图1 FXR调节ACE2表达和SARS-CoV-2感染
为了验证这些发现在体内的相关性，他们评估了UDCA对小鼠和仓鼠ACE2表达的影响。结果表明UDCA治疗降低了小鼠和仓鼠中ACE2的表达（图2a-c）。
为了探讨UDCA介导的ACE2下调是否减少体内SARS-CoV-2感染，他们使用了成熟的叙利亚金仓鼠感染模型。9只动物用UDCA治疗7天（UDCA组），以达到与患者血液中UDCA水平相当的血浆浓度。6只仅接受载体的动物用作对照（对照组），两组均不直接感染病毒（哨兵动物）。在第7天，他们将SARS-CoV-2 delta变体接种给另外5只独立的健康仓鼠。随后，将每只受感染的动物与来自UDCA或对照组随机选择的3只哨兵仓鼠共饲养4天，以探究病毒的传播（图2a）。结果发现，UDCA治疗阻止了9只哨兵动物中的6只（33%感染vs 67%未感染）SARS-CoV-2的传播；而SARS-CoV-2在对照组所有6只中传播（图2d-e）。与体重增加的UDCA动物相比，直接接种和对照动物在病毒感染后均体重减轻（图2f-g）。这些体内结果证实了UDCA对COVID 19的预防潜力。
图2 FXR抑制减少体内ACE2和SARS-CoV-2感染
研究者试图进一步在人体器官中验证这些观察结果。他们最初关注的是肺部，它是SARS-CoV-2感染的主要部位之一。他们使用了一对拒绝移植的人肺，并进行了体外常温灌注（ESNP）和适当的机械通气（图3a）。为了评估UDCA的效果，他们通过手术将同一供体的右肺和左肺分开（实验VS对照），并将它们连接到两个独立但相同的ESNP回路（图3a）。在UDCA给药前，他们测量了两个肺中ACE2的基线表达（图3b）和每个ESNP回路循环灌注液中ACE2活性（图3c）。随后在UDCA肺灌注液中施用UDCA，对照肺接受等量的盐水（图3a）。他们观察到，与对照相比，UDCA的离体治疗降低了肺实质、气道和肺血管中ACE2的表达以及灌注液中ACE2活性（图3b-c）。
研究者进一步评估了ACE2减少对SARS-CoV2感染易感性的重要性。在UDCA或载体给药后6小时，他们感染了来自每个肺的肺实质、气道和血管的样本，观察到UDCA治疗减少了SARS-CoV-2感染（图3d-e）。这些结果证实，临床剂量的UDCA可以下调ACE2水平，减少体外人肺中SARS-CoV-2感染。
图3 FXR抑制降低体外人肺中ACE2水平和SARS-CoV-2感染
上述结果鼓励他们评估UDCA对人类ACE2水平的潜在影响。鉴于UDCA具有良好的安全性，他们招募了8名志愿者，并以15 mg/kg/天的标准治疗剂量对他们进行UDCA治疗5天[4]。使用鼻咽拭子收集志愿者的鼻上皮细胞，并在UDCA治疗之前、期间和之后的多个时间点测量ACE2水平（图4a）。结果表明，UDCA降低了人类鼻上皮中的ACE2水平，这是SARS-CoV-2感染的主要部位（图4b）。
基于这些观察结果，研究者继续探讨了UDCA对新冠肺炎患者预后的潜在影响。为此，他们访问了COVID-Hep/SECURELiver登记系统[5]。这些登记包括患有新冠肺炎的慢性肝病患者（n=1096）和接受UDCA的胆汁淤积性肝病患者的数据（n=31）（图4c）。他们观察到与未接受UDCA的患者相比，接受UDCA治疗的患者具有更好的结果，包括住院率、ICU入院率和死亡率降低等（图4d）。然后，他们在第二个独立的患者队列中验证了这些结果，队列人群为119名均接受过至少两剂COVID19 mRNA疫苗的肝移植患者，其中有24人接受了UDCA（图4e），他们观察到接受UDCA治疗的患者更不容易发展为中度、重度或危重新冠肺炎（P=0.026）（图4f）。综上所述，他们探索性队列和验证性队列的结果支持在一项大型前瞻性临床试验中进一步深入研究UDCA对新冠肺炎临床结局的影响。
图4 UDCA与更低的ACE2水平和更好的临床结果相关
总之，该项研究表明FXR参与SARS-CoV-2复制的多个组织中ACE2表达的调节。使用临床批准的药物UDCA能抑制FXR活性，下调ACE2表达并减少SARS-CoV-2感染。他们的临床观察表明，UDCA降低了健康人鼻上皮中的ACE2水平，并且UDCA与新冠肺炎患者良好临床结局之间存在潜在相关性。
参考文献
