港大醫學院揭兩蛋白酶加速新冠病毒入侵 助研究發針對性藥物

撰文:呂穎姍
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新冠肺炎疫情逐漸成為風土病,惟未曾接種疫苗的死亡率仍然不低。港大醫學院早前就針對新冠肺炎入侵細胞的途徑進行分析,發現細胞膜上的膜型基質金屬蛋白酶(MT-MMP)及去整合素金屬蛋白酶(ADAM)能夠加速新冠病毒SARS-CoV-2入侵細胞。

研究人員因此針對就兩種蛋白酶在倉鼠模型進行藥物研究,發現在 MMP 抑制劑可以顯著降低新冠病毒的肺部病毒載量,且減輕倉鼠肺部組織的損傷,而相比起原始病毒株, 藥物在對應Omicron BA.1的效果更好。

主導研究的港大醫學院臨床醫學學院微生物學系臨床副教授陳福和表示,今次發現有助了解冠狀病毒的入侵機制,對研發針對Omicron變異株的藥物非常重要。

新冠肺炎病毒株不斷變異,增強感染力。(資料圖片)

新冠肺炎疫情持續,全球不少醫生及科學家仍研究治療新冠肺炎藥物或疫苗,以減輕其染疫的死亡率,而當中其中一個方向為阻攔新冠病毒入侵細胞。新冠肺炎病毒以往已被證實會利用宿主蛋白酶切割病毒的刺突蛋白而進入體內,惟現時醫學界僅得悉蛋白酶TMPRSS2有助切割病毒,宿主還有哪些蛋白酶可以促進新冠肺炎入侵細胞仍然不明。

港中醫學院早前就針對此進行研究,通過使用假病毒篩選系統,發現細胞膜上的膜型基質金屬蛋白酶(MT-MMP)及去整合素金屬蛋白酶(ADAM)能夠加速新冠病毒SARS-CoV-2入侵細胞,當中MT-MMP更可切割新冠肺炎的S蛋白及ACE2的受體蛋白,促進病毒與細胞合體,加速新冠肺炎的感染。

MT-MMPs能夠切割 SARS-CoV-2 的刺突蛋白及ACE2的受體蛋白,促進刺突蛋白介導的合胞體形成,加速SARS-CoV-2的感染。(港大醫學院提供)

研究人員因此針對兩種蛋白酶進行體外及體內藥物研究,在實驗室的細胞模型結果顯示,MMP 抑制劑較原來沒有用藥可以減少病毒在人肺及腸細胞中載量達 96%及和 85% ;至於在倉鼠體內模型藥物研究,MMP 抑制劑亦可以顯著降低新冠病毒的肺部病毒載量,抑制病毒複製方面的成效甚至比絲氨酸蛋白酶抑制劑(camostat)好,且減輕倉鼠肺部組織的損傷,可見MMP 抑制劑可顯著降低新冠肺炎的入侵及複製。

值得留意的是,研究人員在倉鼠模型中發現,相比起原始病毒株, MMP 抑制劑在對應Omicron BA.1的效果更好。港大醫學院臨床醫學學院微生物學系臨床副教授陳福和解釋,此是因為Omicron BA.1較原始病毒株愈來愈依賴MT-MMP。他又指,現時MMP 抑制劑常用於腫瘤科藥的藥物,如今次研究亦有考慮使用的抗癌藥物prinomastat,惟相關藥物病性太強,加上其MMP 抑制劑分量未必太多,故不可直接用於新冠肺炎上,但藥廠只要更改少量化學成分則可產出。

他亦指,現時市面上不同的新冠藥物,如兩種的口服藥,都是針對病毒的刺突蛋白作研究,甚少對抑制體內細胞的抑制劑研究,僅有絲氨酸蛋白酶抑制劑(camostat)針對抑制蛋白酶TMPRSS2切割病毒。

陳福和表示,研究有助了解冠狀病毒的入侵機制,對於研發針對Omicron變異株的藥物非常重要。被問到MMP 抑制劑是否同樣有效降低其他新冠病毒,如沙士及中東呼吸綜合症等,他則表示仍要多作研究才可得悉。