來源：國際呼吸雜誌2021年第02期
作者：王健男 王愷鋮 白衝
海軍軍醫大學長海醫院呼吸與危重症醫學科，上海 200433
通訊作者：白衝
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摘要
目前，新型冠狀病毒肺炎疫情已經構成全球大流行，嚴重影響世界公共衛生安全，但仍無有效抗病毒藥物。Abl激酶參與體內一系列病理生理變化，在病毒感染中發揮重要作用。Abl激酶抑制劑能夠在體外抑制冠狀病毒，並具有廣泛抗病毒活性和促進肺損傷後肺泡上皮修復等功能。本文介紹Abl激酶抑制劑治療新型冠狀病毒肺炎的相關研究進展。
2020年3月11日，WHO宣佈新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)疫情構成全球大流行。目前COVID-19疫情已經累及全球222個國家和地區，截至2020年12月21日，全球確診病例達到7 511萬例，死亡病例168萬例，境外的發病人數仍呈上升態勢[1]。該疾病在我國作為急性呼吸道傳染病納入乙類傳染病並按照甲類傳染病管理，患者以發熱、乾咳、乏力為主要表現，重症患者可出現呼吸困難和低氧血癥，可進展為ARDS、多器官功能衰竭等。目前的治療以對症支援為主，抗病毒治療推薦試用α-干擾素霧化吸入、利巴韋林、洛匹那韋/利托那韋、磷酸氯喹、阿比多爾等，其他包括康復者恢復期血漿免疫治療和短期糖皮質激素治療等[2,3,4]，但目前仍缺乏特異性的有效抗病毒藥物。
我國科學家將患者下呼吸道樣本處理後接種到氣道上皮細胞中，分離得到了新型冠狀病毒[5]，即嚴重急性呼吸綜合徵冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2)。SARS-CoV-2是包膜正鏈RNA病毒，基因組27～32 kb，屬於冠狀病毒科，與嚴重急性呼吸綜合徵冠狀病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus，SARS-CoV)和中東呼吸綜合徵冠狀病毒(Middle East respiratory syndrome coronavirus，MERS-CoV)的基因相似度分別為79%和50%[6]。冠狀病毒進入細胞依賴於S蛋白結合細胞表面的血管緊張素轉化酶2(angiotensin converting enzyme 2，ACE-2)受體和S蛋白被宿主的絲氨酸蛋白酶TMPRSS2水解[7]，病毒透過受體介導的內吞作用運輸到晚期胞內體，病毒體黏附到胞內體膜，病毒核酸進入細胞質，而後進行基因組的複製和轉錄、蛋白質的翻譯、病毒體的組裝和胞吐作用釋放[8,9]。其生命週期中的關鍵蛋白均可作為抗病毒研究的靶點。而在現有已上市藥物中尋找到有效抗冠狀病毒藥物是控制疫情和提高臨床救治效果的快速有效的手段。伊馬替尼是一種Abl激酶抑制劑，臨床上用於治療白血病和胃腸間質腫瘤，研究表明伊馬替尼等Abl激酶抑制劑具有良好的抗冠狀病毒活性，是COVID-19的潛在治療藥物[10,11]。本文介紹Abl激酶及其抑制劑的一般特性和在COVID-19治療中的潛在作用。
1 Abl激酶