[1] Bartoszko JJ, Siemieniuk RAC, Kum E, Qasim A, Zeraatkar D, Ge L, Han MA, Sadeghirad B, Agarwal A, Agoritsas T, Chu DK, Couban R, Darzi AJ, Devji T, Ghadimi M, Honarmand K, Izcovich A, Khamis A, Lamontagne F, Loeb M, Marcucci M, McLeod SL, Motaghi S, Murthy S, Mustafa RA, Neary JD, Pardo-Hernandez H, Rada G, Rochwerg B, Switzer C, Tendal B, Thabane L, Vandvik PO, Vernooij RWM, Viteri-García A, Wang Y, Yao L, Ye Z, Guyatt GH, Brignardello-Petersen R. Prophylaxis against covid-19: living systematic review and network meta-analysis. BMJ. 2021 Apr 26;373:n949. doi: 10.1136/bmj.n949. PMID: 33903131; PMCID: PMC8073806.
[2] Evangelou K, Veroutis D, Paschalaki K, Foukas PG, Lagopati N, Dimitriou M, Papaspyropoulos A, Konda B, Hazapis O, Polyzou A, Havaki S, Kotsinas A, Kittas C, Tzioufas AG, de Leval L, Vassilakos D, Tsiodras S, Stripp BR, Papantonis A, Blandino G, Karakasiliotis I, Barnes PJ, Gorgoulis VG. Pulmonary infection by SARS-CoV-2 induces senescence accompanied by an inflammatory phenotype in severe COVID-19: possible implications for viral mutagenesis. Eur Respir J. 2022 Aug 18;60(2):2102951. doi: 10.1183/13993003.02951-2021. PMID: 35086840; PMCID: PMC8796696.
[3] Sun L, Cai J, Gonzalez FJ. The role of farnesoid X receptor in metabolic diseases, and gastrointestinal and liver cancer. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2021 May;18(5):335-347. doi: 10.1038/s41575-020-00404-2. Epub 2021 Feb 10. PMID: 33568795.
[4] European Association for the Study of the Liver. Electronic address: easloffice@easloffice.eu; European Association for the Study of the Liver. EASL Clinical Practice Guidelines: The diagnosis and management of patients with primary biliary cholangitis. J Hepatol. 2017 Jul;67(1):145-172. doi: 10.1016/j.jhep.2017.03.022. Epub 2017 Apr 18. PMID: 28427765.
[5] Marjot T, Moon AM, Cook JA, Abd-Elsalam S, Aloman C, Armstrong MJ, Pose E, Brenner EJ, Cargill T, Catana MA, Dhanasekaran R, Eshraghian A, García-Juárez I, Gill US, Jones PD, Kennedy J, Marshall A, Matthews C, Mells G, Mercer C, Perumalswami PV, Avitabile E, Qi X, Su F, Ufere NN, Wong YJ, Zheng MH, Barnes E, Barritt AS 4th, Webb GJ. Outcomes following SARS-CoV-2 infection in patients with chronic liver disease: An international registry study. J Hepatol. 2021 Mar;74(3):567-577. doi: 10.1016/j.jhep.2020.09.024. Epub 2020 Oct 6. PMID: 33035628; PMCID: PMC7536538.