徐嘉萌，韓繼麗，王格格，陳國寧，王佩龍,2，傅 強

(1. 西安交通大學藥學院，陜西西安 710061；2. 西安市第八醫(yī)院，陜西西安 710061)

新型冠狀病毒肺炎(coronavirus disease 2019, COVID-19)是一種由β屬冠狀病毒嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2)引發(fā)的發(fā)熱性呼吸道疾病[1]。截至2020年4月8日，全球累計COVID-19確診患者逾140萬例，疫情形勢嚴峻。各國科研工作者正在全力研發(fā)可用于治療COVID-19的藥物。但由于新藥研發(fā)存在周期長、資金投入巨大、上市審批手續(xù)繁復等客觀限制，在已上市藥物中篩選具有抗SARS-CoV-2活性的藥物可大大節(jié)省研發(fā)時間并提高臨床應用安全性，已成為疫情緊急態(tài)勢下解決問題的主要策略之一。目前，多種已上市抗病毒藥物被用于抗SARS-CoV-2活性篩選，如抗HIV藥物利托那韋、抗流感藥物法匹拉韋等，皆已投入臨床試驗并取得了一定的研究進展。喹啉類生物堿氯喹、羥氯喹作為臨床應用多年的經典抗瘧藥，已在早期體外試驗中被證明具有抗SARS-CoV-2活性，且與其他候選藥物相比，喹啉類生物堿具有更優(yōu)的臨床安全性，有望成為治療COVID-19的重要藥物。本文圍繞氯喹與羥氯喹的研究現狀及應用中可能存在的問題作一概述，以期為開展喹啉類生物堿治療COVID-19的臨床應用提供支持。

1 喹啉類生物堿藥物的主要作用

1.1 藥物的結構喹啉類藥物是一類結構中含有喹啉環(huán)的生物堿，具有抗瘧原蟲、抗病毒、抗腫瘤等藥理活性，代表藥物有奎寧、氯喹、羥氯喹等(化學結構式見圖1)。其堿性源自結構中的氮原子，可與酸形成穩(wěn)定的鹽，臨床常以硫酸鹽、磷酸鹽等形式口服給藥。

圖1 奎寧(A)、氯喹(B)和羥氯喹(C)的化學結構式

喹啉類藥物作為臨床應用多年的經典抗瘧藥，在發(fā)展過程中歷經多次結構優(yōu)化。1820年，奎寧(quinine)作為具有抗瘧作用的活性成分首次被法國科學家PELLETIER和CAVENTOU從金雞納樹皮中提取出來，成為了第一個有效治療惡性瘧原蟲引起的瘧疾的藥物[3]。19世紀初期，奎寧的分子式與化學結構被闡明，其含有一個喹啉環(huán)，是一種天然的生物堿[4]。1934年，德國科學家首次在奎寧的基礎結構中引入堿性側鏈，合成了抗瘧效果更優(yōu)的氯喹(chloroquine, CQ)。氯喹經過數年的臨床前研究后，于1944年開始廣泛應用于臨床，因其安全、高效且價廉而逐漸取代奎寧成為抗瘧首選藥。1946年，科學家在氯喹的基礎上用羥乙基替代氯喹中的一個乙基合成了新型抗瘧藥羥氯喹(hydroxyehloroquine, HCQ)。羥氯喹的藥理活性與氯喹相似，但在體內吸收更快、分布更廣，在胃腸道及眼部的毒性更小[5]。

1.2 抗瘧原蟲作用瘧疾是一種由瘧原蟲引起的可危及生命的傳染病，喹啉類化合物在瘧疾臨床治療中起到了至關重要的作用。氯喹與羥氯喹抗瘧原蟲的機制較為類似，主要作用于瘧原蟲紅內期，通過干擾瘧原蟲色素形成并影響其裂殖體DNA復制、轉錄過程，使瘧原蟲死亡[6]。世界衛(wèi)生組織在2015年發(fā)布的第三版瘧疾治療指南中指出，氯喹對于間日瘧原蟲、卵形瘧原蟲和諾氏瘧原蟲引起的瘧疾均有較好的療效[7]。

