基于網絡藥理學與分子對接研究扶正感康丸治療新型冠狀病毒感染的作用機制*

張明利,符誠,潘曄,王欣

1.河南省中西醫結合醫院,河南 鄭州 450004; 2.河南中醫藥大學,河南 鄭州 450046

扶正感康丸由《醫學入門》中的經典名方御寒湯化裁而來[1],第四批全國老中醫藥專家學術經驗繼承工作指導老師李發枝教授在肺系疾病的治療中善于應用此方[2-3],根據患者不同的病情加減化裁,均能取得較好療效,筆者在繼承李教授學術思想的基礎上,結合自身豐富的臨床經驗,研制出扶正感康丸,治療新型冠狀病毒感染及轉陰后肺脾氣陰虧虛證患者具有不錯的療效。但由于扶正感康丸的基礎藥理研究較少、具體作用機制尚不明晰等問題,制約了其進一步發展。本研究通過對扶正感康丸組方中12味中藥進行功效分析,選擇原方中的君藥及臣藥(黃芪、蒼術、白芷、防風、黃芩、升麻)進行網絡藥理學分析,進一步探究扶正感康丸干預新型冠狀病毒感染的作用機制,為其臨床應用及進一步推廣提供理論支持。

1 資料與方法

1.1 扶正感康丸有效作用成分及相關靶點的獲取采用中藥系統藥理學數據庫與分析平臺(traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform,TCMSP,http://tcmspw.com/tcmsp.php)、草本組鑒(http://herb.ac.cn/,HERB)聯合檢索扶正感康丸6味核心藥物(黃芪、蒼術、白芷、防風、黃芩、升麻)的化學成分及相關靶點。兩者均未能檢索出相關靶點的成分,通過HERB、PubChem查詢化學成分的SMILES,通過SwissTargetPrediction(http://www.swisstargetprediction.ch/)、STITCH(http://stitch.embl.de/,STITCH)、Similarity ensemble approach (https://sea.bkslab.org/,SEA)、SuperPred(https://prediction.charite.de/subpages/target_prediction.php)多個數據庫進行靶點預測,去掉重復靶點,得到最終的預測靶點。通過Uniport將活性成分相關靶點進行標準化后,將6味核心藥物、活性成分及相關靶點的數據進行整理,通過Cytoscape軟件構建“核心藥物-活性成分-靶點”網絡,并采用Analyze Network功能分析活性成分相關靶點的對應關系,以發現核心成分。

1.2 新型冠狀病毒感染疾病靶點的獲取及其與活性成分相關靶點交集靶點的獲取分別在Genecards數據庫(https://www.genecards.org)、國家生物技術信息中心數據庫(National Center for Biotechnology Information,NCBI,https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)、京都基因與基因組百科全書(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)數據庫(https://www.genome.jp/kegg/)中以“新冠肺炎”為關鍵詞獲取相關疾病靶點。刪除各個數據庫檢索出來的重復靶點,得到新型冠狀病毒感染最終疾病靶點。取活性成分相關靶點及新型冠狀病毒感染疾病靶點的交集,得到交集靶點。通過Cytoscape軟件構建“核心藥物-疾病-活性成分-交集靶點”網絡,再通過軟件計算節點度值等指標,找到核心成分與關鍵靶點。

1.3 蛋白質互作(protein-protein interaction,PPI)網絡構建String數據庫可以檢索蛋白質之間的相互作用,有簡單的分析與聚類功能。本研究采用String數據庫(https://cn.string-db.org/)對交集靶點進行蛋白質互作網絡分析,將結果數據導出,并采用Cytoscape軟件對節點的重新排列與屬性進行分析,從而找出關鍵基因靶點。

1.4 基因本體富集分析及KEGG信號通路富集分析采用Metascape(http://metascape.org/gp/index.html)數據庫對交集靶點進行基因本體(gene ontology,GO)富集分析和KEGG信號通路富集分析,其中選取的GO富集分析主要包含細胞組成(cellular component,CC)、分子功能(molecular function,MF)和生物過程(biological process,BP)并進行功能注釋。為了深入研究關鍵靶點治療新型冠狀病毒感染涉及的主要通路、組織分布及亞細胞定位,首先對關鍵通路進行分析,并篩選關鍵通路涉及的靶點,通過檢索BioGPS(http://biogps.org/)及Genecards數據庫得到其組織分布及亞細胞定位數據。

