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氯喹（Chloroquine，商品名為Aralen^?等）作為臨床應用超過70年的安全老藥，是最具有臨床價值的一種治療瘧疾以及類風濕關節(jié)炎的藥物。

羥氯喹（Hydroxychloroquine，商品名為Plaquenil^?等），是氯喹的衍生物，其末端增加一個羥基-OH取代，如圖1所示。毒性僅為氯喹的一半，在人體胃腸道吸收更快，體內(nèi)分布更廣。

羥氯喹同氯喹一道，作為喹啉類衍生物，都是當下的一線抗瘧及免疫調(diào)節(jié)用藥。

圖1：喹啉、氯喹與羥氯喹化學結(jié)構(gòu)

1.    舊歷

要說羥氯喹從何而來，那就要追蹤溯源到17世紀，如圖2左半部所示。

第一代抗瘧藥物的最早記錄，來自秘魯?shù)慕痣u納樹皮中的生物堿——奎寧。后由法國化學家Pelletier 和 Caventou于1826年提煉得到。1894 年，英國內(nèi)科醫(yī)生Payne發(fā)現(xiàn)，奎寧還可以用于風濕類疾病的治療。由于奎寧的結(jié)構(gòu)復雜，直到1907年德國化學家才確定了奎寧的化學結(jié)構(gòu)式?？鼘幍娜铣稍诮?0年后才得以完成，但合成路線并沒有實用的工業(yè)價值。且抗瘧原蟲對奎寧逐步產(chǎn)生抗藥性，新一代抗瘧藥的需求與日俱增。

第二代抗瘧藥物——氯喹，在20世紀30年代，由德國科學家 Hans Andersag 合成。因為對氯喹安全劑量試驗的缺乏，導致實際使用劑量超過了所需劑量的十倍，在患者身上產(chǎn)生了嚴重的視網(wǎng)膜視力副作用。

1944 年美國科學家用羥乙基替代了氯喹分子末端的一個乙基，合成了羥氯喹。作為氯喹的衍生物，羥氯喹療效與氯喹相近，但毒副作用大幅降低。隨后，羥氯喹先后獲得了美國FDA在防治瘧疾與治療類風濕關節(jié)炎的批準，成為抗瘧抗炎的一線藥物寵兒。

圖2：羥氯喹的前世今生

2. 今朝

新冠肆虐的2020年，在沒有疫苗和特效藥上市的情況下，世界各地的各大科研院所及前線臨床醫(yī)生，利用虛擬篩選、體外抗病毒活性評價、細胞水平毒性評價等方法，得到一批可能有效的“老藥新用”的藥物，其治療方案及最低價格整理如表一所示。氯喹/羥氯喹在所列藥品中一療程所需的價格均在1美元以下，且每公斤價格最便宜。藥價便宜雖然令氯喹和羥氯喹享有一定優(yōu)勢，但并不是被點名為新冠用藥的主要原因。

圖3. 用于COVID-19的主要藥物生產(chǎn)成本和最低/最高價格，數(shù)據(jù)來源：Hill,et al., Minimum costs to manufacture new treatments for COVID-19 Journal of Virus Eradication, 2020; 6: 61–69

首次用于新冠：我國。氯喹和羥氯喹在COVID-19中能夠作為治療方案，最初是在我國首先開展的。如圖2右半部所示，1月27日，廣東省科研團隊根據(jù)藥物體外篩選的結(jié)果，制定臨床試驗方案，在對10例患者的研究當中，獲得了患者在服用磷酸氯喹5天后有7例咽拭子檢測轉(zhuǎn)陰的前瞻性成果。氯喹在新冠的使用隨即寫入了我國新型冠狀病毒肺炎診療方案（試行第六版）。3月12日，上海批準了羥氯喹作為新冠治療用藥。至此，對氯喹和羥氯喹的一系列科學研究及臨床試驗在隨著疫情日益嚴峻的環(huán)境下全面展開。

