陳沛洪，黃丹梅，柯少芳，莊起明，肖輝炎，謝成松，陳一村

(1.汕頭大學醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院，廣東 汕頭 515000；2.汕頭大學醫(yī)學院藥理學教研室，廣東 汕頭 515000；3.廣東太安堂藥業(yè)股份有限公司，廣東 汕頭 515000)

新型冠狀病毒肺炎目前尚無特效藥，亦無相應的抗體中和。在此次抗疫中，中藥湯方及中成藥在治療新冠肺炎過程中起到一定的作用，如連花清瘟顆粒等。解熱消炎膠囊(廣東太安堂藥業(yè)股份有限公司)為臨床治療呼吸道感染引起的發(fā)熱、咽喉腫痛、扁桃腺炎、咽炎等癥的中成藥，產(chǎn)品處方源自古代防治瘟疫病的經(jīng)典方——安宮牛黃丸，以水牛角、板藍根、金銀花、珍珠母粉、廣藿香、石菖蒲等中藥為原料，采用中藥提取物進行組方，具有清熱解毒、鎮(zhèn)驚安神功效。分子對接篩選技術作為計算機輔助藥物設計和高通量篩選的一種重要方法[1]，是在現(xiàn)有生物結構的基礎上發(fā)現(xiàn)新配體的技術，分子對接篩選過程極大地縮小了人工方法進行配體活性篩選的研究范圍及時間[2]。據(jù)報道此次新型冠狀病毒與細胞的作用方式和2003年的冠狀病毒相似，均通過與人細胞的血管緊張素轉換酶2(angiotensin converting enzyme 2，ACE2)作用進入細胞[3]。故本研究通過分子對接技術，探討解熱消炎膠囊的有效成分與新型冠狀病毒的受體ACE2以及引起炎癥的受體環(huán)氧合酶2(cyclooxygenase-2，COX-2)及其下游信號蛋白花生四烯酸酯15-脂氧合酶(arachidonate 15-lipoxygenase，ALOX15)的親和作用。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)庫與軟件

TCMSP數(shù)據(jù)庫(http://tcmspw.com/tcmsp.php)；STRING數(shù)據(jù)庫11.0(https://string-db.org)；PDB數(shù)據(jù)庫(https://www.rcsb.org)；AutoDockTools 1.5.6(http://autodock.scripps.edu/resources/adt)；AutoDock Vina 1.1.2(http://vina.scripps.edu)；PyMOL 1.7(http://pymol.org)。

1.2 解熱消炎膠囊有效成分的篩選

利用TCMSP數(shù)據(jù)庫檢索解熱消炎膠囊的中草藥化學成分，將口服利用度＜30%的和藥物相似性＜0.18的成分剔除[4-5]。采用ChemBioDraw Ultra 12.0軟件繪制化合物的結構，然后用ChemBio3D Ultra 12.0轉化為三維結構，再通過AutoDockTools 1.5.6軟件進行格式轉換，轉變?yōu)閜dbqt格式。

1.3 作用靶點的選擇

在STRING數(shù)據(jù)庫中分別輸入ACE2、COX-2及ALOX15，限定研究物種為“Homo Sapiens”，獲得蛋白互作關系并得到相應PDB蛋白模型的鏈接。從PDB數(shù)據(jù)庫下載蛋白質—配體復合物的晶體，通過AutoDockTools 1.5.6及其附帶的激動劑化合物確定作用位點的三維坐標。通過瑞士生物信息研究所網(wǎng)站(http://www.hpc-ch.org/sib/)對PDB數(shù)據(jù)庫中無相應PDB蛋白晶體的靶點進行同源性建模。

1.4 分子對接模擬

分子對接研究采用AutoDock Vina 1.1.2軟件。參數(shù)“exhaustiveness”設置為8，選取對接結果打分值最高的構象[6-9]。用軟件PyMoL 1.7繪圖。

2 結果

2.1 解熱消炎膠囊總方分子數(shù)據(jù)庫的建立

利用TCMSP數(shù)據(jù)庫檢索獲得解熱消炎膠囊的中草藥化學成分共計899個。將口服利用度＜30%的和藥物相似性＜0.18的成分剔除后得到130個有效化學成分。

2.2 解熱消炎膠囊有效成分的對接結果

130個有效成分與AEC2及COX-2對接結果顯示：3個成分無法對接，99個有效成分與ACE2結合的結合能比原配體更強，占總成分的76.15%；而有效成分與COX-2的結合能均比原配體更弱，但對COX-2的上游信號ALOX15有較強的結合，共有94個有效成分與ALOX15的結合能比原配體更強，占總成分的72.30%。與ACE2及ALOX15結合能排前3位的有效成分結合情況見表1，對接情況見圖1～圖4。

3 討論

中醫(yī)普遍認為新型冠狀病毒肺炎是由于濕毒犯肺所引發(fā)的，目前中醫(yī)治療新型冠狀病毒肺炎輕癥患者的方劑多以解表化濕、宣肺透熱為主，以藿香正氣散和連花清瘟膠囊最為典型。而解熱消炎膠囊具有清熱解毒，鎮(zhèn)驚安神的功效，對新型冠狀病毒引起的瘟熱癥有對癥的優(yōu)勢。

ACE2是SARS病毒病理途徑中的關鍵因子，在臨床的治療及藥物的研發(fā)中有著重要的意義。ACE2主要分布在心臟、腎臟、睪丸、大動脈、胃腸道、視網(wǎng)膜、肺，在人和嚙齒類動物的心臟和腎臟中高度表達[10-11]。Ge等[12]報道，SARS病毒感染的一般過程是SARS病毒的刺突蛋白三聚體先與ACE2的細胞外催化結構域的“疏水口袋”結合，繼而細胞發(fā)揮內(nèi)吞作用，病毒包膜與細胞膜融合，最終進入宿主細胞。本研究分子對接模擬實驗顯示，解熱消炎膠囊的大部分化學成分與ACE2的抑制位點能緊密結合，大于70%的化學成分其結合能超過原配體。可見，解熱消炎膠囊或許能通過抑制ACE2的活性，阻止病毒進入宿主細胞，從而達到預防甚至治療的作用。

表1 與ACE2及ALOX15結合能排前3位的有效成分結合情況

圖1 ACE2和Linarin對接圖

圖2 ACE2和SudanⅢ對接圖

圖3 ALOX15和SudanⅢ對接圖

圖4 ALOX15和pheanthrone對接圖

ALOX15在關鍵脂質介體(例如脂蛋白和消退素)的形成中起重要作用，以終止炎癥。ALOX15可抑制TNF-α，IL-1β/NF-κB和IL-6/STAT3信號通路[13]。部分炎癥反應可能與該酶有關，如哮喘、鼻息肉、阿司匹林反應、腦室周圍白質軟化。本研究分子對接模擬實驗顯示，解熱消炎膠囊的大部分化學成分與ALOX15有比原配體更有優(yōu)勢的結合。由此推測，解熱消炎膠囊可能通過抑制ALOX15來緩解炎癥的發(fā)生。

綜上所述，解熱消炎膠囊活性成分與ACE2及ALOX15有較好的結合。解熱消炎膠囊可能可以通過抑制ACE2活性對新型冠狀病毒起到預防的作用，而解熱消炎膠囊對于COX-2引起的發(fā)炎可能無直接抑制作用，但其可能通過影響COX-2的上游信號ALOX15，抑制炎癥的發(fā)生，緩解疼痛。