SARS和MERS：对新兴冠状病毒的最新认识

关键点

摘要

主要

本世纪，两种先前未知的冠状病毒在全球传播。2002年11月，中国佛山发生了第一例已知的严重急性呼吸系统综合征（SARS）病例¹。中国大陆出现了新病例，截至2003年2月，报告了300多例，其中约三分之一在卫生保健工作者中¹。受感染并随后旅行的个人将疫情传播至香港²从那里到越南、加拿大和其他几个国家^三2003年3月，世卫组织建立了一个实验室网络，以确定SARS的病原体。一项引人注目的全球努力导致于当年4月初鉴定出SARS冠状病毒（SARS-CoV）^4,5,6截至2003年7月，在27个国家共报告8096例病例，包括774例死亡病例之后⁷，没有检测到更多感染，SARS疫情宣布结束。2003年12月至2004年1月，又发生了5例由人畜共患传播引起的SARS病例（参考文献。8)但此后未发现人类SARS病例。感染控制措施而非医疗干预结束了SARS疫情。然而，最近在蝙蝠体内发现的某些SARS-CoV-like病毒已被证明能够感染人类细胞而无需事先适应^9,10这表明SARS可能会再次合并。

2012年6月，SARS-CoV首次出现10年后，沙特阿拉伯一名男子死于急性肺炎和肾衰竭。从他的痰中分离出一种新型冠状病毒，中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）¹¹2012年4月，约旦一家医院发生了一系列严重呼吸道疾病病例，回顾性诊断为MERS¹²2012年9月，英国发现了三起MERS病例（参考文献。13). 由于感染者的旅行，MERS-CoV继续出现并传播到阿拉伯半岛以外的国家；通常，这些输入性MERS病例导致医院传播2015年5月，一名从中东返回的单身人士在韩国引发了医院内MERS疫情，涉及16家医院和186名患者¹⁴截至2016年4月26日，共有1728例确诊的MERS病例，包括27个国家的624例死亡¹⁵.

本综述强调了新兴冠状病毒的大流行和流行潜力，并讨论了我们目前对SARS-CoV和MERS-CoV生物学的认识，包括其传播、发病机制和医学对策的制定。这些病毒的主要特征是医院传播的主导地位，以及由下呼吸道病毒复制和异常宿主免疫反应共同驱动的发病机制。在动物和动物身上发现了几种可能的SARS和MERS治疗方法在体外模型包括小分子蛋白酶抑制剂、中和抗体和宿主免疫反应抑制剂。然而，缺乏人体临床试验的疗效数据，但需要将这些潜在的对策向前推进。

SARS-CoV和MERS-CoV的复制

SARS-CoV和MERS-CoV属于冠状病毒科家族和拥有分别为27.9 kb和30.1 kb的大型阳性RNA基因组(图1a). 类似于顺序中的所有病毒病毒目SARS-CoV和MERS-CoV有一个独特的编码策略：三分之二的病毒RNA被翻译成两个大的多蛋白，病毒基因组的其余部分被转录成一套嵌套的亚基因组mRNA^16,17(图1b). 两种多蛋白pp1a和pp1ab编码16种非结构蛋白（nsp1–nsp16）¹⁸构成病毒复制酶-转录酶复合物。多蛋白由两种蛋白酶裂解，即木瓜蛋白酶样蛋白酶（PLpro；对应于nsp3）和一种主要蛋白酶3C样蛋白酶（3CLpro；相当于nsp5）。nsp将来源于粗面内质网（RER）的膜重排为双层膜囊泡，病毒在其中进行复制和转录¹⁹冠状病毒的一个独特特征是nsp14的外核糖核酸酶（ExoN）功能。20)，它提供了校对在不积累有害突变的情况下维持大RNA基因组所需的能力^21,22SARS-CoV和MERS-CoV分别转录12和9个亚基因组RNA，编码4种结构蛋白spike（S）、envelope（E）、membrane（M）和nucleocapid（N），以及一些不参与病毒复制但干扰宿主先天免疫反应或功能未知或了解不足的辅助蛋白。

