新型冠狀病毒肺炎疫情期回望氯喹發(fā)展史

趙綿松

庚子年初，荊楚大疫，民眾恐慌，英雄逆行。面對新型冠狀病毒[1]導(dǎo)致的一場新型冠狀病毒肺炎(簡稱新冠肺炎)[2]，人們有多個“拷問”？這是一個什么病毒？它從哪里來？該如何防治？診治指南不斷更新[3]，治療的招數(shù)輪番上陣，你唱罷來我登場。生命重于泰山，疫情就是命令，與疫情病魔作斗爭的每一天對于一線醫(yī)護，對于科研工作者都極其寶貴。2月15日的一條新聞：科技部、衛(wèi)健委、藥監(jiān)局聯(lián)合攻關(guān)，由鐘南山院士擔(dān)任專家組組長的藥物研發(fā)論證會——老藥新用“磷酸氯喹”用于新冠肺炎。筆者主要介紹氯喹的過往今生及將來。

1 從樹皮到化學(xué)合成

傳聞17世紀(jì)30年代，西班牙駐秘魯總督夫人安娜·辛可那(Cinchon)伯爵夫人突發(fā)一種不明原因的發(fā)熱性疾病，無藥可治之時，一名傳教士的侍臣威加用一種神奇的樹皮熬水(也有史料記載是一小袋樹皮干粉)[4]，治愈了總督夫人的病癥。夫人的治愈使得此樹被命名為金雞納樹，樹皮粉被稱為“伯爵夫人粉”。當(dāng)時的歐洲也正在流行瘧疾，這一被認(rèn)為“bad air”的疾病，使國王與貧民同樣受到危害。伯爵一家將這一神秘的“伯爵夫人粉”帶回歐洲。英國藥劑師羅伯特·塔博爾將這一神秘之粉Peruvian bark(Cinchon)[5]又成功治愈了英格蘭二世和路易十四世的年輕兒子，神秘藥粉又被冠名“耶穌粉”[6]。1677年，這種神秘的粉正式納入英國倫敦藥典，名字為秘魯皮質(zhì)“Cortex Peruanus”。我國史書記載，1693年康熙在與準(zhǔn)格爾交戰(zhàn)期間，不幸染上瘧疾，服御醫(yī)藥無效。法國傳教士洪若翰(P.Joames Fontaney，1643-1710)和葡萄牙傳教士劉應(yīng)(Mgr Claudusde Visdelou，1656-1737)等獻上金雞納樹皮(cinchona)，康熙服用后瘧疾速愈，金雞納從此被尊奉為“圣藥”。自1933年起，金雞納樹在我國云南省經(jīng)過多次失敗終于播種育苗成功。歷經(jīng)百年有余，金雞納樹皮的使用一直處于一種原始粗魯狀態(tài)。直到1820年，法國科學(xué)家成功從金雞納樹皮中成功提煉出兩種活性物質(zhì)-奎寧與辛可寧(quinine and cinchonine)命名為歷史上最早的抗瘧藥——奎寧。但化學(xué)合成奎寧生物堿的過程漫長曲折并遇到多重挑戰(zhàn)，由于奎寧和奎寧丁的化學(xué)結(jié)構(gòu)為雜環(huán)類結(jié)構(gòu)，直到20世紀(jì)40年代中期二次大戰(zhàn)期間，從金雞納樹皮到完成化學(xué)合成(20個步驟的合成過程)經(jīng)歷了90年的紛爭，藥學(xué)家們研發(fā)出具有活性的史上被業(yè)界周知的“氯喹”。從17步到20步的最后三步歷經(jīng)30年[7]。

2 抗瘧征程上的起起落落

奎寧與辛可寧(quinine and cinchonine)成為最早期的抗瘧藥物，并在第一次世界大戰(zhàn)中治愈大批惟患瘧疾的士兵[8]，但粗魯?shù)穆訆Z金雞納樹，使得樹木匱乏，也催生了那個時代的化學(xué)合成，藥物的合成使其藥理學(xué)特性更為明確。

