最新研究发现：天然海绵含有抑制Omicron变体感染的天然化合物
2023年1月9日E-LIFESTYLE刊登的图片显示：在海滩上飘浮的天然海绵
一，天然海绵是一种简单多细胞海洋动物，是活的生物。
海绵是地球上发现的最古老的动物群之一，可以追溯到前寒武纪的大约6亿年前。科学家长期以来一直认为，这些在海底形成密集但多孔骨骼的殖民动物久坐不动，无法四处移动，尽管一些生长在岩石周围的镶嵌海绵通过以滑动方式重塑身体来获得有限的流动性。
天然海绵常常依附于15米至200多米的海底岩石上，由高弹性的“海绵蛋白”纤维(一种天然胶原蛋白)组成，极其珍贵。
在肉眼看来，深海海绵似乎完全静止不动，局限于海底的某一个地方。
研究显示：数千年前，从海床内部渗出的物质支撑着丰富的生态系统，是大量多样性动物的家园。当它们死去时，它们的残余物仍然存在，形成了现在海绵种群的食物基础。研究第一作者、马克斯·普朗克研究所的海洋科学家特雷莎·摩根蒂解释道：海绵似乎充当海洋生态系统工程师，它产生的尖刺，形成它们爬行的垫子，并捕获海洋颗粒和生物材料。共生微生物可以消化难治性颗粒和溶解的有机物，并将其用作碳和氮源。因此，在共生体的帮助下，海绵可以利用这种碎屑物质，将其用作食物来源。
三，天然海绵的来源
大型海绵的密集聚集，通常称为海绵花园或海绵地面。从潮间带到海洋深渊深处都有报道。与珊瑚礁一样，海绵地的特点是数量有限的长寿底栖动物物种产生的生物量逐渐积累。海绵在这里充当生态系统工程师：它们通过提供独特的栖息地生态位来影响群落结构，例如适合生物体定居、躲藏在或捕食的基质，从而增强当地的生物多样性1。通过利用悬浮材料，海绵在底栖和中上层领域之间的营养和有机物循环中也经常发挥着重要作用。
海绵主要是过滤喂食器，最密集的群落通常发生在流体动力条件有利于颗粒有机碳的局部浓度的地方，例如在两个水团之间的界面，许多最稠密的深海海绵地是在北大西洋、加拿大西部边缘、南极夏威夷群岛的斜坡和地中海的架子上发现的。
海绵利用不同的食物来源；除了颗粒有机物（POM）外，它们还有效地从海水中去除溶解的有机物（DOM）。北极-北方地区的海绵地通常由Geodia属的大量高微生物丰度物种，即组织中拥有高度多样化和密集微生物群落的海绵物种）主导，与Stelletta和Tenea同时发生。在北挪威大陆架上的法罗群岛和西北大西洋内观察到了这种群落。
三，2023年冠状病毒-2（SARS-CoV-2）持续的大流行是一项重大的全球公共卫生挑战。
截至2022年11月26日，报告了超过6.4亿例SARS-CoV-2感染和超过660万人死亡。广泛分发几种疫苗，以及包括戴口罩和保持社交距离在内的公共卫生措施，促进了病毒传播的控制。然而，出现了几种被称为令人担忧的变种（VOCs）的变体，又提高了传播能力；这些挥发性有机化合物会导致更严重的疾病，并逃避疫苗介导的自然免疫力。
四，科学家对新的奥米克戎Omicron亚系XBB.1.5的快速增长表示了关注，预计SARS-CoV-2可能仍然是全球健康威胁的可能性，
SARS-CoV-2 B.1.617.2（三角洲）曾经是迄今为止发现的最具致病性的挥发性有机化合物，即使在疫苗接种率高的人群中也是如此。2021年底出现了一种严重突变的挥发性有机化合物B.1.1.529（奥米克戎Omicron），对接种疫苗的血清的中和率大幅降低，提高了传染性，并增加了再次感染的风险，并继续演变并传播到世界各地。2022年冬季至2023年初，科学家对新的奥米克戎Omicron亚系XBB.1.5的快速增长表示了关注，预计SARS-CoV-2可能仍然是全球健康威胁的可能性，并强调需要开发具有广泛活性的新型有效预防和治疗解决方案，可能会是对抗SARS-CoV-2挥发性有机化合物。
UBC微生物学和免疫学副教授、研究高级作者弗朗索瓦•琼François Jean说：“这个跨学科研究团队正在揭示生物多样性和自然资源的重要可能性，并发现应对新冠肺炎等全球健康挑战的基于自然的解决方案。”
UBC专门从事同一领域的研究希梅纳·佩雷斯，巴尔多斯助理Jimena Pérez-Vargas补充说：“这些化合物的优点是，它们针对的是细胞，而不是病毒，阻止病毒复制并帮助细胞恢复。”“人类细胞的进化速度比病毒慢，因此如果这些化合物使用相同的机制，它们可以对抗未来的变种和其他病毒，如流感。”
科学家使用冠状病毒-2 （SARS-CoV-2 ）版本，该病毒版本导致细胞在感染时变成荧光绿色，以及突破性的筛查技术，以识别以低细胞损伤抑制新冠病毒感染的天然化合物。
在加拿大发现了三种最有效的化合物：不列颠哥伦比亚省豪湾（不列颠哥伦比亚省）收集的海绵中的海绵中的阿洛摄氏体C，不列颠哥伦比亚省巴克利湾的海洋细菌中的巴佛洛霉素D，以及来自纽芬兰水域海洋细菌的圣灵A。