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图1

SARS-CoV和MERS-CoV结构和复制。

一|严重急性呼吸综合征冠状病毒（SARS-CoV）和中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）的单链RNA（ssRNA）基因组编码两种大的多蛋白pp1a和pp1ab，它们被蛋白水解切割成16种非结构蛋白（nsps），包括木瓜蛋白酶样蛋白酶（PLpro）、3C蛋白酶样蛋白酶（3CLpro），RNA依赖性RNA聚合酶（RdRp）、解旋酶（Hel）和核酸外切酶（ExoN）。另外9–12个ORF通过一套嵌套的亚基因组RNA的转录进行编码。SARS-CoV和MERS-CoV形成由四种结构蛋白组成的球形颗粒。包膜糖蛋白刺（S）形成从包膜突出的糖蛋白层。另外两种跨膜糖蛋白合并在病毒粒子中：包膜（E）和膜（M）。病毒包膜内有螺旋状核衣壳，由病毒阳性RNA（+）RNA基因组组成，基因组由蛋白核衣壳（N）包裹。b条|病毒进入宿主细胞后，病毒RNA在细胞质中未被包裹。ORF1a和ORF1ab被翻译产生pp1a和pp1ab，这些蛋白被ORF1a编码的蛋白酶裂解，产生16个nsp，形成RNA复制酶-转录酶复合物。这种复合物定位于来自核周区粗面内质网（ER）的修饰细胞膜，并通过复制和转录驱动负义RNAs（−）RNAs的产生。在复制过程中，产生基因组的全长（−）RNA拷贝，并用作全长（+）RNA基因组的模板。在转录过程中，通过不连续转录产生7-9个亚基因组RNA的子集，包括编码所有结构蛋白的RNA。在这个过程中，通过将基因组3′端的不同长度与翻译所需的5′先导序列相结合，合成亚基因组（−）RNA。然后将这些亚基因组（−）RNA转录成亚基因组（+）mRNA。尽管不同的亚基因组mRNA可能包含几个ORF，但只有第一个ORF（最接近5′端的ORF）被翻译。由此产生的结构蛋白组装到ER–高尔基体中间隔室（ERGIC）的核衣壳和病毒包膜中，然后从受感染细胞释放新生病毒。

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包膜刺突糖蛋白与其细胞受体——严重急性呼吸系统综合征冠状病毒的血管紧张素转换酶2（ACE2）和严重急性呼吸系统综合征冠状病毒的二肽基肽酶4（DPP4）结合²³膜融合后，无论是直接与宿主细胞膜还是与内体膜融合，病毒RNA基因组被释放到细胞质中，RNA被脱去包衣，以允许两种多蛋白的翻译、亚基因组RNA的转录和病毒基因组的复制(图1b). 新形成的包膜糖蛋白插入RER或高尔基体膜；基因组RNA和核衣壳蛋白结合形成核衣壳，病毒颗粒发芽进入ER–高尔基中间隔间（ERGIC）。含病毒的小泡随后与质膜融合，释放病毒²⁴.

储液罐和变速箱

SARS-CoV来源的第一个迹象是在蒙面果子狸和浣熊犬中检测到病毒，并在中国深圳的活体动物市场检测到中国雪貂獾中的病毒抗体²⁵然而，这些动物只是偶然宿主，因为没有证据表明SARS-CoV样病毒在野生或繁殖设施中的棕榈果子狸中传播²⁶相反，蝙蝠是多种冠状病毒的宿主，包括SARS-CoV-like和MERS-CoV-like病毒²⁷(图2).

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图2

SARS-CoV和MERS-CoV的出现。

蝙蝠携带多种冠状病毒，包括严重急性呼吸综合征冠状病毒（SARS-CoV）样和中东呼吸综合征冠病毒（MERS-CoV）样病毒。SARS-CoV跨越物种屏障，进入中国活体动物市场的蒙面果子狸和其他动物；遗传分析表明，这种情况发生在2002年末。有几个靠近果子狸的人感染了严重急性呼吸系统综合征冠状病毒。一种MERS-CoV祖先病毒越过物种屏障进入单峰骆驼；血清学证据表明，这发生在30多年前。MERS-CoV在单峰骆驼体内的大量传播导致该病毒频繁的人畜共患传播。SARS-CoV和MERS-CoV主要通过医院传播在人类之间传播，这导致医护人员和患者的感染频率高于其亲属的感染频率。

