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疫情危急,多国失控;这些研发成为关注焦点

王宇歌 博士 Hanson临床科研 2020-09-12
“点击↑↑↑,关注医学研究进展”

关键词:新型冠状病毒;研发;进展;Hanson解读



世界卫生组织(WHO)总干事特德罗斯·阿德南·吉布里亚苏斯(Tedros Adhanom Ghebreyesus)于1月30日宣布新型冠状病毒疫情为“国际关注的公共卫生紧急情况”(英文为Public Health Emergency of International Concern, PHEIC)。

当时的理由是:“作出这一声明的主要原因不是因为中国正在发生的事情,而是因为其他国家正在发生的事情。” 


我们最大的担忧是,该病毒有可能传播到卫生系统较弱且准备不足以应对该病毒的国家。
见:【1月31日】WHO宣布疫情为“国际关注的公共卫生紧急情况”

尽管距离这一宣布已有25天。在这段时间里,中国的病例数
由1月31日确诊9,692例,疑似15,238例;治愈171例死亡213例。
到2月24日累计确诊77,269例,现有疑似3,434例;治愈24,854例死亡2,596例。
中国每日新确诊数明显下降,多省保持零增长。

但世界最近两天才真正陷入恐慌。因为在这段时间里,其他国家
由1月31号18个国家,确诊99例死亡0例
到2月24号33个国家,确诊2,284例死亡32例
其中伊朗、韩国和意大利出现失控的迹象;美国CDC则正在为社区传播做准备(见本公众号今日另外一篇推文)


(图片来源:美国CDC,1月31日)


(来源:美国CDC,2月24日)

世界陷入恐慌的最直接证据显然是美国股市出现暴跌。这种暴跌已经很久没有见过了,上次下跌还是在WHO宣布PHEIC前后。

面对这一情况,几乎所有人都在问“解药在哪?
我们请专门从事病毒研究的王宇歌博士对针对新型冠状病毒(SARS-CoV-2)感染(COVID-19)的研发做一解读。
王宇歌博士受访参考消息:研发抗病毒药物为何难度大


我们先看一下SARS-CoV-2的结构模拟图,就更容易理解下面的处理措施。

(冠状病毒病毒体结构图,显示出像太阳日冕一样形成“冠状”的尖峰,因此得名。)

图源:https://commons.wikimedia.org/wiki/


1,可能的治疗“老药”

Nature子刊Nature Reviews Drug Discovery上周发表了一篇十分必要及时的评论,总结了COVID-19的治疗选择。

图1 | β冠状病毒的潜在药物靶标。a | 2019-nCoV的基因组结构(GenBank参考ID:MN908947.3),指示可能的药物靶标蛋白质的编码区。b | 在SARS的RNA依赖性RNA聚合酶(PDB:6NUR,3H5Y)中突出显示了一个药物结合袋,可使用PyMOL V1.7(https://pymol.org)进行可视化。还显示了四种干扰2019-nCoV RNA依赖性RNA聚合酶的潜在抑制剂的化学结构。

对于急性传染病,新研发药物显然不可行,找到可用的“老药”是关键策略。
也由此,梳理出了以下这些最可能有效的药物。

1). 靶向病毒复制关键酶RdRp的核苷类抑制剂
如已上市的抗病毒药Favipiravir和利巴韦林,以及实验用药Remdesivir。这些药物是腺嘌呤/鸟嘌呤核苷类似物,可以竞争性抑制RdRp的底物,从而阻断病毒RNA合成:

a)鸟嘌呤核苷类似物Favipiravir用于治疗流感等RNA病毒感染性疾病。
其抑制SARS-CoV-2体外Vero-E6系统中EC50=61.88uM,其两项临床试验Favipiravir+干扰素alpha(ChiCTR2000029600) ,以及Favipiravir+盐野义开发的流感药物baloxavir marboxil(ChiCTR2000029544),已经开展。

b)利巴韦林是一种广谱抗病毒药
其为鸟嘌呤核苷类似物,用于治疗HCV和RSV感染。该药物应用广泛,但高剂量应用可能有贫血等副作用。

c)腺嘌呤核苷类似物Remdesivir
Remdesivir(被直译为“人民的希望”)由Gilead(被直译为“积了德”)公司研发,本位埃博拉研发,已经完成了前2期临床试验。目前除了中国开展有两项研究,美国也刚刚启动了针对新冠肺炎的临床试验。结合其作用机制、既往研究结果及数例临床应用个案报道,Remdesivir成为目前最值得期待的治疗新冠肺炎药物。

