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(jiǎn)單多細(xì)胞海洋動(dòng)物，是活的生物。

海綿是地球上發(fā)現(xiàn)的最古老的動(dòng)物群之一，可以追溯到前寒武紀(jì)的大約6億年前。科學(xué)家長(zhǎng)期以來(lái)一直認(rèn)為，這些在海底形成密集但多孔骨骼的殖民動(dòng)物久坐不動(dòng)，無(wú)法四處移動(dòng)，盡管一些生長(zhǎng)在巖石周圍的鑲嵌海綿通過(guò)以滑動(dòng)方式重塑身體來(lái)獲得有限的流動(dòng)性。

天然海綿常常依附于15米至200多米的海底巖石上，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(lái)，深海海綿似乎完全靜止不動(dòng)，局限于海底的某一個(gè)地方。

研究顯示：數(shù)千年前，從海床內(nèi)部滲出的物質(zhì)支撐著豐富的生態(tài)系統(tǒng)，是大量多樣性動(dòng)物的家園。當(dāng)它們死去時(shí)，它們的殘余物仍然存在，形成了現(xiàn)在海綿種群的食物基礎(chǔ)。研究第一作者、馬克斯·普朗克研究所的海洋科學(xué)家特雷莎·摩根蒂解釋道：海綿似乎充當(dāng)海洋生態(tài)系統(tǒng)工程師，它產(chǎn)生的尖刺，形成它們爬行的墊子，并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(jī)物，并將其用作碳和氮源。因此，在共生體的幫助下，海綿可以利用這種碎屑物質(zhì)，將其用作食物來(lái)源。

二，對(duì)新出現(xiàn)的SARS-CoV-2關(guān)注變體如omicron BA.5亞變量的醫(yī)治療效下降，這突出表明必需要探索一種對(duì)現(xiàn)有和不斷發(fā)展的SARS-CoV-2揮發(fā)性有機(jī)化合物有效的新型抗病毒藥物。

由不列顛哥倫比亞大學(xué)（UBC）領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)最近調(diào)查了350多種來(lái)自植物、真菌和海綿等天然來(lái)源的化合物，以找到可用于治療新冠肺炎的新抗病毒藥物。

由嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒2（SARS-CoV-2）引起的新冠肺炎大流行仍然是一場(chǎng)全球公共衛(wèi)生危機(jī)。對(duì)新出現(xiàn)的SARS-CoV-2關(guān)注變體（VOCs）的治療性單克隆抗體（如omicron BA.5亞變量）的療效下降，這突出表明必需要探索一種對(duì)現(xiàn)有和不斷發(fā)展的SARS-CoV-2揮發(fā)性有機(jī)化合物有效的新型抗病毒藥物。為了滿足對(duì)新療法的需求，專家團(tuán)隊(duì)將基于細(xì)胞的高含量篩選應(yīng)用于從植物、真菌、細(xì)菌和海洋海綿中獲得的天然產(chǎn)品（NP）庫(kù)，用這些天然產(chǎn)品作為代表多樣化的化學(xué)醫(yī)療支架。

專家通過(guò)在這些化合物制成的溶液中沐浴人類肺細(xì)胞，然后用SARS-CoV-2感染細(xì)胞，專家發(fā)現(xiàn)了26種化合物，可以完全減少細(xì)胞中的病毒感染。這些發(fā)現(xiàn)為開(kāi)發(fā)由天然來(lái)源制成的新型新冠肺炎治療方法鋪平了道路。

三，天然海綿的來(lái)源

大型海綿的密集聚集，通常稱為海綿花園或海綿地面。從潮間帶到海洋深淵深處都有報(bào)道。與珊瑚礁一樣，海綿地的特點(diǎn)是數(shù)量有限的長(zhǎng)壽底棲動(dòng)物物種產(chǎn)生的生物量逐漸積累。海綿在這里充當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)工程師：它們通過(guò)提供獨(dú)特的棲息地生態(tài)位來(lái)影響群落結(jié)構(gòu)，例如適合生物體定居、躲藏在或捕食的基質(zhì)，從而增強(qiáng)當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有?。通過(guò)利用懸浮材料，海綿在底棲和中上層領(lǐng)域之間的營(yíng)養(yǎng)和有機(jī)物循環(huán)中也經(jīng)常發(fā)揮著重要作用。

圖為：南極夏威夷群島的斜坡的深海海綿地。

海綿主要是過(guò)濾喂食器，最密集的群落通常發(fā)生在流體動(dòng)力條件有利于顆粒有機(jī)碳的局部濃度的地方，例如在兩個(gè)水團(tuán)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、南極夏威夷群島的斜坡和地中海的架子上發(fā)現(xiàn)的。

