甘草酸制剂防治新型冠状病毒肺炎的可能机制.docx

甘草酸制剂防治新型冠状病毒肺炎的可能机制新型冠状病毒肺炎已波及全球170多个国家和地区，严重威胁到世界各国人民的生命健康目前，COVID-19的治疗尚无特效药，以对症、预防干预为主，而开发安全、稳定的疫苗是一个巨大挑战，因此寻找安全有效的治疗药物仍迫在眉睫研究表明，COVID-19与严重急性呼吸综合征（SARS）有相同的受体—血管紧张素转换酶2(ACE2），而甘草酸制剂不仅可以抑制新型冠状病毒与ACE2结合，还可以发挥免疫调节、类固醇样作用，从而抑制病毒的复制本文基于大量关于甘草酸制剂的最新研究及在抗SARS中的应用经验，综述了甘草酸制剂防治COVID-19的可能机制，以期为甘草酸制剂在防治COVID-19方面提供一定的理论依据1、COVID-19概述COVID-19是人体感染严重急性呼吸综合征冠状病毒2引起的一种急性呼吸道传染病自20世纪60年代首次发现人类冠状病毒以来，SARS-CoV-2是目前已知感染人类的第七种冠状病毒[1]所有冠状病毒中，HCoV-NL63、HCoV-229E、HCoV-OC43和HKU1可引起轻微疾病，而SARS-CoV、MERS-CoV和SARS-CoV-2可导致严重呼吸综合征[2]。

COVID-19初期以发热、干咳、乏力为主要表现，后期可逐渐出现呼吸困难，严重者可快速进展为急性呼吸窘迫综合征、脓毒性休克、难以纠正的代谢性酸中毒和出凝血功能障碍、多器官功能衰竭等COVID-19具有传播速度快、范围广、传染性强等特点，可通过飞沫、密切接触传播，且存在经气溶胶传播的可能，其临床分型包括轻型、普通型、重型、危重型2、甘草酸制剂甘草酸又称为甘草皂甙、甘草甜素，是一种从甘草的根和茎中提取的三萜皂苷，分子式为C42H62O16，以顺式甘草酸（18β-甘草酸）和反式甘草酸（18α-甘草酸）两种立体异构体形式存在，是甘草中最重要的有效成分之一目前已经有甘草酸单铵、甘草酸二铵、复方甘草酸苷、甘草酸二铵脂质体及异甘草酸镁等多种形式的产品，不同甘草酸制剂的作用机制基本一致，均可能通过抗炎作用、抗病毒作用、免疫调节、抑制ACE2活性、保肝作用及激素样作用而达到治疗COVID-19的目的2.1抗炎作用COVID-19发病人群中男性占比高于女性，多数患者以发热、干咳、乏力、肌肉疼痛、咳痰、呼吸困难等全身症状及呼吸道症状为主，部分患者可出现恶心、呕吐等消化道症状，部分患者无任何临床表现朱洁云等[3]研究表明，大部分COVID-19患者白细胞计数正常、淋巴细胞计数减少、C反应蛋白升高，但降钙素原正常。

甘草酸可通过选择性抑制花生四烯酸、核因子κB(NF-κB）、磷酸肌醇3激酶（PI3K）等多种代谢途径的产物及细胞色素C的释放而减弱前列腺素E2(PGE2）、前列环素2(PIG2）、血栓烷2(TXA2）、白三烯等炎性递质的释放，进而抑制炎性反应[4]；此外，其还可通过诱导抗氧化剂防御系统而抑制脂质过氧化作用，减轻氧化和组织损伤，减少一氧化氮（NO）、环氧合酶2(COX-2）和白介素（IL)-1β的分泌及释放，抑制诱导型一氧化氮合酶（iNOS）、磷脂酶A2(PLA2）蛋白质表达及转录活性，抑制脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）诱导的肿瘤坏死因子α（TNF-ɑ）、IL-6和IL-1β的释放[5]LEE等[6]认为，甘草酸可通过细胞内信号通路而抑制中性粒细胞的迁移和浸润，从而对LPS诱导的急性肺损伤小鼠发挥一定抗炎作用甘草酸还能通过直接与高迁移率族蛋白1(highmobilitygroupbox-1,HMGB-1）的BOX-A结合[7]而抑制HMGB-1磷酸化，通过降低HMGB-1含量而发挥抗炎作用既往研究发现，甘草酸可有效降低细胞间黏附分子1(intercellularadhesionmolecule-1,ICAM-1）和基质金属蛋白酶9(matrixmetalloproteinase-9,MMP-9）水平[8]，间接增加超氧化物歧化酶（superoxidedismutase,SOD）、谷胱甘肽过氧化酶（glutathioneperoxidase,GSH-PX）的活性及Akt、细胞外信号调节激酶（extracellularsignalregulatedkinase,ERK）的表达[9]。

