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抗凝固剤ナファモスタットは、細胞融合アッセイシステムにおけるSARS-CoV-2 Sタンパク質媒介の融合を強力に阻害し、細胞型依存性のウイルス感染をin vitroで抑制する
The Anticoagulant Nafamostat Potently Inhibits SARS-CoV-2 S Protein-Mediated Fusion in a Cell Fusion Assay System and Viral Infection In Vitro in a Cell-Type-Dependent Manner.
PMID: 32532094 DOI: 10.3390/v12060629.
抄録
コロナウイルス肺炎疾患（COVID-19）の原因菌であるSARS-CoV-2の感染が世界的に急速に拡大しているが，COVID-19の治療に十分な効果を示す薬剤はない。我々はこれまでに、既存の播種性血管内凝固（DIC）治療薬であるナファモスタットメシル酸塩が、膜貫通型セリンプロテアーゼ2（TMPRSS2）を標的とした中東呼吸器症候群コロナウイルス（MERS-CoV）Sタンパク質を介した細胞融合を効果的に阻害し、ヒト肺上皮由来Calu-3細胞へのMERS-CoV感染を抑制することを見出してきた。我々は、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2（SARS-CoV-2）Sタンパク質、アンジオテンシンI変換酵素2（ACE2）およびTMPRSS2に依存した定量的な融合試験法を確立し、ナファモスタットメシル酸塩が強力に融合を阻害したのに対し、カモスタットメシル酸塩は約10倍の活性低下を示した。さらに、メシル酸ナファモスタットは、持続的に静脈内投与した場合の平均血中濃度を下回る10nM前後の有効濃度（EC）で、Calu-3細胞のSARS-CoV-2感染を阻害した。一方、TMPRSS2に依存しないがカテプシンに依存するエンドソーム感染経路を持つVeroE6/TMPRSS2細胞では、30mM前後の有効濃度が必要であった。以上の結果から、メシル酸ナファモスタットは、細胞融合アッセイ系において SARS-CoV-2 S タンパク質を介した融合を強力に阻害し、インビトロでの SARS-CoV-2 感染を細胞型依存的に阻害することが明らかになった。これらの知見は、ナファモスタットの安全性に関する臨床データの蓄積と相まって、COVID-19の治療薬候補となる可能性が高いと考えられます。
Although infection by SARS-CoV-2, the causative agent of coronavirus pneumonia disease (COVID-19), is spreading rapidly worldwide, no drug has been shown to be sufficiently effective for treating COVID-19. We previously found that nafamostat mesylate, an existing drug used for disseminated intravascular coagulation (DIC), effectively blocked Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) S protein-mediated cell fusion by targeting transmembrane serine protease 2 (TMPRSS2), and inhibited MERS-CoV infection of human lung epithelium-derived Calu-3 cells. Here we established a quantitative fusion assay dependent on severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) S protein, angiotensin I converting enzyme 2 (ACE2) and TMPRSS2, and found that nafamostat mesylate potently inhibited the fusion while camostat mesylate was about 10-fold less active. Furthermore, nafamostat mesylate blocked SARS-CoV-2 infection of Calu-3 cells with an effective concentration (EC) around 10 nM, which is below its average blood concentration after intravenous administration through continuous infusion. On the other hand, a significantly higher dose (EC around 30 mM) was required for VeroE6/TMPRSS2 cells, where the TMPRSS2-independent but cathepsin-dependent endosomal infection pathway likely predominates. Together, our study shows that nafamostat mesylate potently inhibits SARS-CoV-2 S protein-mediated fusion in a cell fusion assay system and also inhibits SARS-CoV-2 infection in vitro in a cell-type-dependent manner. These findings, together with accumulated clinical data regarding nafamostat's safety, make it a likely candidate drug to treat COVID-19.