1.3 抗病毒作用氯喹具有親溶酶體特性和弱堿性，主要通過改變內吞體酸堿度值干擾細胞內DNA復制和基因表達來發(fā)揮廣譜抗病毒作用[8-10]。研究表明，羥氯喹對人類冠狀病毒、登革熱病毒、HIV病毒等多種病毒具有抑制作用，作用機制有誘導細胞產生活性氧和激活IFN-β、AP-1和NFκB的先天性免疫信號通路[11]，影響T細胞和單核細胞中糖蛋白120的翻譯后修飾等[12]。

2003年SARS暴發(fā)后，有研究發(fā)現，氯喹可抑制感染后的Vero E6細胞中SARS-CoV病毒活性，作用機制可能與細胞受體血管緊張素轉換酶2(angiotensin converting enzyme 2, ACE2)末端糖基化的損傷導致ACE2與SARS-CoV刺突蛋白之間的結合親和力降低有關[13]。KEYAERTS等[14]的研究驗證了這一點，并進一步確認氯喹體外抑制SARS-CoV的IC50與治療急性瘧疾時的血藥濃度較為接近。

1.4 抗SARS-CoV-2作用由于SARS-CoV-2與SARS-CoV同屬冠狀病毒，且皆作用于S蛋白-ACE2受體，研究人員開始探索SARS-CoV-2是否也可被氯喹抑制。近日有研究表明，氯喹在體外對SARS-CoV-2顯示出良好的抑制作用[15]，并可通過抑制腫瘤壞死因子-α和白細胞介素-6的釋放減少新型冠狀病毒感染的中后期的免疫病理性損傷[16]。日前，氯喹在小樣本臨床研究中已初步顯示出了抗SARS-CoV-2的明顯效果[2]，并被納入了國家衛(wèi)生健康委員會發(fā)布的《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》[17]。

羥氯喹具有與氯喹相似的抗SARS-CoV-2作用機制與活性，其臨床安全性較氯喹更好，也許可以成為治療COVID-19的更優(yōu)選擇。YAO等[18]使用SARS-CoV-2感染的Vero細胞測試氯喹和羥氯喹的抗病毒活性，實驗結果表明，羥基氯喹(EC 50=0.72 μmol/L)比氯喹(EC 50=5.47 μmol/L)能更有效地在體外抑制SARS-CoV-2病毒。近日一項研究也認為，羥氯喹是較氯喹更好的治療COVID-19藥物，其主要原因有三：①羥氯喹在感染前和感染后兩個階段都具有與氯喹類似的抗病毒作用；②羥氯喹可通過降低T細胞CD154的表達來抑制細胞因子風暴，從而減輕COVID-19的嚴重進展；③羥氯喹比氯喹副作用更少且價廉易得[19]。

2 喹啉類生物堿的藥代動力學特征

2.1 氯喹的藥代動力學特征

2.1.1吸收 氯喹口服后經腸道快速吸收，通過胃腸道的吸收率為70%～80%。服藥后氯喹緩慢釋放入血，約2 h達到最高血藥濃度，其中與血漿蛋白結合的氯喹約占60%[20]。

2.1.2分布 氯喹在體內廣泛分布于肝、脾、肺等內臟組織，血藥濃度維持較久，血漿終末消除半衰期長且可變(40～60 d)[21]。

2.1.3代謝 氯喹的代謝轉化在肝臟微粒體系統(tǒng)進行，主要經CYP2D6、CYP3A4/5和CYP2C8等細胞色素酶介導，去乙基氯喹為主要代謝產物且仍有抗瘧活性，濃度可達氯喹濃度的40%[22]。

