黄芪提取物抗病毒作用的研究进展

吴昌鸿，杨 英

（天津大学生命科学学院，天津 300072）

《中华人民共和国药典》中明确规定道，中药黄芪为豆科膜荚黄芪［Astragalus membranaceus（Fisch.）Bge.］和 蒙 古 黄 芪［Astragalus membranace（Fisch.）Bge.var.mongholicus（Bge.）Hisao］的 干 燥根［1］，具有补中益气、利水消肿等功效。研究表明，已知黄芪的主要化学成分为黄酮类、皂苷类、多糖类、氨基酸和微量元素等［2］，并证实黄芪多种成分对疱疹病毒、乙型肝炎病毒、甲型流感病毒等人感染病毒及鸭流感病毒、猪圆环病毒等禽畜患病毒均有良好的抑制作用。本研究对黄芪的主要化学成分和抗病毒作用进行综述，以期为这方面研究提供参考。

1 黄芪主要化学成分

1.1 多糖类

黄芪多糖（Astragalus polysaccharides，APS）是黄芪的主要成分之一，目前黄芪多糖相关研究十分广泛，分离纯化的方式多种多样。可使用水溶液、碱性溶液或者醇溶液，以简单的溶剂法对黄芪多糖进行提纯；也可使用树脂、凝胶层析柱或DEAE纤维吸附柱等，以物理吸附的方式分离纯化黄芪多糖；同样也可以通过微生物的发酵或酶的辅助作用等生物学方法，从黄芪中提纯黄芪多糖［3，4］。经过多年的研究，通过对提纯的黄芪多糖样品进行分子检测，可知组成黄芪多糖的单糖主要包括葡萄糖、甘露糖、鼠李糖、半乳糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、木糖等［5］。根据目前的研究看，黄芪多糖对提高免疫力、抗氧化降血糖等有很大的功效，已形成多种剂型并广泛用于医疗保健［6，7］。

1.2 黄酮类

黄酮类化合物（Astragalus Flavonoids，AFS）是黄芪中含量丰富的一类化学成分。黄芪黄酮的提取方法也具有多样化，除了通用的溶剂提取法、物理吸附法等常规提取纯化方式外，还可使用响应面法优化黄芪黄酮的分离纯化［8，9］。目前，已从多种药用黄芪属植物中分离出80余种黄酮类成分［10］，种类繁多，按其结构分类可分为黄酮、异黄酮、异黄烷、紫檀烷、二氢异黄酮、紫檀烯等［11］。黄芪黄酮在提高免疫力、抗肿瘤、抗坏死等方面具有明显的作用［12，13］。

1.3 皂苷类

皂苷类化合物（Astragalus Membranaceus Saponins，AMS）是黄芪所含的重要成分之一。黄芪皂苷的提纯方法与黄芪多糖和黄芪黄酮类似，但还可通过仿生法、超临界流体法、闪式提取法等方法进行分离纯化［14］。目前为止，已提取出40余种皂苷类化合物［10］，其中主要的种类为黄芪皂苷、异黄芪皂苷、乙酰基黄芪皂苷和大豆皂苷这4大类［15］。黄芪皂苷类化合物，特别是黄芪甲苷具有显著的抗病毒、抗肿瘤、调节免疫、保护器官等功效［16，17］。

1.4 其他物质

除以上三类主要化合物，黄芪还含有多种生物碱，主要为黄芪碱A～F这6种［10］；多种氨基酸，如γ-氨基丁酸、甘氨酸、丝氨酸、赖氨酸等氨基酸；多种微量元素，如Sc、Se、Cr、Fe、Ca、K等［18］；以及维生素D、亚油酸、叶酸等物质［19］。其中，黄芪碱化合物还可以通过p16延缓细胞的衰老［20］。

2 黄芪提取物抗病毒作用研究

黄芪具有丰富的药用价值，其在抗病毒方面的作用得到了关注，黄芪中各成分抗病毒作用的研究十分广泛。通过综合目前已有的报道，发现具有抗病毒作用的黄芪提取物以黄芪黄酮、黄芪甲苷、黄芪多糖为主。因此，对这3种黄芪提取物的抗病毒作用进行梳理。

2.1 黄芪黄酮抗病毒作用

黄芪黄酮是黄芪的主要成分之一，从目前报道的研究来看，黄芪黄酮的抗病毒作用较为单一，其主要对柯萨奇B组病毒有明显的抑制作用。柯萨奇B组病毒（Coxsackievirus B，CVB）是亚急性、急性和慢性病毒性心肌炎、扩张型心肌病（DCM）、脑膜脑炎和重症胰腺炎最重要的人类病原体之一［21］。研究表明，黄芪黄酮类化合物calycosin-7-O-β-D-glucopyranoside（CCGR）有效地抑制了CVB3介导的细胞病变效应，CCGR通过抑制病毒的复制，在体外和体内均表现出对CVB3具有显著的抗病毒活性，降低了心脏中病毒的滴度，提高了感染CVB3的小鼠的存活率；同时CCGR还能保护心肌，减轻心肌炎小鼠心肌的病理损伤，进而改善了小鼠左心室功能［22］。也有研究表明，黄芪黄酮能够通过保护细胞增殖、直接灭活CVB5或者阻碍CVB5细胞吸附过程从而起到抗病毒的作用［23］。