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因此，对MERS-CoV宿主的搜索最初集中在蝙蝠身上，但对来自阿曼和加那利群岛的单峰骆驼进行的血清学调查显示，这些动物中MERS-CoV中和抗体的流行率很高²⁸此外，在卡塔尔一家农场采集的单峰骆驼拭子中检测到MERS-CoV RNA，该拭子与两例人类MERS病例有关，并从沙特阿拉伯和卡塔尔的单峰驼中分离出感染病毒^29,30,31,32中东、东非和北非早在1983年就获得了MERS-CoV样病毒在单峰骆驼中传播的血清学证据（参考文献。33). 沙特阿拉伯的骆驼有几种病毒遗传谱系³⁴包括导致人类疫情爆发的疫情。综上所述，这些数据有力地表明了单峰骆驼作为MERS-CoV蓄水池的作用。受感染的单峰骆驼在人类附近的普遍存在以及由此产生的持续人畜共患传播可能解释了为什么MERS-CoV继续在人类中引起感染，而SARS-CoV没有持续存在受感染的中间宿主，人与蝙蝠的相互作用相对较少，已不再对人类造成感染。

SARS-CoV和MERS-CoV的人与人传播主要通过医院传播；43.5–在个别疫情中，100%的MERS病例与医院有关，对一些SARS集群进行了非常相似的观察^35,36只有13–21%的MERS病例和22–39%的SARS病例发生了家庭成员之间的传播。MERS-CoV在患者之间的传播是最常见的感染途径（62-79%的病例），而SARS-CoV在受感染患者的医护人员中感染非常频繁（33-42%）³⁵.医院传播的优势可能是因为只有在症状出现后病毒才会大量脱落^37,38当大多数患者已经在寻求医疗护理时³⁹对MERS患者治疗后的医院表面进行的分析表明，在患者检测不再呈阳性后的几天内，环境中普遍存在病毒RNA⁴⁰此外，许多SARS或MERS患者通过超级撒布机^{14,35,37,41,42,43}.

SARS-CoV和MERS-CoV的发病机制

SARS和MERS的临床病程非常相似，尽管有细微差别(方框1). 由于目前关于人类MERS-CoV感染的数据稀少⁴⁴，该病毒的发病机制尚不清楚；然而，相似的机制可能是MERS和SARS发病机制的基础。

棘突蛋白与ACE2的结合以及随后该受体的下调与SARS期间的肺损伤有关⁴⁵虽然受体下调会增加病理变化似乎违反直觉，但已有研究表明ACE2可以预防急性肺损伤。ACE2的下调导致相关酶ACE过度生成血管紧张素II，有人认为刺激1a型血管紧张素Ⅱ受体（AGTR1A）会增加肺血管通透性，从而可能解释当ACE2表达降低时肺病理增加⁴⁶.

免疫病理学。免疫反应对于解决感染至关重要，但也可能导致免疫发病。免疫发病机制可能导致SARS的一个迹象是发现病毒载量减少而疾病严重程度增加^39,47目前尚不清楚MERS是否也存在类似趋势^48,49此外，发展到急性呼吸窘迫综合征（ARDS）与促炎细胞因子和趋化因子的上调有关，尤其是白介素-1β（IL-1β）、白介素-8、IL-6、CXC-趋化因子配体10（CXCL10）和CC-趋化因子配体2（CCL2）^50,51; 在严重急性呼吸系统综合征患者中检测到这些分子的血浆水平升高^52,53,54,55对SARS康复患者与死于SARS患者进行的回顾性纵向研究表明，所有患者早期都表达干扰素-α（IFNα）、IFNγ、CXCL10、CCL2和由IFN刺激基因（ISG）编码的蛋白质，但只有存活下来的患者的基因表达谱表明出现了适应性免疫反应。相比之下，死亡患者的CXCL10、CCL2和ISG编码蛋白水平较高，而尖峰特异性抗体水平较低或缺失⁵⁶这表明，严重疾病与缺乏从先天免疫反应到适应性免疫反应的转换有关。

实验使用协作跨鼠标株系和小鼠适应的SARS-CoV鉴定出一个宿主基因，修剪55，对SARS发病至关重要。虽然在临床症状或病毒复制方面没有差异修剪55^−/−小鼠与野生型小鼠比较，血管周围套扎肺中炎症细胞的数量在修剪55^−/−老鼠⁵⁷.

宿主免疫反应参与SARS发病机制，很可能也是MERS发病机制，这表明抑制病毒复制的药物需要与控制有害免疫反应的治疗相结合。

免疫逃避。SARS-CoV和MERS-CoV使用几种策略来避免先天性免疫反应。病毒病原相关分子模式（PAMPs），如双链RNA（dsRNA）或无盖mRNA，由模式识别受体（PRR）检测，如维甲酸诱导基因I蛋白（RIG-I；也称为DDX58）或黑色素瘤分化相关蛋白5（MDA5；也称为IFIH1）⁵⁸。这触发了涉及MYD88的复杂信号级联，导致产生I型干扰素以及转录因子-κB（NF-κB）的激活。反过来，活性NF-κB诱导促炎细胞因子的转录(图3a). I型干扰素通过干扰素α/β受体（IFNAR）和下游分子（如信号转导子和转录激活子（STAT）蛋白）发出信号，刺激产生由ISG编码的抗病毒蛋白，如干扰素诱导的四肽重复序列1蛋白（IFIT1；图3b). 总之，这建立了一种抗病毒免疫反应，限制病毒在感染细胞和邻近细胞中的复制(图3).