2.1.4排泄 氯喹主要經由腎臟排泄，約占總排泄形式的55%，另有約8%的藥物隨糞便排泄，其他經唾液、汗液等排出[23]。腎排泄中原型藥物約占70%，去乙基氯喹約占23%，尿液pH可影響其排泄速度，酸化加快而堿化降低[24]。

2.2 羥氯喹的藥代動力學特征

2.2.1吸收 羥氯喹通常以口服片劑的形式服用，口服后可在2～4h內被完全吸收，通過胃腸道的吸收率為70%～80%[25]。

2.2.2分布 羥氯喹的血藥濃度在達到峰值后因迅速分配到器官而相對快速下降[26]。其優(yōu)先與白蛋白、血小板和白細胞結合，其中白蛋白結合比例約占50%；對肝臟、脾臟、皮膚和視網膜色素上皮具有高度親和力[27]。以每日給藥400 mg為例，羥氯喹血漿濃度需4～6個月達到穩(wěn)態(tài)。

2.2.3代謝 羥氯喹的代謝主要在肝臟中進行，通過CYP3A4、CYP2C3等細胞色素酶驅動的脫烷基作用形成主要代謝產物脫乙基羥氯喹[28-29]。羥氯喹具有較長的消除半衰期(40～50 d)和較低的血液清除率(96 mL/min)，這是由于其廣泛的組織分布導致系統(tǒng)清除減少造成的[30-31]。

2.2.4排泄 羥氯喹的排泄主要發(fā)生在腎臟，占40%～50%，其余通過糞便和皮膚排泄[32]。

3 喹啉類生物堿藥物的相互作用

3.1 氯喹的藥物相互作用氯喹的代謝主要由細胞色素酶CYP2D6、CYP3A4、CYP2C8等亞型介導，故氯喹與上述酶亞型介導藥物聯(lián)用時可能導致血藥濃度發(fā)生變化以致藥物毒性增加[33-34]?？膳c氯喹發(fā)生相互作用的藥物及其可能作用機制見表1。

表1 氯喹的藥物相互作用Tab.1 Drug interaction of chloroquine

3.2 羥氯喹的藥物相互作用羥氯喹的代謝機制與氯喹相似，在肝臟中經CYP2D6、CYP3A4/5和CYP2C8等細胞色素酶介導[46]?？膳c羥氯喹發(fā)生相互作用的藥物及其相互作用機制見表2。

表2 羥氯喹的藥物相互作用Tab.2 Drug interaction of hydroxychloroquine

3.3 喹啉類生物堿與新冠肺炎推薦藥物的可能相互作用《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》中建議洛匹那韋/利托那韋可用于COVID-19的治療，但利托那韋為細胞色素酶CYP3A4抑制劑，若與氯喹或羥氯喹聯(lián)用，可能引起血藥濃度升高，進而導致不良反應[17]。此外，診療方案推薦藥物阿比多爾主要經CYP3A4代謝[52]，與氯喹及羥氯喹聯(lián)用可能引起代謝途徑的競爭，從而導致血藥濃度升高。

近日一項研究表明，聯(lián)用阿奇霉素可增強羥氯喹治療COVID-19的效果[2]，而大環(huán)內脂類抗生素(如克拉霉素)具有使QT間期延長的副作用，與氯喹或羥氯喹聯(lián)用可能導致室性心律失常[37]。阿奇霉素作為大環(huán)內酯類抗生素，與喹啉類生物堿聯(lián)用時應進行嚴格的臨床安全性試驗，謹防藥物相互作用導致的不良反應。

