俄勒岡州立大學科學家通過該大學發明的一種化學篩選技術確定的大麻化合物顯示，其能夠防止引起COVID-19的病毒進入人體細胞。由俄勒岡州立大學全球大麻創新中心、藥學院和萊納斯-鮑林研究所的研究員Richard van Breemen領導的研究結果於2022年1月10日發表在《天然產物雜誌》上。
Van Breemen說，大麻在科學上被稱為Cannabis sativa，是一種纖維、食品和動物飼料的來源，多種大麻提取物和化合物被添加到化妝品、身體乳液、膳食補充劑和食品中。
Van Breemen和包括俄勒岡健康與科學大學的科學家在內的合作者發現，一對大麻素酸與SARS-CoV-2刺突蛋白結合，阻斷了該病毒用來感染人的過程中的一個關鍵步驟。
這些化合物是大麻酚酸（CBGA）和大麻二酚酸（CBDA），而刺突蛋白是COVID-19疫苗和抗體治療中使用的同一藥物目標。藥物靶點是對疾病過程至關重要的任何分子，這意味着破壞它可以阻撓感染或疾病的發展。
“這些大麻酸在大麻和許多大麻提取物中都很豐富，”Van Breemen說。“它們不是像大麻中的精神活性成分THC那樣的受控物質，並且在人類中具有良好的安全性。我們的研究表明，大麻化合物對SARS-CoV-2的變體同樣有效，包括在英國首次發現的B.1.1.7變體和在南非首次發現的B.1.351變體。”這兩個變體也分別被稱為alpha和beta變體。
Van Breemen表示，SARS-CoV-2的特點是其外表面有冠狀突起，其特點是RNA鏈編碼其四個主要結構蛋白–刺突蛋白、包膜蛋白、膜蛋白和核衣殼蛋白–以及16個非結構蛋白和幾個“附屬”蛋白。
他說：“感染和複製周期的任何部分都是抗病毒干預的潛在目標，而刺突蛋白的受體結合域與人類細胞表面受體ACE2的連接是該周期的一個關鍵步驟。這意味着細胞進入抑製劑，如來自大麻的酸，可以用來預防SARS-CoV-2感染，還可以通過防止病毒顆粒感染人體細胞來縮短感染時間。它們與刺突蛋白結合，使這些蛋白不能與ACE2酶結合，ACE2酶在肺部和其他器官的內皮細胞外膜上很豐富。”
他指出，使用阻斷病毒與受體相互作用的化合物對其他病毒感染的病人有幫助，包括HIV-1和肝炎。
Van Breemen、藥學院和Linus Pauling研究所的Ruth Muchiro以及俄勒岡州立大學的五位科學家通過van Breemen實驗室發明的基於質譜的篩選技術確定了這兩種大麻酸。Van Breemen的團隊篩選了一系列用作膳食補充劑的植物，包括紅三葉草、野山藥、啤酒花和三種甘草。
《美國質譜學會雜誌》上的一篇早期論文描述了為尋找針對SARS-CoV-2刺突蛋白的藥物而定製的新方法–親和選擇質譜法。
在後來的研究中，實驗室測試顯示，大麻酚酸和大麻二酚酸能防止冠狀病毒刺突蛋白對人類上皮細胞的感染，並阻止SARS-CoV-2進入細胞。
“這些化合物可以口服，並且在人類中有着悠久的安全使用歷史，”van Breemen說。“它們有可能預防以及治療SARS-CoV-2的感染。CBDA和CBGA是由大麻植物產生的，是許多消費者熟悉的CBD和CBG的前體。然而，它們與酸不同，不包含在大麻產品中。”
Van Breemen解釋說，親和選擇質譜（他將其簡稱為AS-MS），包括將SARS-CoV-2刺突蛋白這樣的藥物目標與可能的配體–可能與之結合的東西–如植物提取物（在這種情況下是大麻提取物）的混合物孵育。然後用幾種方法之一將配體-受體複合物從非結合分子中過濾出來。
“我們確定了幾種大麻素配體，並根據它們與刺突蛋白的親和力對它們進行排序，”van Breemen說。“對刺突蛋白具有最高親和力的兩種大麻素是CBDA和CGBA，它們被證實能夠阻止感染。”
“大流行中的一個主要問題是變體的傳播，其中有很多，B.1.1.7 和 B.1.351 是最普遍和最令人擔憂的，”他補充說。“這些變體以逃避針對早期譜系SARS-CoV-2 的抗體而聞名，鑒於當前的疫苗接種策略依賴於早期譜系刺突蛋白作為抗原，這顯然令人擔憂。我們的數據顯示 CBDA 和 CBGA 對我們研究的兩種變體有效，我們希望這種趨勢能夠擴展到其他現有和未來的變體。”
Van Breemen 說，在大麻素的廣泛使用中仍可能出現耐藥性變異，但疫苗接種和 CBDA/CBGA 治療的結合應該為 SARS-CoV-2 帶來更具挑戰性的環境。
“我們早期的研究報告了另一種化合物的發現，一種來自甘草的化合物，它也與刺突蛋白結合，”他說。“然而，我們尚未測試該化合物甘草查耳酮 A 對活病毒的活性。為此，我們需要新的資金。”