在一项新的研究中，来自美国埃默里大学的研究人员首次对植物提取物进行大规模筛选，以寻找抗SARS-CoV-2病毒的效力。他们发现，来自两种常见的野生植物的提取物可抑制引起COVID-19的冠状病毒SARS-CoV-2感染活细胞的能力。相关研究结果近期发表在Scientific Reports期刊上，论文标题为“Botanical inhibitors of SARS-CoV-2 viral entry: a phylogenetic perspective”。

在实验室培养皿测试中，他们发现来自高茎一枝黄花(Solidago altissima)花朵和欧洲蕨(Pteridium aquilinum)根茎的提取物分别阻止了SARS-CoV-2进入人类细胞。活性化合物在这两种植物中只存在于极小的数量。他们强调，人们试图用它们来治疗自己是无效的，而且有潜在的危险。事实上，他们提醒说，欧洲蕨已知是有毒的。

论文通讯作者、埃默里大学医学院皮肤病学系副教授Cassandra Quave说，“如今还处于非常早期的阶段，但我们正在努力确定、分离和扩大植物提取物中对这种病毒有活性的分子。一旦我们分离出活性成分，我们计划进一步测试它们的安全性，以及它们作为对抗COVID-19药物的长期潜力。”

作为一名民族植物学者，Quave研究原住民如何利用植物入药，以确定有希望成为现代药物的新候选药物。她的实验室构建了Quave天然产物库(Quave Natural Product Library)，其中包含了从世界各地收集的植物中提取的数千种植物和真菌天然产物。

在以前的研究中，为了确定治疗耐药性细菌感染的潜在分子，Quave实验室重点研究了原住民用来治疗皮肤炎症的植物。鉴于COVID-19是一种新出现的疾病，这些作者采取了一种更广泛的方法。他们设计了一种方法来快速测试Quave天然产物库中1800多种提取物和18种化合物对SARS-CoV-2的活性。

论文第一作者、埃默里大学分子与系统药理学研究生项目和人类健康研究中心的博士生Caitlin Risener说，“我们发现，我们的天然产物库是一种强大的工具，可以帮助寻找针对新兴疾病的潜在治疗方法。其他人可以调整我们的筛选方法，在植物和真菌中寻找其他新的化合物，这些化合物有可能导致治疗一系列病原体的新药物。”

SARS-CoV-2是一种RNA病毒，它含有的刺突蛋白可以与宿主细胞上一种叫做ACE2的蛋白结合。Quave解释说，“这种病毒的刺突蛋白使用ACE2蛋白几乎就像一把钥匙进入一把锁，使该病毒能够进入一个细胞并感染它。”

这些作者利用SARS-CoV-2的病毒样颗粒(virus-like particle, VLP)以及在表面上过量表达ACE2的细胞进行实验。这些VLP不含有导致SARS-CoV-2感染所需的遗传信息。相反，如果VLP成功与ACE2蛋白结合并进入一个细胞，它就劫持细胞中的复合物来激活荧光绿蛋白(GFP)。在添加VLP之前，在培养皿中的细胞中加入植物提取物。通过检测在培养皿上发出的绿色荧光，他们可以迅速确定VLP是否成功进入细胞并激活GFP。

用于测试的抑制SARS-CoV-2病毒进入人体细胞的植物物种的系统发育分布。

这些作者确定了一些能防止VLP进入宿主细胞的植物提取物，然后找出了那些显示出最强活性的植物提取物：高茎一枝黄花和欧洲蕨。这两种植物都原产于北美洲，并因作为美洲原住民的传统医药用途而闻名于世。其他实验显示，这两种植物提取物的保护能力对SARS-CoV-2的四种变体--- Alpha、Theta、Delta和Gamma---都有效。

为了进一步测试这些结果，Quave实验室与论文共同作者、埃默里大学儿科教授Raymond Schinazi合作。作为抗病毒药物开发的世界领导者，Schinazi因他在突破性艾滋病毒药物方面的开创性工作而广为人所知。Schinazi实验室较高的生物安全等级使得他们能够在使用传染性SARS-CoV-2病毒而不是VLP的实验中测试这两种植物提取物。他们的结果证实了高茎一枝黄花和欧洲蕨提取物能够抑制SARS-CoV-2结合并感染活细胞的能力。

Quave说，“我们的结果为将来使用天然产物库来寻找对抗传染病的新工具或疗法奠定了基础。”

作为下一步，这些作者正在努力确定使这两种植物提取物能够阻止SARS-CoV-2与ACE2蛋白结合的确切机制。

参考资料：

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.