免疫调节抗病毒中药的特性与应用

摘 要:近期中国及世界各国的新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情严重,目前尚无特效药。西医抗新冠病毒药物的安全性和有效性均在考察和试验中。中国多地用中医药治疗新冠肺炎临床治愈率较高,且治疗经济性较好。免疫调节抗病毒中药在调节免疫力的同时具有抗病毒作用,在治疗新冠肺炎中应用较多。筛选了2000—2020年内中国知网、万方、维普和Pubmed数据库明确报道了抗病毒和免疫调节实验数据的11种免疫调节抗病毒中药(甘草、广藿香、金银花、黄芩、连翘、厚朴、柴胡、板蓝根、大黄、黄芪、鱼腥草),总结了其有效成分的性味归经、理化及药代动力学特性、在临床方剂和中成药中的应用,以期格物致知,为中医药更好用于临床提供参考。

新型冠状病毒肺炎(新冠肺炎,Corona virus disease 2019COVID-19)是2019新型冠状病毒(新冠病毒,Coronavirus2019-nCoV)感染导致的肺炎。新冠肺炎属于中医“疫”病,病因为感受疫戾之气,病位在肺,病机为“湿、热、毒、瘀”,中医采用“扶正祛邪”、“未病先防,遏阻传变”(《黄帝内经》)、辨证(湿邪、肺热、痰热、脱证)论治,及时化湿,通腑泄浊,扶助机体正气贯穿治疗始终,祛除厉气间而行之。新冠肺炎是病毒感染和机体免疫状态博弈的结果。西医主要采用对症治疗和防治并发症,直接抗病毒(如磷酸氯喹和瑞德西韦)或抑制病毒(如干扰素)及康复者的血浆治疗等方法。新冠肺炎尚无特效药。西医抗新冠病毒药物的安全性和有效性均在考察和试验中,治疗费用非常昂贵。中医药治疗新冠肺炎行之有效,中国多个省市用中医药治疗新冠肺炎临床治愈率高,治疗费用相对较低。免疫调节抗病毒中药指同时具有免疫调节间接抗病毒作用和直接抗病毒作用,也有利于降低机体炎性反应程度的中药。

直接抗病毒可以是直接杀灭病毒、阻止病毒侵入细胞或抑制病毒繁殖。免疫调节抗病毒中药既可以去掉外感六淫之邪(疾病外因),也可以改善先天禀赋不足、营卫气血失调、腑脏功能紊乱等(机体内因)。免疫调节抗病毒中药可以是中药中的同一种有效成份(如黄芩中的黄芩素、黄芪中的黄芪多糖和板蓝根中的表告依春)调节机体免疫力发挥间接和直接抗病毒药理作用;也可以是中药中的不同有效成份分别发挥免疫调节间接和直接抗病毒作用(如甘草中的甘草多糖发挥免疫调节间接抗病毒,而甘草酸具有直接抗病毒效应)。免疫调节抗病毒中药费用较经济,含多种有效成分可多靶点多环节作用,用量可随证加减,可调节免疫力和/或直接抗病毒,毒副作用较小,作用平和。抗病毒西药(瑞德西韦、磷酸氯喹、利巴韦林、阿昔洛韦等)和免疫调节西药(胸腺肽、免疫球蛋白等)成分单一清楚,剂量准确,作用机制和靶点明确,起效快,不良反应明确,从疗效、安全性、经济性等方面的分析可见中西医对COVID-19的药物治疗各有优劣,中西医结合治疗是未来治疗新冠肺炎的较好方式。

