自2019年新型冠状病毒病(COVID-19)在全球流行以来，已导致全世界超过600万人死亡。患有危重COVID-19的患者会出现严重的呼吸窘迫，许多人因此失去生命。尽管人类已经开发出具有高保护效力的疫苗，但SARS-CoV-2的快速变异能力给COVID-19流行带来了巨大的不确定性。近日，新冠疫情再次对我国多地造成了严重影响，这使得新冠治疗药物的研究开发成为了优先事项。
新冠疫情爆发后，全球许多科研团队都在致力于新冠病毒肺炎预防与治疗的相关研究。随着研究的不断深入，以NMN为代表的NAD+前体成为了其中的一个重要突破口。
2020年4月，美国哈佛大学科研团队发现NMN鸡尾酒疗法能治疗新冠[1]；
2021年2月，瑞士皇家理工学院团队公布了鸡尾酒疗法治疗新冠的人体临床结果，发现NAD+前体和数种其他物质组成的鸡尾酒套餐能将新冠患者的恢复速度提升40%[2]；
2022年2月，哈佛大学医学院教授大卫.辛克莱尔在Trends in Immunology发表文章NAD+ in COVID-19 and viral infections认为提升NAD+对于新冠病毒感染后的康复有益[3]。
我国科研团队近日也得出了类似的结论。2022年4月29日，中科院联合北京大学与清华大学在Cell Discovery期刊发表以Treatment of SARS-CoV-2-induced pneumonia with NAD+ and NMN in two mouse models为题的临床前研究。研究团队认为补充NMN可挽救新冠病毒感染后导致的NAD+代谢，免疫反应和细胞死亡相关基因表达失调，抑制细胞死亡，显著改善病毒感染所导致的肺炎。
NAD+补充剂可缓解新冠引起的肺炎
研究团队首先采用SARS-CoV-2 MASCp6感染小鼠，再用NAD+（1mg/g/g/天）治疗老年小鼠（8-9个月）和年轻小鼠（6-7周），对照组则为生理盐水。感染后的第三天对小鼠进行解剖。
c:炎性细胞聚集密度 d:炎性细胞聚集面积 c:气道阻塞比率 f:气道阻塞面积
研究人员检测到对照组的老年小鼠肺部包括严重的炎性细胞浸润、肺泡间隔增厚、溶血、上皮损伤、气道阻塞和细胞死亡等病理特征。而补充NAD+组小鼠的肺部炎性细胞浸润和气道阻塞的症状明显减轻，值得注意的是，用NAD+治疗后未检测到溶血。对于年轻小鼠，病理特征是轻微的，几乎完全通过NAD+治疗消除，但通过qPCR和免疫荧光检测等手段来看，依旧有大量病毒存在于小鼠肺部，这说明NAD+治疗可以减轻病理损伤，但不能减轻病毒复制。
补充NAD+可缓解由新冠感染引起的基因表达变化
为了检查基因表达的变化是否通过补充NAD+来恢复，研究人员进行了qPCR以检查受感染肺中 PARP 家族基因的表达。研究发现PARP2的表达减少几乎完全恢复，更出乎意料的是，在NAD+治疗组中小鼠的Parp9、Parp10和Parp14都上调了。这表明Parp9、Parp10和Parp14对宿主细胞防御SARS-CoV-2很重要。因此宿主细胞不得不下调PARP2基因的表达以满足NAD+的需求，维持NAD+的动态平衡。
研究人员还研究了补充NAD+对NAD+合成相关的基因表达影响。研究发现负责NAD+从头合成相关的基因不受影响，补救途径的基因的下调得到了部分恢复。此外，研究还发现补充NAD+可能通过抑制Cd200r3、Cd200r4和Apaf1以及其他相关基因的表达来改善由新冠感染引起的严重炎症细胞浸润和细胞死亡。
a-e：PARP家族基因表达的变化 f-j：NAD +补救途径相关基因 k-o：三个NAD+从头合成相关基因 p,q：CD400 受体基因 r：qPCR 检测凋亡蛋白酶激活因子基因Apaf1的相对表达水平
补充NMN可缓解新冠引起的肺炎
研究人员为了检查NAD+前体NMN对新冠引起的肺炎是否具有相似的治疗效果，采用了毒性更强的SARS-CoV-2 MASCp36来感染老年小鼠（8-9个月），分别用NMN和NAD+治疗，NMN的剂量为500mg/kg/天，NAD+剂量不变，对照组依旧为生理盐水。
结果表明，与生理盐水组检测到的严重炎性细胞浸润和肺泡间隔增厚相比，NMN和NAD+组的病理损伤均明显减轻。令人意外的是，30%的小鼠最终在NMN组存活，对照组的小鼠则在第8天全部死亡。此外，NMN和NAD+组显著抑制了死亡细胞，分别为72.0%和73.9%。在基因表达方面，Cd200r4和Apaf1表达在NMN组中显著抑制，但在NAD+组中没有观察到。结果表明补充NMN不仅可以达到NAD+的类似治疗效果，甚至还可以减少感染小鼠的死亡率。
