最新研究發(fā)現(xiàn)：天然海綿含有抑制Omicron變體感染的天然化合物
本文原文首發(fā)于2023年1月9日E-LIFESTYLE （閱讀時間4分鐘）
附標(biāo)題：通過研究370多種來自植物、真菌和海綿等天然來源的化合物，尋找可用于治療新冠肺炎的新抗病毒藥物，用這些天然化合物制成的溶液中沐浴人類被SARS-CoV-2感染的肺細(xì)胞，研究專家發(fā)現(xiàn)了有26種化合物可以完全減少人類細(xì)胞中的冠狀病毒感染。這些發(fā)現(xiàn)為開發(fā)由天然來源制成的新型新冠肺炎藥物治療方法鋪平了道路。
2023年1月9日E-LIFESTYLE刊登的圖片顯示：在海灘上飄浮的天然海綿
一，天然海綿是一種簡單多細(xì)胞海洋動物，是活的生物。
海綿是地球上發(fā)現(xiàn)的最古老的動物群之一，可以追溯到前寒武紀(jì)的大約6億年前?？茖W(xué)家長期以來一直認(rèn)為，這些在海底形成密集但多孔骨骼的殖民動物久坐不動，無法四處移動，盡管一些生長在巖石周圍的鑲嵌海綿通過以滑動方式重塑身體來獲得有限的流動性。
天然海綿常常依附于15米至200多米的海底巖石上，由高彈性的“海綿蛋白”纖維(一種天然膠原蛋白)組成，極其珍貴。
在肉眼看來，深海海綿似乎完全靜止不動，局限于海底的某一個地方。
研究顯示：數(shù)千年前，從海床內(nèi)部滲出的物質(zhì)支撐著豐富的生態(tài)系統(tǒng)，是大量多樣性動物的家園。當(dāng)它們死去時，它們的殘余物仍然存在，形成了現(xiàn)在海綿種群的食物基礎(chǔ)。研究第一作者、馬克斯·普朗克研究所的海洋科學(xué)家特雷莎·摩根蒂解釋道：海綿似乎充當(dāng)海洋生態(tài)系統(tǒng)工程師，它產(chǎn)生的尖刺，形成它們爬行的墊子，并捕獲海洋顆粒和生物材料。共生微生物可以消化難治性顆粒和溶解的有機物，并將其用作碳和氮源。因此，在共生體的幫助下，海綿可以利用這種碎屑物質(zhì)，將其用作食物來源。
二，對新出現(xiàn)的SARS-CoV-2關(guān)注變體如omicron BA.5亞變量的醫(yī)治療效下降，這突出表明必需要探索一種對現(xiàn)有和不斷發(fā)展的SARS-CoV-2揮發(fā)性有機化合物有效的新型抗病毒藥物。
由不列顛哥倫比亞大學(xué)（UBC）領(lǐng)導(dǎo)的一個研究團隊最近調(diào)查了350多種來自植物、真菌和海綿等天然來源的化合物，以找到可用于治療新冠肺炎的新抗病毒藥物。
由嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒2（SARS-CoV-2）引起的新冠肺炎大流行仍然是一場全球公共衛(wèi)生危機。對新出現(xiàn)的SARS-CoV-2關(guān)注變體（VOCs）的治療性單克隆抗體（如omicron BA.5亞變量）的療效下降，這突出表明必需要探索一種對現(xiàn)有和不斷發(fā)展的SARS-CoV-2揮發(fā)性有機化合物有效的新型抗病毒藥物。為了滿足對新療法的需求，專家團隊將基于細(xì)胞的高含量篩選應(yīng)用于從植物、真菌、細(xì)菌和海洋海綿中獲得的天然產(chǎn)品（NP）庫，用這些天然產(chǎn)品作為代表多樣化的化學(xué)醫(yī)療支架。
專家通過在這些化合物制成的溶液中沐浴人類肺細(xì)胞，然后用SARS-CoV-2感染細(xì)胞，專家發(fā)現(xiàn)了26種化合物，可以完全減少細(xì)胞中的病毒感染。這些發(fā)現(xiàn)為開發(fā)由天然來源制成的新型新冠肺炎治療方法鋪平了道路。
三，天然海綿的來源
大型海綿的密集聚集，通常稱為海綿花園或海綿地面。從潮間帶到海洋深淵深處都有報道。與珊瑚礁一樣，海綿地的特點是數(shù)量有限的長壽底棲動物物種產(chǎn)生的生物量逐漸積累。海綿在這里充當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)工程師：它們通過提供獨特的棲息地生態(tài)位來影響群落結(jié)構(gòu)，例如適合生物體定居、躲藏在或捕食的基質(zhì)，從而增強當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有?/span>1。通過利用懸浮材料，海綿在底棲和中上層領(lǐng)域之間的營養(yǎng)和有機物循環(huán)中也經(jīng)常發(fā)揮著重要作用。