Abl激酶屬於非受體酪氨酸激酶家族，包括Abl-1(c-Abl)和Abl-2(在小鼠中為Abl和Arg)，調控多種生長髮育和正常穩態的細胞程序，如神經系統和免疫系統的發育以及上皮形態形成，也參與炎症、腫瘤和其他病理生理過程，在病理狀態下可出現異常的功能[12]。內源性Abl激酶的活性受到生長因子、趨化因子、DNA損傷、氧化應激、黏附受體、微生物病原體等各種刺激因素的高度調控[13]。Abl激酶被不同刺激啟用後磷酸化靶蛋白、調節肌動蛋白和微管細胞骨架重組，從而影響細胞的形態發生、運動、黏附、極性，受體介導的內吞作用和細胞器運輸。Abl激酶透過調控細胞膜表面受體的訊號轉導，參與不同環境下細胞存活、增殖和氧化應激[12]。
Abl激酶最初是在Abelson小鼠白血病病毒的研究中發現，後續研究表明人類t(9；22)染色體易位產生Ph染色體，BCR-ABL融合蛋白具有升高的酪氨酸激酶和轉化活性，使細胞過度增殖，與慢性粒細胞白血病(chronic myeloid meukemia，CML)和急性淋巴細胞白血病的發生相關[14]。Abl激酶抑制劑伊馬替尼是治療CML和惡性胃腸道間質腫瘤的有效藥物，於2001年在美國批准上市。Abl激酶的異常啟用不僅與人類和小鼠的白血病有關，還在一些實體腫瘤、炎症性疾病和神經退行性疾病中發揮重要作用[12]。此外，越來越多的報道顯示Abl激酶也在病原微生物感染哺乳動物細胞中發揮重要作用，病原體劫持並激活宿主細胞的Abl激酶，引起肌動蛋白細胞骨架重組和酪氨酸磷酸化病毒的效應蛋白，從而進入宿主細胞，存活、運動、釋放[15]。應用Abl激酶抑制劑可能有效治療白血病和實體腫瘤以外的疾病。
2 Abl激酶抑制劑對COVID-19的治療作用
2.1 直接抗病毒作用
既往研究表明Abl激酶參與病毒感染的多種病理過程，如入侵和釋放、基座形成、細胞內運動和細胞解離，Abl激酶抑制劑可以作用於不同病毒的不同生命週期，顯著抑制多種病毒的感染、複製和釋放，如埃博拉病毒、人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)、B組柯薩奇病毒、多瘤病毒、丙型肝炎病毒、登革熱病毒等[15,16,17,18,19,20,21,22]。Abl激酶在冠狀病毒感染宿主和病毒複製的過程中同樣發揮重要作用，Abl激酶抑制劑(如伊馬替尼)可以在體外抑制SARS-CoV和MERS-CoV病毒複製[10]。Coleman等[11]利用SARS-CoV、MERS-CoV活病毒和假病毒感染Calu-3、MRC5和Vero E6細胞進行體外研究，發現伊馬替尼劑量依賴性顯著抑制病毒產量，如10 μmol/L伊馬替尼較對照組抑制MERS-CoV病毒產量50倍，25 μmol/L伊馬替尼可以抑制SARS-CoV總RNA水平1 000倍；並發現細胞感染的前4 h加入伊馬替尼可以顯著抑制病毒複製，感染後的5 h即病毒進入RNA複製開始後加入則抑制作用減弱，並且對病毒細胞內運輸無影響。該研究證實發揮作用的具體機制為抑制病毒黏附到胞內體膜上，應防止病毒核酸進入宿主胞質和下一步的複製。伊馬替尼可以同時抑制Abl1和Abl2，分別敲減細胞Abl1和Abl2發現，敲減Abl1後病毒複製無明顯抑制，敲減Abl2顯著抑制病毒複製，表明Abl2是冠狀病毒複製所必需的。Sisk等[23]進一步研究了相關機制，用傳染性支氣管炎病毒作為研究冠狀病毒的模型，伊馬替尼或特異性Abl激酶抑制劑GNF2、GNF5處理感染的Vero細胞，檢測病毒滴度較對照組降低90%～95%，免疫熒光顯微鏡下觀察含S蛋白感染細胞數減少90%；伊馬替尼還可以抑制S蛋白在細胞表面積聚引起的細胞間黏附融合。