4 喹啉類生物堿藥物的臨床安全性

4.1 氯喹的臨床安全性氯喹可致眼部、胃腸道、神經系統(tǒng)等不良反應，長期使用可能引起神經肌病和視網膜不可逆病變。氯喹可在血漿半衰期較長的深層隔室中累積，在腎臟或肝臟功能不全及高劑量下毒性增強[53]。氯喹與視網膜色素上皮中的黑色素有較強的結合，可導致黃斑中央凹外側的黃斑錐受損，長期使用可能引起不可逆的感光細胞丟失和視網膜色素上皮萎縮[54]。分布在眼部的氯喹半衰期較長，即使在停藥后2個月，其濃度也僅略有下降，應定期進行視網膜檢查及密切注意藥物劑量[55]。氯喹也較易與皮膚中的黑色素結合，出現色素沉著過度和光動力反應。此外，氯喹對妊娠期婦女有潛在的胎兒損失風險，如聽力損傷、視網膜出血、流產等[56]，也有少量氯喹可經乳汁排出，且氯喹對嬰兒的安全性缺少臨床證據，因此，妊娠期、哺乳期婦女應盡量避免服用氯喹。

4.2 羥氯喹的臨床安全性羥氯喹的不良反應主要有頭暈惡心、嘔吐腹瀉等，較之氯喹胃腸道及眼部不良反應發(fā)生率較低，程度較輕且通?？赡?，可能原因是羥基限制了羥氯喹穿過血視網膜屏障的能力[57]。羥氯喹引起的視網膜毒性主要表現為中央凹區(qū)光感受器內段/外段連接和中央凹保留丟失，光譜域光學相干斷層掃描顯示視網膜外層早期變薄[58]。羥氯喹導致的視網膜病變不良反應發(fā)生風險尚無藥物能有效消除，如果能充分認識到羥氯喹的毒性并在視網膜色素上皮受損之前采取措施，產生的不良反應將大大降低[59]。因此，一旦在羥氯喹的應用過程中識別出可能的視網膜病變跡象，應及時與患者溝通并決定是否停止用藥，以控制眼毒性發(fā)生的風險[60]。

5 喹啉類生物堿與COVID-19候選藥物的臨床試驗進展

截至2020年5月30日，已有25項氯喹或羥氯喹治療COVID-19臨床研究項目于“中國臨床試驗注冊中心”平臺注冊[61]。在早期的COVID-19臨床研究中，喹啉類生物堿的臨床有效性存在爭議，如2項分別在法國和中國上海開展的臨床試驗顯示出了羥氯喹治療COVID-19的不同結果[2,62]，這一差異產生的原因可能是樣本數量過小導致偏倚(法國36人，上海30人)，同時也揭示了非隨機、非雙盲臨床試驗的局限之處。在一項近日發(fā)表的多中心前瞻性觀察研究中，共197例患者完成了氯喹治療，其中176例患者被列為歷史對照，研究結果顯示氯喹組患者病毒抑制的速度明顯快于非氯喹組，且未觀察到嚴重的不良反應事件，表明氯喹可以作為治療COVID-19的有效藥物[63]。

然而，其他幾種備受關注的COVID-19候選藥物臨床進展不盡人意。近日有多項臨床研究表明，洛匹那韋/利托那韋用于COVID-19治療在改善臨床癥狀、降低病毒載量等方面并無獲益[64-65]，且存在較高的不良反應發(fā)生率[66]。已上市抗流感藥物法匹拉韋雖已顯示出較洛匹那韋/利托那韋更短的SARS-CoV-2清除的時間[67]，然而高尿酸血癥和QT間期延長等嚴重不良反應使其臨床應用存在安全隱患[68]。瑞德西韋作為早期在體外試驗中已初步顯示出抗SARS-CoV-2活性的未上市藥物[69]，在一項隨機、雙盲、安慰劑對照的多中心試驗(n=237)中顯示與臨床獲益無關[70]，且有研究表明瑞德西韋的不良反應發(fā)生較為普遍，其導致的嚴重不良反應事件高轉氨血癥和急性腎損傷的發(fā)生率分別高達42.8%和22.8%[71]。