《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第16版)》[1-6],简称“诊疗方案”及各省推荐中医药治疗方案中,甘草、广藿香、麻黄、金银花、黄芩、连翘、厚朴、茯苓、生姜、柴胡、板蓝根、大黄、黄芪、鱼腥草等均为有文献报道的免疫调节抗病毒中药。通过查阅中国知网、万方、维普和Pubmed数据库,筛选了20002020年内有明确抗病毒药效实验(如体外细胞培养实验、抗病毒活性实验等)和抗病毒参数或机制如半数抑制浓度(median inhibition concentrationIC50)、半数有效浓度(median effective concentrationEC50)和治疗指数(therapeutic indexTI,同时也有免疫调节药效实验(如小鼠脾淋巴细胞转化、抗体生成细胞检测和单核巨噬细胞功能测定实验)和免疫调节机制(如脾细胞转化率升高、抗体生成、巨噬细胞功能提升)报道的常用11味中药进行分析(COVID-19治疗中的引用频次见图1),综述了其有效成分的性味归经、特性与临床应用,以期格物致知,为中医药更好用于临床提供参考。

1  免疫调节抗病毒中药的抗病毒特性

2019-nCoV病毒通过与血管紧张素转化酶2ACE2)细胞受体结合,进入人体宿主细胞,主要是肺II型细胞,整合至细胞内遗传物质上,感染宿主,病毒侵犯器官会造成破坏,分子对接筛选和预测免疫调节抗病毒中药有效成分甘草酸和黄芩素可能是新冠肺炎的潜在特效治疗药物[20-22]。免疫调节抗病毒中药含有多种抗病毒成分[23],包括苷类、黄酮类、醇类、有机酸类、生物碱类、多糖类、蒽醌类等,目前多数在细胞水平上(也有少数在小鼠等动物水平上)证实有抗病毒作用,且有的成分抗某些病毒指标优于临床用西药(表1)。

苷类:Zhou[51]研究揭示2019-nCoVSARS冠状病毒进入细胞的途径均是通过ACE2细胞受体,计算机分子锚合发现甘草酸可与ACE2结合[20],可能是新冠肺炎的潜在治疗药物。甘草酸可剂量依赖性地抑制HIV复制,浓度0.0750.6 mmol/L时,可有效抑制HIV引起的细胞空斑,IC500.15 mmol/L[24]。采用四甲基偶氮唑蓝(MTT)比色法检测细胞活力,PCR法检测细胞内受体和抗病毒基因mRNA的表达发现连翘酯苷A具有抗IBV作用,且能激活感染细胞内受体(MDA5LGP2NLRC5)和抗病毒基因(IRF7IFN-GtIFN-B[35]。柴胡三萜皂苷类活性成分柴胡皂苷A可抑制H1N1病毒的复制,下调NF-κB信号,减少caspase 3依赖性病毒核糖核蛋白核输出,具有较强抗流感病毒活性[41]

黄酮类:计算机分子对接发现黄芩素与2019-nCoV3CL水解酶的结合能与洛匹那韦和瑞德西韦相同,且黄芩素与ACE2的结合能为−35.56kJ/molKEGG分析黄芩素可能通过作用于PIK3CGAKT1靶点调节T细胞受体信号通路治疗COVID-19[21]。黄芩素可呈剂量依赖性抑制H1N1病毒mRNA中后期合成[34]。黄芩素和利巴韦林体外抗H1N1的细胞半数毒性浓度(meanvalue of cytotoxic concentrationCC50)分别为45.3915.26 μg/mLEC50分别为8.454.10 μg/mLTI分别为5.373.72,黄芩素较利巴韦林具有更高的抗病毒作用。采用MTT法检测黄芩苷浓度0.125 g/L治疗组的细胞存活率最高,抗流感病毒有效率达94.6%IC5016.2 mg/LTI21.34[32]。木犀草苷等金银花黄酮提取物可增强细胞膜稳定性,阻止病毒颗粒吸附靶细胞,抑制病毒在细胞内复制,对伪狂犬病病毒具有明显阻断作用和抑制作用[52]。血清斑点杂交实验结果显示金丝桃苷(5025 mg/kg)能有效抑制鸭乙肝模型中乙肝病毒DNA,同时对其复制也有较好的清除作用[31]。槲皮素对人巨细胞病毒在细胞内增殖的治疗及预防作用的EC50分别为0.300.25 mg/mLTI15.83,表明槲皮素能明显抑制人巨细胞病毒感染引起的细胞病变效应,半数中毒浓度(median toxic concentrationTC50)为4.75 mg/mL,说明槲皮素安全性较好[48]

