新冠病毒肺炎已成為影響人類健康和社會穩定發展的重大傳染病,截止北京時間11月25日,新冠病毒已造成全球超過5890萬例人感染以及130餘萬人死亡。多篇報導發現新冠病毒核酸可在感染新冠病毒的哺乳期婦女的乳汁中檢出,引發人們對母乳餵養安全性的擔憂。
2020年11月24日,北京化工大學童貽剛教授團隊、北京大學基礎醫學院莊輝院士團隊、南京鼓樓醫院周乙華教授團隊及中科院微生物所施一教授團隊在Signal Transduction and Targeted Therapy雜誌在線發表題為「The effect of whey protein on viral infection and replication of SARS-CoV-2 and pangolin coronavirus in vitro」的研究論文,該研究首次證明母乳可以有效阻斷新冠病毒對人體細胞的感染,其機制包括幹擾病毒吸附和進入細胞以及抑制病毒的核酸聚合酶活性。該研究還發現,動物乳清蛋白如牛和羊乳清蛋白都具有抗新冠病毒作用,但是抑制效果明顯低於人的乳清蛋白。該研究結果提示母乳餵養對新生兒具有良好的抗新冠病毒保護作用。本文還排除了母乳抗新冠病毒作用來自於母乳中的抗體的可能性,並發現乳清蛋白還可抑制其他動物冠狀病毒的感染和複製。上述研究為開發新型抗新冠病毒藥物提供了新的思路。
在該研究中,研究者們首先採用新冠病毒假病毒和穿山甲冠狀病毒感染Vero細胞及A549等細胞,用兩年前收集保存於-80度冰箱的人類初乳進行保護試驗,結果發現,初乳可明顯抑制新冠病毒及穿山甲冠狀病毒感染,抑制率接近100%,半數有效濃度(EC50)達到0.02mg/ml,而且初乳對細胞無毒,甚至可促進細胞生長。隨後,研究者們測試了市售奶粉的抗新冠病毒作用,結果發現市售奶粉也具有良好的抗新冠病毒作用,雖然抑制效果相對較低。這提示了母乳抑制新冠病毒感染的作用具有物種普遍性。
接著,研究者們繼續研究母乳能否抑制活病毒的產生。研究結果顯示,母乳可有效抑制Vero細胞產生冠狀病毒活病毒,而且該抑制作用具有劑量依賴性。作者利用高溫及蛋白酶K進行蛋白滅活後,母乳的抑制作用明顯降低,這提示母乳主要是通過其中的蛋白成分發揮抗新冠病毒作用。另外,作者測試了市售牛奶和羊奶奶粉,發現牛和羊來源的乳清蛋白也都具有明顯的抗新冠病毒作用。有研究表示,乳鐵蛋白是乳清蛋白中主要的抗病毒成分。本研究發現,乳鐵蛋白雖然有一定的抗新冠病毒效果,但是其抑制效率較低,提示母乳中其他的蛋白成分發揮主要的抗新冠病毒作用。
母乳中所含豐富的抗體成分可能具有中和病毒的作用,為了排除母乳中可能存在的IgA抗體交叉反應對新冠病毒感染的影響,研究者們用抗-IgA抗體來中和母乳中的IgA抗體,結果發現抗-IgA抗體並不影響母乳抑制病毒的作用,提示母乳中IgA抗體並母乳中抑制新冠病毒的主要成分。
為進一步闡明乳清蛋白抑制新冠病毒的機制,研究者們分別在病毒感染的不同階段採用乳清蛋白進行幹預,結果發現乳清蛋白可以抑制病毒的吸附及進入細胞,並且可以通過抑制病毒的RNA聚合酶活性進而抑制病毒複製。
總之,該研究揭示了母乳具有高效抗新冠病毒感染的能力。這種抑制能力主要通過抑制病毒的吸附、進入細胞及抑制病毒RNA聚合酶發揮作用。該發現為母乳餵養及開發新型抗新冠病毒藥物提供了新的依據。儘管本研究提示新冠肺炎患者的乳汁用於餵養嬰兒可能具有一定的安全性,有必要進行相關的研究,但是本研究並沒有進行這方面的測試,不能作為新冠肺炎患者用母乳直接餵養嬰兒的依據。
本研究主要由童貽剛教授團隊與莊輝院士團隊、周乙華教授團隊、施一教授團隊合作完成。北京化工大學童貽剛教授、北京大學基礎醫學院莊輝團隊向寬輝副研究員、南京鼓樓醫院周乙華教授為該論文的共同通訊作者。童貽剛團隊範華昊副教授、洪碧霞(碩士研究生)、周乙華團隊駱予倩副研究員、施一團隊彭齊(博士研究生)為本文的共同第一作者。本研究還得到中國食品藥品檢定研究院王佑春研究員和黃維金研究員提供新冠病毒假病毒的幫助。
文章連結:https://www.nature.com/articles/s41392-020-00408-z