自新冠疫情开始以来的一年里,地平线上出现了一线希望。疫苗即将问世,随着医生们学会了如何拯救最危重的病人,许多地方的患者死亡率有所下降。
这些成功还不够——它们也掩盖了在开发能够阻止轻症病例恶化的药物方面取得的有限进展。迫切需要此类治疗方法,因为在疫苗诱导足够的人群免疫力以控制感染之前,仍有许多人会感染新冠。
用于早期疾病的抗病毒药物和其他药物,理想情况下可以预防住院、缩短传染期并限制新冠的长期并发症。它们也可能在未来对抗其他具有威胁性的冠状病毒时被证明有用。截至本文撰写之时,只有两种针对早期新冠的疗法可用,但两者都面临重大的后勤挑战。但许多其他潜在的治疗方法正在开发中,这些方法可以使人们免于最坏的结果。
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再生元的单克隆抗体联合疗法用于治疗轻度至中度新冠,该疗法于 11 月获得了美国食品和药物管理局的紧急使用授权,需要一小时的静脉输注和另一小时的监测,以观察可能出现的副作用。第二种药物,抗病毒药物瑞德西韦,已在新感染的患者中显示出希望,但需要五天的静脉治疗。这些药物的需求远远超过目前的供应量,唐纳德·特朗普总统及其盟友在患病期间都使用了这两种药物。北卡罗来纳大学医学院的肺病学家威廉·费舍尔说,医生们需要的是安全有效的早期病例治疗方法,他们可以在门诊环境中给药,“而不会使医疗保健系统不堪重负”。
旨在控制新型冠状病毒 SARS-CoV-2 感染后不久的治疗药物开发工作正在加速进行。医生们有一个有限的机会窗口来攻击病毒,此时病毒仍在复制。患者通常在 7 到 10 天内清除肺部和鼻腔中的 SARS-CoV-2,此后,旨在抑制病原体的治疗效果会降低。即使病毒载量骤降,针对 SARS-CoV-2 的免疫反应在某些患者中也可能引发失控的炎症,从而破坏健康的肺组织。在那时,治疗转向重症新冠的药物,如地塞米松,理想情况下,它可以控制炎症。
在接受大众科学采访时,美国国家过敏和传染病研究所所长安东尼·福奇描述了早期新冠治疗的理想特性。“我最倾向于直接作用的口服抗病毒药物”,他说,这种药物可以在一周或更短的时间内完全抑制病毒。“对我来说,这是最优先事项。”
科学家们已经开始走上不同的道路来寻找这些药物。通过使用机器学习算法,他们可以快速扫描化学数据库,寻找可能对 SARS-CoV-2 起作用的具有结构特性的化合物。有希望的候选药物将从计算机建模研究转向人体细胞系和实验动物研究。研究人员还在使用新的方案,旨在将药物从早期快速转移到门诊环境中的后期临床试验。西雅图弗雷德·哈钦森癌症研究中心的医生科学家雷切尔·本德·伊格纳西奥说,这种方法“使我们能够以快速、高效的方式评估更多化合物,尽管我们没有为任何化合物赶科学进程”。
其中一些药物是最初为其他疾病开发的再利用药物。例如,瑞德西韦最初是针对埃博拉病毒的,并在用于治疗新冠之前在人体安全试验中进行了测试。
目前治疗轻度新冠的主要竞争者之一是一种抗病毒药丸,该药丸以前是为流感开发的。最初称为 EIDD-2801,该药物被发现可以保护小鼠免受由其他两种冠状病毒——SARS-CoV 和 MERS-CoV 引起的严重肺部疾病。这些结果来自北卡罗来纳大学教堂山分校 (UNC) 的研究人员及其同事于 4 月发表的一项研究。基于这些发现,一家位于迈阿密的公司 Ridgeback Biotherapeutics 已授权 EIDD-2801(现称为 molnupiravir)用于人体安全测试。Ridgeback 随后与默克公司合作进行了一项中期至后期临床试验,预计将于明年完成,以评估 molnupiravir 在非住院和住院新冠患者中的疗效。*