醇类:广藿香醇又名白秋李醇,是广藿香挥发油的主要成分。广藿香醇对流感病毒H1N1感染MDCK细胞、腺病毒Ad-3感染Hep-2细胞和柯萨奇病毒CVB3感染HeLa细胞的TC50均为125 μg/mL,对H1N1IC5031.25 μg/mLTI4,最大有效浓度为62.5μg/mL,抑制率为52.78%;对Ad-3IC5031.25 μg/mLTI4,最大有效浓度为125 μg/mL,抑制率为80.56%;对CVB3IC5062 μg/mLTI2,最大有效浓度为62.5μg/mL,抑制率为47.22%,表明广藿香醇可明显抑制3种病毒,对腺病毒抑制作用最强[26]

有机酸类:忍冬科植物富含绿原酸,常被用于治疗由流感病毒,副流感病毒和呼吸道合胞病毒引起的病毒性上呼吸道感染。静脉注射100 μg/(kg∙d)绿原酸于小鼠,对H1N1H3N2所致死亡具有60%50%的保护作用,通过抑制病毒mRNA的转录和蛋白质翻译,以剂量依赖性方式保护MDCK细胞免于病毒感染并减少病毒产生,有效降低病毒滴度并减轻肺部炎症[28]

生物碱类:板蓝根所含表告依春通过促进皮质

酮诱导的病毒易感性模型中的IFN-β生成而抑制H1N1病毒复制,提升线粒体抗病毒信号表达,发挥抗病毒作用[42]

多糖类:鱼腥草多糖TI5.74,较鱼腥草水提取物、乙醇提取物在减少斑块形成方面更具优势,具有抗鼠诺如病毒潜力[50]。相同浓度下黄芪多糖作用的细胞存活率高于阿昔洛韦,黄芪多糖作用于I型单疱疹病毒后,细胞病理学改变与阿昔洛韦相似,其抗病毒作用优于阿昔洛韦[46]

蒽醌类:用HCMV感染MRC5细胞作为大黄素体外抗人巨细胞病毒模型,大黄素与阿昔洛韦的TI分别为10.396.31,大黄素在基因转录水平抑制IE2 mRNA表达,阻碍了E基因L基因的转录表达,致使病毒复制周期无法按线性完成[44]

其他:某些中药提取物具有抗病毒作用,厚朴抗H1N1的有效成分厚朴酚、厚朴水浸液及厚朴水煎液对流感病毒有效率分别为13.95%54.80%11.14%[39]

2  免疫调节抗病毒中药的免疫调节特性

机体免疫状态与病毒感染的发生、发展和预后密切相关。2019-nCoV通过与ACE2结合,进入人体宿主细胞(主要是肺II型细胞)并整合至细胞内遗传物质上感染宿主,2019-nCoV具有快速传变能力,中医药治疗时可采用“汗、吐、下、和、温、清、消、补”等方法有效阻断遏制病情(遏阻传变),且既要消灭病毒,又要考虑避免炎性反应引起机体脏器功能的过大损害。免疫调节抗病毒中药既可以直接消灭病毒或提高免疫力间接消灭病毒,同时也有利于降低机体炎性反应程度,扶正保护器官功能,和中平激,对病毒在细胞内的生理周期产生干扰,具有副作用小、多靶点、多层次、经济实惠等诸多优点。脾脏是最大的淋巴器官和重要的外周免疫器官,脾脏指数反映了机体免疫状况。脾脏也是血缘性抗原免疫应答场所,合成并分泌干扰素等生物活性物质。T细胞对分泌过程进行调控,Treg细胞抑制T细胞及抗原呈递细胞,降低致炎细胞因子的产生及抗体分泌,Treg细胞比例降低反映免疫功能上调。CD4+CD25+ Tregs特异性表达转录因子Foxp3通过细胞间接触性抑制及分泌性抑制细胞因子(如IL-10TGF-β)等途径发挥抗炎和维持自身免疫耐受度作用,是具有免疫负调节功能的CD4+T细胞。免疫调节抗病毒中药含有多种免疫调节成分,包括多糖类、苷类、有机酸类、生物碱类、黄酮类、蒽醌类等,在细胞水平和小鼠等动物水平上均证实有免疫调节作用(表1)。