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图3

SARS-CoV和MERS-CoV逃避先天免疫反应。

一|先天性免疫反应通过检测病毒病原相关分子模式（PAMPs）激活，如双链RNA（dsRNA）或无盖mRNA。这通过宿主模式识别受体（PRRs）发生，如维甲酸诱导基因I蛋白（RIG-I）和黑色素瘤分化相关蛋白5（MDA5），可能通过dsRNA结合伙伴，如干扰素诱导的dsRNA依赖性蛋白激酶激活剂A（PRKRA）。在PRR介导的PAMP检测后，PRR与线粒体抗病毒噬菌体蛋白（MAVS）的相互作用通过涉及多种激酶的信号级联激活核因子κB（NF-κB）。活化的NF-κB转位到细胞核，在那里诱导促炎细胞因子的转录。激酶还磷酸化（P）IFN-调节因子3（IRF3）和IRF7，它们形成同二聚体和异二聚体并进入细胞核启动I型干扰素（I型IFN）的转录。如图所示，严重急性呼吸综合征冠状病毒（SARS-CoV）和中东呼吸综合征冠病毒（MERS-CoV）均已开发出干扰这些信号通路的机制；这些颠覆策略既涉及结构蛋白（膜（M）和核衣壳（N）），也涉及非结构蛋白（nsp1、nsp3b、nsp4a、nsp4、nsp5、nsp6和木瓜蛋白酶（PLpro））；图中仅用nsp编号和字母表示）。b条|I型干扰素与其二聚体受体IFNα/β受体（IFNAR）结合，激活Janus激酶（JAK）-信号转导子和转录激活子（STAT）信号通路，其中JAK1和TYK2激酶磷酸化STAT1和STAT2，与IRF9形成复合物。这些复合物进入细胞核，在含有IFN刺激反应元件（ISRE）的启动子的控制下启动IFN刺激基因（ISG）的转录。总的来说，细胞因子、IFN和ISG的表达建立了抗病毒的先天免疫反应，限制了病毒在感染细胞和邻近细胞中的复制。再一次，病毒蛋白被证明可以抑制这些宿主信号通路以逃避这种免疫反应。IκBα，NF-κB抑制剂-α。

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基因敲除小鼠的感染揭示了先天免疫的重要性。感染Myd88（Myd88）^−/−和状态1^−/−小鼠，但不是缺乏IFN受体的小鼠，感染小鼠适应的严重急性呼吸系统综合征冠状病毒株比感染非适应的严重急性呼吸系统综合征冠状病毒株导致更严重的疾病^59,60此外，用人DPP4转导的野生型小鼠MERS-CoV感染可引起轻微疾病，但在Myd88（Myd88）^−/−小鼠和伊夫纳1^−/−老鼠⁶¹.

SARS-CoV和MERS-CoV通过在缺乏PRR的病毒诱导的双膜囊泡中复制来避免宿主检测到它们的dsRNA^19,62,63此外，通过nsp14和nsp10–nsp16复合物覆盖病毒mRNA，可以阻止SARS-CoV mRNA的识别，例如通过MDA5和IFIT1识别⁶⁴缺乏nsp16甲基化活性的重组SARS-CoV被减弱，对I型IFN的敏感性增加。这种作用依赖于IFIT1或MDA5，因为同一种病毒在两种分子都缺乏的小鼠中不会减弱⁶⁵虽然MERS-CoV的mRNA封顶尚未显示，但MERS-CoS-CoV nsp10–nsp16复合物和SARS-CoV nsp10-nsp16复合体之间的结构相似性表明存在类似的机制来避免通过细胞溶质PRRs识别MERS-CoV-mRNA⁶⁶.

