在一項新的研究中，來自美國埃默裏大學的研究人員首次對植物提取物進行大規模篩選，以尋找抗SARS-CoV-2病毒的效力。他們發現，來自兩種常見的野生植物的提取物可抑製引起COVID-19的冠狀病毒SARS-CoV-2感染活細胞的能力。相關研究結果近期發表在Scientific Reports期刊上，論文標題為“Botanical inhibitors of SARS-CoV-2 viral entry: a phylogenetic perspective”。

在實驗室培養皿測試中，他們發現來自高莖一枝黃花(Solidago altissima)花朵和歐洲蕨(Pteridium aquilinum)根莖的提取物分別阻止了SARS-CoV-2進入人類細胞。活性化合物在這兩種植物中隻存在於極小的數量。他們強調，人們試圖用它們來治療自己是無效的，而且有潛在的危險。事實上，他們提醒說，歐洲蕨已知是有毒的。

論文通訊作者、埃默裏大學醫學院皮膚病學係副教授Cassandra Quave說，“如今還處於非常早期的階段，但我們正在努力確定、分離和擴大植物提取物中對這種病毒有活性的分子。一旦我們分離出活性成分，我們計劃進一步測試它們的安全性，以及它們作為對抗COVID-19藥物的長期潛力。”

作為一名民族植物學者，Quave研究原住民如何利用植物入藥，以確定有希望成為現代藥物的新候選藥物。她的實驗室構建了Quave天然產物庫(Quave Natural Product Library)，其中包含了從世界各地收集的植物中提取的數千種植物和真菌天然產物。

在以前的研究中，為了確定治療耐藥性細菌感染的潛在分子，Quave實驗室重點研究了原住民用來治療皮膚炎症的植物。鑒於COVID-19是一種新出現的疾病，這些作者采取了一種更廣泛的方法。他們設計了一種方法來快速測試Quave天然產物庫中1800多種提取物和18種化合物對SARS-CoV-2的活性。

論文第一作者、埃默裏大學分子與係統藥理學研究生項目和人類健康研究中心的博士生Caitlin Risener說，“我們發現，我們的天然產物庫是一種強大的工具，可以幫助尋找針對新興疾病的潛在治療方法。其他人可以調整我們的篩選方法，在植物和真菌中尋找其他新的化合物，這些化合物有可能導致治療一係列病原體的新藥物。”

SARS-CoV-2是一種RNA病毒，它含有的刺突蛋白可以與宿主細胞上一種叫做ACE2的蛋白結合。Quave解釋說，“這種病毒的刺突蛋白使用ACE2蛋白幾乎就像一把鑰匙進入一把鎖，使該病毒能夠進入一個細胞並感染它。”

這些作者利用SARS-CoV-2的病毒樣顆粒(virus-like particle, VLP)以及在表麵上過量表達ACE2的細胞進行實驗。這些VLP不含有導致SARS-CoV-2感染所需的遺傳信息。相反，如果VLP成功與ACE2蛋白結合並進入一個細胞，它就劫持細胞中的複合物來激活熒光綠蛋白(GFP)。在添加VLP之前，在培養皿中的細胞中加入植物提取物。通過檢測在培養皿上發出的綠色熒光，他們可以迅速確定VLP是否成功進入細胞並激活GFP。

用於測試的抑製SARS-CoV-2病毒進入人體細胞的植物物種的係統發育分布。

這些作者確定了一些能防止VLP進入宿主細胞的植物提取物，然後找出了那些顯示出最強活性的植物提取物：高莖一枝黃花和歐洲蕨。這兩種植物都原產於北美洲，並因作為美洲原住民的傳統醫藥用途而聞名於世。其他實驗顯示，這兩種植物提取物的保護能力對SARS-CoV-2的四種變體--- Alpha、Theta、Delta和Gamma---都有效。

為了進一步測試這些結果，Quave實驗室與論文共同作者、埃默裏大學兒科教授Raymond Schinazi合作。作為抗病毒藥物開發的世界領導者，Schinazi因他在突破性艾滋病毒藥物方麵的開創性工作而廣為人所知。Schinazi實驗室較高的生物安全等級使得他們能夠在使用傳染性SARS-CoV-2病毒而不是VLP的實驗中測試這兩種植物提取物。他們的結果證實了高莖一枝黃花和歐洲蕨提取物能夠抑製SARS-CoV-2結合並感染活細胞的能力。

Quave說，“我們的結果為將來使用天然產物庫來尋找對抗傳染病的新工具或療法奠定了基礎。”

作為下一步，這些作者正在努力確定使這兩種植物提取物能夠阻止SARS-CoV-2與ACE2蛋白結合的確切機製。

參考資料：

Caitlin J. Risener et al. Botanical inhibitors of SARS-CoV-2 viral entry: a phylogenetic perspective. Scientific Reports, 2023, doi:10.1038/s41598-023-28303-x.