2.2抗病毒作用方炳虎等[10]研究表明，甘草粗提物能有效抑制H9N2亚型禽流感病毒感染小鼠的肺实变CHENG等[11]研究表明，甘草多糖能通过调节巨噬细胞而提高细胞内NO、IL-1、IL-6和IL-12含量ASHRAF等[12]研究证实，甘草酸对新城疫病毒（newcastlediseasevirus,NDV）具有较强的抗病毒作用甘草酸是一种有效的抗丙型肝炎病毒（HCV）、人类免疫缺陷病毒（HIV）、柯萨奇病毒B3(CVB3）、鸭肝炎病毒（DHV）、肠病毒71型（EV71）、柯萨奇病毒A16(CVA16）、单纯疱疹病毒1型（HSV1）和H5N1病毒的化合物，其作用机制是通过减弱病毒活性（如抑制病毒基因的表达和复制）而减少病毒黏附力和应力，进而减少HMGB-1与DNA结合[13]CINATL等[14]通过评估利巴韦林、6-氮胞苷、吡唑呋林、霉酚酸和甘草酸对两种冠状病毒毒株（FFM-1和FFM-2）的抗病毒潜力，发现甘草酸可通过抑制病毒的吸附和穿膜而抑制病毒早期复制，且高浓度甘草酸可完全阻止SARS-CoV复制有多项研究证实，甘草酸制剂治疗SARS患者疗效确切[15,16,17]FU等[18]研究证实，甘草酸二铵可通过上调干扰素γ（IFN-γ）mRNA表达及下调TNF-αmRNA表达而发挥抗病毒作用。

2.3免疫调节SARS-CoV-2感染人体后首先通过ACE2受体而进入肺上皮细胞并增殖、释放到细胞周围和血液中，此时机体产生免疫球蛋白M(IgM）抗体并形成病毒抗原-抗体复合物，被巨噬细胞或树突细胞吞噬并释放出RNA，进而导致病毒大量复制，产生更多病毒大部分COVID-19患者可通过产生强大抗体而中和病毒，进而使病情趋于好转并痊愈；但也有约10%的COVID-19患者不能形成足够多的中和抗体来有效清除病毒，进而启动细胞免疫系统T淋巴细胞等免疫细胞活化可释放细胞因子，清除局限在肺上皮细胞周围的病毒，可通过正反馈循环机制而导致细胞因子风暴，造成机体严重损伤甚至死亡HUANG等[19]研究发现，与健康人相比，被SARS-CoV-2感染的患者入院时血浆IL-1β、IL-1RA、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、粒细胞集落刺激因子（G-CSF）、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）、IFN-γ、γ干扰素诱导蛋白-10(IP-10）、巨噬细胞炎性蛋白1A(MIP-1A）、单核细胞趋化蛋白1(MCP-1）及TNF-ɑ等促炎因子水平明显升高；同时还发现，ICUSARS-CoV-2感染患者血浆IL-2、IL-7、IL-10、G-CSF、IP-10、MIP-1A、MCP-1、TNF-ɑ水平高于非ICUSARS-CoV-2感染患者，表明SARS-CoV-2感染患者存在细胞因子风暴。

有研究发现，甘草酸能通过抑制TNF-ɑ、IL-8、IL-1β及IL-6等相关炎性因子表达及激活转录因子NF-E2相关因子2和过氧化物酶体增殖物激活受体γ（peroxisomeproliferateractivatedreceptor,PPAR-γ）的表达而阻断下游炎性通路，进而使NO、血栓素B2、PGE2、白三烯和细胞内活性氧（ROS）等促炎基因表达受抑制[20,21]周外民等[22]研究发现，甘草酸二铵能通过抑制IL-4、TNF-α水平而调节免疫反应也有研究显示，静脉注射甘草酸二铵能抑制TNF-α释放，同时促进抗炎递质IL-10表达，对急性肺损伤患者具有一定治疗作用[23]甘草酸二铵能明显提高COVID-19患者临床疗效，抑制血清IL-4、TNF-α水平，提高CD3+细胞、CD4+细胞、CD8+细胞及CD4+/CD8+细胞比值，进而起到增强机体免疫功能的作用XU等[24]通过检测1例COVID-19死亡患者外周血发现，CD4+/CD8+T淋巴细胞数量明显减少，且CD4+/CD8+T淋巴细胞处于过度激活状态，主要表现为人白细胞DR抗原（humanleukocyteantigenDR,HLA-DR）双阳性比例增高，CD4+T淋巴细胞中高度促炎的CCR6+、Th17浓度升高，CD8+T淋巴细胞中含有高浓度细胞毒颗粒，提示T淋巴细胞过度活化，机体免疫反应被过度激活。