1.5 分子對接結合“核心藥物-活性成分-靶點”網絡及“核心藥物-疾病-活性成分-交集靶點”網絡選取關鍵成分。根據成分分子的CAS號從PubChem數據庫下載SDF格式的3D結構,將結構導入ChemBio3D Ultra 14.0 進行能量最小化,將Minimum RMS Gradient設置為0.001,將小分子保存為mol2格式。將優化好的小分子導入AutodockTools-1.5.6進行加氫、計算電荷、分配電荷、設置可旋轉鍵后保存為“pdbqt”格式。通過PPI網絡及通路分析結果中的靶點選取關鍵靶點,從PDB數據庫下載關鍵靶點的PDB ID,將蛋白結構導入Pymol 2.3.0去除蛋白結晶水、原始配體等,將蛋白結構導入AutoDocktools進行加氫、計算電荷、分配電荷、指定原子類型并保存為pdbqt格式。使用POCASA 1.1預測蛋白結合位點,采用AutoDock Vina1.1.2進行對接。

2 結果

2.1 扶正感康丸有效作用成分及靶點扶正感康丸6味核心藥物共含活性成分99個,其中黃芪17個,白芷20個,蒼術4個,防風18個,黃芩32個,升麻8個,經過篩選去重后得到活性成分85個。通過Uniport將活性成分相關靶點進行標準化后得到226個相關靶點。將6味核心藥物、活性成分及相關靶點的數據進行整理,構建“核心藥物-活性成分-靶點”網絡,如圖1所示,該網絡由317個節點及 1 535 條邊組成,綠色圓形節點代表單味中藥,各色八角形節點代表相關活性成分,單味中藥節點位于活性成分組成的圓形的中心;多味中藥相連的成分是共有活性成分;黃色菱形節點代表活性成分相關靶點,與各個成分相連,以方形排列。從網絡圖可以看出,扶正感康丸6味藥的有效成分之間有交集,而交叉成分與基因靶點有更多的關聯,可能為扶正感康丸治療新型冠狀病毒感染的關鍵成分。對有效成分進行梳理發現,關鍵成分為槲皮素(quercetin,HQ17)、漢黃芩素(wogonin,CZFFHQIN1)、β-谷甾醇(beta-sitosterol,BZFFHQIN1)、豆甾醇(stigmasterol,BZHQINSM1)、1,7-二羥基-3,9-二甲氧基紫檀烯(1,7-dihydroxy-3,9-dimethoxy pterocarpene,HQ16)、FA(HQ14)、黃芩素(baicalein,HQIN3)、山柰酚(kaempferol,HQ13)、別歐前胡素(prangenidin,BZFF5)。

圖1 扶正感康丸“核心藥物-活性成分-靶點”網絡圖

2.2 新型冠狀病毒感染疾病靶點及其與活性成分相關靶點的交集靶點檢索Genecards、NCBI及KEGG 3個數據庫,并將獲得的靶點去重后得到新型冠狀病毒感染疾病靶點3 510個。與226個活性成分相關靶點取交集,得到86個交集靶點,并構建“核心藥物-疾病-活性成分-交集靶點”網絡,見圖2,左側中心位置綠色節點為6個主要藥物,周圍藍色方形節點為藥物對應成分,右側紅色方形節點為新型冠狀病毒感染,外圈黃色方形為交集靶點。從網絡圖可以看出,核心藥物相關活性成分與多個交集靶點相連,其中與活性成分相關較多的靶點可能為扶正感康丸治療新型冠狀病毒感染的關鍵靶點。從圖中發現,核心成分分別為異鼠李素(isorhamnetin)、刺芒柄花素(formononetin)、山柰酚(kaempferol)、槲皮素(quercetin)、漢黃芩素(wogonin)、β-谷甾醇(beta-sitosterol)、黃芩素(baicalein);關鍵靶點為前列腺素內過氧化物合成酶1(prostaglandin-endoperoxide synthase 1,PTGS1)、雄激素受體(androgen receptor,AR)、DPP4、熱休克蛋白90AA1(heat shock protein 90AA1,HSP90AA1)、PRKACA、F2等。