海綿主要是過濾喂食器，最密集的群落通常發(fā)生在流體動力條件有利于顆粒有機碳的局部濃度的地方，例如在兩個水團之間的界面，許多最稠密的深海海綿地是在北大西洋、加拿大西部邊緣、南極夏威夷群島的斜坡和地中海的架子上發(fā)現(xiàn)的。
三，2023年冠狀病毒-2（SARS-CoV-2）持續(xù)的大流行是一項重大的全球公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)。
截至2022年11月26日，報告了超過6.4億例SARS-CoV-2感染和超過660萬人死亡。廣泛分發(fā)幾種疫苗，以及包括戴口罩和保持社交距離在內(nèi)的公共衛(wèi)生措施，促進了病毒傳播的控制。然而，出現(xiàn)了幾種被稱為令人擔(dān)憂的變種（VOCs）的變體，又提高了傳播能力；這些揮發(fā)性有機化合物會導(dǎo)致更嚴(yán)重的疾病，并逃避疫苗介導(dǎo)的自然免疫力。
四，科學(xué)家對新的奧米克戎Omicron亞系XBB.1.5的快速增長表示了關(guān)注，預(yù)計SARS-CoV-2可能仍然是全球健康威脅的可能性，
SARS-CoV-2 B.1.617.2（三角洲）曾經(jīng)是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最具致病性的揮發(fā)性有機化合物，即使在疫苗接種率高的人群中也是如此。2021年底出現(xiàn)了一種嚴(yán)重突變的揮發(fā)性有機化合物B.1.1.529（奧米克戎Omicron），對接種疫苗的血清的中和率大幅降低，提高了傳染性，并增加了再次感染的風(fēng)險，并繼續(xù)演變并傳播到世界各地。2022年冬季至2023年初，科學(xué)家對新的奧米克戎Omicron亞系XBB.1.5的快速增長表示了關(guān)注，預(yù)計SARS-CoV-2可能仍然是全球健康威脅的可能性，并強調(diào)需要開發(fā)具有廣泛活性的新型有效預(yù)防和治療解決方案，可能會是對抗SARS-CoV-2揮發(fā)性有機化合物。
UBC微生物學(xué)和免疫學(xué)副教授、研究高級作者弗朗索瓦?瓊Fran?ois Jean說：“這個跨學(xué)科研究團隊正在揭示生物多樣性和自然資源的重要可能性，并發(fā)現(xiàn)應(yīng)對新冠肺炎等全球健康挑戰(zhàn)的基于自然的解決方案?！?/span>
UBC專門從事同一領(lǐng)域的研究希梅納·佩雷斯，巴爾多斯助理Jimena Pérez-Vargas補充說：“這些化合物的優(yōu)點是，它們針對的是細(xì)胞，而不是病毒，阻止病毒復(fù)制并幫助細(xì)胞恢復(fù)。”“人類細(xì)胞的進化速度比病毒慢，因此如果這些化合物使用相同的機制，它們可以對抗未來的變種和其他病毒，如流感?！?/span>
科學(xué)家使用冠狀病毒-2 （SARS-CoV-2 ）版本，該病毒版本導(dǎo)致細(xì)胞在感染時變成熒光綠色，以及突破性的篩查技術(shù)，以識別以低細(xì)胞損傷抑制新冠病毒感染的天然化合物。
在加拿大發(fā)現(xiàn)了三種最有效的化合物：不列顛哥倫比亞省豪灣（不列顛哥倫比亞?。┦占暮＞d中的海綿中的阿洛攝氏體C，不列顛哥倫比亞省巴克利灣的海洋細(xì)菌中的巴佛洛霉素D，以及來自紐芬蘭水域海洋細(xì)菌的圣靈A。
五，科學(xué)研究分析表明，這些化合物對德爾塔Delta變體以及幾種奧米克戎Omicron變體抑制有效。新化合物藥物將阻止與加拿大和世界各地非常關(guān)注的其他呼吸道病毒相關(guān)的感染。
此外，它們似乎與目前的新冠肺炎治療一樣對人類細(xì)胞同樣安全。由于許多現(xiàn)有的治療方法——例如基于單克隆抗體的治療方法——對幾種奧米克戎Omicron亞變異無效，因此迫切需要新的抗病毒藥物，這些抗病毒藥物可以與其他藥物結(jié)合使用，以抗擊新型冠狀病毒。例如，當(dāng)與最近發(fā)現(xiàn)的抗病毒藥物（分子N-0385）結(jié)合使用時，巴佛洛霉索D（bafilomycin D ）似乎對奧米克戎Omicron亞變量BA.2非常有效。