2.2 黄芪甲苷抗病毒作用

黄芪甲苷是黄芪的皂苷类化合物之一，广泛应用于多种研究，具有抗多种病毒的能力，是比较热门的药用黄芪提取物。

研究表明，黄芪甲苷对甲型流感病毒具有抑制作用。流感病毒（Influenza Virus）隶属于正粘病毒科（Orthomyxoviridae）流感病毒属（Influenzavirus），是一种RNA病毒，主要引起人急性上呼吸道感染，严重影响人的生命健康，甲型流感病毒是其中的一种。黄芪甲苷可显著抑制流感病毒核蛋白（NP）的合成，进而抑制子代病毒的复制，从而产生抗H1N1、H5N1、PR8流感病毒的效果［24，25］。通过小鼠模型试验发现，黄芪甲苷可以治疗甲型流感病毒感染，小鼠的存活时间及存活率明显提升，体重减轻的情况也得到了显著改善［25］。也有研究表明，黄芪甲苷也具有抗柯萨奇病毒的作用。黄芪甲苷能显著降低血清肌酸激酶-mb（ck-mb）和乳酸脱氢酶（LDH）水平，通过抑制FAS/FASL信号通路，进而抑制CVB3诱导的心肌细胞凋亡，改善CVB3诱导的心肌损伤和心肌纤维化［26］。此外，黄芪甲苷通过上调IFN-γmRNA的表达进而抑制CVB3［27］。

还有研究表明，黄芪甲苷具有抗乙型肝炎病毒的能力。乙型肝炎病毒（Hepatitis B virus，HBV）是一种DNA病毒，HBV感染可表现为急性/重型肝炎或各种慢性疾病，包括慢性肝炎、肝硬化和肝癌。对乙肝表面抗原、乙型肝炎E抗原和HBV DNA的生成均产生不同程度的抑制作用，且该抑制作用具有浓度依赖性［28］。黄芪甲苷除了在细胞试验中对HBV产生抑制作用，同样在以鸭为对象的动物试验中也体现出明显的抗HBV病毒的作用［29］。

黄芪甲苷还有抗腺病毒感染的作用。人腺病毒（HAdVs）是引起肺炎、急性胃肠炎和流行性角膜结膜炎等多种疾病的常见病原体。在干细胞移植后免疫功能低下的患者中，HAdVs感染也与严重的腺病毒综合征有关。在DNA基因组同源性的基础上，将HAdVs分为7种（HAdV-A-G）65个亚型［30］。有研究证明，黄芪甲苷可以直接杀灭HAdV3，通过破坏HAdV3的纤突阻止病毒吸附，也可以抑制HAdV3的复制；同时，黄芪甲苷还可以通过抑制bax和caspase-3蛋白的表达并促进bcl-2蛋白表达，进而抑制HAdVs，从而抑制细胞凋亡，减轻HAdVs感染所造成的伤害［31，32］。

2.3 黄芪多糖抗病毒作用

黄芪多糖作为黄芪的主要提取物之一，在抗病毒方面同样具有广泛作用。黄芪多糖不但能够抑制人感染病毒，对多种动物感染病毒也有显著的抑制作用。

2.3.1 抑制人感染病毒相关研究 研究发现，黄芪多糖具有抗柯萨奇病毒的作用。黄芪多糖不但能够在体外细胞水平上通过竞争性抑制影响CVB3与靶细胞结合，抑制病毒的复制，进而抑制CVB3的感染，而且还能保护小鼠心肌细胞免受CVB3的感染［33］。

黄芪多糖也能对乙型肝炎病毒产生抵抗作用，能够有效抑制乙肝表面抗原的产生，并且对含HBV DNA的肝癌细胞增殖产生明显的抑制作用［34］。进一步的研究表明，黄芪多糖通过对HBV在体内的复制产生持久的抑制作用，从而起到抗HBV病毒的作用［35］。