圖2 “核心藥物-疾病-活性成分-交集靶點”網絡圖

2.3 PPI網絡交集基因的PPI網絡包含86個節點,1 297條邊,導出數據文件并通過Cytoscape軟件將節點大小與顏色深淺與度值對應,建立PPI網絡方形圖,見圖3。使用軟件的Analyze Network功能進行拓撲分析,節點度值中位數為30.5。以中位數的1.5倍,即度值46對節點進行篩選,得到的17個節點,分別為白細胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)、蛋白激酶Bα(protein kinase B α,AKT1)、IL-1β、腫瘤蛋白p53(tumor protein p53,TP53)、IL-8(又稱CXCL8)、JUN、表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)、IL-10、缺氧誘導因子1α(hypoxia inducible factor 1α,HIF1α)、細胞間黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)、FOS、一氧化氮合酶3(nitric oxide synthase 3,NOS3)、熱休克蛋白90AA1(heat shock protein 90AA1,HSP90AA1)、NFKBIA、干擾素-α(interferon-α,IFN-α,IFNG)、血紅素加氧酶(heme oxygenase 1,HMOX1)。

2.4 基因本體富集分析及信號通路富集分析Metascape數據結果顯示,GO富集分析中,CC主要集中在細胞因子受體結合(cytokine receptor binding)、RNA聚合酶Ⅱ特異性DNA結合轉錄因子結合(RNA polymerase Ⅱ-specific DNA-binding transcription factor binding)、泛素樣蛋白連接酶結合(ubiquitin-like protein ligase binding)、蛋白激酶活性(protein kinase activity)、磷酸酶結合(phosphatase binding)、轉錄調節復合物(transcription regulator complex)等;BP主要包括細胞因子反應(response to cytokine)、細胞死亡的正調控(positive regulation of cell death)、細胞分化負調節(negative regulation of cell differentiation)、炎癥反應(inflammatory response)、MAPK級聯反應的正調節(regulation of MAPK cascade)、外源性凋亡信號通路的負調控(negative regulation of extrinsic apoptotic signaling pathway)、凋亡信號通路的調控(regulation of apoptotic signaling pathway);MF主要包括RNA聚合酶Ⅱ特異性DNA結合轉錄因子結合(RNA polymerase Ⅱ-specific DNA-binding transcription factor binding)、蛋白激酶活性(protein kinase activity)、蛋白質同源二聚化活性(protein homodimerization activity)。見圖4。KEGG共富集得到191條信號通路,選取P值前14位的信號通路進行可視化分析,見圖5,其中與扶正感康丸治療新型冠狀病毒感染密切相關的前6條通路分別為血脂和動脈粥樣硬化(lipid and atherosclerosis)、腫瘤信號通路(pathways in cancer)、糖尿病并發癥的AGE-RAGE信號傳導途徑(AGE-RAGE signaling pathway in diabetic complications)、MAPK 信號通路(MAPK signaling pathway)、化學致癌作用-活性氧通路(chemical carcinogenesis - reactive oxygen species)、NF-kappa B 信號通路(NF-kappa B signaling pathway)。

