伊春芳

(遼寧中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院 藥學(xué)部, 遼寧 沈陽, 110032)

由新型冠狀病毒(SARS-COV-2)引起的新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)于2020年在世界范圍內(nèi)暴發(fā)，該病毒傳染性極強，且傳播迅速，不僅威脅人類健康，還嚴(yán)重擾亂全球經(jīng)濟和居民日常生活。在COVID-19大流行期間，尋找出針對性的治療藥物十分必要，而研究現(xiàn)有藥物的抗病毒效力以便應(yīng)用于COVID-19的治療更是當(dāng)務(wù)之急。因為SARS-CoV-2與非典型肺炎冠狀病毒(SARS-CoV)和中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS-CoV)表現(xiàn)出高度的相似性，所以推測對SARS-CoV、MERS-CoV有影響的藥物也可能是SARS-CoV-2的潛在治療藥物。質(zhì)子泵抑制劑(PPIs)在臨床應(yīng)用廣泛，盡管其主治胃酸相關(guān)疾病(如消化性潰瘍和胃食管反流病等)，但有證據(jù)[1]表明該藥具有多效性。PPIs結(jié)構(gòu)中的苯并咪唑環(huán)可能是造成其多效性的重要因素之一，可使PPIs具有同時靶向多種生物分子的能力[2]。泮托拉唑此前已被美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)作為各種疾病的自噬調(diào)節(jié)劑，目前正作為COVID-19的候選治療藥物之一被繼續(xù)研究[3-4]。然而，現(xiàn)有研究尚不能明確PPIs對COVID-19的臨床有效性，甚至發(fā)現(xiàn)PPIs可能導(dǎo)致COVID-19感染風(fēng)險增加或病情惡化。本文綜述了PPIs對SARS-CoV-2有益治療作用的可能途徑和細(xì)胞機制，并總結(jié)分析PPIs的臨床有效性和安全性，關(guān)注COVID-19與PPIs相關(guān)的風(fēng)險和收益平衡，以期探討應(yīng)用PPIs治療COVID-19的可能性。

1 SARS-CoV-2的感染機制

刺突糖蛋白(S蛋白)在SARS-CoV-2感染宿主細(xì)胞的過程中發(fā)揮重要作用，其包含功能性亞基S1和S2。S1亞基負(fù)責(zé)與宿主細(xì)胞受體的結(jié)合, S2亞基則在S1亞基的激活下，被細(xì)胞蛋白酶裂解以促進病毒和宿主細(xì)胞膜的融合，進而促使SARS-CoV-2在宿主細(xì)胞的增殖[5]。血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2(ACE2)和跨膜絲氨酸蛋白酶2(TMPRSS2)分別是主要的細(xì)胞受體和關(guān)鍵細(xì)胞蛋白酶。TMPRSS2在S1/S2和S2位點切割S蛋白，引發(fā)S蛋白裂解，這對SARS-CoV-2進入宿主細(xì)胞至關(guān)重要[6]。ACE2作為功能性受體，與SARS-CoV-2的S蛋白的親和力是SARS-CoV的10～20倍[7], 故SARS-CoV-2的傳染性非常強大。

2 PPIs對空泡型質(zhì)子泵(v-ATPase)的作用及對pH值的影響

v-ATPase位于質(zhì)膜和酸性細(xì)胞器如溶酶體和內(nèi)體的表面，是控制囊泡pH值的關(guān)鍵因素之一[8]。作為空泡型質(zhì)子泵, v-ATPase可維持分泌顆粒、內(nèi)體、溶酶體和跨高爾基體網(wǎng)絡(luò)等細(xì)胞器內(nèi)的酸性pH值。v-ATPase介導(dǎo)的內(nèi)體酸化是冠狀病毒等多種病毒進入細(xì)胞的重要步驟[9]。大多數(shù)包膜病毒利用內(nèi)吞途徑，使其與宿主細(xì)胞器的膜相融合。完成內(nèi)吞途徑的一個重要前提是具有酸性囊泡的pH值。酸性環(huán)境可誘導(dǎo)病毒表面的病毒編碼包膜糖蛋白發(fā)生構(gòu)象變化，還可以激活內(nèi)體蛋白酶，使其對包膜蛋白進行蛋白水解切割，從而介導(dǎo)包膜病毒實現(xiàn)膜融合[10]。