科學(xué)家的目標(biāo)是在未來六個月內(nèi)測試動物模型中新發(fā)現(xiàn)的化合物。免疫學(xué)副教授弗朗索瓦?瓊Jean教授總結(jié)道：“我們的研究還為大規(guī)模測試天然產(chǎn)品藥物鋪平了道路，這些藥物可以阻止與加拿大和世界各地非常關(guān)注的其他呼吸道病毒（如甲型流感和RSV）相關(guān)的感染?！薄?/span>
這次研究的篩選庫包含373種純天然產(chǎn)品，代表從各種陸地和海洋棲息地收集的多種植物、無脊椎動物或微生物中分離出來的多種化學(xué)支架。在泰國、巴西、加拿大和斯里蘭卡收集了陸地植物和微生物。在加拿大、巴西、意大利、巴布亞新幾內(nèi)亞、印度尼西亞、多米尼克和斯里蘭卡沿海水域收集了海洋無脊椎動物和微生物。
對373種天然產(chǎn)品進行基于細(xì)胞的高含量篩查，以識別SARS-CoV-2感染的新型抗病毒藥物。
在373種對SARS-CoV-2有有效活性的天然產(chǎn)品中，發(fā)現(xiàn)>70種（命中率約為20%）。
證明了候靈瑞Holyrine A、阿洛攝氏體C（alotaketal C ）和巴佛洛霉索D （bafilomycin D ）在人類Calu-3肺細(xì)胞中的泛SARS-CoV-2抗病毒活性。
展示了巴佛霉素D和N-0385對人類Calu-3肺細(xì)胞中Omicron BA.2的協(xié)同作用。顯示出了具有多種化學(xué)結(jié)構(gòu)的NP在開發(fā)泛非典-CoV-2抗病毒療法方面的潛力。
六，研究證明了這三種鉛抗病毒藥物在人類Calu-3肺細(xì)胞中對SARS-CoV-2高傳染性O(shè)micron亞變量（BA.5、BA.2和BA.1）和高致病性三角洲揮發(fā)性有機化合物的泛SARS-CoV-2活性。
值得注意的是：候靈瑞Holyrine A、阿洛攝氏體alotaketal C和巴佛洛霉索bafilomycin D是SARS-CoV-2 Omicron亞變量BA.5和BA.2的強效納米摩爾抑制劑。阿洛攝氏體Alotaketal C和巴佛洛霉索bafilomycin D的泛SARS-CoV-2活性表明，這兩種NP是宿主導(dǎo)向抗病毒藥物（HDA）。
未來的研究應(yīng)該探索PKC監(jiān)管是否影響人類對SARS-CoV-2感染的易感性和嚴(yán)重性，并應(yīng)確認(rèn)人類V-ATP酶在VOC生命周期中的重要作用。有趣的是，科學(xué)研究觀察到巴佛霉素D和N-0385（人類TMPRSS2蛋白酶的高效抑制劑）對人類Calu-3肺細(xì)胞中的Omicroon亞變異BA.2的協(xié)同作用，這表明這兩種高效HDA針對的是SARS-CoV-2進入的兩個不同機制?？傮w而言，研究揭示了具有高度多樣化化學(xué)結(jié)構(gòu)的NP的潛力，這些NP是開發(fā)泛SARS-CoV-2療法和揭示調(diào)節(jié)SARS-CoV-2揮發(fā)性有機化合物感染的潛在宿主因素和途徑（包括新出現(xiàn)的omicron BA.5亞變量）的寶貴激勵起點。
該研究發(fā)表在《抗病毒研究》（Antiviral Research. ）雜志上。
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編譯本文參考文獻與閱讀文獻
原標(biāo)題：《Sea sponges contain compounds that block Covid infection 》
原作者：Andrei Ionescu《抗病毒研究雜志》（Antiviral Research. ）雜志第209卷，2023年1月/2月雙月刊原標(biāo)題：《Discovery of lead natural products for developing pan-SARS-CoV-2 therapeutics 》
原作者：JimenaPérez-Vargas
原標(biāo)題：《Giant sponge gardens found deep in the Arctic Ocean 》
E-LIFESTYLE
2022年2月8日首發(fā)
原作者：ByAndrei Ionescu
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