圖4 GO富集分析條形圖

圖5 KEGG信號通路氣泡圖

2.5 通路關鍵靶點分析及其組織分布、亞細胞分布歸屬為了進一步挖掘扶正感康丸治療新型冠狀病毒感染各通路中的關鍵基因靶點及相關分布信息,對6條關鍵通路涉及的59個靶點再次做PPI網絡分析。通過對59個靶點在通路中的出現次數及新PPI網絡度值進行篩選(度值≥中位數),得到17個關鍵基因靶點,如表1。在BioGPS數據庫檢索關鍵靶點的體內組織分布情況并根據基因表達保留前5位數據,繪制靶點-組織分布網絡分析圖,見圖6,中間位置紅色菱形節點代表關鍵靶點,周圍綠色橢圓形代表組織分布。通過軟件計算節點度值并排序,其中平滑肌(Smooth Muscle.1,degree=4;Smooth Muscle.2,degree=4)、肺(Lung.2,degree=4)可能為扶正感康丸治療新型冠狀病毒感染的靶器官。在Genecards數據庫檢索靶點的基因定位信息,得到亞細胞分布數據,并根據其置信度(confidence)值保留前五位,繪制靶點-亞細胞分布網絡分析圖,見圖7,其中紅色菱形代表關鍵靶點,藍色六邊形代表亞細胞分布信息。結果顯示,關鍵靶點多分布于細胞核(nucleus,degree=17)、細胞膜(plasma membrane,degree=12)、細胞質(cytosol,degree=12)、細胞外(extracellular,degree=10)、細胞骨架(cytoskeleton,degree=10)、線粒體(mitochondrion,degree=9)、內質網(endoplasmic reticulum,degree=7)等。

表1 關鍵靶點在關鍵通路出現次數及度值

圖6 關鍵靶點-組織分布網絡圖

圖7 關鍵靶點-亞細胞分布網路圖

2.6 分子對接為了深入分析扶正感康丸治療新型冠狀病毒感染的關鍵分子機制,分別選取PPI網絡中度值前6位的靶點IL-6、TNF、AKT1、IL-1β、TP53、CXCL8為受體,以6個度值較大的核心成分槲皮素(quercetin)、山柰酚(kaempferol)、豆甾醇(stigmasterol)、漢黃芩素(wogonin)、β-谷甾醇(beta-sitosterol)、黃芩素(baicalein)為配體,使用AutoDock Vina1.1.2進行分子對接驗證,結合能矩陣如圖8所示。結合能越低說明分子對接越穩定,結合能小于0 kcal·mol-1說明具有結合活性,結合能小于-7 kcal·mol-1說明結合活性較好,結合能小于-9 kcal·mol-1說明結合活性非常強。根據結合能矩陣發現,扶正感康丸中有效成分與核心靶點之間的結合能力較好,TNF與所有小分子的結合能均低;與黃芩素對接最好的靶點是IL-1β;與 β-谷甾醇對接最好的靶點是IL-6;與槲皮素及山柰酚對接最好的靶點均均為TNF。利用Pymol 2.3.0對對接結果進行可視化,見圖9。

圖8 有效成分與靶點蛋白分子對接結合能熱圖

圖9 扶正感康丸核心化合物與蛋白分子對接示意圖

3 討論

研究發現,傳染性非典型肺炎冠狀病毒2型(SARS-CoV-2)表面的刺突蛋白受體結合域與血管緊張素轉化酶2(angiotensin converting enzyme 2,ACE2)結合,并最終導致新型冠狀病毒感染的產生,而ACE2則廣泛分布于人體多種細胞類型中,包括口腔和鼻黏膜、肺、心臟、胃腸道、肝臟、腎、脾、大腦以及動脈和靜脈內皮細胞[4]。新型冠狀病毒感染常見發熱、咳嗽、呼吸急促以及疲勞、肌痛、惡心、嗅覺喪失等癥狀,多種并發癥出現可導致病情危重,包括肺炎、急性呼吸窘迫綜合征、多器官損傷、神經系統疾病和敗血癥等[5],甚至出現死亡。中醫藥在新型冠狀病毒感染的防治中發揮了積極的作用,可有效改善患者癥狀及預后,且相對于西醫治療而言,中西醫結合治療有著更高的治愈率[6]。中醫學將新型冠狀病毒感染歸為“疫病”范疇,根據其具體疾病的特性可分為寒疫、濕疫、寒濕疫、溫疫、濕熱疫等[7]。目前,主流觀點認為本病病位主要在肺衛、其次在脾,大量臨床研究也證實了這一觀點[8-10]。而人體感受外界之“戾氣”為本病病因,疫癘之邪由外而內侵犯人體,其傳染性強、傳變形式多、病變迅速。本病初起病在肺衛,寒濕或濕熱之邪犯衛,郁于肌表;后邪氣郁而化熱,熱邪閉肺;若正不勝邪,邪氣更進,致使疫毒閉肺甚至出現內閉外脫之證[11]。目前,社會上對于新型冠狀病毒感染患者核酸轉陰后復陽、抗體持續時間短、可重復感染等情況存在擔憂,研究者認識到新型冠狀病毒對于人體的影響廣泛且持久,因此新型冠狀病毒感染恢復期的治療應當延長,可作為院外康復的一部分。國家診療指南提出新型冠狀病毒感染恢復期的中醫分型為肺脾氣虛、氣陰兩虛,其實二者常常并存,因“脾在體合肉”“肺者,氣之本”,疫病后期,熱毒、濕濁等邪損耗氣陰,勞困脾肺而致肺脾兩虛、氣陰兩傷,可出現乏力、氣短、口干、口渴、心悸、汗多、納差等一系列臨床表現,故治療多從健脾益氣、養陰潤肺入手。

