最新研究發現：天然海綿含有抑制Omicron變體感染的天然化合物
2023年1月9日E-LIFESTYLE刊登的圖片顯示：在海灘上飄浮的天然海綿
一，天然海綿是一種簡單多細胞海洋動物，是活的生物。
海綿是地球上發現的最古老的動物羣之一，可以追溯到前寒武紀的大約6億年前。科學家長期以來一直認爲，這些在海底形成密集但多孔骨骼的殖民動物久坐不動，無法四處移動，儘管一些生長在岩石周圍的鑲嵌海綿通過以滑動方式重塑身體來獲得有限的流動性。
天然海綿常常依附於15米至200多米的海底岩石上，由高彈性的“海綿蛋白”纖維(一種天然膠原蛋白)組成，極其珍貴。
在肉眼看來，深海海綿似乎完全靜止不動，侷限於海底的某一個地方。
研究顯示：數千年前，從海牀內部滲出的物質支撐着豐富的生態系統，是大量多樣性動物的家園。當它們死去時，它們的殘餘物仍然存在，形成了現在海綿種羣的食物基礎。研究第一作者、馬克斯·普朗克研究所的海洋科學家特雷莎·摩根蒂解釋道：海綿似乎充當海洋生態系統工程師，它產生的尖刺，形成它們爬行的墊子，並捕獲海洋顆粒和生物材料。共生微生物可以消化難治性顆粒和溶解的有機物，並將其用作碳和氮源。因此，在共生體的幫助下，海綿可以利用這種碎屑物質，將其用作食物來源。
三，天然海綿的來源
大型海綿的密集聚集，通常稱爲海綿花園或海綿地面。從潮間帶到海洋深淵深處都有報道。與珊瑚礁一樣，海綿地的特點是數量有限的長壽底棲動物物種產生的生物量逐漸積累。海綿在這裡充當生態系統工程師：它們通過提供獨特的棲息地生態位來影響羣落結構，例如適合生物體定居、躲藏在或捕食的基質，從而增強當地的生物多樣性1。通過利用懸浮材料，海綿在底棲和中上層領域之間的營養和有機物循環中也經常發揮着重要作用。
海綿主要是過濾餵食器，最密集的羣落通常發生在流體動力條件有利於顆粒有機碳的局部濃度的地方，例如在兩個水團之間的界面，許多最稠密的深海海綿地是在北大西洋、加拿大西部邊緣、南極夏威夷羣島的斜坡和地中海的架子上發現的。
海綿利用不同的食物來源；除了顆粒有機物（POM）外，它們還有效地從海水中去除溶解的有機物（DOM）。北極-北方地區的海綿地通常由Geodia屬的大量高微生物丰度物種，即組織中擁有高度多樣化和密集微生物羣落的海綿物種）主導，與Stelletta和Tenea同時發生。在北挪威大陸架上的法羅羣島和西北大西洋內觀察到了這種羣落。
三，2023年冠狀病毒-2（SARS-CoV-2）持續的大流行是一項重大的全球公共衛生挑戰。
截至2022年11月26日，報告了超過6.4億例SARS-CoV-2感染和超過660萬人死亡。廣泛分發幾種疫苗，以及包括戴口罩和保持社交距離在內的公共衛生措施，促進了病毒傳播的控制。然而，出現了幾種被稱爲令人擔憂的變種（VOCs）的變體，又提高了傳播能力；這些揮發性有機化合物會導致更嚴重的疾病，並逃避疫苗介導的自然免疫力。
四，科學家對新的奧米克戎Omicron亞系XBB.1.5的快速增長表示了關注，預計SARS-CoV-2可能仍然是全球健康威脅的可能性，
SARS-CoV-2 B.1.617.2（三角洲）曾經是迄今爲止發現的最具致病性的揮發性有機化合物，即使在疫苗接種率高的人羣中也是如此。2021年底出現了一種嚴重突變的揮發性有機化合物B.1.1.529（奧米克戎Omicron），對接種疫苗的血清的中和率大幅降低，提高了傳染性，並增加了再次感染的風險，並繼續演變並傳播到世界各地。2022年冬季至2023年初，科學家對新的奧米克戎Omicron亞系XBB.1.5的快速增長表示了關注，預計SARS-CoV-2可能仍然是全球健康威脅的可能性，並強調需要開發具有廣泛活性的新型有效預防和治療解決方案，可能會是對抗SARS-CoV-2揮發性有機化合物。
UBC微生物學和免疫學副教授、研究高級作者弗朗索瓦•瓊François Jean說：“這個跨學科研究團隊正在揭示生物多樣性和自然資源的重要可能性，並發現應對新冠肺炎等全球健康挑戰的基於自然的解決方案。”
UBC專門從事同一領域的研究希梅納·佩雷斯，巴爾多斯助理Jimena Pérez-Vargas補充說：“這些化合物的優點是，它們針對的是細胞，而不是病毒，阻止病毒複製並幫助細胞恢復。”“人類細胞的進化速度比病毒慢，因此如果這些化合物使用相同的機制，它們可以對抗未來的變種和其他病毒，如流感。”
科學家使用冠狀病毒-2 （SARS-CoV-2 ）版本，該病毒版本導致細胞在感染時變成熒光綠色，以及突破性的篩查技術，以識別以低細胞損傷抑制新冠病毒感染的天然化合物。
在加拿大發現了三種最有效的化合物：不列顛哥倫比亞省豪灣（不列顛哥倫比亞省）收集的海綿中的海綿中的阿洛攝氏體C，不列顛哥倫比亞省巴克利灣的海洋細菌中的巴佛洛黴素D，以及來自紐芬蘭水域海洋細菌的聖靈A。