多糖类:天然植物多糖由10个以上单糖分子链接而成,是良好的免疫增强剂,可以显著提高机体的特异性和非特异性免疫。甘草多糖可降低H22荷瘤小鼠的Treg细胞比例,提高脾淋巴细胞转化率,从而刺激脾脏淋巴细胞增殖,提升免疫功能[25]。小鼠腹腔注射环磷酰胺建立免疫抑制动物模型,应用黄芪多糖进行治疗,与对照组相比,黄芪多糖明显降低了小鼠脾脏CD4+T细胞比例,上调了CD4+ CD25+ Treg细胞数比例,降低了免疫抑制小鼠血清IL-17水平,缓解了炎症反应[53]。黄芩茎叶中黄酮能平衡CD4+/CD8+比值,调节T淋巴细胞及其亚群Th1/Th1Th17/Treg平衡,发挥免疫调节作用,对小鼠起到保护作用[33]。连翘叶多糖能明显提高环磷酰胺所致免疫抑制小鼠的胸腺指数、脾脏指数、巨噬细胞吞噬能力、脾淋巴细胞的增殖能力、血清中IL-2IL-4水平、溶血素含量和溶血空斑形成数量,免疫活性大大增强[38]。板蓝根多糖(IRPS)对不同免疫状态大鼠的B淋巴细胞增殖、NK细胞活性均具有双向调节作用;对Th1型细胞因子IFN-γTNF-αTh2型细胞因子IL-4IL-6IL-10具有双向调节作用;对免疫功能正常大鼠具有免疫增强作用[43]。黄芪多糖使急性脑缺血再灌注大鼠脑组织病变减弱,细胞凋亡减少,血液中IL-6TNF-αIL-1βIL-18含量显著减少,免疫功能上调[47]

苷类:连翘酯苷是连翘中发现的苯乙醇苷,连翘苷A通过影响小鼠肺免疫细胞中的RLRs信号通路减少甲型流感病毒FM1株在小鼠肺中引起的炎症反应,从而显示连翘酯苷具有免疫调节作用[36]。通过猪圆环病毒PCV2实验发现连翘酯苷能通过诱生IFN-α达到多种免疫调节作用[37]。柴胡皂苷A选择性减弱肺中性粒细胞和单核细胞募集,发挥免疫调节作用[41]

有机酸类:绿原酸是中药金银花的主要抗病毒活性成分,同时具有免疫增敏效应。五味子配方治疗恶唑酮介导皮炎的小鼠时,所含1.201%的绿原酸可抑制IL-31IL-33处理的嗜酸性粒细胞真皮成纤维细胞促炎性细胞因子IL-6、趋化因子CCL7CXCL8的释放,具有免疫调节功能[29]

生物碱类:麻黄生物碱能显著降低半乳糖胺/脂多糖诱导肝衰竭模型大鼠血中TNFα水平,减轻肝细胞的损伤[54]。表告依春提高了线粒体抗病毒信号的蛋白表达,并随后增加了IFN-β和干扰素诱导的跨膜3IFITM3)的产生,调节机体免疫而有助于对抗病毒感染[42]

黄酮类:金丝桃苷体外诱导Th1细胞因子IL-12INF-γ分泌,诱导机体产生中和性抗HBsAg特异性抗体,进而加强机体免疫功能[31]。黄芩素平衡CD4+/CD8+比值,调节T淋巴细胞及其亚群Th1/ Th2Th17/Treg平衡,发挥免疫调节作用[33]

蒽醌类:大黄酚对免疫功能低下等小鼠有免疫保护作用,大黄酚可增强TB淋巴细胞增殖,提高脾脏指数,胸腺指数,上调血清IL-2IL-4水平,促进溶血素水平升高和抗体细胞生成[45]