扶正感康丸由御寒湯化裁而來,原方包含12味中藥,關鍵藥物有6味,分別是黃芪、蒼術、白芷、防風、黃芩、升麻。黃芪為本方中用量最大之品,為君藥,《神農本草經》謂其“補虛”“止痛”,黃芪氣味甘溫,溫之以氣,而補形之不及,益之以味,而壯精之不足,黃芪以補氣為長,可強五臟,故李中梓云:“黃芪之用,專能補表”。蒼術、白芷、防風、黃芩、升麻以醒脾行氣,發表通里為主,此五者共為臣藥。蒼術辛溫、苦溫之性味,功善燥濕健脾,祛風散寒,葉天士稱其“苦辛氣烈,能上行,除上濕,發汗功大”。濕邪內生,蒼術可化脾家之濕,亦可醒脾,鼓動脾氣運行;防風味辛、甘,性溫,《神農本草經》曰:“主大風,頭眩痛,惡風,風邪。”功善解表,其常與黃芪相伍,既可益氣固表,又可祛邪而不傷陽,此乃散中寓補、補中兼疏之應用;升麻味甘、辛,性微寒,善于發表散熱,兼以升陽,《神農本草經》曰:“辟溫疾。”李東垣《脾胃論》記載其“引甘溫之藥上升……人參、黃芪,非此引之,不能上行”,由此可以看出升麻起到諸藥使者的作用,因肺臟位于上焦,居于高位,故諸藥借助升麻升發的特性上行到達病所;溫病后期,正氣損傷而余邪未凈,黃芩主入肺經,善清瀉肺火及上焦實熱,性味苦寒,亦能清熱燥濕,故常用于治療濕溫疫毒;白芷辛溫,黃元御在《玉楸藥解》中提到白芷“行經發表,散風瀉濕,治頭痛鼻淵”,黃芩與白芷寒溫并用,表里同治,共驅余邪外出。

