清热解毒类中药抗病毒活性及作用机制研究进展
2014-01-26邢世华李晓波
邢世华,李晓波
清热解毒药是中医临床常用的一大类药物,主要用于实火热毒所致的疮痈肿毒、温毒发斑、目赤咽痛、口舌生疮以及乳痈、肠痈等证;具有清热解毒、消肿散结功效。清热解毒药所治疗的实热证临床研究表明多属于现代医学中的感染性疾病,如病毒性肝炎、乙型脑炎、大叶性肺炎、急性阑尾炎、败血症等。现代药理学证实清热解毒药具有抗病毒、抗菌、抗内毒素、消炎解热及调节免疫功能等作用,尤其抗病毒作用尤为显著。
同时,其抗病毒作用也不断被药理研究和临床实践所证实。清热解毒药的抗病毒作用,除直接杀灭病毒、抑制病毒复制外,还能有效阻止病毒感染,并能双向调节人体免疫系统,发挥间接抗病毒作用。因此,可以认为,抗病毒作用是清热解毒药的药理学基础,清热解毒功效是筛选抗病毒中药的临床依据。
1 清热解毒药抗病毒实验研究进展
目前研究较多清热解毒药,如板蓝根、鱼腥草、连翘,此外还有野菊花、败酱草、紫花地丁、蒲公英、紫草等,其抗病毒所涉及的种类包括流感病毒、副流感病毒、腺病毒、柯萨奇病毒、疱疹病毒等,现就单味药及其有效成分、清热解毒复方抗病毒实验研究分别总结如下:
1.1 单味药或有效成分的实验研究
1.1.1 板蓝根 板蓝根水提物、醇提物、总生物碱具有较强的抗流感病毒作用,且作用强度相近。喹唑二酮略有抗流感病毒作用,表告依春与总生物碱抗流感病毒作用相当。推测板蓝根中总生物碱是发挥抗病毒作用的有效部位之一,其中表告依春为主要有效成分[1]。板蓝根单体成分中靛玉红体外抗流感病毒亚甲型鼠肺适应株(FM1)的效果最好,IC50为10 g·L1,对呼吸道合胞病毒(RSV)无效;而靛蓝对RSV的IC50可达0.1 g·L-1,足可见板蓝根的对成份协同作用[2]。板蓝根水提物S-03对不同的流感病毒亚型均产生一定的抑制作用,化学分析显示S-03主要成分为多糖[3]。最新分离得到的双糖化合物 fructopyrano-(1→4)-glucopyranose(FG)被证明体外有很好的抗A型流感病毒活性[4]。另有报道板蓝根粗提物对RSV无效,对不同亚型的人类或禽流感病毒IC50为 0.39~4.3 g·L-1[5],clemastanin B(7S,8R,8′R-(一)-落叶松脂素-4,4′-二-O-β-D-吡喃葡萄糖苷)为从粗提物中分离得到的主要木脂素类化合物,体外活性证明该化合物与板蓝根粗提物具有一致的特异性抗病毒活性,说明clemastanin B可能为板蓝根粗提物中抗病毒有效活性物质之一[6]。此外有研究发现板蓝根醇提物、靛蓝和靛玉红对乙型脑炎病毒有一定抑制作用并呈量效关系,较其他成分相比细胞毒性最低[7]。虽然目前对于板蓝根抗病毒作用的研究已取得较大成果,但是对于板蓝根抗病毒作用的相关物质基础认识尚不完善,不统一。
1.1.2 鱼腥草 从新鲜的鱼腥草中提取的挥发油及蒸汽馏出物中的甲基正壬酮、月桂醛和癸醛对单纯疱疹病毒1型(HSV-1)、流感病毒和单纯性疱疹病毒1型(HIV-1)有直接抑制活性的作用且无细胞毒性[8]。除挥发油外,鱼腥草中的黄酮类成分也被证明具有抗病毒活性:槲皮素对多种病毒具有抑制作用:槲皮素-7-鼠李糖苷对猪流行性腹泻病毒有很好的抑制作用(IC50=0.014 mg·L-1)[9];槲皮素-3-鼠李糖苷可抑制甲型流感病毒的复制[10];鱼腥草提取物对革登热病毒(DEN)有抑制作用并证明其有效活性成分为黄酮类成分金丝桃苷(槲皮素-3-O-β-D-吡喃半乳糖苷)[11]。鱼腥草中生物碱类成分 norcepharadione B在浓度为100μmol·ml-1时对 HSV-1抑制率可达(46.38±1.06)%[12]。一定剂量鱼腥草溶液对伪狂犬病毒(PrV)有抑制作用,并可抑制由PrV诱导的细胞凋亡[13]。200 mg·L-1及以上的鱼腥草水提物可明显抑制SARS-CoV 3C样蛋白酶(3CLpro)的活性;剂量达到 1 000 mg·L-1时,抑制率可达 50%[14]。