20世紀(jì)中期二次世界大戰(zhàn)氯喹的問世，科學(xué)家反復(fù)證實其活性成分包括4-氨基喹啉，本品通過喹啉環(huán)上帶負電的7-氯基與DNA的鳥嘌呤上的2-氨基接近，使氯喹插入到DNA的雙股螺旋之間。氯喹與DNA形成復(fù)合物，從而阻止DNA的復(fù)制與RNA轉(zhuǎn)錄。本品對四種人類瘧原蟲的無性紅細胞形式起作用，對紅外期無作用，對配子體也無直接作用，故不能做病因預(yù)防，也不能阻斷傳播[9]。氯喹雖不能直接殺死瘧原蟲，但能干擾其繁殖。用電鏡及放射性核素技術(shù)標(biāo)記氯喹的實驗證明，受感染的紅細胞能使氯喹大量積聚其內(nèi)，原蟲的食物泡和溶酶體是其濃集的部位，導(dǎo)致原蟲核和外膜腫脹、空泡化[10]。

歪打正著的是這一藥物一經(jīng)合成，在用于預(yù)防瘧疾的同時大大緩解了士兵的關(guān)節(jié)癥狀和皮疹，甚至對梅毒也有效[11]。但奎寧的作用呈劑量依賴性，劑量增加的同時可引起腹痛、嘔吐、低血糖、低血壓、視物模糊、聽力下降及神經(jīng)系統(tǒng)的不良反應(yīng)。最初發(fā)現(xiàn)其不良反應(yīng)在藥物停止使用后消失，但重復(fù)使用后再發(fā)，導(dǎo)致部分反應(yīng)持續(xù)，甚至出現(xiàn)某些心律失常，心電圖顯示Q-T時間延長[12]，因而限制了其使用。化學(xué)合成抗瘧藥物氯喹中的乙基被羥基代替(圖1)，在作用效果不減弱的情況下，減少了不良反應(yīng)。從此，硫酸羥基氯喹開始被廣泛用于風(fēng)濕性疾病治療。

圖1 氯喹與羥氯喹的化學(xué)結(jié)構(gòu)

3 羥基氯喹治療風(fēng)濕免疫病

自身免疫性風(fēng)濕病，是一組臨床異質(zhì)性表現(xiàn)較大、包含多個疾病的一組疾病：系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、干燥綜合征、炎性疾病、血管炎等。自身免疫疾病的總發(fā)病率接近5%，該類疾病的發(fā)病機制在于其原發(fā)性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)異常導(dǎo)致持久的自身抗體存在，進一步引起自身免疫介導(dǎo)的組織損害，導(dǎo)致較高的致殘率，死亡率和財政損失。最大程度地改善自身免疫性疾病患者的疾病狀態(tài)，是政府公共衛(wèi)生改善的標(biāo)識之一[13]。

氯喹從磷酸氯喹到硫酸羥氯喹(Hydroxychloroquine，HCQ)，是在原有氯喹的基礎(chǔ)上一個化學(xué)基團乙基被羥乙基代替，這一小小的結(jié)構(gòu)性變化，使得不良反應(yīng)顯著減少[14]，至此該藥在臨床尤其在風(fēng)濕免疫病領(lǐng)域的適用范圍大大擴大。

HCQ由于具有廣泛的免疫調(diào)節(jié)作用：抑制中性粒細胞對炎性反應(yīng)部位的趨化和浸潤，穩(wěn)定溶酶體，抑制細胞因子的釋放，抑制抗原抗體的作用及免疫復(fù)合物的形成，廣泛應(yīng)用于多種自身免疫性疾病及系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者的各種亞型[15，16]。