通過復方成分-靶點網絡發現,扶正感康丸6個主要藥物具有多成分多靶點的特性;另外通過與新型冠狀病毒感染疾病靶點取交集構建的復方-疾病-成分-靶點網絡發現,扶正感康丸治療新型冠狀病毒感染發揮主要作用的藥物成分為異鼠李素、芒柄花黃素、山柰酚、槲皮素、漢黃芩素、黃芩素、β-谷甾醇。扶正感康丸的活性成分具有相應的網絡化協同作用,可調節宿主生理活動,包括對炎癥反應、凋亡信號通路、細胞死亡的正調控等,與中醫之正邪理論有異曲同工之妙。研究發現,山柰酚通過其抗炎、抗氧化、抗凋亡及神經保護作用,能夠有效改善腦缺血/再灌注大鼠的腦損傷,另外也具有抗腫瘤、抑菌等作用。槲皮素同樣具有抗炎作用,還可以抑制纖維化、抑制細胞凋亡、調節腸道菌群,在保護肺臟、腎臟等方面發揮重要作用。最新的研究表明,槲皮素可以有效改善新型冠狀病毒感染患者的癥狀,且接受槲皮素治療的患者相對于接受標準治療方案患者的C反應蛋白和鐵蛋白水平更低[12];另有研究表明,山柰酚和槲皮素可以通過顯著減少促炎介質TNF-α以及IL-1β的產生來降低新型冠狀病毒感染癥狀的嚴重程度[13-14]。蒼術和黃芩中均含有漢黃芩素、黃芩素,這兩種成分均有抗動脈硬化、腎臟保護、降低關節炎癥、促進眼部血管新生等作用。有研究表明,黃芩素可有效抑制RNA聚合酶以控制新型冠狀病毒感染病毒感染[15];同時,黃芩素以mPTP依賴性方式干擾線粒體OXPHOS,并抑制SARS-CoV-2/VSV的復制[16]。β-谷甾醇可以有效止咳、祛痰、調節免疫。β-谷甾醇和β-谷甾醇-O-葡萄糖苷通過阻斷血凝素表面蛋白的活性結合位點表現出抗病毒活性,還可通過與流感神經氨酸酶活性結合和阻斷M2質子通道活性的活性位點顯示出對病毒復制的抑制作用[17];另外,β-谷甾醇也可通過降低中性粒細胞趨化作用以發揮抗炎作用[18]。異鼠李素、芒柄花黃素為黃芪中發現的黃酮類物質,這兩種成分均有顯著的抗腫瘤作用,多項研究表明異鼠李素還具有抗炎、抗病毒等多種生物學功能,在流感、急性肺損傷、心肌炎、肺動脈高壓等呼吸系統疾病中均具有抗炎作用,其作用機制與調節炎癥介質及活性氧的產生等有關。異鼠李素可以通過阻斷RIG-I/JNK和p1 MAPK信號通路抗流感病毒活性,同時異鼠李素可以通過抑制RIG-I/JNK途徑來減少IFN擴增的流感病毒介導的炎癥反應[19]。

由PPI網絡分析可以得出,扶正感康膠囊是通過作用于IL-1β、IL-6、TNF、EGFR、AKT1、TP53、CXCL8等多個核心靶點,并通過各靶點之間的協同作用治療新型冠狀病毒感染。IL-6是一種可溶性介質,在免疫系統中具有多種功能,包括控制免疫細胞的分化和遷移、靶細胞的凋亡以及C反應蛋白、結合珠蛋白和纖維蛋白原等急性期蛋白的合成[20]。以 IL-6 為核心的靶向細胞因子釋放綜合征被認為是新型冠狀病毒感染患者出現凝血紊亂的關鍵機制[21-22]。研究表明,IL-6的水平與新型冠狀病毒感染病情的嚴重程度高度相關,阻斷IL-6對嚴重病例有益,并可能降低死亡率[23]。TNF-α是管理宿主防御機制的最重要細胞因子之一,可能在新型冠狀病毒感染患者的發病機制中發揮作用,其與IL-6、IL-1β等都和細胞因子風暴密切相關,是導致新型冠狀病毒感染惡化的關鍵因素[24]。與此同時,有研究表明,新型冠狀病毒感染的急性后遺癥與IL-1β、IL-6和TNF血漿水平升高有關,這些細胞因子在新型冠狀病毒感染肺部促炎巨噬細胞中誘導,從而形成自我維持的反饋回路[25]。另外,一些炎癥因子(如IL-6、TNF-α)可通過誘導細胞表面組織因子表達再次激活凝血級聯反應,使凝血-免疫功能紊亂形成惡性循環,進一步加速了疾病進展[26]。AKT在免疫細胞調節中也起著至關重要的作用,可以調節先天免疫細胞的發育和功能,如中性粒細胞、巨噬細胞和樹突狀細胞。同時,AKT是調節新陳代謝和細胞轉化的信號通路中的核心參與者,其通過激活一系列不同的下游信號分子來調節細胞生長、凋亡和腫瘤相關疾病[27]。AKT信號在免疫細胞分化、增殖和遷移中起著關鍵作用,這涉及全身和局部炎癥的形成。然而,病毒感染期間AKT的過度激活可導致終末分化效應CD8 T細胞升高,隨后衰老CD8 T細胞升高。免疫級聯反應可能迅速導致T細胞衰竭,并顯著增加感染SARS-CoV-2的患者的死亡風險[28]。趨化因子可由多種細胞迅速分泌,以響應病毒或微生物感染。趨化因子CXCL8在病毒感染的背景下參與炎癥和免疫細胞運輸[29]。CXCL8對中性粒細胞和單核細胞具有趨化活性,在呼吸道感染的初始控制中起主要作用[30];另有研究表明,CXCL8是重癥新型冠狀病毒感染患者支氣管肺泡灌洗液中檢測到的最豐富的細胞因子[31]。

