重组细菌 ACE2 受体（如 B38-CAP 酶和异维甲酸）的组合有望治疗 COVID-19 感染及其炎症并发症

这是一项小型试点研究，调查是否有任何疗效信号需要进行更大规模的 2B 期试验，或是否存在任何表明不应进行此类试验的危害。 预计将在主要终点产生具有统计学意义的结果。 研究人员将检查所有生物学、生理学和临床数据，以确定是否需要进行 2B 期试验。

• 仅对接受至少 4 剂活性组合药物的患者进行主要疗效分析。 将对接受至少一剂活性药物的所有患者进行安全性分析。 计划招募超过或等于 24 名 COVID-19 受试者。 预计每组至少有 12 名可评估患者。
• 实验组：0.4 mg/kg IV BID 7 天（非盲法）加上雾化 13 顺式视黄酸，分 2 次逐渐增加，从 0.2 mg/kg/天增加到 4 mg/kg/天，吸入异维A酸治疗 14 天，并且护理标准 对照组：护理标准 干预持续时间：长达 14 天的治疗 没有计划的中期分析。

重组细菌 ACE2 受体样酶 B38-CAP 和异维A酸的组合可能有望治疗 COVID-19 感染及其炎症并发症

马哈茂德 ELkazzaz1

1 埃及 GOEIC 达米埃塔大学理学院化学与生物化学系。

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介绍

血管紧张素转换酶 2 (ACE2) 受体介导三种冠状病毒株进入细胞：SARS-CoV、NL63 和 SARS-CoV-2。 ACE2 受体无处不在，广泛表达于心脏、血管、肠道、肺（特别是 2 型肺细胞和巨噬细胞）、肾脏、睾丸和大脑中。 ACE2 主要与细胞膜结合，很少以可溶形式存在于循环中。 膜结合和可溶性 ACE2 的一个重要有益功能是将血管紧张素 II 降解为血管紧张素 1-7。 因此，ACE2 受体限制了血管紧张素 II 与 AT1 受体结合所产生的几种不利影响，包括血管收缩、炎症加剧和血栓形成。 血管紧张素 1-7 生成的增加也通过与 G 蛋白偶联的 Mas 受体结合而触发反调节保护作用。 不幸的是，SARS-CoV2 通过膜融合进入细胞会显着下调 ACE2 受体，从而使这些受体在膜外部的催化作用丧失。 据报道，增加的肺部炎症和凝血是通过 ACE→血管紧张素 II→AT1 受体轴增强和无对抗的血管紧张素 II 作用的不良影响。 感染 SARS-CoV-2 的患者的临床报告显示，与感染和疾病严重程度相关的几个特征（即年龄较大、高血压、糖尿病、心血管疾病）具有不同程度的 ACE2 缺乏。 我们认为，病毒入侵引起的 ACE2 下调可能对与上述情况相关的基线 ACE2 缺乏症患者特别有害。 病毒入侵后额外的 ACE2 缺乏可能会放大“不利”ACE→血管紧张素 II→AT1 受体轴与“保护性”ACE2→血管紧张素 1-7→Mas 受体轴之间的失调。 在肺部，这种失调将有利于炎症和血栓形成过程的进展，这些过程由不受血管紧张素 1-7 反对的局部血管紧张素 II 过度活跃引发。 在这种情况下，重组 brACE2 可能成为 SARS-CoV-2 感染患者的有前途的治疗方法。

通过 B38-CAP ACE2 拯救肾素-血管紧张素系统 (RAS)，这是一种源自细菌的 ACE2 样酶

B38-CAP 衍生的 ACE2 样酶的预期益处取决于先前的研究数据表明，B38-CAP 衍生的 ACE2 样酶将发挥与人类 ACE2 相同的功能，同时它对 COVID-spike 蛋白具有抗性，因为进化上它离人类 ace2 太远了，人类 ACE2 是 COVID -19 的真正受体，而不是 ACE2 类酶，讨论如下：