海綿利用不同的食物來(lái)源；除了顆粒有機(jī)物（POM）外，它們還有效地從海水中去除溶解的有機(jī)物（DOM）。北極-北方地區(qū)的海綿地通常由Geodia屬的大量高微生物豐度物種，即組織中擁有高度多樣化和密集微生物群落的海綿物種）主導(dǎo)，與Stelletta和Tenea同時(shí)發(fā)生。在北挪威大陸架上的法羅群島和西北大西洋內(nèi)觀察到了這種群落。

三，2023年冠狀病毒-2（SARS-CoV-2）持續(xù)的大流行是一項(xiàng)重大的全球公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)。

截至2022年11月26日，報(bào)告了超過(guò)6.4億例SARS-CoV-2感染和超過(guò)660萬(wàn)人死亡。廣泛分發(fā)幾種疫苗，以及包括戴口罩和保持社交距離在內(nèi)的公共衛(wèi)生措施，促進(jìn)了病毒傳播的控制。然而，出現(xiàn)了幾種被稱為令人擔(dān)憂的變種（VOCs）的變體，又提高了傳播能力；這些揮發(fā)性有機(jī)化合物會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的疾病，并逃避疫苗介導(dǎo)的自然免疫力。

圖為：地中海的深海海綿地。

四，科學(xué)家對(duì)新的奧米克戎Omicron亞系XBB.1.5的快速增長(zhǎng)表示了關(guān)注，預(yù)計(jì)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(jīng)是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最具致病性的揮發(fā)性有機(jī)化合物，即使在疫苗接種率高的人群中也是如此。2021年底出現(xiàn)了一種嚴(yán)重突變的揮發(fā)性有機(jī)化合物B.1.1.529（奧米克戎Omicron），對(duì)接種疫苗的血清的中和率大幅降低，提高了傳染性，并增加了再次感染的風(fēng)險(xiǎn)，并繼續(xù)演變并傳播到世界各地。2022年冬季至2023年初，科學(xué)家對(duì)新的奧米克戎Omicron亞系XBB.1.5的快速增長(zhǎng)表示了關(guān)注，預(yù)計(jì)SARS-CoV-2可能仍然是全球健康威脅的可能性，并強(qiáng)調(diào)需要開(kāi)發(fā)具有廣泛活性的新型有效預(yù)防和治療解決方案，可能會(huì)是對(duì)抗SARS-CoV-2揮發(fā)性有機(jī)化合物。

UBC微生物學(xué)和免疫學(xué)副教授、研究高級(jí)作者弗朗索瓦?瓊Fran?ois Jean說(shuō)：“這個(gè)跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)正在揭示生物多樣性和自然資源的重要可能性，并發(fā)現(xiàn)應(yīng)對(duì)新冠肺炎等全球健康挑戰(zhàn)的基于自然的解決方案。”

UBC專門從事同一領(lǐng)域的研究希梅納·佩雷斯，巴爾多斯助理Jimena Pérez-Vargas補(bǔ)充說(shuō)：“這些化合物的優(yōu)點(diǎn)是，它們針對(duì)的是細(xì)胞，而不是病毒，阻止病毒復(fù)制并幫助細(xì)胞恢復(fù)。”“人類細(xì)胞的進(jìn)化速度比病毒慢，因此如果這些化合物使用相同的機(jī)制，它們可以對(duì)抗未來(lái)的變種和其他病毒，如流感。”

科學(xué)家使用冠狀病毒-2 （SARS-CoV-2 ）版本，該病毒版本導(dǎo)致細(xì)胞在感染時(shí)變成熒光綠色，以及突破性的篩查技術(shù)，以識(shí)別以低細(xì)胞損傷抑制新冠病毒感染的天然化合物。

在加拿大發(fā)現(xiàn)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(xì)菌中的巴佛洛霉素D，以及來(lái)自紐芬蘭水域海洋細(xì)菌的圣靈A。

五，科學(xué)研究分析表明，這些化合物對(duì)德?tīng)査﨑elta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(guān)注的其他呼吸道病毒相關(guān)的感染。

此外，它們似乎與目前的新冠肺炎治療一樣對(duì)人類細(xì)胞同樣安全。由于許多現(xiàn)有的治療方法——例如基于單克隆抗體的治療方法——對(duì)幾種奧米克戎Omicron亞變異無(wú)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(jié)合使用，以抗擊新型冠狀病毒。例如，當(dāng)與最近發(fā)現(xiàn)的抗病毒藥物（分子N-0385）結(jié)合使用時(shí)，巴佛洛霉索D（bafilomycin D ）似乎對(duì)奧米克戎Omicron亞變量BA.2非常有效。

