J Lipid Res：首次揭示新冠病毒包膜的脂质组成

在一项新的研究中，来自威尔士卡迪夫大学的研究人员首次详细说明了SARS-CoV-2的脂质病毒包膜的分子构成，这可能是开发抗病毒药物的一个重要的新靶标。他们发现这种病毒的脂质包膜与健康的宿主细胞膜存在明显的不同，这表明人们有潜力选择性靶向病毒脂质包膜，而不影响宿主细胞膜。相关研究结果于2022年2月14日在线发表在Journal of Lipid Research期刊上，论文标题为“The SARS-CoV2 envelope differs from host cells, exposes pro-coagulant lipids, and is disrupted in vivo by oral rinses”。

论文共同通讯作者、卡迪夫大学医学院脂质生化学者Valerie O'Donnell教授说，“虽然疫苗和抗病毒药物靶向SARS-CoV-2的蛋白或复制周期，但迄今为止对这种病毒的脂质包膜的研究还很少。我们的研究描述了这一重要的病毒成分--事实上，到目前为止对任何病毒脂质包膜的研究都非常少。填补这一知识空白可能实现选择性的药物靶向，避免损害宿主细胞膜。我们还猜测病毒脂质包膜不会受到病毒突变的影响，不像刺突蛋白那样，所以它将是一个一致性良好的靶标。”

SARS-CoV-2 England 2毒株用A549或VeroE6单层细胞培养，并用密度梯度离心进行纯化。对纯化的病毒脂质提取物进行脂质组学分析。他们在分别利用A549和VeroE6细胞培养后制备的病毒脂质提取物中可重复检测到大约260种脂质。他们将这些脂质归入各自的类别。

总的来说，SARS-CoV-2脂质包膜主要由几类磷脂组成，含量最高的是磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰乙醇（PE）和磷脂酰肌醇（PI）以及它们各自的溶血（lyso）和醚基/缩醛磷脂（ether/plasmalogen）形式。还存在少量的磷脂酰丝氨酸（PS）和磷脂酰甘油（PG）。其他脂质，如鞘脂（sphingolipid），包括鞘磷脂（sphingomyelin, SM）、神经酰胺（Cer）、二氢神经酰胺（DHCer），以及胆固醇酯（CE）、三酰甘油酯（TAG）和游离胆固醇的含量很低。这种模式在这两种病毒脂质提取物中是相当一致的。然而，从更多的细节来看，一些明显的差异也很明显，这取决于细胞的来源。通过比较A549和Vero来源的SARS-CoV-2毒株，发现PI与PC的比例较高，同时醚基PE（etherPE, PE-O）的比例也较高，但PC和二酰基PE（diacylPE）的比例较低。在诸如Cer/DHCer、LPE、PS和TAG之类的低丰度脂质中，也看到一些明显的差异。

纳米颗粒跟踪分析和western blotting证实了利用两种细胞制备的SARS-CoV2的纯度，而靶向脂质组学表明病毒包膜富含PL，主要由PE、PC和PI组成。图片来自Journal of Lipid Research, 2022, doi:10.1016/j.jlr.2022.100208。

在这两种病毒脂质提取物中，胆固醇与PL的摩尔比值相似，分别为0.0005或0.00061。这表明病毒脂质包膜上几乎没有胆固醇，同时还有高的PL含量。此外，SM和PS的含量相对较低。总的来说，这些数据表明SARS-CoV2脂质包膜高度富含PL，主要是PE、PC和PI，而胆固醇、SM和PS含量很低。

与宿主细胞膜不同的是，促凝血的氨基磷脂PE和PS大部分存在于病毒脂质包膜的外部，它的水平超过了活化血小板表面上的氨基磷脂水平。因此，SARS-CoV-2病毒颗粒直接促进血液凝固。

SARS-CoV2包膜将大部分的PE和PS外化到病毒颗粒表面，这使得这种病毒增强血浆凝固。病毒颗粒对广泛使用的漱口液中的表面活性剂失活很敏感，超过了EN14476标准要求的水平。图片来自Journal of Lipid Research, 2022, doi:10.1016/j.jlr.2022.100208。

综上所述，这些作者使用质谱仪构建出一个鲜为人知的SARS-CoV-2脂质包膜的详细图谱，并发现它主要由磷脂组成，但胆固醇和鞘脂非常少，与宿主细胞膜不同。这些发现表明，有可能利用药物靶向口腔中的SARS-CoV-2，而不会对人体自身细胞造成附带损害。

作为这项研究的一部分，他们在住院的COVID-19患者中进行了一项小规模的临床试验，以测试含有称为表面活性剂的脂质破坏性化学物的漱口液是否能减少口腔中的传染性。在这项临床试验中，27名经PCR证实感染SARS-CoV-2的住院患者接受了四种不同类型的漱口液中的一种：两种含有氯化十六烷吡啶（cetylpyridinium chloride, CPC）、一种含有聚维酮碘（povidone-iodine）和另一种含有生理盐水。

最有效的是含有CPC和肉豆蔻酸异丙酯（isopropyl myristate）的漱口液--用这种漱口液对7名患者进行30秒的冲洗，在一分钟内消除了唾液中99.99%的SARS-CoV-2，在60分钟内消除了99.8%。这7名患者中的3人（约40%）在初次冲洗后的任何时候都没有在唾液中检测到活病毒。

含有聚维酮碘或生理盐水等化合物的其他漱口液几乎没有效果，而含有CPC和苯甲酸盐的漱口液没有显示出持续的效果，这表明配方是“关键”。

论文共同通讯作者、卡迪夫大学医学院的Richard Stanton教授说，“我们的临床试验结果提示着可以利用具有特定配方的漱口液靶向病毒脂质包膜。我们的结果表明，某些漱口液可能在限制医疗机构中的SARS-CoV-2暴露方面发挥作用，比如，在足够的时间内消灭这种病毒，以便进行牙科或口腔检查。它也可能成为其他呼吸道包膜病毒（如流感病毒）的感染预防和控制措施的一个有用的组成部分。”

论文共同通讯作者、卡迪夫大学牙科学院的David Thomas教授说，“需要进行更大规模的临床试验和基于人群的研究，以确定漱口液在临床实践中是否对SARS-CoV-2传播有任何影响。我们会鼓励人们始终安全地使用漱口液，并按照制造商的指导原则使用。”

这些作者表示，一个重要的注意事项是，漱口液不能靶向下呼吸道中的任何病毒，而且目前仍不清楚传播给他人的病毒是来自上呼吸道还是下呼吸道。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1. Zack Saud et al. The SARS-CoV2 envelope differs from host cells, exposes pro-coagulant lipids, and is disrupted in vivo by oral rinses. Journal of Lipid Research, 2022, doi:10.1016/j.jlr.2022.100208.

2. Scientists reveal make-up of SARS-CoV-2 outer envelope for first time
https://www.cardiff.ac.uk/news/view/2619340-scientists-reveal-make-up-of-sars-cov-2-outer-envelope-for-first-time