其他:某些中药提取物具有免疫调节能力。采用血清药理学方法研究发现不同时相广藿香叶挥发油对小鼠免疫细胞产生不同影响,含药血清显著活化小鼠白细胞(3 h4 hP0.016 hP0.05)、活化小鼠腹腔巨噬细胞(3 hP0.054 h6 hP0.01)、活化小鼠淋巴细胞(34 h6 hP0.05),具有促进机体免疫功能的作用[27]。鱼腥草素又名癸酰乙醛,口服鱼腥草素后能明显提高巨噬细胞产生酸性磷酸酶水平和提升巨噬细胞的吞噬功能。在细胞培养液中含有2.5 μg/mLConA的条件下,鱼腥草素能显著刺激巨噬细胞呼吸爆发,提示鱼腥草素能增强巨噬细胞的特异性及非特异性免疫功能[49]。厚朴酚可降低高脂饮食诱导动脉粥样硬化模型大鼠TCTGLDL-C水平,提高HDL-C水平,抑制CD44CD54的分泌,降低促炎因子IL-1βIL-6TNF-α的水平,减轻炎症反应[40]

3  免疫调节抗病毒中药活性成分的理化及药代动力学特性

中药活性成分通常含量较低,成分复杂,可能有相互作用,质量评价较难。本文总结了近年来免疫调节抗病毒中药的结构式、相对分子质量、溶解度和分配系数等理化特性(表2)及在健康志愿者、Beagle犬、家兔、SD/Wistar大鼠和小鼠体内的药代动力学特征(表3)。免疫调节抗病毒中药在人体的药代动力学研究较少,给予健康志愿者异甘草酸镁注射液(注射给药)、复方银黄微型灌肠剂(直肠给药)、金钱草胶囊(口服)、脉络宁注射液(静脉滴注)后的研究表明免疫调节抗病毒中药活性成分的代谢均符合二室模型。免疫调节抗病毒中药往往同时含有多种成分,其中抗病毒和免疫调节活性成分含量直接影响其临床疗效,不同药材产地有差异。免疫调节抗病毒中药活性成分的溶解度和/或油水分配系数通常较低,属于生物药剂分类系统(biopharmaceutics classification systemBCSII类(苷类如甘草酸、黄酮类如槲皮素和黄芩素、醇类如广藿香醇)、III类(生物碱类如表告依春、有机酸类如绿原酸)和IV类(苷类如柴胡皂苷A、黄酮类如黄芩苷和金丝桃苷、木脂素类如厚朴酚、蒽醌类如大黄素),口服吸收差,生物利用度较低[55-57],影响了其应用,可通过乳化、磷脂复合和包合技术等现代工艺提高活性成分口服生物利用度,如绿原酸自微乳递送系统较普通混悬液药时曲线下面积更高[58],以溶剂法制备厚朴酚磷脂复合物口服生物利用度较原料药增大1.97[59],大黄酚包合物可提升口服生物利用度[60]。改变给药途径也可以提高活性成份的生物利用度,大鼠静注双黄连粉针剂后黄芩苷的生物利用度是口服的1.82[61]。金丝桃苷混悬液注射给药是口服给药生物利用度的3.84[62],但从安全角度考虑,建议非急症时最好采用口服给药。

总之,相对于药效研究,免疫调节抗病毒中药理化特性及药代研究较少,主要原因可能是活性成分体外含量低,体内血药浓度更低,对检测手段要求较高,实验难度大,此外,动物个体差异大,影响对结果的分析判断,但活性成分的血药浓度与药物生物效应直接相关,今后应该加强药代动力学研究,特别要关注同时给予的多组分对活性成分的影响,在此基础上,还应考虑进行靶组织和靶细胞的药物分布及药物浓度动力学研究,以期开发更加安全、有效、经济、使用方便的中药制剂,更好地满足临床用药需求。

