黃芪提取物抗病毒作用的研究進(jìn)展

吳昌鴻，楊 英

（天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，天津 300072）

《中華人民共和國(guó)藥典》中明確規(guī)定道，中藥黃芪為豆科膜莢黃芪［Astragalus membranaceus（Fisch.）Bge.］和 蒙 古 黃 芪［Astragalus membranace（Fisch.）Bge.var.mongholicus（Bge.）Hisao］的 干 燥根［1］，具有補(bǔ)中益氣、利水消腫等功效。研究表明，已知黃芪的主要化學(xué)成分為黃酮類、皂苷類、多糖類、氨基酸和微量元素等［2］，并證實(shí)黃芪多種成分對(duì)皰疹病毒、乙型肝炎病毒、甲型流感病毒等人感染病毒及鴨流感病毒、豬圓環(huán)病毒等禽畜患病毒均有良好的抑制作用。本研究對(duì)黃芪的主要化學(xué)成分和抗病毒作用進(jìn)行綜述，以期為這方面研究提供參考。

1 黃芪主要化學(xué)成分

1.1 多糖類

黃芪多糖（Astragalus polysaccharides，APS）是黃芪的主要成分之一，目前黃芪多糖相關(guān)研究十分廣泛，分離純化的方式多種多樣?？墒褂盟芤骸A性溶液或者醇溶液，以簡(jiǎn)單的溶劑法對(duì)黃芪多糖進(jìn)行提純；也可使用樹(shù)脂、凝膠層析柱或DEAE纖維吸附柱等，以物理吸附的方式分離純化黃芪多糖；同樣也可以通過(guò)微生物的發(fā)酵或酶的輔助作用等生物學(xué)方法，從黃芪中提純黃芪多糖［3，4］。經(jīng)過(guò)多年的研究，通過(guò)對(duì)提純的黃芪多糖樣品進(jìn)行分子檢測(cè)，可知組成黃芪多糖的單糖主要包括葡萄糖、甘露糖、鼠李糖、半乳糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、木糖等［5］。根據(jù)目前的研究看，黃芪多糖對(duì)提高免疫力、抗氧化降血糖等有很大的功效，已形成多種劑型并廣泛用于醫(yī)療保健［6，7］。

1.2 黃酮類

黃酮類化合物（Astragalus Flavonoids，AFS）是黃芪中含量豐富的一類化學(xué)成分。黃芪黃酮的提取方法也具有多樣化，除了通用的溶劑提取法、物理吸附法等常規(guī)提取純化方式外，還可使用響應(yīng)面法優(yōu)化黃芪黃酮的分離純化［8，9］。目前，已從多種藥用黃芪屬植物中分離出80余種黃酮類成分［10］，種類繁多，按其結(jié)構(gòu)分類可分為黃酮、異黃酮、異黃烷、紫檀烷、二氫異黃酮、紫檀烯等［11］。黃芪黃酮在提高免疫力、抗腫瘤、抗壞死等方面具有明顯的作用［12，13］。

1.3 皂苷類

皂苷類化合物（Astragalus Membranaceus Saponins，AMS）是黃芪所含的重要成分之一。黃芪皂苷的提純方法與黃芪多糖和黃芪黃酮類似，但還可通過(guò)仿生法、超臨界流體法、閃式提取法等方法進(jìn)行分離純化［14］。目前為止，已提取出40余種皂苷類化合物［10］，其中主要的種類為黃芪皂苷、異黃芪皂苷、乙?；S芪皂苷和大豆皂苷這4大類［15］。黃芪皂苷類化合物，特別是黃芪甲苷具有顯著的抗病毒、抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫、保護(hù)器官等功效［16，17］。

1.4 其他物質(zhì)

除以上三類主要化合物，黃芪還含有多種生物堿，主要為黃芪堿A～F這6種［10］；多種氨基酸，如γ-氨基丁酸、甘氨酸、絲氨酸、賴氨酸等氨基酸；多種微量元素，如Sc、Se、Cr、Fe、Ca、K等［18］；以及維生素D、亞油酸、葉酸等物質(zhì)［19］。其中，黃芪堿化合物還可以通過(guò)p16延緩細(xì)胞的衰老［20］。