v-ATPase的活性可被PPIs抑制[11], 導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)酸化和酸性細(xì)胞器堿化，從而阻止病毒與宿主細(xì)胞膜的融合。此外, ACE2酶活性也受pH值的影響。pH值為7.0～7.5 時, ACE2活性最強[12], pH值超過7.5時, ACE2活性顯著降低[13]。PPIs通過抑制v-ATPase來堿化腔內(nèi)環(huán)境，使ACE2功能降低，從而阻礙SARS-CoV-2進入細(xì)胞。PPIs對v-ATPase的抑制作用還會破壞內(nèi)吞途徑中的生物學(xué)過程，包括早期內(nèi)體至晚期內(nèi)體的成熟過程和內(nèi)吞體的形成。PPIs通過提高內(nèi)體pH值，減少內(nèi)體的鈣流出，使鈣依賴性細(xì)胞外囊泡(EVs)的釋放被抑制[14], 防止病毒從感染細(xì)胞傳播到未感染細(xì)胞[15]。因此，pH值的增加會導(dǎo)致病毒融合和復(fù)制被抑制。此外，調(diào)節(jié)pH值對胞吐也很重要，可影響病毒傳播[16]。

一項對FDA批準(zhǔn)的60種藥物的體外篩選試驗[17]顯示出奧美拉唑的抗病毒效力，支持其針對COVID-19的再利用。奧美拉唑和沃諾拉贊被證明與內(nèi)體和高爾基體內(nèi)的pH值增加有關(guān)，這種pH值的改變會干擾內(nèi)體蛋白酶對S蛋白的處理，并限制SARS-CoV-2感染的發(fā)生。另一項研究[18]顯示，經(jīng)過溶酶體營養(yǎng)劑如氯化銨(NH4Cl)或巴佛洛霉素A1 (內(nèi)體/溶酶體v-ATPase抑制劑)處理的細(xì)胞，囊泡pH值增加，細(xì)胞表面的功能性受體ACE2被截留在核周液泡中，這表明ACE2的功能可能被這些試劑抑制，從而阻止SARS-CoV-2進入宿主細(xì)胞。

3 PPIs靶向內(nèi)吞體分選轉(zhuǎn)運復(fù)合體(ESCRT)

包膜病毒的出芽釋放過程依賴于宿主細(xì)胞ESCRT系統(tǒng)。冠狀病毒編碼的經(jīng)典基序可與ESCRT相互作用[19], 該基序與ESCRT-Ⅰ中的Tsg101蛋白結(jié)合，使得ESCRT-Ⅲ向病毒的出芽位點傳遞，導(dǎo)致病毒顆粒通過膜分離釋放。一項研究[20]表明，泰妥拉唑和埃索美拉唑可靶向Tsg101蛋白 N末端結(jié)構(gòu)域的半胱氨酸殘基(C73)，破壞其與泛素的結(jié)合，阻止其定位于細(xì)胞質(zhì)膜出芽位點，從而抑制病毒復(fù)制。相關(guān)研究[21-22]已發(fā)現(xiàn), Tsg101蛋白和ESCRT有助于埃博拉病毒和登革熱病毒的復(fù)制。與泰妥拉唑、埃索美拉唑一樣，其他PPIs也可靶向Tsg10138蛋白中的C73，從而可假設(shè)PPIs通過抑制病毒復(fù)制對SARS-CoV-2等多種病毒有效。

4 PPIs抗炎和抗纖維化作用

COVID-19患者常出現(xiàn)淋巴細(xì)胞減少癥，尤其表現(xiàn)為CD8+和CD4+T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞減少[23]。中性粒細(xì)胞計數(shù)的增加，中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞比值的升高，表明預(yù)后不良[24]。最嚴(yán)重的COVID-19患者會出現(xiàn)細(xì)胞因子風(fēng)暴，可檢測到患者血液促炎細(xì)胞因子如白細(xì)胞介素(IL)-6、IL-1、IL-8、IL-17、粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)和腫瘤壞死因子(TNF)水平過高。高細(xì)胞因子水平可能導(dǎo)致休克、心肌損傷、肝腎損傷、呼吸衰竭，最終導(dǎo)致多器官衰竭。細(xì)胞因子也與肺損傷的發(fā)生有關(guān)，其病理特征是嗜中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞強烈浸潤，彌漫性肺泡損傷，肺透明膜彌漫性增厚[25]。

