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目前已知許多病毒可以調節宿主的新陳代謝，以支援它們在宿主細胞內的生命週期並逃避宿主的免疫反應。在《Signal Transduction and Targeted Therapy》期刊上發表的一則文章中，科學家們討論了 SARS-CoV-2 所引發的宿主代謝改變 (包括葡萄糖代謝與脂質狀態等) 及其對疾病嚴重性的影響。科學家對於病毒感染後造成的醣類代謝改變了解較多；此處，我們將著重介紹宿主脂質在 SARS-CoV-2 感染過程中的角色。

脂質對 SARS-CoV-2 進入宿主細胞的影響

脂質筏 (lipid rafts) 是細胞膜上含有脂質分子的微小區域，有許多膽固醇和神經鞘脂類 (sphingolipid)。位於宿主細胞膜上的脂質筏可為這些膜上受體提供一個平臺，在 SARS-CoV-2 入侵細胞過程中發揮了關鍵作用，例如研究發現，阻斷棘蛋白與膽固醇結合，可顯著抑制病毒進入。不僅如此，細胞內的膽固醇也參與了病毒的入侵，透過 CRISPR libraries 進行的遺傳學篩選，已確認某些與膽固醇代謝相關的基因，對 SARS-CoV-2 的感染至關重要。

此外，各種神經鞘脂類，特別是神經醯胺 (ceramide) 和神經鞘氨醇 (sphingosine)，對於 SARS-CoV-2 進入宿主細胞的過程很重要：

1. 神經醯胺是透過酸性鞘磷脂酶 (acid sphingomyelinase, ASM) 從鞘磷脂 (sphingomyelin) 轉化而來，或由 palmitoyl CoA 和絲胺酸 (serine) 重新合成而來。神經醯胺 (ceramide) 聚集的微小區域，也是 ACE2 聚集處，因此可促進 SARS-CoV-2 的進入。目前已發現一些 ASM 抑制劑可透過改變細胞表面神經醯胺的含量來阻止 SARS-CoV-2 進入細胞。

2. 神經鞘氨醇則是透過神經醯胺酶 (ceramidase) 從神經醯胺轉化而來，或透過神經鞘氨醇 1-磷酸酶 (S1P phosphatase) 從神經鞘氨醇 1-磷酸 (sphingosine 1-phosphate, S1P) 催化而來。但與神經醯胺相反，神經鞘氨醇會透過與 ACE2 結合、阻斷棘蛋白與 ACE2 間的交互作用來防止病毒進入。

對 SARS-CoV-2 棘蛋白的修飾

SARS-CoV-2 的入侵過程可透過脂質介導的蛋白質轉譯後修飾來調節。
1. 亞油酸 (linoleic acid) 與棘蛋白結合，能將棘蛋白鎖定在一個封閉結構中，藉此抑制病毒進入。
2. 脂肪酸與棘蛋白的共價鍵結 [即棕櫚醯化 (palmitoylation)] 可穩定棘蛋白，近而促進病毒進入 (棘蛋白的棕櫚醯化是所有冠狀病毒都會採用的策略)。
3. 在第二型糖尿病患者中，已發現高血糖濃度會增加 ACE2 的表現而促進病毒進入宿主細胞。
4. 棘蛋白的醣基化 (glycosylation) 已被證實可顯著調節病毒進入過程。

對 SARS-CoV-2 複製的影響

宿主的脂質也能調節 SARS-CoV-2 的複製，例如：
1. 甘油磷脂 (glycerophospholipid) 的代謝會觸發雙膜囊泡的形成，促進了病毒的複製。
2. SARS-CoV-2 利用宿主的脂滴來提供複製的能量需求。TMEM41B 是一種內質網 (ER) 上的蛋白質，負責從脂滴中調動脂質，已被確認是 SARS-CoV-2 複製的一個重要宿主因子。
3. 與許多其他病毒一樣，SARS-CoV-2 也會誘導「瓦氏效應」(Warburg effect，將葡萄糖代謝轉向有氧糖酵解)，為核苷酸的合成提供能量和構件，藉此促進複製。
4. 單碳代謝 (one-carbon metabolism) 可為 RNA cap 提供材料以促進 SARS-CoV-2 的複製 ─ 這是防止 RNA 被先天免疫反應降解和促進病毒蛋白轉譯所需要的。對 SARS-CoV-2 組裝的影響
研究表明，病毒的膜蛋白會利用幾種脂質成分來誘導膜的彎曲。在 SARS-CoV-2，棕櫚醯化可透過穩定病毒的外套膜蛋白和維持其功能結構來支持病毒的組裝。

藥物再利用

由上可知，宿主的代謝對於 SARS-CoV-2 感染過程的重要性。因此，科學家已經開始針對一些調控脂質代謝和醣類代謝的藥物，包括他汀類、ASM 抑制劑、非類固醇抗發炎藥物、montelukast、ω-3脂肪酸、2-deoxy-D-glucose 和二甲雙胍 (metformin) 等進行臨床上研究，重新評估將這些藥物用來管理、治療 COVID-19 患者的可能性。

資料來源：Medical News