COVID-19的治療,繼Azithromycin + Hydrochloroquine之後,
澳洲科學家推出寄生蟲藥Ivermectin
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166354220302011?via%3Dihub
Ivermectin這藥殺寄生蟲的藥理作用是促進Cl-進入寄生蟲的神經細胞末梢,使細胞內變成Constitutively negative (持續帶負電荷的極化),寄生蟲的全身肌肉因神經細胞無法 “去極化” 產生神經傳導而麻痺。
圖一:Ivermectin活化Glutamate-gated Cl- channel,使Cl- 不受調控直接進入神經細胞,該Channel本來要Glutamate與之結合才會打開讓Cl-進入細胞。
Ivermectin用於COVID-19治療,跟其它上呼吸道病毒感染一樣,是利用Ivermectin的Macrolide結構,幹擾Plasma membrane endocytosis及Endosome acidification。
德國科學家推出的Camostat mesylate
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867420302294
Camostat mesylate原本是胃腸藥,它是一種Serine protease inhibitor,為何能治療胃腸疾病?因為某些人的胃腸不適是因胃腸上皮細胞間隙較大,腸道細菌容易穿過細胞間隙,免疫系統便要吸引較多的免疫細胞過來對抗細菌入侵,產生的Cytokines會造成胃腸不適。如下圖,細胞間隙(AJC, apical junction complex)受Serine protease(圖中的剪刀)影響,Camostat mesylate可抑制切割AJC的Serine protease,使細胞間隙變緊,細菌就不易穿越胃腸上皮的黏膜層。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5374123/
圖二:腸道細菌(Gut flora)、上皮細胞間隙(AJC)、Serine protease(剪刀)、免疫系統之間的關係。
Coronavirus 的種類很多,Spike protein的Receptor常見的有三種即APN(aminopeptidase N), DPP-4(dipeptidyl peptidase 4), ACE-2(angiotensin-converting enzyme 2),經由兩種方式進行Endocytosis:
1. Spike protein在與Receptor結合之前要先被一種Type II transmembrane serine protease(TTSP)或Furin(也是一種Serine protease)切割,這樣的Spike-receptor才能啟動Endocytosis。
2. Spike protein與Receptor直接結合,Receptor本身就能經由Cathepsin L啟動Endocytosis。
如下圖:
https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-75474-1_4
圖三:Cononavirus spike protein可經由TTSP或Furin切割後與Receptor結合,然後啟動Endocytosis;或與本身就能藉Cathepsin L啟動Endocytosis的的Receptor結合。SARS-CoV-2 spike protein需要先用TTSP切割才能與ACE-2結合進行Endocytosis。
切割SARS-CoV-2 spike protein的TTSP是TMPRSS2,Camostat mesylate可抑制TMPRSS2,幹擾Endocytosis,因此可用於治療COVID-19。
圖四:Camostat mesylate
由藥理機轉可知,Camostat mesylate對Coronavirus可能有效,但對其它呼吸道病毒應該沒效。防疫期間如有感冒先兆,版主仍建議服用Nexium + Erythromycin,對呼吸道病毒可通殺。
最後來談一個基本的生化問題,甚麼是Serine protease?
Serine protease這類Enzyme本身有一個非常經典的Catalytic Triad--即由Aspartate, Histidine, Serine在Enzyme蛋白立體結構上形成一個催化的三角,Serine是Nucleophilic active site,負責提供電子給相對缺電子的Target protein碳原子(C, Carbon in the protein to be cut) ,然後Enzyme一步一步經由電子轉移把Target protein切割(打斷共價鍵),請看下面Youtube的解說:
https://www.youtube.com/watch?v=Z0wqKJfdxgE
圖五:Catalytic Triad of serine protease
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