黄芪多糖对疱疹病毒也具有明显的抗病毒作用。疱疹病毒（Herpesvirus）是一种具有包膜的双链DNA病毒，以生物学和遗传学的差异可将人类疱疹病毒进一步细分为α、β、γ疱疹病毒3个亚族。α亚族包括单纯疱疹病毒1和2（HSV-1和HSV-2）以及水痘带状疱疹病毒（VZV）。β亚族包括人巨细胞病毒（HCMV）和人疱疹病毒6a、6b和7（HHV6a、6b、7）。γ亚族包括EB病毒（EBV）和卡波西肉瘤相关疱疹病毒（KSHV）。此类病毒可引发多种疱疹、皮疹，严重者甚至可引发肿瘤、脑炎等恶性疾病［36］。研究发现，黄芪多糖在抗疱疹病毒方面有显著的作用，可以促进星形胶质细胞分泌TNF-α和IL-6，并通过激活TLR3/NF-κB信号通路，保护星形胶质细胞免受HSV-1的感染［37］。黄芪多糖还可以通过抑制EB病毒（Epstein-Barr virus，EBV）早期蛋白ZTA、RTA和EA-D在RAJI细胞中的表达，阻断了EBV的复制周期，从而发挥其抗EB病毒的作用［38］。

2.3.2 抑制动物病毒相关研究 猪圆环病毒2型（PCV2）是感染哺乳动物最小的DNA病毒之一，属于圆环病毒科圆环病毒属，是导致猪圆环病毒相关疾病（PCVADS）的重要因素［39］。黄芪多糖通过减少氧化应激、内质网应激，同时激活NF-κB信号通路来抑制PCV2的复制，从而对PCV2感染产生抑制作用［40，41］。

鸭病毒性肝炎（DVH）是由鸭肝炎病毒（DHV）引起的一种致命的传染性疾病，具有高发病率、高死亡率的特点。此外，鸭甲型肝炎病毒是人类甲型肝炎病毒的完美动物模型［42］。研究表明，黄芪多糖的磷酸化物对鸭甲型肝炎病毒具有良好的抑制作用，但天然黄芪多糖的抗鸭甲型肝炎病毒的效果并不明显［43，44］。

禽传染性支气管炎病毒（IBV）是冠状病毒科的一员，引起鸡轻度至急性呼吸道疾病，是世界范围内导致家禽业产生巨大经济损失一大因素。黄芪多糖对IBV在细胞内的复制产生抑制作用，其原理与促炎细胞因子IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α的mRNA水平降低有关［45］。

禽流感（AI）是一种高度传染性疾病，一般在禽类和其他动物中引发急性疾病，进而导致死亡。鉴于禽流感具有很高的发病率和死亡率，因此其对养殖经济和社会健康都有产生很大影响。AI亚型H9N2属于低致病性禽流感病毒（AIV）群，是影响禽类养殖行业发展的常见病因。黄芪多糖可显著减少H9N2病毒的增殖，其作用原理是促进细胞因子IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、LITAF和IL-12的表达，进而促进免疫细胞增殖，从而增强机体的细胞免疫能力［46］。

除具有以上病毒的抑制作用外，黄芪主要活性成分还具有抗呼吸道合胞病毒、巨细胞病毒、鼻病毒、猪细小病毒、伪狂犬病毒、新城疫病毒等作用［47，48］。

3 展望

从目前的研究来看，黄芪的主要化学成分具有广泛的抗病毒作用，在试验和实际医疗中也得到使用。其中，具有抗病毒能力的化学成分以黄芪黄酮、黄芪甲苷、黄芪多糖为主。黄芪甲苷在抗病毒方面具有明显的效果，能够对RNA病毒和DNA病毒产生抑制作用。黄芪多糖也有十分出色的抗病毒效果，而且应用也广泛，对多种人感染和动物感染的病毒都有相应的抗病毒能力，是有效的抗病毒药物。虽然，黄芪黄酮类物质的抗病毒能力并不十分出众，目前只有对柯萨奇B组病毒产生抑制作用的报道，但从另一方面也反映出黄芪黄酮作为抗病毒药物具有的潜力。黄芪的抗病毒机理主要体现在通过激活多种免疫通路，促进多种免疫因子的分泌，促进免疫细胞的增殖，提升机体的特异或非特异性免疫能力，达到抑制病毒增殖的作用；也可以通过阻止病毒与受体细胞接触，抑制病毒相关蛋白合成，阻止病毒增殖。虽然黄芪各化学成分抗病毒的研究已经取得了很多进展，但抑制机理仍不十分清晰，仍具有广阔的科研前景和发展空间。

现在随着新冠病毒在世界范围内的广泛传播，抗病毒研究更加重要和紧迫，中医药作为中国优秀的科技文化结晶，在预防各类疾病上已积累了大量经验，更应应用于抗击新冠肺炎病毒的研究。其中，黄芪的抗病毒作用已经受到科研工作者的关注，并进行了报道［49，50］。通过本研究综述为黄芪用于新冠肺炎病毒相关研究提供依据，为黄芪抗病毒成分的选择提供参考。