SARS-CoV2のエンベロープは宿主細胞とは異なり、凝固促進性脂質を露出しており、生体内では口腔洗浄液によって破壊される

The SARS-CoV2 envelope differs from host cells, exposes pro-coagulant lipids, and is disrupted in vivo by oral rinses.

抄録

SARS-CoV-2の脂質エンベロープは、ウイルスの必須構成要素であるが、その分子組成は未解明である。SARS-CoV-2の脂質エンベロープは、ウイルスと宿主のタンパク質相互作用、感染性、病原性、自然免疫系のクリアランスに関する理解を深めるとともに、抗ウイルス剤の設計に役立つと期待される。リピドミクス解析により、ウイルスエンベロープは主にリン脂質で構成され、コレステロールやスフィンゴ脂質はほとんど存在しないことが明らかになり、宿主膜の構成とは大きく異なることがわかった。また、細胞膜とは異なり、ウイルスエンベロープの外面には、活性化血小板を超えるレベルの凝固促進性アミノリン脂質が存在していた。その結果、ウイルスは血液凝固を直接的に促進することがわかった。そこで、脂質分解剤を配合した洗口液がウイルスの感染性を低下させるかどうかを検討した。塩化セチルピリジニウム（CPC）などのPL分解性界面活性剤を含む製品は，in vitroでは欧州の殺ウイルス基準を満たしたが，臨界ミセル濃度を変化させる成分では効果が低下し，精油，PVP-I，Chlorhexidineを含む製品は無効であった．この結果はin vivoでも再現され，COVID-19患者の口腔内でCPC洗口液による30秒間の洗口により，少なくとも1時間は生きたウイルスが除去されたが，PVP-Iodineおよび生理食塩水による洗口は効果がないことが確認された．SARS-CoV-2の脂質エンベロープは、(1)宿主の細胞膜とは異なるため、選択的な抗ウイルス剤の設計が可能になる、(2)血栓症、病原性、炎症に影響を及ぼすと考えられるPEとPSが露出している、(3)生体内で特定の口腔洗浄剤によって選択的に標的とすることができる、という結論が導き出されました。

The lipid envelope of SARS-CoV-2 is an essential component of the virus; however, its molecular composition is undetermined. Addressing this knowledge gap could support the design of anti-viral agents, as well as further our understanding of viral-host protein interactions, infectivity, pathogenicity, and innate immune system clearance. Using lipidomics analyses, we revealed that the virus envelope comprised mainly phospholipids (PL), with little cholesterol or sphingolipids, indicating significant differences from the composition of host membranes. Unlike cellular membranes, procoagulant aminophospholipids were present on the external side of the viral envelope at levels exceeding those on activated platelets. As a result, virions directly promoted blood coagulation. To investigate whether these differences could enable selective targeting of the viral envelope in vivo, we tested whether oral rinses containing lipid-disrupting chemicals could reduce viral infectivity. Products containing PL-disrupting surfactants (such as cetylpyridinium chloride (CPC)) met European virucidal standards in vitro; however, components that altered the critical micelle concentration reduced efficacy, and products containing essential oils, PVP-I, or Chlorhexidine were ineffective. This result was recapitulated in vivo, where a 30-second oral rinse with CPC mouthwash eliminated live virus in the oral cavity of COVID-19 patients for at least one hour, while PVP-Iodine and saline mouthwashes were found ineffective. We conclude the SARS-CoV-2 lipid envelope (i) is distinct from the host plasma membrane, which may enable design of selective anti-viral approaches; (ii) contains exposed PE and PS, which may influence thrombosis, pathogenicity, and inflammation; and (iii) can be selectively targeted in vivo by specific oral rinses.