近幾年，HCQ作為系統(tǒng)性紅斑狼瘡的基礎(chǔ)用藥，大大提高了狼瘡患者的生存率，降低了疾病活性和器官損害[17]。同時，在妊娠期系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus, SLE)患者可以降低妊娠期并發(fā)癥的風(fēng)險，在近年的SLE治療指南中，提出可以作為SLE患者全妊娠周期的用藥[18]。

對于合并抗磷脂綜合征(anti phospholipid syndrome, APS)患者的研究顯示：HCQ在 APS治療中的主要作用機制是，抑制β2GPI與磷脂層結(jié)合而抑制其復(fù)合物形成，抑制GPⅡb/Ⅲa通路，阻斷血小板聚集和黏附，破壞脂質(zhì)層表面AnnexinV保護膜等途徑，從而抑制血栓形成[19]。

對類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)患者，HCQ同樣發(fā)揮著如同對SLE患者的免疫調(diào)節(jié)作用，促進類風(fēng)濕因子滴度降低，通過抑制成纖維細胞的增長從而抑制RA患者的滑膜增生。同時，近年來的臨床隊列研究顯示，在穩(wěn)定期RA患者療效相似與生物制劑依那西普，但HCQ的經(jīng)濟效益比值遠遠優(yōu)于依那西普，使該藥即使在現(xiàn)代生物制劑時代仍然保持著較高的臨床吸引和使用率[20]。

最近的一項研究顯示，HCQ可以緩解干燥綜合征患者的疲勞和關(guān)節(jié)疼痛，降低紅細胞沉降率，但對眼干的緩解及干眼癥的客觀檢查Schirmer’s test未見明確效果[21]。

4 對非風(fēng)濕性疾病的治療

4.1 感染相關(guān)性疾病 無論是氯喹還是羥氯喹，從最初的抗瘧治療，逐漸增加了臨床疾病譜的使用。學(xué)者們發(fā)現(xiàn)，HCQ不僅僅針對瘧原蟲，對細菌和病毒的感染也有抵抗作用[22]，其抗感染作用在于HCQ可以堿化被細菌感染的酸化的細胞器，抑制病原體蛋白糖基化。氯喹的抗感染作用同樣在登革熱病例中也有報道[23]。在治療人類免疫缺陷病毒導(dǎo)致的艾滋病(HIV)時，CQ/HCQ可以抑制細胞表面糖蛋白gp120，從而抑制病毒在細胞內(nèi)的合成[24]。另有研究顯示，聯(lián)合硫酸羥氯喹可以增強干擾素對慢性丙型肝炎的抗病毒應(yīng)答[25]。

4.2 非感染性疾病中HCQ應(yīng)用 一項隨機雙盲研究，納入病程18個月以內(nèi)的RA患者，臨床未合并糖尿病及高血脂癥，不使用糖皮質(zhì)激素，隨機進入使用和不適用HCQ兩組，觀察12周，檢測患者基線及終點的胰島素敏感指數(shù)、葡萄糖耐量及胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR/HOMA-B)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，HCQ可增加患者的胰島素敏感指數(shù)，降低胰島素抵抗，改善血糖水平[26]，并降低RA患者的心血管風(fēng)險[27]。另有研究顯示，HCQ可以改善血脂水平和血管內(nèi)皮功能，減小動脈硬化風(fēng)險，改善糖化血紅蛋白水平[28]。

4.3 腫瘤領(lǐng)域的研究 氯喹對腫瘤的治療作用可以追溯到20世紀(jì)，在臨床專家進行預(yù)防瘧疾使用氯喹時，發(fā)現(xiàn)這組人群淋巴瘤的發(fā)病率大大降低，進一步發(fā)現(xiàn)了氯喹對B淋巴瘤的凋亡作用，同時研究者發(fā)現(xiàn)該藥增加腫瘤患者的化療和放療的敏感性[29]。口腔科領(lǐng)域的研究顯示，氯喹的體內(nèi)外實驗顯示有抑制口腔鱗癌生長的作用[30]。磷酸氯喹對白血病細胞株 U937有促進凋亡的作用，其凋亡機制可能是通過逆轉(zhuǎn)凋亡相關(guān)基因的PNAS-2蛋白使得在白血病細胞中異常的亞細胞定位恢復(fù)正常，對于臨床治療白血病具有潛在的應(yīng)用價值[31]。