推向浪尖：特朗普“帶貨”。3月19日，美國總統(tǒng)特朗普在白宮發(fā)言，推薦羥氯喹在新冠的使用。

FDA緊急批準了對羥氯喹的標簽外使用3月28日，至此，全球的政客、媒體、科學家、醫(yī)生、制藥商，甚至包括世衛(wèi)組織WHO，站在各自不同的立場，上演一場了對羥氯喹治療新冠的“活久見世紀爭論”。

多國批準：在FDA批準后，澳大利亞、歐洲多國、包括法國、俄羅斯等國相繼批準了羥氯喹的使用。

當頭一棒：《柳葉刀》宣稱羥氯喹對新冠患者治療無效；WHO暫停了有關羥氯喹的臨床試驗。

撤稿反轉(zhuǎn)：令人嘩然的是，獨立的同行評審者無法訪問用于分析的來自一家叫 Surgisphere的公司的數(shù)據(jù)。6月3日，《柳葉刀》遂宣布撤稿，同時《新英格蘭醫(yī)學雜志》發(fā)布了含有Surgisphere數(shù)據(jù)的一篇論文的撤稿告示。于是，WHO又恢復了羥氯喹的臨床試驗。

又現(xiàn)反轉(zhuǎn)：6月5日，英國牛津大學的RECOVERY試驗宣布，羥氯喹不能降低患者死亡風險和縮短住院時間。

跌落神壇：6月15日，美國FDA撤回對氯喹和羥氯喹的緊急使用授權。

終極宣判：7月4日，WHO宣布將停止項目中羥氯喹和洛匹那韋/利托那韋兩個分支的試驗，理由是這些分支試驗中的新冠住院患者病亡率幾乎或完全沒有下降。

至此，似乎各大機構(gòu)已經(jīng)宣布對羥氯喹的判決。盡管如此，羥氯喹的研究者仍在繼續(xù)臨床試驗及科學研究，相關論文仍在發(fā)表，大致可分為支持與非支持兩派。

如圖4所示：支持派——在早期使用羥氯喹或羥氯喹聯(lián)用藥物方案，可以降低重癥率以及死亡風險；非支持派——在重癥患者中使用羥氯喹，并沒有減輕癥狀或者死亡率。由于沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)驗證方法，各地病人及治療方案不同，影響因素復雜，且羥氯喹于新冠的作用機制未明確，目前所獲的羥氯喹臨床試驗結(jié)論未能準確的判定其藥效。

圖4：疫情爆發(fā)時結(jié)論迥異的臨床試驗

關于羥氯喹治療新冠的臨床試驗與科學研究仍將繼續(xù)。截止于8月31日，對氯喹和羥氯喹在新冠的研究，全球范圍內(nèi)已有超過2000篇論文發(fā)表（PubMed.com），仍有178個臨床試驗正在進行（clinicaltrials.gov）。

具統(tǒng)計顯示，早期使用羥氯喹的平均每百萬人死亡人數(shù)降低88.9%（使用受限455.3 vs 廣泛使用50.5）。經(jīng)hcqtrial.com統(tǒng)計，許多國家通過選擇采納或拒絕羥氯喹（羥氯喹）的早期治療，有效地形成了一項大型對比試驗。其中治療組（羥氯喹允許使用）有18億人，對照組（羥氯喹使用受限）有6.63億人，結(jié)果如圖5所示。

圖5：早期廣泛使用羥氯喹（羥氯喹）的國家與未使用羥氯喹的國家的每百萬死亡數(shù)，數(shù)據(jù)來源：hcqtrial.com

盡管圖5展示的數(shù)據(jù)與羥氯喹的支持者發(fā)表的數(shù)據(jù)，似乎對羥氯喹的使用產(chǎn)生一定的支持性，但回顧許多非支持性的論文結(jié)果，對羥氯喹的質(zhì)疑仍然存在。羥氯喹要想在治療新冠的路上走得長遠，這些質(zhì)疑必須要得到關注，或者解決。

1.    安全性擔憂

從1990年代的藥代數(shù)據(jù)來看，氯喹和羥基氯喹的代謝半衰期都非常長（20~50天才能排除體外）。（注1）由于非常低的代謝率，這些藥物會隨著時間的推移在組織中過量積累，尤其是眼睛、皮膚、大腦、心臟和肝臟。氯喹和羥基氯喹的最大推薦劑量（據(jù)FDA，分別為300 mg/kg和400mg/kg）以外的長期和更高的劑量會使患者面臨不良反應的風險，如不可逆視網(wǎng)膜病變、神經(jīng)疾病和心臟毒性，但其機制尚不清楚。（注2-5）