SARS-CoV编码至少八个与PRR下游信号级联相互作用的蛋白质；在MERS-CoV中，已鉴定出几种具有类似功能的蛋白质(图3). SARS-CoV的核衣壳蛋白与抑制RNA干扰在哺乳动物细胞中⁶⁷此外，该蛋白可能在信号级联的早期对抗干扰素诱导，因为下游信号分子会释放抑制⁶⁸MERS-CoV ORF4a具有类似的IFN拮抗功能，包括结合dsRNA和随后抑制MDA5活化⁶⁹可能通过与干扰素诱导的dsRNA-依赖性蛋白激酶激活剂A（PRKRA；也称为PACT）的相互作用，后者与MDA5和RIG-I相互作用⁷⁰此外，MERS-CoV ORF4a、ORF4b、ORF5和膜蛋白抑制干扰素调节因子3（IRF3）的核转运和激活国际单项体育联合会发起人⁷¹除ORF5外，这些病毒蛋白还抑制受干扰素刺激反应元件（ISRE）控制的基因的表达，ORF4a减少受NF-κB刺激的基因表达⁷¹最后，MERS-CoV ORF4b与TBK1和NF-κB激酶抑制剂（IKK）相互作用，从而抑制IKK与线粒体抗病毒Signaling蛋白（MAVS）之间的相互作用，并抑制IRF3的磷酸化（参考文献。72).

SARS-CoV的膜蛋白抑制含有IKKɛ的信号复合物的形成，从而抑制IRF3和IRF7的激活及其对I型IFN表达的诱导。MERS-CoV的膜蛋白抑制IRF3功能和受ISRE调节的基因的表达，包括IFNβ⁷¹但这是否通过与SARS-CoV类似的机制发生尚不清楚。

SARS-CoV PLpro干扰NF-κB信号⁷³并间接阻断IRF3的磷酸化^73,74此外，SARS-CoV PLpro可能通过磷酸化IRF3的氘化作用抑制I型IFN的诱导（参考文献73,75). MERS-CoV PLpro也描述了类似的功能⁷⁶.

涉及重组表达蛋白的实验，在体外翻译、蛋白质过度表达和微型复制子系统研究表明，SARS-CoV的nsp1通过抑制STAT1、降解宿主mRNAs和通过与40S核糖体亚基紧密结合使宿主翻译机制失活来阻断IFN应答^77,78,79,80虽然翻译抑制是通过与核糖体结合不同的机制实现的，但MERS-CoV的Nsp1也抑制mRNA的翻译并诱导mRNA降解，核糖体的结合选择性地靶向核mRNA翻译，从而避免了细胞质病毒mRNA⁸¹.

SARS-CoV ORF3b抑制I型干扰素的产生、IRF3的磷酸化和ISRE启动子的基因表达^82,83严重急性呼吸系统综合征冠状病毒ORF6也阻断STAT1的核转位（参考文献。83).

SARS-CoV的nsp7和nsp15也被认为是干扰素拮抗剂，但其潜在机制尚不清楚⁷³nsp15是MAVS诱导凋亡的抑制剂；然而，这是通过IFN独立机制实现的⁸⁴最后，人类气道细胞培养物的转录组学和蛋白质组学分析表明，MERS-CoV而非SARS-CoV诱导抑制性组蛋白修饰，从而下调某些ISG的表达⁸⁵.

应该注意的是，严重急性呼吸系统综合征冠状病毒和MERS-CoV蛋白与先天免疫途径的大多数相互作用是在在体外依赖病毒和有时细胞蛋白过度表达的系统，以及这些相互作用在病毒复制的背景下很少得到证实在体外或体内.

严重冠状病毒感染的治疗

正在考虑几种治疗MERS-CoV感染的策略(表1)和SARS-CoV，包括使用抗体、IFN、病毒和宿主蛋白酶抑制剂以及宿主导向治疗。

当前的治疗方法。在缺乏临床证明有效的SARS-CoV和MERS-CoV抗病毒治疗的情况下，患者主要接受支持性治疗，通常辅以不同的药物组合。利巴韦林⁸⁶沙特阿拉伯的MERS患者接受了各种类型的干扰素⁸⁷和中国⁸⁸通常与广谱抗生素和氧气结合使用。目前，治疗SARS-CoV和MERS-CoV感染的疗效尚不清楚。此外，MERS的治疗通常仅在疾病晚期开始，此时免疫病理学占主导地位，抗病毒药物可能没有什么益处。