B38-CAP 是一种细菌衍生的 ACE2 样酶，可抑制高血压和心脏功能障碍血管紧张素转换酶 2 (ACE2) 与心血管生理学和病理学密切相关，目前正在临床上评估其用于治疗急性肺衰竭。 在这里，我们展示了 B38-CAP，一种来自类芽孢杆菌属的羧肽酶。 B38 是一种 ACE2 样酶，可降低小鼠血管紧张素 II 的水平。 在蛋白质 3D 结构分析中，B38-CAP 同源物与哺乳动物 ACE2 具有结构相似性，但序列同一性较低。 在体外，重组 B38-CAP 蛋白催化血管紧张素 II 转化为血管紧张素 1-7，以及其他已知的 ACE2 靶肽。 用 B38-CAP 治疗可抑制小鼠血管紧张素 II 诱导的高血压、心脏肥大和纤维化。 此外，B38-CAP 可抑制压力超负荷诱导的小鼠病理性肥大、心肌纤维化和心功能障碍。 我们的数据将细菌 B38-CAP 鉴定为 ACE2 样羧肽酶，表明进化已将细菌羧肽酶塑造为人类 ACE2 样酶。 细菌工程可用于设计针对高血压和心力衰竭的改良蛋白质药物。 相反，重组人 ACE2 蛋白 (rhACE2) 缺乏其膜锚定结构域，因此可溶，已被证明在各种动物模型中表现出有益效果，包括心力衰竭、急性肺损伤和糖尿病肾病等向前。 rhACE2 目前正在临床上进行测试，用于治疗 ARDS 和 COVID-19 感染患者。 瑞典卡罗林斯卡研究所和加拿大不列颠哥伦比亚大学 (UBC) 的研究人员使用细胞培养物和类器官表明，通过添加一种称为人类重组可溶性血管紧张素转换酶 2 (hrsACE2) 的 ACE2 基因修饰变体，COVID -19 被阻止进入细胞。 这篇发表在《细胞》杂志上的论文表明，hrsACE2 对 SARS-CoV-2 的病毒生长具有剂量依赖性作用，并且能够在细胞培养物中将其降低 1,000 至 5,000 倍。 尽管具有有益作用，但 rhACE2 是一种糖基化蛋白，因此其制备需要耗时耗力的哺乳动物或昆虫细胞蛋白表达系统，这在药物开发和医疗经济方面可能不利与导致 rhACE226 降解的 rhACE2 的慢性输注有关，这在 B38-CAP 中没有观察到；在注入 B38-CAP 的小鼠血清中检测不到 2 周的 B38-CAP 抗体。 植入 B38-CAP 填充的渗透性微型泵可显着抑制有意识小鼠中 Ang II 诱导的高血压。 影响心率。 这些结果表明 B38-CAP 拮抗血管紧张素 II 的升压作用。 因此，主要研究人员预计并建议，除了 brsACE2 之外，用克隆的细菌 ACE2 受体（B38-CAP 酶样酶）进行治疗可能有望成为 COVID-19 感染和肺损伤预防药物，优于重组人 ACE2，有望将病毒引诱至将自身附着在副本而不是实际细胞上……它会分散病毒对细胞的相同程度的感染，并应导致病毒在肺部和其他器官中的生长减少。 一项研究表明，重组 B38-CAP 蛋白可下调小鼠 Ang II 水平，并拮抗 Ang II 诱发的高血压、病理性心脏肥大和心肌纤维化。 一项研究表明，B38-CAP 对压力过载引起的心力衰竭小鼠的病理学具有有益作用，没有明显的毒性，而且 B38-CAP 的预处理显着下调了 Ang II 注射后 5 分钟血浆 Ang II 水平的大量增加。对于目前使用的抑制 Ang II 生成或信号传导的药物，如 ACE 抑制剂或血管紧张素受体阻滞剂，rhACE2 蛋白直接下调 Ang II 水平是心血管疾病和其他 Ang II 的新治疗策略的有希望的候选者之一-相关疾病，例如 ARDS。 另一方面，虽然由于需要哺乳动物细胞表达系统，大规模生产 rhACE2 作为蛋白质药物需要成本，但 B38-CAP 很容易用大肠杆菌表达系统制备，并且具有成本效益。 在小鼠心力衰竭模型中的治疗效果和较低的毒性将保证在疾病模型中进一步研究 B38-CAP 或其他微生物羧肽酶。 此外，细菌中的人类 ACE2 样酶可能为设计细菌蛋白质进化的新策略铺平道路，以便更好地设计和制备重组蛋白药物。在抑制 COVID -19 方面与 rhACE2 具有相同的机制，另一种建议的机制是将细菌 B38-CAP 中的 ACE2 样酶注射到人体内将发挥与人类 ACE2 相同的功能，同时它会抵抗COVID-刺突蛋白，因为它在进化上与人类 ace2 相距太远，而人类 ACE2 是 COVID -19 的真正受体，而不是 ACE2 类酶，而且在我们测试的三种细菌羧肽酶中，只有 B38-CAP 显示蛋白水解活性对阴离子浓度的依赖性，这是 ACE2 活动的特征。 B38-CAP 也表现出与 rhACE2 相当的 7.5 最佳 pH。此外，MLN-4760 的 IC50 在 rhACE2 和 B38-CAP 之间也相当。 尽管 B38-CAP 表现出与 rhACE2 非常相似的蛋白水解活性，但两种酶之间的底物特异性似乎存在差异因此，首席研究员还预计 B38-CAP ACE2 样酶可能无法被 COVID -19 刺突蛋白识别，但在相同的情况下时间除了下调人类 ACE2 之外，它还将发挥与人类 ACE2 相同的功能，人类 ACE2 是 COVID -19 的真正受体