2 黃芪提取物抗病毒作用研究

黃芪具有豐富的藥用價(jià)值，其在抗病毒方面的作用得到了關(guān)注，黃芪中各成分抗病毒作用的研究十分廣泛。通過(guò)綜合目前已有的報(bào)道，發(fā)現(xiàn)具有抗病毒作用的黃芪提取物以黃芪黃酮、黃芪甲苷、黃芪多糖為主。因此，對(duì)這3種黃芪提取物的抗病毒作用進(jìn)行梳理。

2.1 黃芪黃酮抗病毒作用

黃芪黃酮是黃芪的主要成分之一，從目前報(bào)道的研究來(lái)看，黃芪黃酮的抗病毒作用較為單一，其主要對(duì)柯薩奇B組病毒有明顯的抑制作用?？滤_奇B組病毒（Coxsackievirus B，CVB）是亞急性、急性和慢性病毒性心肌炎、擴(kuò)張型心肌?。―CM）、腦膜腦炎和重癥胰腺炎最重要的人類病原體之一［21］。研究表明，黃芪黃酮類化合物calycosin-7-O-β-D-glucopyranoside（CCGR）有效地抑制了CVB3介導(dǎo)的細(xì)胞病變效應(yīng)，CCGR通過(guò)抑制病毒的復(fù)制，在體外和體內(nèi)均表現(xiàn)出對(duì)CVB3具有顯著的抗病毒活性，降低了心臟中病毒的滴度，提高了感染CVB3的小鼠的存活率；同時(shí)CCGR還能保護(hù)心肌，減輕心肌炎小鼠心肌的病理?yè)p傷，進(jìn)而改善了小鼠左心室功能［22］。也有研究表明，黃芪黃酮能夠通過(guò)保護(hù)細(xì)胞增殖、直接滅活CVB5或者阻礙CVB5細(xì)胞吸附過(guò)程從而起到抗病毒的作用［23］。

2.2 黃芪甲苷抗病毒作用

黃芪甲苷是黃芪的皂苷類化合物之一，廣泛應(yīng)用于多種研究，具有抗多種病毒的能力，是比較熱門的藥用黃芪提取物。

研究表明，黃芪甲苷對(duì)甲型流感病毒具有抑制作用。流感病毒（Influenza Virus）隸屬于正粘病毒科（Orthomyxoviridae）流感病毒屬（Influenzavirus），是一種RNA病毒，主要引起人急性上呼吸道感染，嚴(yán)重影響人的生命健康，甲型流感病毒是其中的一種。黃芪甲苷可顯著抑制流感病毒核蛋白（NP）的合成，進(jìn)而抑制子代病毒的復(fù)制，從而產(chǎn)生抗H1N1、H5N1、PR8流感病毒的效果［24，25］。通過(guò)小鼠模型試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，黃芪甲苷可以治療甲型流感病毒感染，小鼠的存活時(shí)間及存活率明顯提升，體重減輕的情況也得到了顯著改善［25］。也有研究表明，黃芪甲苷也具有抗柯薩奇病毒的作用。黃芪甲苷能顯著降低血清肌酸激酶-mb（ck-mb）和乳酸脫氫酶（LDH）水平，通過(guò)抑制FAS/FASL信號(hào)通路，進(jìn)而抑制CVB3誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡，改善CVB3誘導(dǎo)的心肌損傷和心肌纖維化［26］。此外，黃芪甲苷通過(guò)上調(diào)IFN-γmRNA的表達(dá)進(jìn)而抑制CVB3［27］。

還有研究表明，黃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）是一種DNA病毒，HBV感染可表現(xiàn)為急性/重型肝炎或各種慢性疾病，包括慢性肝炎、肝硬化和肝癌。對(duì)乙肝表面抗原、乙型肝炎E抗原和HBV DNA的生成均產(chǎn)生不同程度的抑制作用，且該抑制作用具有濃度依賴性［28］。黃芪甲苷除了在細(xì)胞試驗(yàn)中對(duì)HBV產(chǎn)生抑制作用，同樣在以鴨為對(duì)象的動(dòng)物試驗(yàn)中也體現(xiàn)出明顯的抗HBV病毒的作用［29］。