美国新注册了Remdesivir治疗新冠肺炎3期临床试验

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d)BCX4430最初为抑制HCV的腺苷类似物
目前正在早期临床研究中评估其在健康受试者中的安全性和抗黄热病毒的有效性,但在临床前试验中已显示出对SARS和MERS的有效性。

2. 蛋白酶抑制剂
包括已批准的双硫仑,HIV药物洛匹那韦和利托那韦在体外对SARS和MERS具有一定活性。

1)双硫仑
在体外可抑制MERS和SARS蛋白酶PLpro,但尚无临床数据支持;

2)HIV蛋白酶
在作为SARS-CoV-2抑制剂中可能有一定壁垒。
HIV蛋白酶属于天冬氨酸蛋白酶家族,而冠状病毒蛋白酶则来自半胱氨酸蛋白酶家族。此外,HIV蛋白酶抑制剂已进行了特异性优化,使其能够催化HIV蛋白酶二聚体C2对称的催化位点,但是在冠状病毒蛋白酶中却没有这种C2对称的口袋结构。

3)Lopinavir(洛匹那韦)和ritonavir(利托那韦)
针对2019-nCoV临床试验(ChiCTR2000029539)已启动。最初假设洛匹那韦和利托那韦可以抑制SARS和MERS的3CLpro,并且在一项非随机open label试验中与SARS患者的临床结局改善具有相关性(Zumla, 2016, Nat reviews drug discovery)。
但是上海学者刚刚完成的回顾性分析显示,洛匹那韦/利托那韦无效,但目前仍有多项严谨的RCT研究尚未完成。

【首个新冠药物疗效报告】未发现洛匹那韦/利托那韦或阿比多尔具有改善症状或缩短呼吸道标本病毒核酸转阴时间的作用


3. 病毒与宿主结合的spike蛋白
Griffithsin是一种源自红藻的凝集素,可与各种病毒糖蛋白(包括HIV糖蛋白120和SARS-CoV糖蛋白)表面的寡糖结合。
Griffithsin胶剂作为HIV预防的1期临床试验已经开始,但作为治疗或预防2019-nCoV手段需要重新评估。

4. 免疫调节剂和作用于宿主的潜在治疗
包括聚乙二醇化干扰素加利巴韦林的-HCV组合(ChiCTR2000029387)、氯喹(在Vero E6细胞中EC50 = 1.13μM),氯喹正在一项open label试验(ChiCTR2000029609)。硝唑尼特也可潜在抑制2019-nCoV(Vero E6细胞中的EC50 = 2.12µM)。
但需要注意的是目前作用于宿主的上市抗病毒药只有抗HIV药CCR5抑制剂maraviroc和CD4单抗ibalizumab。
其中氯喹非常值得期待,朱永红博士特意做了循证研究。

为氯喹达到治疗2019 nCoV新冠肺炎的有效剂量寻证


更详细的治疗药物,可以看我们之前的推文。

【Nature子刊】新冠病毒的治疗选择



2,单克隆抗体研发管线


除了在老药中寻找有效的治疗药物,鉴于COVID-2的严重程度,许多新药也在研发中。Biocentury总结了目前所有重要的SARS-CoV-2单克隆抗体pipelines,目前治疗和预防性抗体开发进展最快的是Vir Biotechnology和AbCellera。


Vir Biotechnology应用单个B细胞技术Humabs BioMed从康复病人体内分离S蛋白单抗,并已在假蛋白系统筛选了2个高效SARS-CoV-2单抗。


AbCellera公司也应用其单个B细胞平台(PPP)从康复病人体内分离了S蛋白抗体,并已与NIH VRC展开合作,且获得了DARPA合同。


Regeneron应用其VelocImmune小鼠平台分离S蛋白单抗。比利时VIB和根特大学通过S蛋白免疫美洲驼获得了仅含重链的SARS-CoV-2和SARS-CoV的S蛋白的保守表位抗体产品VHH。


Ligand制药应用其OmniMab的OmniChicken平台结合选择特异性B细胞的方法分离S蛋白抗体。


ImmunoPrecise和药明康德也宣布开发SARS-CoV-2抗体。


3,SARS-CoV-2疫苗研发

由于疫苗研发周期较长,从研究出产品,到GMP生产,临床试验,FDA批准,大规模生产和销售及防范推广,大约要6-18个月。所以最开始并没有被广泛重视,但却没有被我们忽视。
既往推文见:

【更新】新冠病毒疫苗正在做1期临床前的测试分析

新型冠状病毒感染的疫苗研究进展


因为我们都知道,SARS期间,广州已经消退之时,北京才刚刚开始。
对于新冠肺炎这种传染性强于SARS的疾病,在不加重视的情况下,任何一个国家或者地区都可以随时爆发并陷入失控状况