結果表明，Abl激酶抑制劑不影響病毒結合宿主細胞受體和S蛋白水解分裂過程，而是阻斷冠狀病毒S蛋白介導的膜黏附。具體機制可以總結為病毒與宿主細胞受體相互作用引起Abl激酶活性變化，磷酸化和啟用下游靶點並引起肌動蛋白細胞骨架重組，使內體膜易於包膜病毒的黏附融合，病毒得以進入細胞，應用Abl激酶抑制劑可以阻斷病毒的黏附和進入細胞，類似於膜融合抑制劑類抗病毒藥物。Zhao等[24]使用了SARS-CoV-2 S蛋白作為包膜蛋白的假病毒和USA-WA1/2020病毒株，研究伊馬替尼和asciminib對於ACE2＋人Caco-2細胞SARS-CoV-2感染和複製的影響，結果表明在10 μmol/L的藥物濃度下，asciminib對病毒感染有中等抑制作用，二者在體外對於病毒複製均無明顯抑制作用，故作者認為伊馬替尼主要透過免疫調節作用對COVID-19發揮了潛在的治療作用，而非透過直接抗病毒作用。綜上所述，Abl激酶抑制劑對於多種冠狀病毒的感染和複製均存在一定的抑制作用，但對於SARS-CoV-2的直接抗病毒作用及其具體機制仍需要進一步的細胞和動物模型的研究來證實。
2.2 修復和保護肺損傷
呼吸系統感染的治療仍然受限於缺乏特異的抗病毒藥物、細菌多重耐藥和缺乏有效的細胞治療靶點。肺上皮細胞是抵禦病原體的第一道防線，直接預防或者修復上皮細胞損傷的藥物將能夠顯著改善肺部感染患者的預後[25]。Khatri等[26]研究發現人肺上皮細胞損傷後Abl激酶表達上調；將肺炎小鼠模型條件敲除Abl1或應用Abl抑制劑尼羅替尼、GNF5，會導致損傷後遠端氣道SCGB1A1＋SPC＋的一類祖細胞大量增殖並動員到損傷的肺泡，顯著增強Ⅰ型肺泡上皮細胞的再生，從而減少肺泡炎性滲出，促進感染後肺損傷的修復。也有研究指出Abl激酶抑制劑具有肺血管內皮細胞屏障保護作用，能夠抑制脂多糖引起的炎性血管滲出，有望用於治療急性肺損傷[27]。另外，在一些病例報告中，藥物性肺炎患者伊馬替尼治療後肺功能得到改善，提示Abl激酶抑制劑可能有促進肺修復和再生的作用[28,29,30]。
2.3 免疫調節作用
干擾素是一類參與宿主防禦病毒感染和免疫監視腫瘤的細胞因子。目前COVID-19的診療方案推薦試用α-干擾素霧化吸入抗病毒治療[2]，干擾素作用於肺上皮細胞，能夠誘導產生多種抗病毒蛋白，與其他抗病毒藥物具有協同作用[31,32]。Katsoulidis等[33]報道造血細胞BCR-ABL融合基因會抑制干擾素介導的抗病毒作用和干擾素調控的基因表達。機制為BCR-ABL酪氨酸激酶活性異常升高，調控相關訊號通路，抑制Ⅰ型干擾素依賴的Stat蛋白和p38 MAPK的啟用，從而導致具有抗病毒特性的一些基因的轉錄被抑制。干擾素預處理細胞可以對病毒引起的細胞病變起到保護作用，而在表達BCR-ABL的細胞中干擾素的抗病毒和細胞保護作用被明顯抑制，這表明BCR-ABL降低了干擾素抗病毒能力。BCR-ABL透過雙重抑制干擾素介導的訊號通路，損壞機體免疫和促進惡性轉化，而伊馬替尼可以逆轉這一作用[34]。伊馬替尼能夠抑制PDGFR、c-Kit和CSF1R訊號通路，減少核因子κB、IL-6、TNF-α等前炎性因子釋放及其引起的炎症反應和組織損傷，從而發揮免疫調節作用[14,35]。