黃芪甲苷還有抗腺病毒感染的作用。人腺病毒（HAdVs）是引起肺炎、急性胃腸炎和流行性角膜結(jié)膜炎等多種疾病的常見(jiàn)病原體。在干細(xì)胞移植后免疫功能低下的患者中，HAdVs感染也與嚴(yán)重的腺病毒綜合征有關(guān)。在DNA基因組同源性的基礎(chǔ)上，將HAdVs分為7種（HAdV-A-G）65個(gè)亞型［30］。有研究證明，黃芪甲苷可以直接殺滅HAdV3，通過(guò)破壞HAdV3的纖突阻止病毒吸附，也可以抑制HAdV3的復(fù)制；同時(shí)，黃芪甲苷還可以通過(guò)抑制bax和caspase-3蛋白的表達(dá)并促進(jìn)bcl-2蛋白表達(dá)，進(jìn)而抑制HAdVs，從而抑制細(xì)胞凋亡，減輕HAdVs感染所造成的傷害［31，32］。

2.3 黃芪多糖抗病毒作用

黃芪多糖作為黃芪的主要提取物之一，在抗病毒方面同樣具有廣泛作用。黃芪多糖不但能夠抑制人感染病毒，對(duì)多種動(dòng)物感染病毒也有顯著的抑制作用。

2.3.1 抑制人感染病毒相關(guān)研究 研究發(fā)現(xiàn)，黃芪多糖具有抗柯薩奇病毒的作用。黃芪多糖不但能夠在體外細(xì)胞水平上通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性抑制影響CVB3與靶細(xì)胞結(jié)合，抑制病毒的復(fù)制，進(jìn)而抑制CVB3的感染，而且還能保護(hù)小鼠心肌細(xì)胞免受CVB3的感染［33］。

黃芪多糖也能對(duì)乙型肝炎病毒產(chǎn)生抵抗作用，能夠有效抑制乙肝表面抗原的產(chǎn)生，并且對(duì)含HBV DNA的肝癌細(xì)胞增殖產(chǎn)生明顯的抑制作用［34］。進(jìn)一步的研究表明，黃芪多糖通過(guò)對(duì)HBV在體內(nèi)的復(fù)制產(chǎn)生持久的抑制作用，從而起到抗HBV病毒的作用［35］。

黃芪多糖對(duì)皰疹病毒也具有明顯的抗病毒作用。皰疹病毒（Herpesvirus）是一種具有包膜的雙鏈DNA病毒，以生物學(xué)和遺傳學(xué)的差異可將人類皰疹病毒進(jìn)一步細(xì)分為α、β、γ皰疹病毒3個(gè)亞族。α亞族包括單純皰疹病毒1和2（HSV-1和HSV-2）以及水痘帶狀皰疹病毒（VZV）。β亞族包括人巨細(xì)胞病毒（HCMV）和人皰疹病毒6a、6b和7（HHV6a、6b、7）。γ亞族包括EB病毒（EBV）和卡波西肉瘤相關(guān)皰疹病毒（KSHV）。此類病毒可引發(fā)多種皰疹、皮疹，嚴(yán)重者甚至可引發(fā)腫瘤、腦炎等惡性疾?。?6］。研究發(fā)現(xiàn)，黃芪多糖在抗皰疹病毒方面有顯著的作用，可以促進(jìn)星形膠質(zhì)細(xì)胞分泌TNF-α和IL-6，并通過(guò)激活TLR3/NF-κB信號(hào)通路，保護(hù)星形膠質(zhì)細(xì)胞免受HSV-1的感染［37］。黃芪多糖還可以通過(guò)抑制EB病毒（Epstein-Barr virus，EBV）早期蛋白ZTA、RTA和EA-D在RAJI細(xì)胞中的表達(dá)，阻斷了EBV的復(fù)制周期，從而發(fā)揮其抗EB病毒的作用［38］。

2.3.2 抑制動(dòng)物病毒相關(guān)研究 豬圓環(huán)病毒2型（PCV2）是感染哺乳動(dòng)物最小的DNA病毒之一，屬于圓環(huán)病毒科圓環(huán)病毒屬，是導(dǎo)致豬圓環(huán)病毒相關(guān)疾?。≒CVADS）的重要因素［39］。黃芪多糖通過(guò)減少氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，同時(shí)激活NF-κB信號(hào)通路來(lái)抑制PCV2的復(fù)制，從而對(duì)PCV2感染產(chǎn)生抑制作用［40，41］。