有關(guān)氯喹可以改善腫瘤細胞的免疫反應(yīng)從而改善腫瘤細胞對化療、放療敏感性的研究顯示，氯喹可以通過NF-κB途徑，改善腫瘤患者巨噬細胞的活化功能，從而改善患者對化療藥物的敏感性。這一研究顯示，在不同的腫瘤患者，如乳腺癌、結(jié)腸癌可以不同程度地抑制腫瘤細胞的增殖，改善腫瘤組織的血管狀態(tài)[32]。

5 氯喹使用的安全性

氯喹、羥氯喹的多重免疫調(diào)節(jié)作用及腫瘤研究中的結(jié)果，同時羥氯喹在自身免疫性疾病妊娠全周期的推薦，使得近年來羥氯喹的臨床應(yīng)用范圍增加。那么，臨床上究竟使用多大劑量為安全？氯喹治療瘧疾時成人常用量建議：(1)間日瘧，口服首劑1 g，第2、3天各0.75 g；(2)預(yù)防瘧疾，口服每周1次，每次0.5 g。20世紀(jì)氯喹應(yīng)用于風(fēng)濕性疾病時每日基本量0.25～0.5 g，待癥狀控制后，改為0.125 g，2～3次/d。近年來，針對自身免疫性疾病的劑量推薦≤400 mg/d或者<6.5 mg/kg體重。當(dāng)每天劑量>30 mg/kg體重易導(dǎo)致致命性損傷。氯喹治療瘧疾時，治療效果有劑量依賴性，同時也會導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)不良反應(yīng)，以及視力模糊、復(fù)視、視力降低、視網(wǎng)膜病變。長期使用導(dǎo)致皮膚色素改變及心血管系統(tǒng)副作用。相比氯喹而言，羥氯喹的不良反應(yīng)相對累及器官較少，損害較低，主要表現(xiàn)在眼部。來自于眼科協(xié)會的推薦當(dāng)總量CQ>600 g或者HCQ>1000 g時，必須進行眼科評估，這項研究建議臨床使用CQ/HCQ的患者，當(dāng)年齡>60歲時，使用之前進行眼科評估，同時在服藥期間如果存在肝腎疾病、血管疾病、代謝性疾病，要警告患者每年必須進行到眼科專心進行專科檢查[33]。

長期使用CQ/HCQ的不良反應(yīng)，如果及時停藥，通常可以緩解。但無論如何，需要長期服用該類藥物的患者，應(yīng)在醫(yī)生的指導(dǎo)下，判斷服用該藥的受益大于可能存在的危害時再使用。

6 氯喹/羥氯喹與冠狀病毒相關(guān)性病變

2019年底，新冠肺炎疫情在武漢爆發(fā)，蔓延全國。冠狀病毒是一個古老的病毒家族，屬于包膜型無節(jié)段陽性RNA 病毒，為冠狀病毒科和無節(jié)段病毒目，是目前已知最大的正鏈 RNA 病毒，其基因組長度為26 000～32 000 bp，成熟的冠狀病毒直徑為 60～220 nm，因在電子顯微鏡下呈日冕狀或皇冠狀，故名為冠狀病毒[33]。

目前已知的可引起人類感染的冠狀病毒有7種，其中2003年嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus, SARS-CoV)、2012年發(fā)生在阿拉伯半島并持續(xù)進展的中東呼吸綜合征冠狀病毒 (Middle East respiratory syndrome coronavirus, MERS-CoV)及目前正在流行的2019年新型冠狀病毒 (SARS-CoV-2)是迄今為止認(rèn)識到的毒力最為強大的種型，警示冠狀病毒對人類仍存在著重大危害，冠狀病毒的分布范圍之廣超乎了人們的預(yù)期。