利巴韦林在SARS爆发期间使用频率最高，经常与具有抗炎作用的皮质类固醇联合使用^{2,89,90,91,92}也给予干扰素α，通常与免疫球蛋白或胸腺肽联合使用，以刺激T细胞的发育，少数情况下与利巴韦林联合使用^93,94这些治疗方法均未进行临床试验，因此难以评估其疗效。事实上，回顾性分析并没有得出明显有效的治疗组合。此外，患者的数据在利巴韦林单独使用是否有益或甚至有害方面存在矛盾^89,90,92,95.体外冠状病毒对利巴韦林的敏感性低于其他病毒。nsp14编码序列的缺失增加了冠状病毒对利巴韦林的敏感性；然而，其潜在机制尚不清楚，与nsp14的校对功能无关（参考文献。96). 因此，利巴韦林只能与其他抗病毒治疗结合使用。

尽管IFN对MERS-CoV有效在体外^97,98,99，其对人类的影响尚未得到证实。提高干扰素的有效性在体外如果添加利巴韦林^98,100联合使用这两种药物可以降低MERS猕猴模型的疾病严重程度¹⁰¹这些治疗的潜在副作用，如疲劳、抑郁和贫血，抑制了它们作为MERS一线治疗药物的使用，并且通常只有在患者病情开始恶化后才使用。例如，一项针对五名感染MERS-CoV的患者的研究表明，在接受利巴韦林和干扰素α2b治疗后没有存活；然而，直到入院10天后才开始治疗⁸⁷一项单独的研究发现，MERS诊断和开始治疗后14天生存率有所改善，但28天后没有改善¹⁰²在第三项研究中，干扰素α2a和利巴韦林或干扰素β1a和利巴韦林联合使用并不能提高生存率；然而，其中一些患者年龄超过50岁，已有肾功能衰竭¹⁰³在一例患者入院后不久开始服用利巴韦林和干扰素α2b的情况下，患者在入院后第6天开始好转，并完全康复¹⁰⁴.

干扰素β1b是一种更有效的MERS-CoV复制抑制剂在体外比其他类型的干扰素^97,99MERS-CoV攻击后，普通绒猴的疾病转归得到改善¹⁰⁵因此，应重新考虑用于人类治疗的IFN类型（通常使用IFNα）。此外，应在临床试验中测试利巴韦林和/或干扰素，以确定其在MERS治疗中的疗效，并制定治疗方案。

额外的抗病毒治疗。与单独使用利巴韦林的患者相比，蛋白酶抑制剂洛匹那韦和利托那韦联合使用治疗HIV感染，可以改善SARS患者与利巴韦林联用的结果^106,107Lopinavir对MERS-CoV没有明显的抗病毒活性在体外⁹⁷然而，在感染MERS-CoV 6小时后开始治疗时，洛匹那韦和利托那韦可改善普通绒猴的预后¹⁰⁵因此，应重新考虑在MERS患者的临床试验中对洛匹那韦和利托那韦进行测试。一名患者接受了聚乙二醇化的干扰素α、利巴韦林、洛匹那韦和利托那韦联合治疗2天后，血液中MERS-CoV水平检测不到；然而，这个病人没有活下来¹⁰⁸在韩国，干扰素α、利巴韦林、洛匹那韦和利托那韦的组合也用于MERS治疗，但疗效数据尚不可用。然而，三份病例报告显示，接受这种联合治疗的七名患者中有五名恢复了健康^109,110,111.

由于3CLpro和PLpro对病毒多蛋白的裂解至关重要，并且与细胞蛋白酶不同，因此它们是理想的药物靶点，尤其是PLpro，它参与病毒复制和干扰素拮抗。事实上，大多数抗病毒类药物分子都是针对3CLpro和PLpro开发的，这得益于这些蛋白酶晶体结构的快速报道¹¹².

PLpro最初被确定为SARS-CoV的药物靶点；最近，人们注意到，SARS-CoV中靶向PLpro的一些化合物也对MERS-CoV中的PLpro具有活性。例如，6-巯基嘌呤和6-硫鸟嘌呤都能抑制MERS-CoV和SARS-CoV在体外¹¹³; 然而，这些分子的功效尚未得到测试体内霉酚酸也抑制MERS-CoV的复制在体外^97,99通过抑制PLpro¹¹³但对绒猴没有影响¹⁰⁵.

由于蝙蝠可能会产生新的冠状病毒，因此针对蝙蝠冠状病毒设计了蛋白酶抑制剂，目的是开发一种通用的抗病毒化合物，以对抗新出现的人畜共患冠状病毒。这种方法产生了一种与MERS-CoV密切相关的蝙蝠冠状病毒HKU4（HKU4-CoV）抑制剂¹¹这种名为SG85的抑制剂确实抑制MERS-CoV复制在体外¹¹²同样，模拟物针对并抑制MERS-CoV、HKU4-CoV和Pipistrellus蝙蝠冠状病毒HKU5（HKU5-CoV）的3CLpro也已被确定，但尚未超过在体外阶段¹¹⁴.