1.1.3 穿心莲 半日花烷型二萜内酯是穿心莲的主要化学成分,其中穿心莲内酯为其有效成分。从穿心莲中分离的3个半日花烷型二萜内酯型化合物穿心莲内酯、新穿心莲内酯及14-去氧-11,12-二去氢穿心莲内酯体外具有很好的抑制HSV-1作用(IC50分别为8.28、7.77和11.1 mg·L-1)[15],穿心莲内酯和14-去氧-11,12-二去氢穿心莲内酯同时还具有体外抗艾滋病病毒(HIV)作用(EC50分别为49.0、56.8 mg·L-1)。与穿心莲内酯相比,其衍生物如穿心莲酸酰胺衍生物、3-肟酮衍生物、12-OH-14-去氧-13,14-脱水穿心莲内酯及3-硝基苯基亚甲基衍生物具有与穿心莲内酯相当甚至更强的抗 HIV活性[16]。
1.1.4 其它 口服野菊花水提物后可降低流感病毒感染小鼠肺指数且具有与阳性药病毒唑相近的死亡保护作用,体外最小有效浓度为18.28 mg·L-1,远小于阳性药病毒唑的抑制浓度(1 250 mg·L-1)[17]。7.2 mg·L-1的野菊花黄酮提取物对HIV具有一定的抑制作用[18]。
败酱草多糖部位具有抑制RSV增殖作用,用茚三酮和紫外光谱鉴定AP4是由葡萄糖、阿拉伯糖、鼠李糖、岩藻糖、半乳糖、甘露糖、木糖等7种单糖成分组成[19]。此外,败酱草还被发现具有很好的抗SARS作用[20]和抑制乙肝病毒(HBV)作用[21]。
1.2 中药复方制剂
1.2.1 双黄连制剂 双黄连制剂是由金银花、连翘、黄芩3味中药提取后制成的纯中药制剂,也是目前中药剂型最多的一个品种。双黄连颗粒在人喉癌上皮细胞株Hep-2中可抑制RSV复制,具有明显的抗病毒作用[22]。双黄连注射液对鼠肝炎病毒3型病毒(MHV-3)、HSV-1具有明显的抑制作用[23]。双黄连口服液具有抗禽流感病毒、新城疫病毒(NDV)及RSV作用[24]。同一中成药的不同剂型,其实验结果相差较大,其中液体制剂的活性相对较高,固体制剂的活性相对较低[25]。可能受到剂型因素如辅料影响、成分含量不同等因素导致活性结果差异。因此对不同剂型中成药的活性结果不能简单的进行比较,其活性结果对中药活性物质机制研究具有重要意义。
1.2.2 银翘散 中药复方银翘散由金银花、连翘、桔梗、薄荷、淡竹叶、甘草、荆芥、淡豆豉、牛蒡子等中药组成。银翘散具有良好的抗流感病毒作用[26],为阐明银翘散抗流感病毒作用的物质基础,筛选出银翘散抗流感病毒的有效部位群,从有效部位群中分离得到了17种化学成分,证明木脂素类和黄酮类成分是银翘散抗流感病毒作用的主要物质基础[27]。银翘散中的有效成分牛蒡子素和甘草甜素的单独抗病毒作用弱于银翘散,提示银翘散在各种成分协同下抗病毒作用组方的科学性[28]。
1.2.3 连花清瘟胶囊 连花清瘟胶囊是从连翘、金银花、炙麻黄、炒苦杏仁、石膏、板蓝根、绵马贯众、鱼腥草、广藿香、大黄、红景天、薄荷脑、甘草中提取有效成分制成的胶囊剂,具有清热解毒、宣泄肺热之功。体外抗病毒实验研究证明,连花清瘟胶囊对甲型流感病毒、柯萨奇B4病毒具有明显的抑制作用[29],可以明显降低流感病毒FM1株感染小鼠的肺指数,减轻肺组织炎性病变,减少小鼠死亡数并延长其平均存活时间[30]。因其确切的临床疗效,已被广泛的应用于包括甲型流感病毒感染在内的多种流感病毒感染引起的呼吸系统疾病。
清热解毒复方对病毒的作用方式是多靶点,多途径的,目前对清热解毒复方抗病毒的研究已经深入到细胞分子水平,但与清热解毒复方对细菌作用机制相比,抗病毒的研究方面尚为薄弱。
2 清热解毒中药抗病毒机制研究
清热解毒中药抗病毒的作用机制是通过阻断病毒复制过程中的某个环节以达到抑制病毒繁殖,控制病毒感染的发生和发展的目的。研究表明[31],清热解毒中药主要通过直接和间接两种途径发挥抗病毒作用。直接抗病毒是侵入前阻止吸附和细胞内抑制增殖;间接抗病毒是对机体免疫系统的调节影响。
