Baseret på netværksfarmakologi og molekylær docking undersøges mekanismen for Lianhua Qingwen-kapslens blodkomponenter, der griber ind i cytokinstormen for at forebygge og behandle ny coronavirus-lungebetændelse.
Ny coronavirus 2019 (COVID-19) er forårsaget af coronavirusinfektion. De vigtigste kliniske kendetegn er feber, træthed og tør hoste. Nogle patienter bliver hurtigt alvorligt syge en uge efter sygdomsudbruddet. Alvorlige tilfælde kan udvikle sig til akut respiratorisk distress-syndrom (ARDS), septisk chok, metabolisk acidose, som er svær at korrigere, og multiorgansvigt (MODS). Det er værd at bemærke, at et lille antal milde patienter i det tidlige stadie pludselig kan forværres i det senere stadie, hvilket fører til multiorgansvigt og død, hovedsageligt på grund af udløsning af cytokinstorme.
Cytokinstorm, også kendt som inflammationsstorm og hypercytoplasmatisk syndrom, er hovedsageligt forårsaget af den hurtige og massive frigivelse af forskellige cytokiner efter immunsystemets dysfunktion, hvilket fører til omfattende ødem i lungevæv og akut lungeskade. Det er tæt forbundet med den dårlige prognose for COVID-19 og er et vigtigt vendepunkt i sygdomsudviklingen, der i sidste ende udvikler sig til ARDS, MODS og endda død. Man kan se, at antiinflammatorisk behandling kan være en effektiv metode til at bremse cytokinstorm og forebygge COVID-19.
Lianhua Qingwen Capsule (i det følgende benævnt "Lianhua Qingwen Capsule"), som repræsentant for traditionelle kinesiske patentmedicin og enkle præparater til folkesundhedsmæssige nødsituationer med respiratoriske infektionssygdomme, er hovedsageligt lavet af Yinqiao Powder og Maxi Ganshi Decoction, inklusive 13 traditionelle kinesiske lægemidler såsom kaprifolium, forsythia suspensa, rabarber osv. Tidligere undersøgelser har bekræftet, at Lianhua Qingwen kan forbedre symptomer som feber, hoste, sputumproduktion, åndenød og træthed hos patienter betydeligt ved at regulere udtrykket af inflammatoriske cytokiner, hvilket fører til et betydeligt fald i vægttabet. Dette er af stor betydning for behandlingen af COVID-19. Denne undersøgelse vil være baseret på blodkomponenterne fra Lianhua Qingwen og undersøge den mulige interventionsmekanisme i cytokinstormforebyggelse og behandling af COVID-19 gennem netværksfarmakologi og molekylær docking med henblik på at give teoretisk vejledning til klinisk anvendelse.

Denne undersøgelse identificerede 17 effektive blodindgangskomponenter i Lianhua Qingwen gennem litteraturgennemgang og brugte netværkstopologianalyse til at bestemme kernekomponenterne i emodin, formononetin, rutin, gallinsyre og liquiritigenin; Opnået 47 potentielle mål for intervention af cytokinstorm i forebyggelse og behandling af COVID-19 ved hjælp af blodkomponenterne i Lianhua Qingwen, herunder 22 kernemål såsom AKT1, IL-6, TP53, JUN, TNF, CASP3, IL1B, EGF osv. For bedre at kunne fortolke de funktioner, der er involveret i målene, udførte denne undersøgelse GO-berigelsesanalyse og KEGG-vejanalyse på 47 mål. Resultaterne viste, at virkningsmekanismen for blodkomponenterne i Lianhua Qingwen hovedsageligt berigede RNA-polymerase II for at initiere positiv regulering af transkription fra RNA-polymerase II-promotor, inflammatorisk respons, positiv regulering af NF - κ B transkriptionsfaktoraktivitet og andre inflammationsrelaterede biologiske processer; KEGG-vejanalyse involverer hovedsageligt veje i kræft, TNF-signalvej, MAPK-signalvej, PI3K Akt-signalvej, HIF-1-signalvej, NF - κ B-signalvej osv. Molekylær docking viste, at emodin, formononetin, rutin, gallussyre og liquiritigenin-forbindelser i blodkomponenterne i Lianhua Qingwen har god bindingsevne til AKT1, IL-6, TP53, JUN og TNF-kernemål. Det spekuleres i, at Lianhua Qingwens blodkomponenter kan regulere relevante mål, hæmme udskillelsen af inflammatoriske cytokiner, blokere bindingen af SARS-CoV-2-virus og ACE2-protein, forhindre SARS-CoV-2 i at inficere humane celler og dermed udøve effekten af at gribe ind i cytokinstorme.