佐治亚州立大学的分子病毒学家和生物化学家理查德·普莱姆珀多年来一直致力于研究该化合物。他最近发表了一项研究,表明 molnupiravir 阻断了雪貂中的 SARS-CoV-2 传播,雪貂是科学家用来模拟人类冠状病毒暴露的动物。“如果雪貂数据表明该药物在人体中的作用,那么这表明我们将能够通过治疗来中断人类传播链,”他说。“那将是一个真正的游戏规则改变者。”
再利用现有药物也可以产生一些惊喜,找到一些并非是针对 COVID-19 的合乎逻辑的候选药物。氟伏沙明是一种用于治疗焦虑症的药丸,在治疗早期新冠方面显示出一些希望。圣路易斯华盛顿大学的研究人员随机将 152 名患者分为氟伏沙明组或安慰剂组,并在 11 月报告称,80 名服用该药物的患者中没有一人出现症状恶化。相比之下,安慰剂组中有 6 名患者病情严重,其中 4 人住院。圣路易斯华盛顿大学的精神病学家安吉拉·雷尔森进行了这项研究,她解释说,氟伏沙明作用于一种名为 sigma-1 受体的蛋白质,该受体可以抑制身体对病毒感染的炎症反应。她现在正在美国和加拿大启动一项更大规模的试验。“我们希望在人们检测呈阳性并出现一些轻微症状后尽快招募他们,”雷尔森说。“目标是在第二周之前进行治疗,而第二周通常是患者开始恶化的时候。”
利用最初为其他目的开发的疗法并不是唯一的策略。药物设计师还提出了一种计算机生成的合成蛋白质,可以在 SARS-CoV-2 在体内立足之前使其失效。在华盛顿大学,研究人员从头设计了与病毒刺突上的某个位点结合的蛋白质。根据该研究的资深作者、计算生物学家大卫·贝克称,这些蛋白质——称为迷你结合蛋白——比人体细胞中的抗体更有效地击退病毒。贝克说,在未发表的研究中,迷你结合蛋白保护了仓鼠免受 SARS-CoV-2 感染。“我们认为这是一种预防性鼻腔喷雾剂,例如,如果您要去机场,或者如果您是进入高风险情况的医务人员,您可以使用它,”他说。贝克预测,迷你结合蛋白可能会在六个月内进入针对 SARS-CoV-2 的人体临床试验。
福奇在接受大众科学采访时表示,一种可以预防多种病毒的单一广谱药物可能“太过遥远”。然而,可以开发的是一种针对同一病毒家族内多种病原体的药物——也许是一种针对多种冠状病毒的药物。
病毒学家拉尔夫·巴里克及其在 UNC 的团队多年来一直致力于实现这一目标。大部分研究致力于筛选针对严重急性呼吸系统综合征 (SARS)、中东呼吸综合征 (MERS) 和类 SARS 流行前蝙蝠冠状病毒的化合物,在人体细胞和实验动物中进行研究。“当我们开始筛选时,我们发现一些化合物只对 SARS 有效,而另一些化合物只对 MERS 有效,”巴里克说。“然后我们发现了一种对两者都有效。” 那种药物就是瑞德西韦。
在后续研究中,巴里克和他在 UNC 的合作者蒂莫西·希恩表明,该药物还可以抑制人体肺细胞和工程小鼠中的 SARS-CoV-2。然而,巴里克说,瑞德西韦的致命弱点“一直是必须静脉注射给药,这限制了住院患者的使用”。巴里克认为,这解释了该药物在加速新冠康复率方面记录不一致的原因:他说,医生通常不愿意让人们住院治疗,尤其是在床位短缺的情况下。巴里克补充说,当开始治疗时,病毒已被清除,“那时就太晚了”。瑞德西韦的制造商吉利德科学公司目前正在开发该药物的可吸入形式,这种形式应该更容易在门诊环境中给药。
巴里克认为,瑞德西韦、molnupiravir 和其他化合物能够阻断多种冠状病毒的证据表明,广谱抗病毒药物是可行的。“想象一下,齐心协力开发针对最有可能在全球范围内引起大流行疾病爆发的病毒家族的抑制剂,”他说。“如果我们有这些药物储备在货架上,并准备好在疫情爆发时立即使用,我们可以拯救无数生命。”
*本报道已更新,以明确 Ridgeback Biotherapeutics 的患者包括非住院患者和住院患者。