阻断COVID -19的ACE2受体是它的真正受体

异维甲酸 (13cis RA) 可能能够通过下调 ACE2 来抑制 COVID 2019 进入，例如通过针对 ACE2 基因表达的 shRNA 的作用，讨论如下：

由 SARS-COV-2 引起的 COVID-19 大流行已感染超过 2,000,000 人，造成超过 150,000 人死亡。 病毒进入所需的关键宿主细胞蛋白是血管紧张素转换酶 2 (ACE2)，其表达已在许多组织中得到证实，包括肺、口腔粘膜和肠道、心脏、肾脏、内皮和皮肤中的 II 型肺泡上皮细胞。 表达 ACE2 的细胞可以充当宿主细胞，并且容易感染 SARS-CoV-2，因为 ACE2 受体促进细胞病毒进入和复制。 一项研究表明，高血压和糖尿病患者感染 SARS-CoV-2 的风险可能更高，因为这些患者通常接受 ACE 抑制剂 (ACEI) 或血管紧张素 II-I 型受体阻滞剂 (ARB) 治疗，这些药物已被以前建议增加 ACE2 表达。 在 Sinha 等人的另一项研究中，他们分析了一个公开可用的连接图 (CMAP) 数据集，该数据集包含超过 20,000 种小分子的细胞系药物治疗的转录组学前/后图谱，异维A酸是 ACE 2 受体最强的下调剂。 另一方面，他们在 CMAP 中发现了 6 种药物，目前正在研究治疗 COVID-19 的临床试验（氯喹、沙利度胺、甲泼尼龙、氯沙坦、洛匹那韦和利托那韦，来自 clinicaltrials.gov）， 没有发现显着改变 ACE2 表达 (P>0.1) 此外，另一项研究表明，异维A酸是一种潜在的木瓜蛋白酶样蛋白酶 (PLpro) 抑制剂，它是由 SARS-CoV-2 基因编码的一种蛋白质，被认为是 COVID-19 治疗中应该通过执行基于目标的虚拟化来靶向的蛋白质之一作为Principal Investigator之前讨论的配体筛选（13cRA）是ACE2最强的下调因子。 首席研究员预计 13cRA 可以抑制和下调 ACE2 的表达，表明其在阻止 COVID 2019 进入宿主细胞方面具有治疗潜力。