中西醫師大論戰:清冠一號到底有無療效?談抗病毒藥物與現代中醫的發展

2022-05-31 07:50

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抑制劑(Inhibitor):生物體進行生化反應時的「阻止者」,可以「減慢」生物體內的生化反應速率,也可以使原本會反應的物質變成不會反應,恰好與酵素的作用相反。外型與反應物很像,會與反應物競爭酵素的活性中心,並且佔據活性中心,使反應物與酵素無法結合,造成反應速率變慢,或阻止反應的進行,稱為「競爭性抑制劑」。

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例如:我們的口水裡含有澱粉酶,能夠將澱粉分解成醣,科學家發現澱粉酶的活性中心是圓形,澱粉分子恰好是圓形,所以澱粉分子才能和澱粉酶的活性中心結合產生反應,分解成醣,如圖二(a)所示。

假設我們要阻止澱粉與澱粉酶反應,可以製作一種外型與澱粉相似的抑制劑,當這種抑制劑遇到澱粉酶就會搶佔活性中心,使澱粉無法或減少與活性中心結合的機會,阻止反應的進行,如圖二(b)所示。

圖二:外型與澱粉相似的抑制劑搶佔活性中心阻止反應發生。
圖二:外型與澱粉相似的抑制劑搶佔活性中心阻止反應發生。

抗病毒藥物主要分為「核苷酸類似物」與「蛋白酶抑制劑」兩類

核苷酸類似物:核苷酸是組成人體細胞內的核糖核酸(RNA)與去氧核糖核酸(DNA)的小分子(單體),它的原理就是利用核苷酸類似物去干擾新冠病毒在細胞內合成RNA的過程,使病毒產生不正常的RNA而失去毒性,詳細的原理以後有機會我們再介紹,常見的核苷酸類似物包括:莫納皮拉韋(Molnupiravir)、瑞德西韋(Remdesivir)等。

蛋白酶抑制劑:病毒在細胞內合成RNA的過程會產生許多蛋白酶(酵素),這些蛋白酶有些會直接傷害人體,有些會協助病毒複製合成新病毒,有些會協助病毒突破細胞膜擴散感染其他細胞,因此可以利用抑制劑與蛋白酶的活性中心結合,阻止反應的進行,就可以阻止蛋白酶傷害人體、合成新病毒、擴散感染其他細胞。常見的蛋白酶抑制劑包括:法匹拉韋(Favipiravir)、帕克斯洛維德(Paxlovid)。

新冠病毒攻擊人體細胞的過程

新冠病毒感染人體細胞的過程如圖三所示,首先病毒表面的棘狀蛋白質與人體細胞的「血管收縮素轉化酶二(ACE-2:Angiotensin Converting Enzyme 2)」受體結合後進入細胞,並且在細胞內打開病毒包膜,釋放RNA後在細胞內複製並且經由「RNA聚合酶(RNA polymerase)」產生新的RNA,同時利用「3CL蛋白酶(3C-Like protease)」剪切病毒基因所轉錄出來的蛋白質,並且促使3CL蛋白酶本身的形成進而啟動其他基因的複製作用,複製大量病毒後再釋放離開細胞擴散感染其他細胞。

圖三:新冠病毒感染人體細胞的過程與清冠一號抑制蛋白酶的三種機轉。 圖片來源:衛生福利部中醫藥研究所蘇奕彰所長。
圖三:新冠病毒感染人體細胞的過程與清冠一號抑制蛋白酶的三種機轉。 圖片來源:衛生福利部中醫藥研究所蘇奕彰所長。

此外,當大量病毒入侵,人體會啟動免疫系統產生腫瘤壞死因子(TNF:Tumor Necrosis Factor)與介白素六(IL-6:Inter Leukins-6)等蛋白質活化巨噬細胞(白血球)殺死病毒,同時產生發炎反應,但是過度的免疫反應會使巨噬細胞不只攻擊病毒同時也攻擊人體的肺部細胞,結果造成器官損傷或衰竭,最終導致病人死亡,稱為「細胞因子風暴(Cytokine storm)」,這時殺死我們的不是病毒,反而是我們自己的巨噬細胞(白血球),由於每個人的免疫系統反應不同,才會造成感染者有輕重症的差異,這是新冠病毒引發重症的原因之一。

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