喹的抗逆转录病毒作用可归因于转录后抑制gp120包膜糖蛋白的糖基化，而新合成的病毒颗粒是非传染性的。氯喹还通过影响黄病毒prM蛋白到M蛋白的正常蛋白水解过程来抑制登革2型病毒的复制。使用非人类冠状病毒后，显示冠状病毒出芽的细胞内位点是由其膜M蛋白的定位决定的，该膜M蛋白在高尔基复合体中积累，超过了病毒体出芽的位点，表明可能氯喹对SARS-CoV-2复制周期的这一步起作用。

除了影响病毒的成熟过程外，氯喹对pH的调节还可能损害病毒蛋白的正确成熟和树突状细胞对病毒抗原的识别，这是通过Toll样受体依赖的途径发生的，这种途径需要内体酸化。相反，氯喹对免疫系统的其他建议作用包括增加可溶性抗原向树突状细胞的细胞质中的输出，以及增强人类对病毒抗原的细胞毒性CD8 + T细胞反应。在流感病毒模型中，有报道称，氯喹改善了非复制型病毒抗原的树突状细胞向募集到淋巴结的CD8 + T细胞的交叉呈递，引起广泛的保护性免疫反应。

氯喹还可以通过细胞信号传导和调节促炎性细胞因子来作用于免疫系统。 已知氯喹可以抑制THP-1细胞和caspase-1中p38丝裂原激活的蛋白激酶（MAPK）的磷酸化。通过MAPK信号激活细胞是病毒实现其复制周期的常用手段。在HCoV-229冠状病毒模型中，氯喹通过抑制p38 MAPK产生病毒抑制作用。氯喹是一种著名的免疫调节剂，能够介导抗炎反应。因此，该药在风湿性关节炎、红斑狼疮、结节病等炎症性疾病中有临床应用。氯喹抑制THP-1细胞中白介素-1β（IL-1β）mRNA表达并减少IL-1β释放。氯喹诱导单核/巨噬细胞IL-1和IL-6细胞因子减少。据报道，氯喹诱导的免疫细胞对肿瘤坏死因子-α（TNFα）产生的抑制作用是通过破坏细胞铁代谢，阻断原TNF转化为可溶性成熟TNFα分子和/或抑制TNFαmRNA表达而发生的。在登革热病毒模型中，发现氯喹抑制感染登革热2病毒的U937细胞中的干扰素-α（IFNα），IFNβ，IFNγ，TNFα，IL-6和IL-12基因表达。

结论：氯喹已被证明能抑制几种冠状病毒的体外复制。最近的出版物支持氯喹可以改善SARS-CoV-2感染患者的临床结果的假设。氯喹实现这一结果的多分子机制还有待进一步探讨。由于几天前发现SARS-CoV-2使用与SARS-CoV-1相同的细胞表面受体ACE2（在肺，心脏，肾脏和肠中表达），因此可以假设氯喹也干扰ACE2受体的糖基化 从而防止SARS-CoV-2与靶细胞结合。Wang和Cheng报告说，SARS-CoV和MERS-CoV上调肺组织中ACE2的表达，这一过程可能会加速其复制和扩散。尽管目前还没有报道SARS-CoV与唾液酸的结合，但如果SARS-CoV-2与其他冠状病毒一样，以唾液酸为靶点，作用于某些细胞亚型，这种作用将受到氯喹处理的影响。

如今，初步数据表明，氯喹会干扰SARS-CoV-2酸化溶酶体的尝试，并可能抑制组织蛋白酶，这要求低pH值才能最佳裂解SARS-CoV-2棘突蛋白，这是自噬体形成的前提。 氯喹还可能干扰M蛋白的蛋白水解过程并改变病毒体的装配和出芽。最后，在COVID-19疾病中，该药物可通过减少促炎性细胞因子的产生和/或激活抗SARS-CoV-2 CD8 + T细胞来间接起作用。

图1.氯喹对严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2（SARS-CoV-2）复制周期可能产生的影响的示意图。 与其他人类冠状病毒一样，SARS-CoV-2包含三种蛋白：刺突（S）蛋白（180–220 kDa），膜（M）蛋白（25–35 kDa）和包膜（E）蛋白（10–12 kDa），这是感染性病毒粒子进入靶细胞所必需的。病毒体还包含能够与病毒基因组RNA结合的核衣壳（N）和复制酶复合物的关键成分nsp3。β-冠状病毒的一部分使用血凝素酯酶（65 kDa）与糖蛋白表面的唾液酸结合。S糖蛋白决定宿主的嗜性。有迹象表明SARS-CoV-2与肺细胞表达的血管紧张素转换酶2（ACE2）结合。预计与ACE2的结合会触发S糖蛋白的构象变化，从而允许S蛋白的跨膜蛋白酶TMPRSS2裂解，并将S片段释放到细胞上清液中，从而抑制抗体对病毒的中和作用。然后病毒通过早期和晚期溶酶体进入细胞，宿主蛋白酶组织蛋白酶L在低pH下进一步切割S蛋白，导致病毒包膜和溶酶磷脂膜融合，导致病毒基因组释放到细胞浆中。然后复制开始，正链病毒基因组RNA被转录成负链RNA，作为合成病毒mRNA的模板。负链RNA的合成比正链RNA的合成更早，下降更快。受感染的细胞含有的正链比负链多10到100倍。感染细胞的核糖体机制被转移，转而支持病毒，然后病毒合成其非结构蛋白（NSP），组装成复制酶-转录酶复合物，从而促进病毒亚基因组mRNA的合成。复制后，包膜蛋白被翻译并插入内质网，然后移至高尔基体。 将病毒基因组RNA包装到核衣壳中，然后在出芽步骤中加入包膜蛋白以形成成熟的病毒体。M蛋白定位于反式高尔基体，通过与病毒的其他蛋白相互作用，在病毒组装过程中发挥重要作用。组装后，新形成的病毒颗粒在囊泡中运输到细胞表面并通过胞吐释放。氯喹可能干扰ACE2受体糖基化，从而阻止SARS-CoV-2与靶细胞结合。氯喹也可能限制SARS-CoV-2细胞表面结合所需唾液酸的生物合成。如果实现了某些病毒颗粒的结合，氯喹可能会调节内体的酸化，从而抑制自噬体的形成。氯喹通过降低细胞有丝分裂原激活蛋白（MAP）激酶的活性，也可以抑制病毒的复制。此外，氯喹能改变M蛋白的成熟，干扰病毒的组装和出芽。

原文出自：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924857920300881