甘草酸具有非特异性免疫调节作用，可选择性地增强辅助性T淋巴细胞的增殖能力和活性，使CD4+细胞增加，CD8+细胞减少及胸腺外T淋巴细胞分化甘草酸铵盐可通过调节Th1/Th2/Treg/Th17免疫细胞的细胞因子和转录因子表达而调节免疫细胞平衡[25]周外民等[22]研究结果显示，甘草酸二铵治疗组CD3+细胞、CD4+细胞、CD8+细胞多于对照组，CD4+/CD8+高于对照组（P<0.05），提示甘草酸二铵能提高机体免疫功能2.4抑制ACE2活性ACE2是一种Ⅰ型跨膜糖蛋白，具有N-末端胞外结构域、C-末端胞质结构域、信号肽和跨膜结构域，其活性位点域暴露于细胞外表面ZHOU等[26]通过测序技术发现，SARS-CoV-2与SARS-CoV的基因组序列具有79.6%的同一性，与蝙蝠冠状病毒具有96%的同一性；同时笔者还使用表达或不表达ACE2蛋白的人类、马蹄蝠、麝香猫、猪和小鼠的HeLa细胞进行了病毒感染性研究，结果显示，SARS-CoV-2能够使用人类、马蹄蝠、麝香猫、猪ACE2蛋白作为进入受体而进入表达ACE2的细胞，但不能进入不表达ACE2的细胞，表明ACE2可能是SARS-CoV-2进入细胞的细胞受体。

XU等[27]通过对S蛋白结构建模研究证实，SARS-CoV-2基因组与SARS-CoV基因组的序列高度同源，并提出了人类ACE2分子与SARS-CoV-2的强相互作用SARS-CoV-2囊膜上S蛋白是入侵靶细胞的关键蛋白，人体感染SARS-CoV-2后通过S蛋白主要与肺部纤毛支气管上皮细胞和Ⅱ型肺泡细胞上的受体ACE2结合，通过内吞作用进入细胞内并开始大量复制LIU等[28]研究发现，与正常人相比，感染SARS-CoV-2的患者血清中血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）水平明显升高，表明COVID-19可能导致肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RASS）失衡CHEN等[29]通过分子对接方法研究发现，甘草酸可通过抑制SARS-CoV-2的刺突蛋白（S-蛋白）与ACE2相互作用而抑制病毒进入细胞研究发现，ACE2还存在于血管内皮细胞、心脏、肾脏、肝脏、消化道等多个组织器官，故血管内皮细胞、心脏、肾脏、肝脏、消化道等组织器官均可能被SARS-CoV-2感染，最终导致多器官衰竭，危及机体生命安全，而甘草酸对于COVID-19累及器官组织可能具有潜在的治疗作用[30,31]2.5保肝作用在COVID-19病程进展过程中，机体可出现不同程度肝损伤。

姚娜等[32]研究结果显示，COVID-19相关肝损伤发生率为55%，其中危重型COVID-19是肝损伤的独立危险因素CHEN等[33]通过对99例COVID-19患者进行流行病学及临床特征分析发现，43例患者伴有不同程度肝损伤，丙氨酸氨基转移酶（ALT）或天冬氨酸氨基转移酶（AST）高于参考范围，其中1例患者发生严重肝损伤（ALT为7590U/L,AST为1445U/L）多项研究表明，ALT、AST升高主要见于重型COVID-19患者[19,34,35,36]COVID-19患者肝活检标本显示，中度微泡脂肪变性及轻度小叶和门脉活动[24]分析COVID-19患者肝损伤原因可能如下：（1）病毒直接感染肝细胞；（2）与细胞因子风暴有关；（3)COVID-19可导致肝脏缺血和低氧；（4）原有基础肝病的激发或加重；（5）。