其他几种被批准用于人类的药物显示抑制了MERS-CoV的复制在体外尤其是氯喹、氯丙嗪、洛哌丁胺和环孢素A^{62,99,113,115}尽管其作用机制尚不清楚，但由于环孢素A的免疫抑制作用，其对患者的益处仍存在争议。虽然有一些亲环素抑制剂不会导致免疫抑制，但它们对MERS-CoV的活性尚未进行测试。

抗体和血浆治疗。迄今为止，康复患者血浆和/或抗体治疗一直是MERS的首选治疗方案¹¹⁶这种方法有几个潜在的优点。例如，随着病例数的增加，生还者的数量也会增加；只要这些人有足够高的抗体滴度，并愿意和能够捐献血浆，这是一种低技术、合理安全的治疗选择。此外，人类使用的单克隆抗体的产生已经很成熟，安全性和有效性测试的途径相当简单。然而，迄今为止，很少有关于使用恢复期血浆的报告，也没有关于使用单克隆抗体治疗人类急性严重呼吸道疾病的报告。一项对32项SARS或严重流感研究的事后荟萃分析发现，使用恢复期血浆后，合并死亡率显著降低¹¹⁷然而，研究设计被评为低质量或极低质量，因为通常缺乏对照组，并且存在中度到高度的偏倚风险，这表明需要对严重呼吸道感染患者使用恢复期血浆进行适当设计的临床试验¹¹⁷.中和MERS-COV尖峰蛋白的有效单克隆抗体在体外已开发^{118,119,120,121}然而，除了少数例外，体内目前缺乏使用恢复期血浆或单克隆抗体治疗MERS的相关数据。高滴度单峰骆驼的血清降低了用人类DPP4转导的小鼠肺部的MERS-CoV负荷（参考文献。122). 通过接种经染色体牛产生抗棘突蛋白的人多克隆抗体，当用MERS-CoV攻击后24或48小时给予治疗时，这些抗体可降低DPP4转基因小鼠肺部的病毒滴度¹²³在MERS-CoV攻击后1天，用人源化中和单克隆抗体4C2h对DPP4转基因小鼠进行治疗，该抗体针对MERS-CoV尖峰蛋白的受体结合域，该治疗也降低了肺部的病毒滴度¹²⁴中和抗体LCA60也是如此，该抗体是从一名恢复期患者身上获得并经重组产生的¹²⁵人中和单克隆抗体REGN3048和REGN3051也对表达人DPP4并用MERS-CoV攻击的小鼠有益¹²⁶预防性治疗（而非治疗性治疗）后，人中和单克隆抗体m332减少了MERS-CoV在兔子肺部的复制¹²⁷激发后第二天用人单克隆抗体311B-N1治疗恒河猴导致肺部病理学降低¹²⁸在所有这些研究中，尽管进行了治疗，但病毒复制并未完全受到抑制，肺部也出现了一些病理改变。此外，没有一项研究涉及逃逸突变体的潜在出现体内.

或者，靶向DPP4区域的抗体可用于阻止MERS-CoV进入；这种方法是成功的在体外¹²⁹然而，这种治疗是否可行，并且不会对人类产生实质性的不良影响，还有待确定。

宿主导向疗法。主机定向策略也可以限制病毒复制。例如，SARS-CoV的尖峰蛋白被组织蛋白酶B和组织蛋白酶L、跨膜蛋白酶丝氨酸2（TMPRSS2）以及可能的其他宿主蛋白酶裂解^130,131camostat对宿主丝氨酸蛋白酶的抑制减少了SARS-CoV的进入并提高了小鼠模型的存活率¹³²然而，靶向宿主蛋白酶比靶向病毒蛋白酶更有可能导致不良副作用。

另一个被低估的策略是减弱有害的宿主反应。这种治疗的发展需要彻底了解与急性肺损伤和ARDS相关的宿主反应，不幸的是，目前对这两种过程了解甚少。尽管如此，在体外其他呼吸道病毒动物模型的研究和有限研究表明过敏毒素C5a对急性肺损伤的发展很重要，阻断过敏毒素C5a可以减轻肺部病理¹³³.