For yderligere at analysere, om komponenterne i Lianhua Qingwen, der kommer ind i blodbanen, har en regulerende effekt på multiorganvævsskade og immunskade, blev multiorganvævsskade og immunskaderelaterede mål hentet fra databasen, og skæringspunktet blev taget med målene for Lianhua Qingwen, der kommer ind i blodbanen. Resultaterne viste, at andelen af krydsende mål for Lianhua Qingwen-kapsler, der kommer ind i blodbanen med multiorganvævsskade og immunskade, var 1,6% til 2%. På grund af den høje homologi mellem SARS-virus og coronavirus blev skæringspunktet mellem blodkomponenterne i Lianhua Qingwen og SARS-virus taget, og forholdet mellem skæringspunktet mellem Lianhua Qingwen og SARS-virus blev fundet at være 4,3%. Blodkomponenterne i Lianhua Qingwen har potentiale til at regulere immuniteten, beskytte væv og organer og modstå virus. Resultaterne af KEGG-vejanalysen viste, at vævsskader på flere organer, immunskader og SARS hovedsageligt involverer kræftveje, PI3K Akt, MAPK, TNF, HIF-1 og andre signalveje. Derfor vil denne undersøgelse, baseret på målforudsigelse og KEGG-vejanalyse, undersøge interventionen af Lianhua Qingwens blodkomponenter i cytokinstormforebyggelse og behandling af COVID-19 ud fra tre aspekter: rydning af antigener, regulering af immunsystemet og beskyttelse af væv og organer.
Fjernelse af kilden til resistens - antiviral. Ny coronavirus er patogenet for COVID-19. Statens nøglelaboratorium for luftvejssygdomme, det første tilknyttede hospital ved Guangzhou Medical University, fandt ud af, at Lianhua Qingwen signifikant kunne hæmme aktiviteten af nyt coronavirus in vitro, reducere virusindholdet i cellemembran og cytoplasma og hæmme overaktivering af cytokiner. Forskning har vist, at ACE2 er en receptor for SARS-CoV-2-værtsceller, og bindingen af SARS-CoV-2 til ACE2 er et vigtigt led i virusinfektion af humane celler. Efter SARS-CoV-2-infektion kommer det ind i alveolære celler og replikerer en stor mængde cytokiner på kort tid og danner i sidste ende en cytokinstorm, der udløser betændelse. Ho et al. fandt, at emodin hæmmer SARS-CoV-infektion ved at blokere bindingen af SARS-CoV-protein til ACE2-receptorer og derved udøve antivirale effekter. Tidligere undersøgelser har vist, at når rutin er 200 mg / kg, er hæmningshastigheden for lungeindeks i influenzamus 27,3%, hvilket indikerer en signifikant anti-influenzavirus effekt. Den hæmmende virkning på influenzavirus kan forekomme under frigivelses- og diffusionsstadierne. MAPK er en kendt vigtig cellulær signalvej, der kan aktiveres af forskellige vira. Tidligere rapporter om human coronavirusinfektion har vist, at p38MAPK-vejen aktiveres, og dens nedstrøms regulatoriske proteinfosforylering forbedres, hvilket fremmer produktionen af pro-inflammatoriske cytokiner og fører til cytokinstorme. Wang et al. fandt gennem in vivo- og in vitro-eksperimenter, at rhein kan hæmme adsorption og replikation af influenza A-virus (IAV), muligvis gennem hæmning af MAPK og NF - κ B-signalveje. Det er blevet bekræftet, at glycyrrhetinsyre, hovedkomponenten i lakrids, kan hæmme replikationen af SARS CoV-virus i Vero-celler dyrket in vitro og også hæmme adsorptionen og permeationen af virussen i de tidlige stadier af replikationscyklussen. Ovenstående indikerer, at blodkomponenterne i Lianhua Qingwen har bredspektrede antivirale virkninger, som yderligere kan undertrykke cytokinstorme fra kilden ved at hæmme virusreproduktion.
Immunregulering - modstå inflammatoriske storme. Immunforstyrrelser er kernen i cytokinstorme. Når virussen kommer ind i kroppen, forstyrrer den det immunregulerende netværk, hvilket fører til en ubalance mellem proinflammatoriske cytokiner og antiinflammatoriske cytokiner, hvilket får kroppen til at gå ind i en meget inflammatorisk tilstand og udløse cytokinstorme. Gennem Venn-diagrammet blev det konstateret, at komponenterne i Lianhua Qingwen, der kommer ind i blodbanen, har 133 fælles mål med immunskader, hvilket indikerer, at komponenterne i Lianhua Qingwen, der kommer ind i blodbanen, kan hæmme inflammatoriske storme gennem immunregulering. Ifølge eksisterende forskning er CD4+- og CD8+T-lymfocytter i perifert blod hos COVID-19-patienter markant reduceret, men Th17-undergruppen af CD4+T-lymfocytter er øget, og CD8+T-lymfocytter indeholder højere koncentrationer af cytotoksiske partikler, hvilket indikerer, at patientens immunsystem til en vis grad er alvorligt beskadiget. IL-6 er et inflammatorisk cytokin. Udskillelsen af IL-6 hjælper med at evaluere sværhedsgraden af COVID-19, og den dynamiske ændring af IL-6-niveauet kan bruges som en indikator