喹啉類藥物在臨床研究中展示出了更優(yōu)的安全性，其引起的不良反應較上述3種藥物少。磷酸氯喹治療的不良反應發(fā)生率顯著低于洛匹那韋/利托那韋聯(lián)合治療[66,72]，且短期小劑量服用未見眼部和聽力損害[65]?？傮w而言，喹啉類藥物用于治療COVID-19的耐受性良好，通過嚴格遵循藥物的標準給藥劑量并加強患者監(jiān)測，可以避免嚴重不良反應的發(fā)生[73]。相比較其他3種目前投入臨床研究的COVID-19候選藥物，喹啉類藥物具有更優(yōu)的臨床安全性和價廉易得的優(yōu)勢，更有望成為治療COVID-19的理想藥物。

6 喹啉類生物堿應用中的問題

6.1 臨床治療方案尚待優(yōu)化氯喹與羥氯喹雖在體外試驗與初步的臨床試驗中顯示出了治療COVID-19的良好效果，但其臨床用藥的具體治療方案尚待進一步完善?！缎滦凸跔畈《痉窝自\療方案(試行第七版)》明確指出[17]，磷酸氯喹的推薦治療方案為每次500 mg，每日2次。既往臨床試驗表明，磷酸氯喹每日500 mg持續(xù)1周，此后每周500 mg共計12周的給藥方案，可引起頭暈惡心、視物模糊等不良反應，且發(fā)生1例可能與氯喹相關的肝炎嚴重不良反應事件[74]。有研究顯示，高劑量、長期用藥是羥氯喹毒性作用的主要風險因素[75]，每日超過5.0 mg/kg體質量的劑量將使發(fā)生視網膜病變的概率增加5.7倍[76]；而每日以800～1 000 mg接受羥氯喹的患者則在1～2年內有高達25%～40%視網膜發(fā)生病變和產生損傷跡象[77-78]。

上述報道提示，盡管喹啉類生物堿氯喹、羥氯喹皆為臨床應用多年的經典藥物且目前臨床研究已取得一定進展，但面對研究尚不充分、臨床試驗證據不足的新型疾病，仍應保持謹慎的態(tài)度。在得到確切可信的臨床數據前，應進行嚴格的隨機、雙盲大樣本臨床試驗以確定最佳治療方案，使喹啉類生物堿的安全有效性在COVID-19的治療中得以保障。

6.2 光學對映體問題氯喹與羥氯喹均為手性藥物，存在光學對映體。目前喹啉類生物堿在臨床中的常用制劑形式主要為硫酸氯喹片與硫酸羥氯喹片，但藥物采用外消旋混合物的形式，并未進行手性拆分。手性藥物對映異構體的體內過程可能具有立體選擇性和不同的作用機制，典型藥物如沙利度胺[79]。有研究表明，氯喹和羥氯喹的對映體消除速率皆存在差異，可能存在立體選擇性藥代動力學效應[80-81]。雖然截至目前尚未見氯喹與羥氯喹光學異構體不同藥理作用或不良反應的報道，但出于藥物安全性考慮，其光學異構體的藥物活性、藥代動力學和毒性等性質是否存在差異是一個值得研究的問題。

氯喹和羥氯喹的異構體拆分方法主要有毛細管電泳法(CE)、高效液相色譜法(HPLC)等，其中毛細管電泳法因其操作簡便、試劑用量少、分離效果好等優(yōu)點，成為目前氯喹和羥氯喹對映體拆分的首選方法。