科學(xué)家的目標(biāo)是在未來(lái)六個(gè)月內(nèi)測(cè)試動(dòng)物模型中新發(fā)現(xiàn)的化合物。免疫學(xué)副教授弗朗索瓦?瓊Jean教授總結(jié)道：“我們的研究還為大規(guī)模測(cè)試天然產(chǎn)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(guān)注的其他呼吸道病毒（如甲型流感和RSV）相關(guān)的感染。”。

這次研究的篩選庫(kù)包含373種純天然產(chǎn)品，代表從各種陸地和海洋棲息地收集的多種植物、無(wú)脊椎動(dòng)物或微生物中分離出來(lái)的多種化學(xué)支架。在泰國(guó)、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(nèi)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(wú)脊椎動(dòng)物和微生物。

對(duì)373種天然產(chǎn)品進(jìn)行基于細(xì)胞的高含量篩查，以識(shí)別SARS-CoV-2感染的新型抗病毒藥物。
在373種對(duì)SARS-CoV-2有有效活性的天然產(chǎn)品中，發(fā)現(xiàn)>70種（命中率約為20%）。
證明了候靈瑞Holyrine A、阿洛攝氏體C（alotaketal C ）和巴佛洛霉索D （bafilomycin D ）在人類Calu-3肺細(xì)胞中的泛SARS-CoV-2抗病毒活性。
展示了巴佛霉素D和N-0385對(duì)人類Calu-3肺細(xì)胞中Omicron BA.2的協(xié)同作用。顯示出了具有多種化學(xué)結(jié)構(gòu)的NP在開(kāi)發(fā)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(xì)胞中對(duì)SARS-CoV-2高傳染性O(shè)micron亞變量（BA.5、BA.2和BA.1）和高致病性三角洲揮發(fā)性有機(jī)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和巴佛洛霉索bafilomycin D是SARS-CoV-2 Omicron亞變量BA.5和BA.2的強(qiáng)效納米摩爾抑制劑。阿洛攝氏體Alotaketal C和巴佛洛霉索bafilomycin D的泛SARS-CoV-2活性表明，這兩種NP是宿主導(dǎo)向抗病毒藥物（HDA）。

未來(lái)的研究應(yīng)該探索PKC監(jiān)管是否影響人類對(duì)SARS-CoV-2感染的易感性和嚴(yán)重性，并應(yīng)確認(rèn)人類V-ATP酶在VOC生命周期中的重要作用。有趣的是，科學(xué)研究觀察到巴佛霉素D和N-0385（人類TMPRSS2蛋白酶的高效抑制劑）對(duì)人類Calu-3肺細(xì)胞中的Omicroon亞變異BA.2的協(xié)同作用，這表明這兩種高效HDA針對(duì)的是SARS-CoV-2進(jìn)入的兩個(gè)不同機(jī)制。總體而言，研究揭示了具有高度多樣化化學(xué)結(jié)構(gòu)的NP的潛力，這些NP是開(kāi)發(fā)泛SARS-CoV-2療法和揭示調(diào)節(jié)SARS-CoV-2揮發(fā)性有機(jī)化合物感染的潛在宿主因素和途徑（包括新出現(xiàn)的omicron BA.5亞變量）的寶貴激勵(lì)起點(diǎn)。

該研究發(fā)表在《抗病毒研究》（Antiviral Research. ）雜志上。

編譯本文參考文獻(xiàn)與閱讀文獻(xiàn)

原標(biāo)題：《Sea sponges contain compounds that block Covid infection 》

原標(biāo)題：《Discovery of lead natural products for developing pan-SARS-CoV-2 therapeutics 》

原作者：JimenaPérez-Vargas

原標(biāo)題：《Giant sponge gardens found deep in the Arctic Ocean 》

E-LIFESTYLE

2022年2月8日首發(fā)

原作者：ByAndrei Ionescu

---------------------------------科學(xué)家及專家UBC微生物學(xué)和免疫學(xué)副教授、研究高級(jí)作者弗朗索瓦?瓊Fran?ois 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(xué)家特雷莎·摩根蒂。----------------------------------復(fù)合名詞及生詞在本文釋義 加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)（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巴佛洛霉索D （bafilomycin D ) l候靈瑞holyrine A ---------------------------輕輕點(diǎn)擊Ernesto Cortázar的伴隨音樂(lè)------------------------------