til overvågning af tilstanden hos patienter med svær COVID-19. TNF - α er hovedsageligt et lille molekyleprotein, der udskilles af mononukleære makrofager, som frigiver inflammatoriske faktorer for at deltage i den inflammatoriske reaktion og derved forværre forekomsten og udviklingen af sygdomme. Tidligere undersøgelser har vist, at aktivering af NF-κ B-stien fører til overekspression af proinflammatoriske cytokiner som TNF-α og IL-6. Blokering af NF-κ B-signalvejen hæmmer ikke kun virusoverførsel, men undertrykker også udviklingen af relateret inflammation. Glycyrrhetinsyre kan spille en immunregulerende rolle i Mycoplasma pneumoniae (MO)-infektion hos får ved at øge makrofagspredningen efter MO-infektion. Emodin, som er en af hovedkomponenterne i rabarber, kan ikke kun hæmme tidlige inflammatoriske cytokiner, men også undertrykke den inflammatoriske kaskade-reaktion og reducere udtrykket af "sekundære" inflammatoriske cytokiner. Ved at hæmme NF - κ B p65-phosphorylering kan det reducere udtrykket af IL-6 og TNF α i perifert blod, hæmme LPS-induceret makrofagcytokinfrigivelse og have ideelle antiinflammatoriske virkninger. Tidligere undersøgelser har vist, at mangiferin kan reducere udtrykket af inflammatoriske faktorer i hjernevæv, hovedsageligt ved at kontrollere aktiveringen af SphK1 / SIP-signalvejen og derved hæmme NF - κ B-signalvejen og yderligere forbedre skaden på inflammatoriske faktorer på hjernevæv. Liu et al. observerede, at salidroside kan reducere proinflammatoriske cytokiner og lungebetændelse i serum betydeligt, hæmme proinflammatoriske cytokiner som TNF - α, IL-1 β og IL-6 betydeligt og øge niveauet af antiinflammatorisk cytokin IL-10 betydeligt. Ovenstående indikerer, at blodkomponenterne i Lianhua Qingwen hæmmer NF - κ B-signalvejen, nedregulerer udtrykket af proinflammatoriske cytokiner, opregulerer niveauerne af antiinflammatoriske cytokiner og balancerer mellem proinflammatoriske cytokiner og antiinflammatoriske cytokiner og derved griber ind i cytokinstorme.
Beskyttelse af organer og væv. Konsekvensen af cytokinstorm er multipel organsvigt, hvor overdreven cytokinfrigivelse kan føre til vævsskade og i alvorlige tilfælde død. I kliniske biokemiske testindikatorer blev det konstateret, at COVID-19 hovedsageligt skader lungerne, efterfulgt af varierende grader af skade på hjerte, lever og nyrer. Ifølge Venn-diagrammet, der er oprettet på baggrund af komponenterne i Lianhua Qingwen, der kommer ind i blodbanen, og målene for forskellige organskader, kan det ses, at Lianhua Qingwen, der kommer ind i blodbanen, har krydsende mål for forskellige organskader, hvilket kan lindre vævs- og organskader og forbedre kroppens immunfunktion gennem disse mål. PI3K tilhører den intracellulære fosfatidylinositolkinase, og Akt er et meget vigtigt nedstrøms aktivt mål for PI3K, der tilhører en serin/threonin-proteinkinase. PI3K/Akt-signalvejen opreguleres i LPS-induceret kronisk leverskade, hvilket signifikant påvirker NF - κ B-signalvejen og fører til transkriptionelle ændringer i celler, hvilket i sidste ende resulterer i leverdysfunktion; Undersøgelser har vist, at amygdalin reducerer udtrykket af PI3K og phosphoryleret AKT i celler, hvilket indikerer, at amygdalin forbedrer den antiinflammatoriske evne og har en betydelig beskyttende virkning mod leverskade ved at hæmme PI3K/AKT og NF - κ B-signalveje. Hu et al. fandt, at LPS-induceret inflammation af TNF - α, IL-1 og IL-6 er en nøglefaktor i forværringen af akut lungeskade (ALI). Derfor kan man ikke se bort fra at hæmme den overdrevne produktion og ekspression af proinflammatoriske cytokiner for at reducere LPS-induceret ALI. Emodin spiller en beskyttende rolle i rotte-modellen for svær akut pancreatitis (SAP) med lungeskade ved at nedregulere den inflammatoriske ekspression af NF - κ B, TNF - α og IL-1 β og beskytter dermed SAP-lungeskade og kroppen. Komponenterne i Lianhua Qingwen, der kommer ind i blodbanen, har den virkning, at de reducerer vævs- og organskader ved at hæmme de inflammatoriske signalveje PI3K/AKT og NF - κ B.
Sammenfattende har udforskende undersøgelser af komponenterne i Lianhua Qingwen, der kommer ind i blodbanen gennem netværksfarmakologi og molekylær docking, vist, at Lianhua Qingwen, der kommer ind i blodbanen, har karakter af multikomponent, multimål og multivej. Det kan fjerne antigener, regulere immuniteten og beskytte væv og organer ved at regulere relevante cytokiner og signalveje. Denne undersøgelse giver et materielt grundlag og et teoretisk grundlag for effektiv forebyggelse og behandling af COVID-19 med Lianhua Qingwen-kapsler.