最新,Mount Sinai医学院的Florian Krammer总结了目前SARS-CoV-2疫苗的研发流程。

我们曾经介绍过目前SARS-CoV-2的在研疫苗项目,下图为曾经介绍过的目前相关疫苗研发机构及其技术策略。


目前开发的疫苗主要针对SARS-CoV-2的S蛋白RBD,Krammer总结了目前6种可能疫苗。
其中RNA疫苗是目前最新颖的疫苗技术,在2016年ZIKV(寨卡病毒)爆发时期,Weissman和Diamond等分别报道了ZIKV的mRNA疫苗的高效保护效果,而Diamond的ZIKV mRNA疫苗是与位于麻省的Moderna公司合作开发而成的,Moderna因此声名鹊起,成为了是该领域的领导者。目前他们已与NIH VRC展开合作开发SARS-CoV-2 RNA疫苗,一周前,Moderna公司宣布:其针对2019-nCoV的候选疫苗mRNA-1273已经制造出来,正在进行分析测试。

除此以外,Krammer还列举了DNA疫苗,包括Inovio等在开发。
同时,复旦大学上海医学院的姜世勃等正在开发重组蛋白质疫苗。
强生和GeoVax labs正在开发Viral vector疫苗。
而Codagenix等在开发灭活病毒疫苗及减毒活疫苗。目前全病毒灭活疫苗依然是很重要的迅速生产和制备流感疫苗的重要方式,因此在亟需情况下,可能可以考虑全病毒灭活SARS-CoV-2疫苗。

研发周期长是之前在SARS销声匿迹之后,SARS疫苗失去开发动力的原因。但如果COVID-19成为一种季节性流行疾病,那么其疫苗开发和推广将成为最重要的防治措施,任重道远。但好在冠状病毒的疫苗研究本身并不十分艰难,尤其是SARS-CoV-2结构S蛋白结构已经被解析。

4,COVID-19的诊断技术

针对新冠肺炎的核酸诊断一直在争议中前进,最关键的诊断的敏感性太差导致了大量假阴性,以及诊断的周期太长导致疑似患者无法及时处理。临床医生则提出了临床诊断标准,并实施了数日,导致临床诊断病例在一天内猛增10000多例。
国际科学家也都在关注诊断技术的提升。

Nature Biotechnology刚刚发表了重要评论概述了COVID-19的诊断学及相关技术发展,而从疫情开始我的许多微博与这篇文章内容相印证。该杂志的特约编辑Cormac Sheridan总结了目前的SARS-CoV-2的诊断学技术,也提及了核酸检测敏感性和特异性的问题。很重要的一点是,文中强调了爱丁堡大学的Andrew Rambaut通过进化树分析发现SARS-CoV-2在第1例病例出现之前不久才刚刚形成。
而这个过程中,
中国科学家起到了关键的作用和贡献。

1月10日,中国和澳大利亚科学家应用宏基因组技术测序了一名COVID-19患者的未知病毒,并将序列上传至GenBank。
1月12日,中国科学家将更多序列上传至GISAID。同时,许多国际组织开发PCR用于检测SARS-CoV-2,并且将protocol上传至公布。WHO随即将25万试剂盒分发至全世界159个实验室。
同时,香港大学开发了2个单部qPCR检测方法检测ORF1b和N区域,但是这项技术依赖严格的精确操作,在疫区医院的高压环境之下很难保证;同时,SARS-CoV-2的shedding dynamics并不明确,因此采样部位和采样时间会影响结果。
之后武汉采用了中国疾病预防控制中心分发的基于荧光RT-PCR的试剂盒,应用该试剂盒检测鼻咽拭子样品比痰液样本具有更高的准确性。
2月4日,美国FDA授权了CDC授权开发的试剂盒,但该试剂盒质量也受到了第三方机构的怀疑。
2月5日,华大基因在武汉开设了每天可以检测1万个样品的紧急实验室。
与此同时,德国的Altona Diagnostics开发了基于E基因和S基因的检测技术。
美国的IDbyDNA公司开发了同时检测900种呼吸道病毒的基于宏基因组测序技术的检测平台。

资料来源
https://www.nature.com/articles/d41573-020-00016-0
https://www.nature.com/articles/d41587-020-00002-2

希望这些研究进展顺利,
再次致谢中国医生和所有科学家们的努力!


编辑:Henry;微信号:healsan。
Hanson临床科研由美中医学科研人员主持,始终致力于分享医学研究进展,及临床科研设计和临床论文写作规范。
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