a：MASCp36 感染的老年小鼠中添加NMN和NAD+的实验设计示意图。b：生理盐水、NMN和NAD+给药的 MASCp36感染的老年小鼠肺切片的 H&E 染色结果。c：盐水(n=10) 和NMN(n=10)给予MASCp36 感染的老年小鼠的存活率。d：每组两个相邻肺切片的 SARS-CoV-2 核衣壳（绿色）和巨噬细胞标记物（CD68，红色）抗体的免疫染色结果。e：CD68+密度的量化来自生理盐水、NMN 和 NAD+的肺切片细胞。f,g：qPCR结果显示CD400受体基因Cd200r3 (f) 和Cd200r4 (g)的相对表达水平。H：每组两个相邻肺切片的SARS-CoV-2核衣壳（绿色）和 Cas3（红色）抗体的免疫染色结果。i：对施用了 MASCp36 感染的老年小鼠的生理盐水、NMN和NAD+的Cas3+细胞与感染细胞的比率进行量化。j：凋亡蛋白酶激活因子基因Apaf1相对表达水平的qPCR 结果。
补充NMN可部分改善由新冠感染引起的代谢紊乱
研究人员接下来通过靶向代谢组学分析更详细地研究了NMN的保护作用。比较了MASCp36 感染组（MASCp36+盐水）和对照组（相同性别和年龄的未感染小鼠）之间的代谢组。在感染组中共检测到75种显著失调的代谢物，其中22种上调，53种下调。随后，研究人员又比较了 MASCp36感染小鼠的盐水组和NMN组之间的代谢组。发现在NMN组改善了下调的53种代谢物中的23种，包括谷氨酰胺、天冬酰胺、脯氨酸、胆碱和甘氨酸。研究结果表明，补充NMN后，MASCp36感染小鼠的肺中NAD +、NMN、NR和NAM均升高。此外，研究还发现补充NMN能恢复多种因感染新冠而下降的代谢物水平，包括柠檬酸循环（TCA 循环）中的丙酮酸、延胡索酸和苹果酸，色氨酸和犬尿氨酸途径以及葡萄糖。通过靶向代谢组学分析表明，新冠患者血清中的代谢紊乱在小鼠模型的肺部部分重现，并且可以通过补充NMN来改善。
a：KEGG分析MASCp36感染小鼠和对照小鼠的盐水组肺之间的显着差异代谢物。b：示意图描绘了响应MASCp36感染的精氨酸和脯氨酸代谢途径的失调。c：点图显示前25个最上调的代谢物和前20个最下调的代谢物。d：热图显示与MASCp36感染小鼠的盐水组相比。e：示意图描绘了在MASCp36感染的小鼠中属于TCA循环的代谢物的失调被NMN 补充部分恢复。没有色块的节点代表未测试的代谢物。
通过中科院科研团队这次的深度研究，再次证明了NMN能够用于治疗新冠相关症状。未来NMN或将用于治疗新冠患者的临床试验中，ASHOKO将密切关注相关资讯，及时与大家分享。
参考文献
[1] Huizenga,R. (2020). Dramatic Cytokine Storm Reversal with an Over the Counter NMN Cocktail.Available at SSRN 3581388.
[2] Altay, O.,Arif, M., Li, X., Yang, H., Aydın, M., Alkurt, G., ...& Mardinoglu, A. (2021). Combined metabolic activators accelerates recoveryin mild-to-moderate COVID-19. Advanced Science, 8(17), 2101222.
[3] Zheng, M.,Schultz, M. B., & Sinclair, D. A. (2022). NAD+ in COVID-19 and ViralInfections. Trends in Immunology.
[4] Jiang, Y., Deng, Y., Pang, H., Ma, T.,Ye, Q., Chen, Q., ... & Xu, Z. (2022). Treatment of SARS-CoV-2-inducedpneumonia with NAD+ and NMN in two mouse models. CellDiscovery, 8(1), 1-17.