期间基因表达的变化在体外使用MERS-CoV感染预测潜在有效药物。其中一种具有预期疗效的药物，激酶抑制剂SB203580，在感染前治疗细胞后适度抑制SARS-CoV和MERS-CoV复制，但感染后治疗仅抑制SARS-CoV而不抑制MERS-CoV复制¹³⁴.

疫苗。接种疫苗可用于预防感染或降低疾病严重程度、病毒传播，从而有助于控制MERS疫情。针对严重急性呼吸系统综合征冠状病毒开发了几种疫苗接种策略，并在动物中进行了测试，如灭活病毒、减毒活病毒、病毒载体、，亚单位疫苗、重组蛋白和DNA疫苗^135,136类似的方法也被用于开发实验性MERS-CoV疫苗¹³⁷迄今为止，已有三种MERS-CoV疫苗在非人灵长类动物中进行了评估。在一项研究中，恒河猴先用编码棘突蛋白的DNA启动，然后用棘突DNA和包含受体结合域的棘突亚基组成的重组蛋白启动，或用亚基蛋白启动并启动一次。这两种方法都减少了上次接种MERS-CoV 19周后感染动物肺功能的病理变化¹³⁸此外，在最后一次接种后2周感染的恒河猴中，三次接种含有尖峰蛋白受体结合域的重组表达蛋白可减少病毒载量和肺部病理学¹³⁹.在最后一次接种后5周用MERS-CoV激发后，三次DNA疫苗接种（带有编码全长棘突序列的构建物）降低了肺部的病毒载量和病理学¹⁴⁰.

人类接种疫苗的一个担忧是疫苗介导的疾病增强，在这一过程中，接种疫苗的个体感染后的疾病比未接种疫苗的个人更严重。虽然这只在SARS-CoV疫苗研究的一小部分中观察到¹³⁶并且在任何已发表的MERS-CoV疫苗研究中尚未观察到，这是一个重要的关注点。此外，还不清楚由谁接种MERS-CoV疫苗，因为健康的人似乎没有严重疾病的风险。老年患者或潜在疾病患者是重要的目标人群，他们有最高的严重MERS风险。然而，这些患者的疫苗接种可能会有问题，因为他们的免疫反应很差，正如针对流感病毒所确定的那样¹⁴¹此外，建议对暴露于MERS-CoV的高风险人群进行疫苗接种，例如卫生保健工作者、屠宰场工作者和骆驼牧民¹⁴².

见解

随着我们对新出现冠状病毒发病机制的了解增加，合理设计针对病毒复制或免疫病理学的治疗药物的机会也会增加。新药的合理设计和现有化合物的重新利用已经导致了PLpro抑制剂的开发和抑制SARS-CoV和MERS-CoV复制的激酶抑制剂的鉴定在体外然而，只有少数潜在治疗方法的进展超过了疗效的鉴定在体外、和体内需要进行研究，以选择最有希望的治疗方案。因此，开发几种MERS小鼠模型是向前迈出的重要一步(方框2). 由于MERS的急性性质和免疫病理学的重要作用，旨在同时抑制病毒复制、限制病毒传播和抑制宿主反应的联合治疗可能会产生最佳效果。此外，应尽早开始治疗，而不是等到患者已经出现广泛的肺损伤。

针对SARS和MERS的治疗方法的开发需要集中于在适当控制的临床试验中进行人体试验。目前的非标准、不受控制的治疗方法缺乏信息，可能对患者不利。最近的埃博拉疫情表明，快速临床试验设计和批准是可能的，特殊情况需要偏离正常程序(方框3).

在制定和评估治疗方案的同时，预防病毒传播是减轻MERS负担的关键。医院内MERS-CoV感染所占比例很大，表明医院目前的预防措施要么没有充分实施，要么不够充分。预防单峰骆驼的人畜共患病传播是减少MERS病例数量的另一种可能性。第一批针对MERS-CoV的疫苗已经在单峰骆驼身上进行了测试^140,143; 事实上，当骆驼接种表达MERS-CoV棘突蛋白的改良痘苗病毒时，这些动物随后受到MERS-CoV的攻击，导致病毒的脱落少于未接种疫苗的动物¹⁴³从而潜在地限制了对幼稚动物或人类的传播。当然，针对新出现的冠状病毒的疫苗和治疗方法的开发已经取得了进展，但如果我们要成功对抗这些新型病原体，还需要进行更多的研究和严格的测试。

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竞争性利益

作者声明没有竞争性的经济利益。

参考文献