4  免疫调节抗病毒中药的临床应用

中药是我国宝贵的特色资源,中医药理论博大精深,中药护佑中华民族五千年发展。方剂讲究药物配伍,辩证论治,提高临床疗效。免疫调节抗病毒中药多数为干燥根茎(甘草、黄芩、黄芪、大黄),也可为干燥花蕾或带初开的花(金银花)、全草(连翘)或皮(厚朴)入药,药性多为寒(金银花、黄芩、柴胡、板蓝根、大黄)、也可为温(黄芪、厚朴)、凉(连翘)性,味多苦(黄芩、连翘、厚朴、柴胡、板蓝根、大黄),也可为甘(如甘草、金银花、黄芪)和辛(柴胡)味,多归肺经(黄芩、甘草、金银花、连翘、厚朴、黄芪),也可归心、脾、胃、大肠、胆经等。根据性味归经,针对不同病机病位(2019-nCoV病机为“湿、热、毒、瘀”,病位在肺),免疫调节抗病毒中药在《伤寒杂病论》《金匮要略》《太平惠民和剂局方》等不同的中药经方中可用作君药(主药,如柴胡、连翘、黄芪)、臣药(加强治疗,如黄芩)、佐药(佐助药,如甘草)和使药(引经调和药,如甘草)(表4),应用时根据患者情况可对经方进行加减,以达到性效变化,提高临床疗效,中医经方在减轻发热咳嗽、提高免疫力和控制病情进展中有优势。按国家卫生健康委和中医药管理局共同发布的“诊疗方案”(第16版)和辽宁、北京、天津、甘肃、河北、山西、陕西、山东、河南、湖北、湖南、江西、云南共13个省“诊疗方案”中的使用频次统计,免疫调节抗病毒中药在新冠肺炎治疗中得到了广泛应用(图1)。中药方剂需要临用新配,没有确定的质量标准和相关的稳定性研究数据,临床使用不便,应用受限。

近年,我国以中药材为原料在中医药理论指导下按规定处方和制剂工艺研究开发了许多中成药,进行临床前和临床各期试验后经国家食品药品监督管理局审批后生产,临床用法用量、规格和特定的质量标准及检验方法确定、适用范围明确、应用禁忌与注意事项清楚,相对于传统方剂可大规模供应,安全性和有效性有保障,本次抗新冠肺炎时多种中成药制剂(颗粒剂、胶囊、丸、溶液剂、口服液、注射液)广泛用于各型患者,采用口服(轻型和普通型症)或注射(重型和危重型)给药,按照临床需要使迅速起效或平缓作用,这些中成药中含有多种免疫调节抗病毒中药(表5),如莲花清瘟胶囊含有7种免疫调节抗病毒中药,双黄连口服液/胶囊/注射液组方中的3味药材均为免疫调节抗病毒中药。现代光谱、质谱等分析技术提高了对中药活性成分的检测,计算机拟合加快了中药活性成分的筛选,先进制剂技术提高了活性成分的提取分离效率和体内生物利用度。中成药毒副反应较轻,不易产生耐药性,较为经济实惠,在日常生活和历次抗疫中发挥了重要作用,其中免疫调节抗病毒中药具有不可小觑的应用价值。

5  结语

新冠肺炎严重危害全球人类生命健康,其传染性强,疫情形势严峻复杂,防疫治疫任重道远,但迄今尚无特效药。中、西医预防治疗COVID-19观念有差异,各有利弊,中西医结合可能是未来防治行之有效的最佳方式。免疫调节抗病毒中药同时具有免疫调节间接抗病毒作用和直接抗病毒作用,也有利于降低机体炎性反应程度,已广泛应用于抗COVID-19临床,具有疗效明确、副作用小、经济实惠等优点。充分研究分析免疫调节抗病毒中药有效成分的性味归经、理化特性、体内代谢动力学特性、集合现代科技手段与传统医学方法,在科学认知疾病本质和患者机能基础上,充分调研免疫调节抗病毒中药的古今应用并结合临床经验,在中医理论指导下扶正祛邪、遏阻传变、辩证论治,有效、安全、经济用药,可望最终获得患者健康效益最大化。

参考文献(略) 
来  源:陈  冉,王婷婷,李开铃,尚锐峰,宋  杰,张景勍. 免疫调节抗病毒中药的特性与应用 [J]. 中草药, 2020, 51(6): CNKI首发.
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