[发明专利]气雾状大蒜辣素在防治新冠病毒感染及其他呼吸道感染性疾病的应用

说明书

本发明涉及气雾状大蒜辣素在防治新冠病毒感染及其他呼吸道感染性疾病的应用，本发明通过研究发现新冠病毒只侵袭感染表达ACE2和TMPRSS2的呼吸道上皮细胞，而气雾状大蒜辣素能够有效抑制TMPRSS2，进而阻断新冠病毒进入并感染细胞，能够灭除肺泡空气中的感染因子实现有效防治新冠病毒感染。此外，本发明还发现气雾状大蒜辣素可以有效防治因细菌(如结核杆菌、鼠疫耶尔森菌)、真菌(如白色念珠菌、黑曲霉菌)、寄生虫(如阿米巴虫、贾第鞭毛虫和利什曼原虫)、立克次体和支原体以及非SARS‑CoV‑2的其他病毒(如甲流、乙流、乙脑、SARS、MERS、禽流感、非洲猪瘟)等感染因子引起的呼吸系统疾病，临床应用前景广。

技术领域

本发明涉及医药技术领域，具体地说，是气雾状大蒜辣素在防治新冠病毒感染及其他 呼吸道感染性疾病的应用。

背景技术

SARS-CoV-2跟其他病毒一样，均属非细胞生命形态，没有自己的代谢机构，没有酶系 统，离开宿主细胞，就成了没有任何生命活动、也不能独立自我繁殖的化学物质，病毒感染 自进入宿主细胞始。霍夫曼等人⁽¹⁾阐明了SARS-CoV-2进入宿主细胞的过程。他们发现，SARS-CoV-2与其他冠状病毒相似，以血管紧张素转换酶2(ACE2)为受体通过病毒包膜上的刺突(S)蛋白进入细胞。并且，宿主丝氨酸蛋白酶(TMPRSS2)对于病毒S蛋白的加工，作 为S蛋白-ACE2相互作用和宿主感染的前提，是必不可少的。另一项研究表明，TMPRSS2 不仅通过加工S蛋白，而且通过加工宿主受体ACE2来增加SARS-CoV的进入⁽²⁾。

新冠病毒感染及其他呼吸道感染性疾病的感染和发病往往是从人的口腔和咽喉发生局 部感染开始的。感染细菌、真菌或病毒等，附着在口腔和喉咙组织上，在那里找到繁殖的 良好条件或侵入宿主细胞的特定受体和激活酶系(如SARS-CoV-2只侵袭感染那些表达 ACE2和TMPRSS2的呼吸道上皮细胞)。后来，这些感染因子被吸入的空气带到肺部，开 始在肺泡中形成新的菌落、侵袭具有同样特征的上皮细胞。感染因子从那里穿透肺泡壁进 入血液循环。一旦这种情况发生，人类便将受到严重的感染攻击。

对TMPRSS2的有效抑制因而有望成为阻断SARS-CoV-2进入细胞、切断病毒的感染、复制和传播的有效手段。由N端胞质结构域、由疏水残基组成的跨膜结构域(TM)、位于胞 外的富含半胱氨酸的清道夫受体结构域(SRCR)和位于胞外的C端丝氨酸蛋白酶结构域等四个结构域组成的TMPRSS2(结构示意见图1)因而成为抗SARS-CoV-2药物研发的新靶标。

由于无论是免疫系统中的白细胞，还是抗生素类药物，均无法触及留在肺泡空气中的 感染因子，因而肺部感染一旦发生，这些感染因子在肺泡内潮湿空气中的存在便会大量繁 殖，使人类感染加重，或者得以治愈所需的时间大为延长。在这种情况下，进行空中攻击， 即吸入含有治疗剂的空气对呼吸系统进行消杀，灭除肺泡空气中的感染因子，无疑是最为 有利的。

大蒜(Allium sativum)蒜瓣被破碎时，会产生一种被称为大蒜辣素(allicin)的物质。大蒜 辣素(二烯丙基硫代亚磺酸酯，CAS No.539-86-6，分子式C ₆H ₁₀OS ₂)是一种活泼硫化合 物(RSS)，与其所遇到的游离巯基几乎立即发生硫交换型氧化还原反应，这被认为是其生物 活性的核心和关键。大蒜辣素可以通过阻断两组酶(半胱氨酸蛋白酶和醇脱氢酶)来灭除引起 痢疾的阿米巴虫。半胱氨酸蛋白酶是感染的罪魁祸首，它为传染性生物提供了破坏和侵入 组织的手段。醇脱氢酶在这些有害生物的代谢和生存中起主要作用。由于这些酶种广泛存 在于细菌、真菌等传染性生物中，在病毒感染宿主细胞的过程中也是不可或缺的，因此这 些研究为大蒜辣素是一种广谱抗生物药物、能够抵御不同类型的感染提供了科学依据。