體外研究[26]表明, PPIs可抑制促炎細(xì)胞因子，如IL-6、IL-8和TNF-α。研究[27]顯示，奧美拉唑、蘭索拉唑可減輕人胃上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的氧化應(yīng)激損傷。蘭索拉唑已被證明可以抑制外周血中單核細(xì)胞細(xì)胞黏附分子-1(ICAM-1)的表達(dá)[28], 而奧美拉唑可以減少十二指腸上皮細(xì)胞中的促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生[29]。PPIs對免疫系統(tǒng)成分如單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞均有一定影響[30]。PPIs通過IL-8抑制中性粒細(xì)胞功能，如趨化性、超氧化物生成和脫粒[31]。P型質(zhì)子泵通過減少中性粒細(xì)胞黏附分子和氧自由基而起抗炎作用[32]。此外, PPIs還能通過激活血紅素氧合酶-1(HO-1)和內(nèi)源性抗氧化劑阻止炎癥過程[27]。

已康復(fù)嚴(yán)重急性呼吸綜合征(SARS)患者的肺活檢組織病理樣本可觀察到有間質(zhì)纖維化和慢性炎癥跡象。轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)和ACE2介導(dǎo)的機制被認(rèn)為是纖維化的病理生理學(xué)原因[33]。間質(zhì)性肺纖維化(IPF)患者的支氣管肺泡灌洗液中HO-1水平降低[34], 提示在COVID-19患者肺纖維化過程中使用PPIs可能增加HO-1的表達(dá)。PPIs具有抗炎、抗氧化、自我調(diào)節(jié)以及抗纖維化的作用，而埃索美拉唑和蘭索拉唑已被證明可以預(yù)防TGF-β介導(dǎo)的纖維化[35]。此外, PPIs可通過抑制Ⅰ型膠原蛋白、纖連蛋白1、基質(zhì)金屬蛋白酶7來抑制TGF-β介導(dǎo)的肺成纖維細(xì)胞中膠原蛋白的產(chǎn)生和增殖[36]。此外, PPIs的抗纖維化特性與mTOR信號通路有關(guān)。mTOR是特發(fā)性肺纖維化的新興治療靶點, PPIs已被證明可以下調(diào)mTOR通路[37], 減弱促纖維化作用。

5 PPIs臨床聯(lián)合用藥

除了直接的抗病毒作用, PPIs還可與具有抗病毒活性的藥物聯(lián)用以提高其有效性。一項藥物研究[38]表明，奧美拉唑的血藥濃度超過8 μmol/L(治療性血漿濃度)時會干擾SARS-CoV-2的形成。而在治療濃度下，奧美拉唑可分別將抑肽酶(一種已獲批準(zhǔn)的蛋白酶抑制劑)和瑞德西韋的抗SARS-CoV-2作用增強2.7倍和10.0倍。因此，抑肽酶或瑞德西韋聯(lián)合奧美拉唑也可能是治療COVID-19的潛在療法。此外, PPIs與非甾體抗炎藥(如吲哚美辛)聯(lián)合用藥，已被建議為COVID-19的治療選擇[4]。

6 臨床實際有效性和安全性

目前，關(guān)于使用PPIs和COVID-19之間聯(lián)系的臨床證據(jù)仍然存在矛盾。一項納入179例老年患者的回顧性對照研究[39]顯示，與未服用PPIs的患者相比，服用PPIs的患者被SARS-CoV-2感染的可能性降低了2.3倍(OR=0.438 1, 95%CI為0.233 1～0.817 5,P=0.005 3)。然而，也有臨床證據(jù)提示PPIs會增加COVID-19感染的風(fēng)險。美國一項基于53 130人的在線調(diào)查[40]顯示, PPIs攝入量與COVID-19陽性率存在劑量反應(yīng)關(guān)系，每天1次(OR=2.15, 95%CI為1.90～2.44)或每天2次(OR=3.67, 95%CI為2.93～4.60)服用PPIs的患者，其COVID-19陽性率顯著高于未服用PPIs患者，而與每天1次服用PPIs者相比，每天服用2次者COVID-19陽性率更高。但該研究存在著特發(fā)性偏倚，例如調(diào)查僅在網(wǎng)絡(luò)上進行，使得60歲及以上人群比例低于預(yù)期，導(dǎo)致選擇性偏差。