早在2005年SARS病毒流行之后的研究顯示：對于冠狀病毒感染前后的靈長類Vero E6細胞株，在體外培養(yǎng)環(huán)境下，使用不同濃度的氯喹進行處理后，氯喹可改變細胞內(nèi)體等囊泡細胞器的pH值，對病毒-受體結(jié)合產(chǎn)生負面影響從而抑制依賴這些過程的病毒侵入、轉(zhuǎn)運、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等多個過程。因此，體外實驗顯示氯喹在冠狀病毒入侵細胞前和侵入細胞后都能發(fā)揮對冠狀病毒的抑制作用[34]。來自于一項Zika病毒感染的體外實驗及動物實驗結(jié)果顯示，氯喹可以增強Vero細胞、人腦微血管內(nèi)皮細胞、人神經(jīng)干細胞和小鼠神經(jīng)球細胞抗Zika病毒的活性[35]。

De Wilde等[36]用細胞病理學(xué)方法及細胞致病效應(yīng)分析，從FDA批準(zhǔn)的藥物庫中篩選出幾百種化合物，并鑒定出一系列在低微摩爾范圍內(nèi)可以抑制MERS-CoV和SARS-CoV復(fù)制的化合物。雖然這一系列的化合物作用機制尚未明確，但研究中提示無論是磷酸氯喹還是硫酸羥氯喹兩化合物均可以阻止病毒侵入細胞。

正在流行的SARS-CoV-2不僅可導(dǎo)致新冠肺炎(novel coronavirus pneumonia, NCP)，而且結(jié)構(gòu)分析表明，SARS-CoV-2可能與人類血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2受體結(jié)合，可導(dǎo)致心、腎衰竭及難以糾正的凝血功能障礙[37]。最新的報道來自武漢兒童醫(yī)院出生后出生后30小時的新生兒檢測到SARS-CoV-2核酸陽性，研究者認(rèn)為SARS-CoV-2的傳染途徑不排除母嬰傳播的可能[38]，而美國哥倫比亞大學(xué)的公共衛(wèi)生學(xué)家認(rèn)為出生新生兒的感染不能否認(rèn)存在受母親腸道微生態(tài)菌群感染的可能[39]。

氯喹具有多靶點免疫調(diào)節(jié)作用，在SARS流行之后，曾經(jīng)有多項研究。氯喹作為一種傳統(tǒng)藥物，藥性特點包括胃腸吸收快，成本較低，良好的體內(nèi)分布，不良反應(yīng)較少，我國現(xiàn)有較為成熟的生產(chǎn)線，氯喹可能成為最佳的與其他抗病毒藥物聯(lián)合使用的候選藥物。羥基氯喹由于其與氯喹相似的藥理作用且不良反應(yīng)較氯喹小，可以作為替代品。

以往的抗病毒藥物的經(jīng)驗絕大多數(shù)來自于慢性病毒感染的研究，藥物以高特異性或高廣譜性抗病毒各占優(yōu)勢。針對DNA病毒的抗病毒藥物開發(fā)策略在RNA病毒上并不太成功，因為RNA病毒比DNA病毒更容易變異，更容易產(chǎn)生耐藥。

新冠肺炎，來勢洶洶，截至2月23日感染確診七萬有余，死亡突破兩千，臨床上極度缺乏針對性藥物，臨床迫切需要新藥，但新藥開發(fā)歷程漫長，無法滿足疫情控制，而老藥新用可能是一個好的選擇。聯(lián)合用藥、老藥新用、中西結(jié)合，是減少耐藥，應(yīng)對各種新舊病毒挑戰(zhàn)有效方法。

我們曾經(jīng)戰(zhàn)勝2003年SARS，我們也終將會戰(zhàn)勝2019年的新冠肺炎。