五，科学研究分析表明，这些化合物对德尔塔Delta变体以及几种奥米克戎Omicron变体抑制有效。新化合物药物将阻止与加拿大和世界各地非常关注的其他呼吸道病毒相关的感染。
此外，它们似乎与目前的新冠肺炎治疗一样对人类细胞同样安全。由于许多现有的治疗方法——例如基于单克隆抗体的治疗方法——对几种奥米克戎Omicron亚变异无效，因此迫切需要新的抗病毒药物，这些抗病毒药物可以与其他药物结合使用，以抗击新型冠状病毒。例如，当与最近发现的抗病毒药物（分子N-0385）结合使用时，巴佛洛霉索D（bafilomycin D ）似乎对奥米克戎Omicron亚变量BA.2非常有效。
科学家的目标是在未来六个月内测试动物模型中新发现的化合物。免疫学副教授弗朗索瓦•琼Jean教授总结道：“我们的研究还为大规模测试天然产品药物铺平了道路，这些药物可以阻止与加拿大和世界各地非常关注的其他呼吸道病毒（如甲型流感和RSV）相关的感染。”。
这次研究的筛选库包含373种纯天然产品，代表从各种陆地和海洋栖息地收集的多种植物、无脊椎动物或微生物中分离出来的多种化学支架。在泰国、巴西、加拿大和斯里兰卡收集了陆地植物和微生物。在加拿大、巴西、意大利、巴布亚新几内亚、印度尼西亚、多米尼克和斯里兰卡沿海水域收集了海洋无脊椎动物和微生物。
对373种天然产品进行基于细胞的高含量筛查，以识别SARS-CoV-2感染的新型抗病毒药物。在373种对SARS-CoV-2有有效活性的天然产品中，发现>70种（命中率约为20%）。证明了候灵瑞Holyrine A、阿洛摄氏体C（alotaketal C ）和巴佛洛霉索D （bafilomycin D ）在人类Calu-3肺细胞中的泛SARS-CoV-2抗病毒活性。展示了巴佛霉素D和N-0385对人类Calu-3肺细胞中Omicron BA.2的协同作用。显示出了具有多种化学结构的NP在开发泛非典-CoV-2抗病毒疗法方面的潜力。
六，研究证明了这三种铅抗病毒药物在人类Calu-3肺细胞中对SARS-CoV-2高传染性Omicron亚变量（BA.5、BA.2和BA.1）和高致病性三角洲挥发性有机化合物的泛SARS-CoV-2活性。
值得注意的是：候灵瑞Holyrine A、阿洛摄氏体alotaketal C和巴佛洛霉索bafilomycin D是SARS-CoV-2 Omicron亚变量BA.5和BA.2的强效纳米摩尔抑制剂。阿洛摄氏体Alotaketal C和巴佛洛霉索bafilomycin D的泛SARS-CoV-2活性表明，这两种NP是宿主导向抗病毒药物（HDA）。
未来的研究应该探索PKC监管是否影响人类对SARS-CoV-2感染的易感性和严重性，并应确认人类V-ATP酶在VOC生命周期中的重要作用。有趣的是，科学研究观察到巴佛霉素D和N-0385（人类TMPRSS2蛋白酶的高效抑制剂）对人类Calu-3肺细胞中的Omicroon亚变异BA.2的协同作用，这表明这两种高效HDA针对的是SARS-CoV-2进入的两个不同机制。总体而言，研究揭示了具有高度多样化化学结构的NP的潜力，这些NP是开发泛SARS-CoV-2疗法和揭示调节SARS-CoV-2挥发性有机化合物感染的潜在宿主因素和途径（包括新出现的omicron BA.5亚变量）的宝贵激励起点。
该研究发表在《抗病毒研究》（Antiviral Research. ）杂志上。
编译本文参考文献与阅读文献
E-LIFESTYLE
2022年2月8日首发
原作者：ByAndrei Ionescu
---------------------------------科学家及专家UBC微生物学和免疫学副教授、研究高级作者弗朗索瓦•琼François Jean。UBC研究助理希梅纳·佩雷斯，巴尔多斯Jimena Pérez-Vargas。马克斯·普朗克研究所的海洋科学家特雷莎·摩根蒂。----------------------------------复合名词及生词在本文释义 加拿大不列颠哥伦比亚大学（UBC(University Of British Columbia)。有效化合物 effective compounds 阿洛摄氏体C（alotaketal C。）海洋海绵sea sponge巴佛洛霉索D （bafilomycin D ) l候灵瑞holyrine A ---------------------------轻轻点击Ernesto Cortázar的伴随音乐------------------------------