此外，較多的臨床研究結(jié)果表明, PPIs可能增加COVID-19感染的嚴(yán)重程度。一項針對152例COVID-19患者的回顧性研究[41]表明，使用PPIs與繼發(fā)感染(OR=2.37, 95%CI為1.08～5.22,P=0.032)、急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)(48.4% vs. 12.2%,P=0.020)以及更高病死率(19.4% vs. 5.6%,P=0.010)的風(fēng)險增加相關(guān)，但該研究僅考慮了住院COVID-19患者，忽略了PPIs攝入持續(xù)時間的影響，具有局限性。韓國一項針對132 316例患者的大型隊列研究[42]顯示，短期或長期使用PPIs不會增加COVID-19的易感性，但與COVID-19患者預(yù)后較差有關(guān)。中國一項針對4 454例患者的研究[43]發(fā)現(xiàn)，在傾向得分匹配后，人群發(fā)生COVID-19嚴(yán)重后果的風(fēng)險與使用PPIs具有相關(guān)性。美國一項納入295例住院COVID-19患者的研究[44]顯示, 15.6%的患者在入院前就使用PPIs, 調(diào)整混雜變量后，發(fā)現(xiàn)PPIs使用者的病死率比非使用者高2.3倍, ARDS風(fēng)險高2.3倍，說明入院前PPIs暴露與COVID-19較差的臨床結(jié)果獨立相關(guān)。HARIYANTO T I等[45]進行薈萃分析發(fā)現(xiàn)，使用PPIs似乎與COVID-19感染的嚴(yán)重性和死亡風(fēng)險增加有關(guān)。該研究的局限性在于未考慮存在混雜因素(例如患者的年齡和合并癥)，這些因素可影響PPIs的使用與COVID-19患者住院結(jié)果之間的關(guān)系，且納入的研究大多未提及使用的PPIs類型、劑量、持續(xù)時間、頻率和依從性等信息。

也有一些研究結(jié)果表明PPIs的使用與COVID-19的感染和嚴(yán)重程度無關(guān)聯(lián)。ZHANG X Y等[46]進行了一項評估PPIs對常見COVID-19病程影響的回顧性研究(共納入154例COVID-19常見病例)，發(fā)現(xiàn)PPIs的使用對COVID-19成人住院病程的延長或縮短沒有影響。BALOUCH B等[47]開展的一項基于網(wǎng)絡(luò)的匿名調(diào)查提示, COVID-19發(fā)病率與使用抗反流藥物(包括法莫替丁和PPIs)之間沒有關(guān)聯(lián)，抗反流藥物不能預(yù)防或增加COVID-19風(fēng)險。丹麥一項針對83 224例患者的全國性研究和薈萃分析[48]得到了相似結(jié)果，當(dāng)前PPIs的使用可能與SARS-CoV-2感染和住院風(fēng)險的增加有關(guān)，但這些研究的結(jié)果很可能受到了殘留混雜因素的影響，且沒有發(fā)現(xiàn)與嚴(yán)重后果的關(guān)聯(lián)，提示當(dāng)前PPIs的使用對COVID-19結(jié)果沒有影響。

PPIs引起的胃酸過少被認(rèn)為是增加COVID-19感染的主要原因，因為胃酸對多種細(xì)菌和病毒具有殺傷作用，可減少病毒從胃進入腸道并導(dǎo)致感染的機會。此外，嚴(yán)重的胃酸過少可導(dǎo)致胃微生物群增加和小腸細(xì)菌過度生長，也會增加發(fā)生腸道感染的可能性。但相關(guān)研究[38]發(fā)現(xiàn)，在使用H2受體阻滯劑(H2RA)治療的患者中并未觀察到COVID-19感染增加的風(fēng)險。這可能會使PPIs對COVID-19的作用復(fù)雜化，且目前尚不清楚PPIs引起的這些pH值變化會否干擾胃酸對SARS-CoV-2的作用。

7 小 結(jié)

盡管近期的一些研究已經(jīng)提出并討論了PPIs對SARS-CoV-2感染的潛在治療作用，但現(xiàn)有的臨床證據(jù)尚未能證實其實際有效性。鑒于PPIs的廣泛可得性、低成本、較高的生物利用度和總體較好的耐受性，對于將PPIs視為COVID-19潛在治療選擇的考慮，臨床人員仍應(yīng)持謹(jǐn)慎樂觀的態(tài)度。PPIs在COVID-19治療方面的新用途仍處于萌芽階段，因此迫切需要開展更多高質(zhì)量的隨機對照試驗形式的較大研究來確定PPIs在COVID-19中的治療作用和安全性。