2.4 臨床有效性
Li等[36]的一項回顧性研究在2020年2月15日至4月10日期間，問卷調查了湖北省530例接受伊馬替尼等Abl激酶抑制劑治療的CML患者，COVID-19發病率為0.9%(5例)，高於正常人群中的COVID-19發病率0.1%，低於其他血液系統惡性腫瘤住院患者COVID-19發病率10%，但研究缺少進一步的隨訪和直接對照組。荷蘭的一項前瞻性研究納入148例接受Abl激酶抑制劑治療的CML患者，及具有相似的年齡和地理分佈的123例患者的成年家庭成員作為對照組，CML患者中僅1例(0.7%)SARS-CoV-2核酸檢測陽性，其患病率與荷蘭普通人群相似(0.3%)，對照組無陽性患者[37]。義大利的一項研究對來自47個CML治療中心的6 883例CML患者進行線上調查和隨訪，截至2020年4月中旬，僅12例(0.17%)確診COVID-19，2例(0.29%)死亡，感染率低於義大利一般人群[38]。另一項研究中，接受Abl激酶抑制劑和糖皮質激素治療的Ph染色體陽性急性淋巴細胞白血病患者人群在義大利COVID-19爆發高峰時期仍可以良好管控[39]。Morales-Ortega等[40]報道了1例發熱、咳嗽為主要表現的COVID-19患者雙氫氯喹、洛匹那韋及頭孢曲松治療12 d無效，在考慮到伊馬替尼的潛在治療作用和暫無細菌感染證據的情況下，使用了常規劑量的伊馬替尼，第3天患者發熱消失，20 d後肺部病灶消失。以上結果表明接受Abl激酶抑制劑治療的CML患者中COVID-19感染率極低，伊馬替尼等Abl激酶抑制劑可能對COVID-19患者具有潛在保護作用。多項關於伊馬替尼對COVID-19的治療作用的隨機臨床研究仍在進行之中[41]。
2.5 臨床安全性
伊馬替尼是長期應用於臨床的藥物，患者均耐受性較好。如果在有病毒疫區旅行史、暴露史的人群或確診患者中短期應用，出現不良反應的可能性較小[42]。伊馬替尼在臨床應用中出現的感染相關併發症或口服伊馬替尼的患者合併病毒感染的報道仍較少。在病例報道中，聯合伊馬替尼和"雞尾酒療法"治療CML合併HIV感染的患者可以良好控制CML和HIV感染，隨訪過程中CML持續緩解，HIV病毒載量低於檢測限度，CD4＋細胞數穩定，患者能夠長期生存[43]。在一項回顧性研究中，69例白血病患者接受達沙替尼治療期間，51%出現過不同型別的感染，但多與粒細胞缺乏和使用糖皮質激素相關，而病毒感染較少見，僅佔7%[44]。也有個別治療過程中出現乙型肝炎病毒再啟用的報道，所以治療前和治療過程中應當監測相關指標[42]。
3 總結
透過一系列防控和救治措施，我國境內COVID-19疫情基本得到控制，但境外確診病例和死亡病例仍快速增多，目前仍然形勢嚴峻。特效抗病毒藥物和疫苗是抗擊COVID-19疫情的理想手段。Abl激酶的異常啟用在病毒感染和炎症中發揮重要作用，一系列研究表明Abl激酶抑制劑具有有效抗冠狀病毒作用，並且能夠促進肺上皮細胞損傷的再生和修復，調節干擾素的抗病毒作用。Abl激酶抑制劑如伊馬替尼是臨床上用於治療CML的藥物，具有較好的安全性，是理論上較為理想的治療COVID-19的藥物。伊馬替尼對於COVID-19患者治療作用的相關臨床試驗仍在進行中，其有效性和具體機制仍需要進一步研究。
利益衝突所有作者均宣告不存在利益衝突
參考文獻略