值得注意的是，在迄今為止進行的所有COVID-19臨床試驗以及正在進行的氯喹或羥氯喹試驗中，所使用的藥物均為外消旋形式，即R-和S-兩種對映體的1:1混合物，如圖6所示。因此，這些試驗的臨床結(jié)果應被視為R-和S-對映體的綜合表現(xiàn)。

圖6：氯喹與羥氯喹的R-和S-對映體

然而，氯喹和羥氯喹的不同對映體各自的藥效和毒性，特別是最受關注的心血管毒性，尚未被描述或報道。

因此，南方科技大學生物醫(yī)藥研究院院長——張緒穆教授領銜，與鐘南山院士廣東團隊中的趙金存教授，禮來前副總張彥濤博士，中山大學羅海彬教授，以及廣東省動監(jiān)所楊豐華教授進行合作，針對羥氯喹存在的問題開展了攻關研究。

為盡早讓人們意識到新冠臨床中的使用的氯喹和羥氯喹是混合物，研究成果已率先以預印版形式，在bioRxiv公開數(shù)據(jù)（doi.org/10.1101/2020.05.26.114033），目前正在投稿審核中。

圖7: 氯喹與羥氯喹的R-和S-對映體預印本文章在bioRxiv（doi.org/10.1101/2020.05.26.114033）

南方科技大學團隊發(fā)現(xiàn)S型羥氯喹的心肌毒性小于R型，及混旋羥氯喹。在分離獲得了高純度的R型與S型羥氯喹后，對R/S型氯喹和羥氯喹的心肌細胞毒性研究顯示，氯喹和羥氯喹的對映體在hERG（人體心肌細胞鉀離子通道）抑制有明確的顯著差異。研究發(fā)現(xiàn)，S型羥氯喹是此系列化合物中，心肌毒性最低的（hERG IC50 > 20 μM，一般藥物需達到> 10 μM），如表1所示。

表1：氯喹與羥氯喹，及其對映體的hERG抑制測評。注：西沙必利為陽性參照物。數(shù)據(jù)來源：Li,et al., 2020, bioRxiv（doi.org/10.1101/2020.05.26.114033）

在豚鼠體內(nèi)的QT間期延長預測實驗中，未發(fā)現(xiàn)單獨使用S型羥氯喹會引起QT間期延長的現(xiàn)象。圖8可以看出，S型羥氯喹組與對照組在給藥3 天和6 天后的QT間期變化（△QTc）無統(tǒng)計學意義。而與阿奇霉素（AZM）聯(lián)用后，第3天和第6天△QTc均顯著增加，說明△QTc的延長僅與阿奇霉素有關。

圖8：QT間期延長測評，數(shù)據(jù)來源：Li, et al., 2020, bioRxiv（doi.org/10.1101/2020.05.26.114033）

根據(jù)hERG與QT實驗結(jié)果，S型羥氯喹的單獨使用可以大大減小混旋羥氯喹可能引起的心肌毒性。因此，可以推測目前臨床試驗中，使用外消旋羥氯喹得到的不明確或不利的結(jié)果，可能是由于R型羥氯喹的混合，或使用阿奇霉素帶來的心肌毒性所造成的。

2.    抗新冠藥效

盡管羥氯喹已經(jīng)在臨床中進行了試驗，且得出的結(jié)果各不相同，但是氯喹和羥氯喹的不同對映體對抗新冠的藥效，目前也還未被報道。

研究團隊首次報道了氯喹和羥氯喹對映體在體外對活的SARS-CoV-2抗病毒活性上的差異，如圖9，圖10所示。氯喹和羥氯喹的S型-對映體都比相應的R型 -對映體具有明顯的活性。其中，S型羥氯喹的抗病毒活性較R型羥氯喹提高60%。而氯喹和羥氯喹的外消旋混合物的IC50值介于這兩種對映體之間，這表明在測試條件下S型-對映體是外消旋體抗病毒活性的主要因素。