2.1 侵入前抗病毒作用 清热解毒中药在这个环节中抗病毒机制可分为两类。一类是“直接杀灭”作用,板蓝根中分离得到的5个不同极性的化学部位浸膏配成不同浓度溶液进行抗病毒研究,显示这5个化学部位对HSV-1病毒均有直接杀灭作用[32]。研究发现抗病毒胶囊(板蓝根、虎杖、红条紫草、茵陈、苍术)可以使HSV颗粒变形,包膜裸露或破损、颗粒凝集融合成块而失去感染活力[33]。
另一类是阻止病毒颗粒吸附到靶点细胞。黄芩苷能抑制由包壳蛋白介导的热带T细胞株X4与感染HIV-1病毒的热带单核细胞株R5的细胞融合,并能在HIV-1病毒感染的早期阶段阻止DNA复制[34]。研究发现经板蓝根保护过的细胞可以有效阻止H1N1型流感病毒对细胞的吸附,因此推测板蓝根有效成分能结合到细胞膜上,抑制流感病毒对细胞的结合而起到保护作用[35]。
2.2 细胞内抗增殖作用 鱼腥草水提液对HSV有较明显的抑制作用。通过研究证明鱼腥草对HSV-2的抑制作用是通过抑制转录因子蛋白NF-κB的活化来阻止HSV-2的复制和生长。其有效成分为槲皮素、槲皮苷、异槲皮素以及其它水提取的黄酮类化合物[36]。
体外实验结果显示蒲公英提取物中含有抑制H1N1的化学成分,其作用机制为通过抑制病毒在狗肾细胞或人肺腺癌细胞中的核蛋白质的合成并抑制聚合酶活性来抑制病毒的增殖[37]。蒲公英对HIV-1也具有明显抑制作用,其作用机制为抑制HIV-1逆转录酶的活性来抑制病毒繁殖[38]。
穿心莲提取物主要有效成分为炎琥宁,属于穿心莲内酯,它主要通过抑制病毒的复制,从而抑制人类疱疹病毒。炎琥宁能够在病毒复制过程中通过占据DNA与蛋白质的结合位点,阻止蛋白质对DNA片段的包裹,从而导致病毒不能正常复制[39]。
研究证明[40]口服银翘散在治疗流病毒性肺炎小鼠时具有与阳性药相当的改善作用,其作用机制之一是抑制流感病毒体内复制。
2.3 通过对机体免疫系统调节实现抗病毒作用 鱼腥草水提液可以明显促进SARS病毒感染小鼠脾淋巴细胞增殖并呈一定量效关系,同时可提高CD4+、CD8+T细胞比例以及明显诱导脾淋巴细胞分泌IL-2、IL-10以增强机体免疫功能,达到抗病毒感染的作用[14]。
双黄连口服液对H9N2及H1N1病毒小鼠引起的小鼠肺炎实变有明显抑制作用,并提升感染小鼠脾脏中CD4+、CD8+比例。此外双黄连口服液还明显降低感染小鼠肺组织中IL-6、IL-10、IFN-γ及TNF-α的含量,对感染病毒小鼠起到良好保护作用[41]。
由于中药成分的多元化,尤其是中药复方在临床中的应用,其抗病毒作用的发挥可能是多组分共同作用而产生的,因此其抗病毒机制可能是多种途径综合作用的结果。如连花清瘟胶囊,研究证明其有多环节抗甲型人流感病毒的作用:综合抑制作用、对病毒吸附的预防作用、抑制病毒吸附后的复制增殖作用以及直接杀伤病毒的作用[42]。虽然清热解毒中药及复方抗病毒机制研究对于阐述中药调节机体抗病毒免疫的机制提供了一定依据,但详细机制还有待进一步研究。
3 小结与展望
综上所述,无论实验研究还是作用机制研究方面均证实了清热解毒中药抗病毒感染性疾病的明显疗效且具有不同于西药的明显优势,其抗病毒作用已得到广泛认同,在一些重大疾病的治疗方面取得了一定的成效。在抗病毒中药筛选中,除了单味药、复方制剂、中药有效成分、多种有效成分联合应用等多个方面进行研究外,各种生物学技术也被应用于大规模筛选中。在研究层次上,从整体器官水平、细胞水平和分子基因水平着手,开展了广泛而深入的作用机制研究,使得清热解毒中药的临床应用更加准确有效,安全可靠,并为中药抗病毒新药的开发提供了理论依据。但对于有些病毒的作用机制研究才刚刚起步,还需要结合药理实验进一步研究构效关系及作用机制,以便更好的开发和利用。
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