KEGG通路結果涵蓋了NF-κB信號通路、MAPK級聯信號通路、AGE-RAGE信號通路等。新型冠狀病毒感染依賴性炎癥被認為是RAGE細胞因子產生增加和過度活躍而發生的,其涉及AGEs和RAGE受體的途徑改變新陳代謝并誘導促炎細胞因子[32];病毒蛋白改變了糖酵解途徑,導致糖酵解中間體增加,丙酮酸降低,隨著糖酵解功能的失調,AGEs不斷積累,并隨之與其受體RAGE結合,最終激活了 NF-κB 信號通路,導致促炎基因的激活,如 IL-1β 和IL-6,從而增加缺氧并誘導衰老[33-34]。MAPK級聯信號通路可調控多種細胞生物學過程,是介導細胞增殖、分化及應激、凋亡等基本過程的中心信號通路[35-36]。MAPK通路響應并控制潛在有害促炎細胞因子的產生。幾種致病性病毒感染誘導p38 MAPK信號通路,并表現出不受控制的正反饋調節,導致與嚴重疾病相關的過度炎癥[37]。有研究顯示,新冠病毒感染促進了酪蛋白激酶p38 MAPK活化,產生多種細胞因子并導致有絲分裂激酶失活,導致細胞周期停滯[38]。MAPK的激活可歸因于肺細胞中的ACE2信號傳導,MAPK在ACE2下游被激活,研究發現,MAPK磷酸化通過激活血小板中的cPLA2來促進血栓素的生成,而MAPK抑制劑可以逆轉新冠病毒誘導的血小板活化,從而改善由新冠病毒引發的不受控制的凝血級聯反應和隨之帶來的肺損傷[39-40]。NF-κB是經典的調控病毒或多種炎癥細胞因子基因表達的轉錄因子,可增加活性氧的產生,導致許多疾病和病毒感染中各種組織中的細胞凋亡[41]。新型冠狀病毒感染本身通過模式識別受體激活NF-κB,積累的AngⅡ通過崩解素和金屬蛋白酶6誘導炎癥細胞因子,包括TNF-α和IL-17可溶性受體IL-17R,然后激活IL-6放大器(IL-6 AMP)[42];同時,新冠病毒激活NF-κB增加晚期新型冠狀病毒感染患者的循環細胞因子和趨化因子水平來傳播急性全身炎癥。細胞因子水平升高伴有肺積液、肺泡破壞、毛細血管滲漏和繼發性器官功能障礙,從而導致危及生命的細胞因子風暴綜合征[43]。心血管系統是新冠病毒的第二大常見靶標,可導致嚴重并發癥,包括急性心肌損傷、心肌炎、心律失常和靜脈血栓栓塞,以及由于直接內皮損傷和過度全身炎癥反應而導致的其他主要血栓形成事件[44]。新型冠狀病毒感染患者出現細胞因子風暴會導致ARDS或多器官功能障礙,包括斑塊破裂和直接心肌損傷(即心肌炎)的風險增加,從而導致高病死率[45]。

分子對接結果顯示,扶正感康丸中的核心活性成分與核心靶點有很強的結合活性。本研究結果表明,扶正感康丸可能通過槲皮素、漢黃芩素、山柰酚和β-谷甾醇等主要活性成分作用于IL-6、IL-1β和TNF等核心靶點,達到治療新型冠狀病毒感染的目的。但是,扶正感康丸治療新型冠狀病毒感染的作用機制還需要通過體內、體外實驗進一步明確。