圖9：氯喹（A），羥氯喹（B）及其對映體，與阿奇霉素（C）在抗新冠病毒的體外活性測試，數(shù)據(jù)來源：Li, et al., 2020, bioRxiv（doi.org/10.1101/2020.05.26.114033）

圖10：免疫熒光顯微鏡觀察氯喹(A)和羥氯喹(B)及其對映體，以及阿奇霉素(C)對體外SARS-CoV-2感染的治療，數(shù)據(jù)來源：Li, et al., 2020, bioRxiv（doi.org/10.1101/2020.05.26.114033）

3.    羥氯喹抗新冠作用機理未明確

南科大團隊對羥氯喹的作用機制也進行了研究，結(jié)果顯示，主要蛋白酶（Mpro，又稱為3CLpro）作為病毒轉(zhuǎn)錄和復制的關鍵酶之一，很有可能是氯喹和羥氯喹治療COVID-19的靶點之一。Mpro對S型對映體的結(jié)合親和力高于R型對映體。S型羥氯喹表現(xiàn)為最好的對映體，其Ki值為0.30，且S型羥氯喹對Mpro的抑制效果最好，IC50值為2.47 mM。

表2：氯喹，羥氯喹及其對映體，對Mpro的抑制測評。

數(shù)據(jù)來源：Li,et al., 2020, bioRxiv（doi.org/10.1101/2020.05.26.114033）

根據(jù)近期發(fā)表于《自然》雜志的論文（注6），氯喹/羥氯喹不能在有TMPRSS2的肺細胞中產(chǎn)生抑制病毒的作用，但臨床試驗顯示出的氯喹/羥氯喹的有效作用，可能是通過多種機理發(fā)揮作用的綜合表現(xiàn)。此外，氯喹還有調(diào)節(jié)免疫的作用、核內(nèi)體pH、調(diào)節(jié)巨噬細胞TLR、抑制糖基化反應及抗炎作用。當然，氯喹/羥氯喹可能產(chǎn)生的負面作用，例如在局部堆積、過度免疫抑制、抑制抗體-抗原反應、抑制自身代謝等作用也不可忽視，在用藥時需要聯(lián)合考慮，如圖11。

圖11：氯喹/羥氯喹抗COVID-19的陰陽作用（正反兩方面），數(shù)據(jù)來源：Tang,et al., 2020 Journal Autophagy (doi.org/10.1080/15548627.2020.1796014)

羥氯喹作為70年的臨床抗瘧一線老藥，在治療新冠的路上艱難坎坷。拋去所有政治輿論因素，臨床試驗指出的關于羥氯喹心肌毒性隱患、藥效爭議，機理不明朗等問題，值得用中立的科學數(shù)據(jù)來驗明藥效和安全性。

南科大團隊的研究對這些問題提供了一些科學數(shù)據(jù)：

1. 臨床中使用的羥氯喹是R與S型1:1的混合物；

2. 可能產(chǎn)生的心肌毒性可能主要來自于混旋羥氯喹中的R-構(gòu)型，而S型羥氯喹比R型的抗病毒活性高，且毒性更低。

未來對于羥氯喹的抗新冠臨床研究，應當使用單一構(gòu)型的S型羥氯喹，而非混合物——混旋羥氯喹，來避免R構(gòu)型對整體藥效和安全性可能帶來的數(shù)據(jù)干擾，從而減少對臨床資源的浪費。

預印版文章被《科學》雜志博客編輯德里克·洛博士評論到：“這是我所見過的支持羥氯喹最多的數(shù)據(jù)”。相信論文中給出的結(jié)果，將引起廣大關注羥氯喹功效和毒性的人們的注意，從純科學的觀點，鼓勵更多的科學家回到基礎研究中去尋找羥氯喹出路的答案。

參考文獻

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9.    Li, et al., bioRxiv 2020,doi.org/10.1101/2020.05.26.114033

10. Pubmed.com

11. Clinicaltrials.gov

12. 羥氯喹trial.com

13. 新型冠狀病毒肺炎診療方案（試行第六版）