6.2.1毛細管電泳法(表3) MULLER等[82]采用毛細管電泳法結合激光誘導熒光檢測方法 (CE-LIF) 測定血漿中的氯喹，以羥丙基-γ-環(huán)糊精(HP-γ-CD)為手性選擇劑，可以10 min內實現基線分離。DICKOW等[83]采用羥丙基-β-環(huán)糊精(HP-β-CD) 和硫酸鹽-β-環(huán)糊精(S-β-CD)為混合手性選擇劑的毛細管電泳方法，可在125～2 000 ng/mL范圍內對羥氯喹進行手性測定。ANDERSON等[84]采用S-β-CD、HP-γ-CD為手性選擇劑、三羥甲基氨基甲烷緩沖液為電解質進行人尿液中羥氯喹及其代謝物的手性測定，該方法選擇性強、靈敏度高，允許羥氯喹立體異構體在10～1 000 ng/mL范圍內進行手性測定。DING等[85]以聚甲基丙烯酸縮水甘油酯-二甲基丙烯酸乙烯酯(GMA-co-EDMA)為載體，沸石咪唑酸酯-8(ZIF-8)為骨架，胃蛋白酶作為手性選擇劑，制備得到胃蛋白酶-ZIF-8-聚(GMA-co-EDMA)柱對羥基氯喹(羥氯喹)成功將羥氯喹對映體分離。MA等[86]以聚甲基丙烯酸縮水甘油酯-co-二甲基丙烯酸乙烯酯 [Poly(GMA-co-EDMA)]為載體與納米金(AuNP)結合，以胃蛋白酶作為手性選擇劑制得胃蛋白酶-AuNP-聚(GMA-co-EDMA)柱，實驗結果顯示，氯喹與羥氯喹分辨率較以往報道均有明顯提高。

表3 毛細管電泳法分離氯喹和羥氯喹Tab.3 Separation of chloroquine and hydroxychloroquine by CE

6.2.2高效液相色譜法(表4) CARDOSO等[87]使用HPLC-UV法對氯喹對映體進行分離，采用Chirobiotic V色譜柱和Chiralpak-ID多糖手性色譜柱獲得了較好的分離效果。STALCUP等[88]采用肝素作為HPLC的固定相手性配體對氯喹進行分離，實驗結果表明(-)型氯喹與肝素的結合力較強，后被從色譜柱上洗脫從而達到分離的目的。MORAES等[89]采用兩種多糖手性色譜柱對羥氯喹進行分離，一種是基于纖維素的3, 5-二甲基苯氨基甲酸酯衍生物(Chiralcel OD-H)，另一種是基于直鏈淀粉衍生物(Chiralpak AD-RH)，皆可在50～1 000 mL范圍內對羥氯喹實現手性測定，且操作簡便，選擇性強。

表4 高效液相色譜法分離氯喹和羥氯喹Tab.4 Separation of chloroquine and hydroxychloroquine by HPLC

7 結 論

近來，隨著喹啉類生物堿臨床研究的不斷深入，已有研究結果表明氯喹、羥氯喹具有良好的治療COVID-19前景。作為臨床應用數十年的經典抗瘧藥，氯喹與羥氯喹藥代動力學、藥物相互作用及不良反應等性質經過長期的研究與驗證，相比其他可能具有抗SARS-CoV-2活性的未批準藥物，喹啉類藥物具有臨床安全性好、價廉易得等優(yōu)勢。然而，作為治療COVID-19的候選藥物，喹啉類生物堿的研究尚處初期階段，在實際的臨床應用中可能存在一些問題：①抗SARS-CoV-2作用機制尚未研究透徹；②現行治療劑量與毒性劑量之間的界限狹窄，可能導致不良反應的發(fā)生；③手性對映體在治療中可能的藥理作用、藥代動力學等性質差異尚不明確。盡管喹啉類藥物已在體外試驗中被證實具有良好的抗SARS-CoV-2活性，并在初步的臨床研究中顯示出了優(yōu)于其他候選藥物的有效性和安全性，但目前其臨床試驗證據尚不充分，仍應保持謹慎的態(tài)度進行嚴格的隨機、雙盲大樣本臨床試驗。未來在獲得喹啉類藥物治療COVID-19的高質量臨床數據基礎上，應對輕度、中度和重度患者采取有針對性的治療方案，并充分考慮需服用心血管、降血糖等藥物的患者同時服用喹啉類藥物的臨床用藥安全性。此外，因羥氯喹相比氯喹不良反應的發(fā)生率更低，應開展二者之間的臨床比較試驗，以期為喹啉類生物堿治療COVID-19的臨床應用提供參考。