新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情爆发至今，在全国人民的共同努力下，这个“史上最长寒假”终于接近尾声。然而，令人意想不到的是，新冠疫情却于世界范围内蔓延开来，意大利、伊朗、美国和法国等疫情形势不容乐观。然而，目前临床的治疗药物十分有限，且具体疗效仍有待进一步试验。面对传染病疫情，“特效药”是最有力的武器之一，因此，世界各国迫切寻求着治疗COVID-19的潜在药物。
近日，加州大学旧金山分校定量生物科学研究所(QBI)的研究人员在预印本平台bioRxiv网站上在线发表题为：A SARS-CoV-2-Human Protein-Protein Interaction Map Reveals Drug Targets and Potential Drug Repurposing的研究论文。
此项研究在人类细胞中克隆、标记和表达了26种SARS-CoV-2的蛋白，并通过亲和纯化质谱(AP-MS)鉴定出332种高度可信的SARS-CoV-2与人的蛋白-蛋白相互作用(PPIs)。更重要的是，研究人员从中确定了66种可用药潜在靶点，有69个已上市、临床和临床前阶段的药物可以作用于这66个靶点，有助于现有潜在药物的再利用。
截止目前，全球COVID-19确诊病例数超过43万人，累计超过1.5万人死亡，并在全球范围内造成社会、经济的动荡。然而，直到现在，针对SARS-CoV-2的特效药仍未出现，同时也没有预防这种病毒的疫苗。SARS-CoV-2病毒蛋白的种类极多，与人体蛋白的相互作用也极为丰富，但不幸的是，科学界对此知之甚少。因此，为了阐明这一点，加州大学旧金山分校的研究人员对此进行探究。
研究人员在人类细胞中克隆表达了29种SARS-CoV-2病毒蛋白中的26种，并通过亲和纯化-质谱法(AP-MS)鉴定了与每一种病毒蛋白物理相关的人类蛋白，共确定了332种高度可信的SARS-CoV-2与人的蛋白-蛋白相互作用(PPIs)。
对于每种SARS-CoV-2病毒蛋白，研究人员进行了基因本体论富集分析，并发现SARS-CoV-2病毒蛋白在人体中连接到广泛的细胞生物学过程，包括：DNA复制(Nsp1)、表观遗传和基因表达调控(Nsp5/8/13;E)、囊泡运输(Nsp6/7/10/13/15;Orf3a/8;E)、脂质修饰(S)、RNA加工和调控(Nsp8;N)、泛素化调控(Orf10)、信号转导(Nsp8/13;N;Orf19b)、核转运机制(Nsp9/15;Orf6)、细胞骨架(Nsp1/13)、线粒体(Nsp4/8;Orf9c)以及细胞外基质(Nsp9)等等。
除此之外，研究人员还证实SARS-CoV-2病毒蛋白与人体天然免疫信号通路也存在着广泛的相互作用。
研究人员利用系统的化学药物搜索和路径中心分析，发现了69种有望用于治疗COVID-19的药物，其中27种为FDA批准药物，14种为正在临床研究的新药以及28种临床前候选药物。
值得注意的是，与SARS-CoV-2病毒蛋白相互作用的某些蛋白可以被一些药物靶向，甚至于有些药物已成为治疗COVID-19的候选药物，如氯喹。此外，研究者还指出阿奇霉素对人类线粒体核糖体具有脱靶活性，而后者与SARS-CoV-2 Nsp8蛋白相互作用。因此，阿奇霉素等抗生素也可能是治疗COVID-19的药物。
与之同理，参照人与SARS-CoV-2的蛋白-蛋白相互作用网络，药物开发人员可以快速查找出COVID-19的可能候选药物。同时，有针对性的生化和结构研究有助于更深入地了解病毒-宿主复合物，这也为COVID-19特效药的设计和研发提供重要信息！