鴨病毒性肝炎（DVH）是由鴨肝炎病毒（DHV）引起的一種致命的傳染性疾病，具有高發(fā)病率、高死亡率的特點(diǎn)。此外，鴨甲型肝炎病毒是人類甲型肝炎病毒的完美動(dòng)物模型［42］。研究表明，黃芪多糖的磷酸化物對(duì)鴨甲型肝炎病毒具有良好的抑制作用，但天然黃芪多糖的抗鴨甲型肝炎病毒的效果并不明顯［43，44］。

禽傳染性支氣管炎病毒（IBV）是冠狀病毒科的一員，引起雞輕度至急性呼吸道疾病，是世界范圍內(nèi)導(dǎo)致家禽業(yè)產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)損失一大因素。黃芪多糖對(duì)IBV在細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制產(chǎn)生抑制作用，其原理與促炎細(xì)胞因子IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α的mRNA水平降低有關(guān)［45］。

禽流感（AI）是一種高度傳染性疾病，一般在禽類和其他動(dòng)物中引發(fā)急性疾病，進(jìn)而導(dǎo)致死亡。鑒于禽流感具有很高的發(fā)病率和死亡率，因此其對(duì)養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)和社會(huì)健康都有產(chǎn)生很大影響。AI亞型H9N2屬于低致病性禽流感病毒（AIV）群，是影響禽類養(yǎng)殖行業(yè)發(fā)展的常見(jiàn)病因。黃芪多糖可顯著減少H9N2病毒的增殖，其作用原理是促進(jìn)細(xì)胞因子IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、LITAF和IL-12的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)免疫細(xì)胞增殖，從而增強(qiáng)機(jī)體的細(xì)胞免疫能力［46］。

除具有以上病毒的抑制作用外，黃芪主要活性成分還具有抗呼吸道合胞病毒、巨細(xì)胞病毒、鼻病毒、豬細(xì)小病毒、偽狂犬病毒、新城疫病毒等作用［47，48］。

3 展望

從目前的研究來(lái)看，黃芪的主要化學(xué)成分具有廣泛的抗病毒作用，在試驗(yàn)和實(shí)際醫(yī)療中也得到使用。其中，具有抗病毒能力的化學(xué)成分以黃芪黃酮、黃芪甲苷、黃芪多糖為主。黃芪甲苷在抗病毒方面具有明顯的效果，能夠?qū)NA病毒和DNA病毒產(chǎn)生抑制作用。黃芪多糖也有十分出色的抗病毒效果，而且應(yīng)用也廣泛，對(duì)多種人感染和動(dòng)物感染的病毒都有相應(yīng)的抗病毒能力，是有效的抗病毒藥物。雖然，黃芪黃酮類物質(zhì)的抗病毒能力并不十分出眾，目前只有對(duì)柯薩奇B組病毒產(chǎn)生抑制作用的報(bào)道，但從另一方面也反映出黃芪黃酮作為抗病毒藥物具有的潛力。黃芪的抗病毒機(jī)理主要體現(xiàn)在通過(guò)激活多種免疫通路，促進(jìn)多種免疫因子的分泌，促進(jìn)免疫細(xì)胞的增殖，提升機(jī)體的特異或非特異性免疫能力，達(dá)到抑制病毒增殖的作用；也可以通過(guò)阻止病毒與受體細(xì)胞接觸，抑制病毒相關(guān)蛋白合成，阻止病毒增殖。雖然黃芪各化學(xué)成分抗病毒的研究已經(jīng)取得了很多進(jìn)展，但抑制機(jī)理仍不十分清晰，仍具有廣闊的科研前景和發(fā)展空間。

現(xiàn)在隨著新冠病毒在世界范圍內(nèi)的廣泛傳播，抗病毒研究更加重要和緊迫，中醫(yī)藥作為中國(guó)優(yōu)秀的科技文化結(jié)晶，在預(yù)防各類疾病上已積累了大量經(jīng)驗(yàn)，更應(yīng)應(yīng)用于抗擊新冠肺炎病毒的研究。其中，黃芪的抗病毒作用已經(jīng)受到科研工作者的關(guān)注，并進(jìn)行了報(bào)道［49，50］。通過(guò)本研究綜述為黃芪用于新冠肺炎病毒相關(guān)研究提供依據(jù)，為黃芪抗病毒成分的選擇提供參考。