五，科學研究分析表明，這些化合物對德爾塔Delta變體以及幾種奧米克戎Omicron變體抑制有效。新化合物藥物將阻止與加拿大和世界各地非常關注的其他呼吸道病毒相關的感染。
此外，它們似乎與目前的新冠肺炎治療一樣對人類細胞同樣安全。由於許多現有的治療方法——例如基於單克隆抗體的治療方法——對幾種奧米克戎Omicron亞變異無效，因此迫切需要新的抗病毒藥物，這些抗病毒藥物可以與其他藥物結合使用，以抗擊新型冠狀病毒。例如，當與最近發現的抗病毒藥物（分子N-0385）結合使用時，巴佛洛黴索D（bafilomycin D ）似乎對奧米克戎Omicron亞變量BA.2非常有效。
科學家的目標是在未來六個月內測試動物模型中新發現的化合物。免疫學副教授弗朗索瓦•瓊Jean教授總結道：“我們的研究還爲大規模測試天然產品藥物鋪平了道路，這些藥物可以阻止與加拿大和世界各地非常關注的其他呼吸道病毒（如甲型流感和RSV）相關的感染。”。
這次研究的篩選庫包含373種純天然產品，代表從各種陸地和海洋棲息地收集的多種植物、無脊椎動物或微生物中分離出來的多種化學支架。在泰國、巴西、加拿大和斯里蘭卡收集了陸地植物和微生物。在加拿大、巴西、意大利、巴布亞新幾內亞、印度尼西亞、多米尼克和斯里蘭卡沿海水域收集了海洋無脊椎動物和微生物。
對373種天然產品進行基於細胞的高含量篩查，以識別SARS-CoV-2感染的新型抗病毒藥物。在373種對SARS-CoV-2有有效活性的天然產品中，發現>70種（命中率約爲20%）。證明了候靈瑞Holyrine A、阿洛攝氏體C（alotaketal C ）和巴佛洛黴索D （bafilomycin D ）在人類Calu-3肺細胞中的泛SARS-CoV-2抗病毒活性。展示了巴佛黴素D和N-0385對人類Calu-3肺細胞中Omicron BA.2的協同作用。顯示出了具有多種化學結構的NP在開發泛非典-CoV-2抗病毒療法方面的潛力。
六，研究證明了這三種鉛抗病毒藥物在人類Calu-3肺細胞中對SARS-CoV-2高傳染性Omicron亞變量（BA.5、BA.2和BA.1）和高致病性三角洲揮發性有機化合物的泛SARS-CoV-2活性。
值得注意的是：候靈瑞Holyrine A、阿洛攝氏體alotaketal C和巴佛洛黴索bafilomycin D是SARS-CoV-2 Omicron亞變量BA.5和BA.2的強效納米摩爾抑制劑。阿洛攝氏體Alotaketal C和巴佛洛黴索bafilomycin D的泛SARS-CoV-2活性表明，這兩種NP是宿主導向抗病毒藥物（HDA）。
未來的研究應該探索PKC監管是否影響人類對SARS-CoV-2感染的易感性和嚴重性，並應確認人類V-ATP酶在VOC生命週期中的重要作用。有趣的是，科學研究觀察到巴佛黴素D和N-0385（人類TMPRSS2蛋白酶的高效抑制劑）對人類Calu-3肺細胞中的Omicroon亞變異BA.2的協同作用，這表明這兩種高效HDA針對的是SARS-CoV-2進入的兩個不同機制。總體而言，研究揭示了具有高度多樣化化學結構的NP的潛力，這些NP是開發泛SARS-CoV-2療法和揭示調節SARS-CoV-2揮發性有機化合物感染的潛在宿主因素和途徑（包括新出現的omicron BA.5亞變量）的寶貴激勵起點。
該研究發表在《抗病毒研究》（Antiviral Research. ）雜誌上。
編譯本文參考文獻與閱讀文獻
E-LIFESTYLE
2022年2月8日首發
原作者：ByAndrei Ionescu
---------------------------------科學家及專家UBC微生物學和免疫學副教授、研究高級作者弗朗索瓦•瓊François Jean。UBC研究助理希梅納·佩雷斯，巴爾多斯Jimena Pérez-Vargas。馬克斯·普朗克研究所的海洋科學家特雷莎·摩根蒂。----------------------------------複合名詞及生詞在本文釋義 加拿大不列顛哥倫比亞大學（UBC(University Of British Columbia)。有效化合物 effective compounds 阿洛攝氏體C（alotaketal C。）海洋海綿sea sponge巴佛洛黴索D （bafilomycin D ) l候靈瑞holyrine A ---------------------------輕輕點擊Ernesto Cortázar的伴隨音樂------------------------------