综述:苦参碱和氧化苦参碱;具有抗病毒潜力的天然产物

【字体: 时间:2025年09月14日 来源:Journal of Functional Foods 4

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  本综述系统总结了苦参碱(Matrine)和氧化苦参碱(Oxymatrine)作为天然生物碱在抗病毒领域的最新研究进展,重点阐述了其通过调节免疫应答(如Th1/Th2平衡、TLR/NF-κB/MAPK通路)和直接抑制病毒复制(如HBV、SARS-CoV-2、PRRSV等)的双重机制,为开发新型天然抗病毒药物提供了重要理论依据和临床转化前景。

  

2. 苦参碱/氧化苦参碱与免疫系统相互作用的细胞与分子机制及其抗病毒应答

苦参碱和氧化苦参碱通过多种机制发挥抗病毒作用。氧化苦参碱通过调节辅助性T细胞(Th)活性增强对乙型肝炎病毒(HBV)的免疫应答。在HBV转基因小鼠模型中,氧化苦参碱显著提升Th1相关血清细胞因子(如干扰素-γ(IFN-γ)和白介素-2(IL-2))水平,同时降低Th2相关细胞因子(如IL-4和IL-10)。这种以Th1为主导的应答对有效清除HBV至关重要。此外,氧化苦参碱还能降低慢性HBV感染患者中HBV特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)表面的程序性死亡受体-1(PD-1)表达,并增加CTL数量,从而调控病毒复制。

氧化苦参碱还可激活Toll样受体(TLR)信号通路,尤其是TLR9,通过与TLR9配体协同作用增强抗慢性HBV感染的免疫效能。此外,它还能影响TLR3信号,对抗H9N2禽流感病毒感染具有直接抗病毒和免疫调节的双重作用。

在苦参碱方面,研究显示其对猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)和猪圆环病毒2型(PCV2)共感染的猪肺泡巨噬细胞具有显著抗病毒效果,能有效阻止病毒复制并减轻相关炎症反应。苦参碱还能下调巨噬细胞中促炎细胞因子(如IL-1β、IL-6和肿瘤坏死因子-α(TNF-α))的表达和分泌,这一抗炎反应通过髓样分化因子88(MyD88)/核因子-κB(NF-κB)信号通路实现。在PRRSV和PCV2共感染的小鼠模型中,苦参碱处理提高了淋巴细胞增殖和巨噬细胞吞噬活性,表明其能增强免疫应答以清除病毒感染。

3. 苦参碱/氧化苦参碱抗不同病毒的作用机制

3.1. 猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)

PRRSV是一种高度变异的病毒,属于动脉炎病毒科。苦参碱通过四种可能机制在体外抑制PRRSV:直接灭活病毒、抑制病毒进入宿主后的复制、破坏核衣壳蛋白(N蛋白)表达、以及潜在调节GP5/TNF-α以减少PRRSV诱导的细胞凋亡和抑制caspase-3激活。苦参碱还通过靶向热休克蛋白(HSPA8和HSP90AB1)抑制PRRSV复制,直接中和病毒颗粒,并阻断病毒诱导的凋亡。此外,苦参碱与甘草酸以不同质量比组合使用时,对PRRSV具有治疗作用,但可能引起过度炎症因子释放导致组织损伤。苦参碱还能通过干扰MyD88/NF-κB通路和NOD样受体家族pyrin域包含蛋白3(NLRP3)炎症小体抑制IL-1β产生,从而减轻PRRSV引起的炎症反应。

3.2. 猪圆环病毒2型(PCV2)

PCV2是一种小型单链DNA病毒,属于圆环病毒科,是猪圆环病毒相关疾病(PCVAD)的主要病原体。研究发现,PCV2通过激活葡萄糖调节蛋白78(GRP78)介导的PKR样内质网激酶(PERK)信号通路诱导脾淋巴细胞凋亡。苦参碱与天然香豆素化合物蛇床子素(osthole)联合使用能有效阻断PERK/真核翻译起始因子2α(eIF2α)/激活转录因子4(ATF4)/C/EBP同源蛋白(CHOP)/Bcl-2通路,其效果优于单一化合物处理。此外,苦参碱能促进肠道乳酸杆菌(L. acidophilus)生长,增强其抗PCV2作用并减轻炎症反应。

3.3. 猪流行性腹泻病毒(PEDV)

PEDV是一种单链RNA肠道冠状病毒,属于冠状病毒科α冠状病毒属。苦参碱通过影响病毒颗粒和宿主细胞抑制PEDV感染。研究表明,苦参碱可能直接与病毒刺突蛋白(S蛋白)的GLY434结合,阻止病毒附着和进入细胞,从而抑制病毒基因组复制。

3.4. 严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)

SARS-CoV-2是导致COVID-19大流行的β冠状病毒。苦参碱通过调节病毒复制、抑制宿主细胞凋亡和抑制炎症反应(如TNF-α、IL-6和caspase-3)在治疗中发挥作用。研究还发现,苦参碱能显著降低蛋白激酶B(AKT1)、p53、TNF和IL-6水平,并提高Bcl-2 L1表达,从而缓解COVID-19感染及相关肝损伤。氧化苦参碱则通过细胞保护、抗病毒和抗炎反应、免疫调节以及关键信号通路(如TLR4)的改变发挥抗肺癌和抗COVID-19作用。

3.5. 牛病毒性腹泻病毒(BVDV)

BVDV属于黄病毒科瘟病毒属。苦参碱以剂量依赖方式抑制BVDV复制,其抗病毒机制包括直接杀病毒作用、阻止病毒附着和复制。苦参碱还能显著增加干扰素调节因子3(IRF3)和两种模式识别受体(TLR3和RIG-I)的表达,从而上调IFN-α/β的表达和分泌。

3.6. 丙型肝炎病毒(HCV)

HCV是一种包膜RNA病毒,属于黄病毒科肝炎病毒属。氧化苦参碱在治疗HCV时能降低利巴韦林的主要代谢物浓度,并改善肝纤维化。临床研究表明,氧化苦参碱能显著降低HCV基因组RNA水平,但对血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)水平无影响。

3.7. 乙型肝炎病毒(HBV)

HBV属于嗜肝DNA病毒科。苦参碱在低浓度下通过调节细胞色素P450活性和降低一氧化氮(NO)水平调节炎症反应,但在高浓度下可能引起肝细胞损伤。氧化苦参碱则通过增加ERK1/2磷酸化降低肝核因子-1α(HNF-1α)和HNF-4α的表达,从而减少HBV基因复制和抗原(HBsAg和HBeAg)产生。此外,氧化苦参碱与拉米夫定联合使用可增强病毒抑制效果,并减少耐药突变。临床研究证实,氧化苦参碱能安全有效地治疗慢性乙型肝炎,改善肝功能和纤维化。

3.8. 巨细胞病毒(CMV)

CMV属于疱疹病毒科β疱疹病毒亚科。研究发现,苦参碱-腺嘌呤杂交体(如sophovicines B和C)能有效抑制CMV复制。

3.9. 流感病毒

流感病毒属于正粘病毒科。氧化苦参碱通过抑制TLR4、TLR7、MyD88和TRAF6基因的过表达,抑制流感A病毒(IAV)复制和病毒性肺炎。此外,它还抑制p38 MAPK通路和NF-κB活化,减少病毒RNA合成和炎症细胞因子释放。

3.10. 博卡病毒(BoV)

博卡病毒属于细小病毒科。氧化苦参碱通过抑制病毒DNA复制、降低非结构蛋白1(NS1)、核蛋白1(NP1)和病毒蛋白1/2(VP1/2)的表达、减轻S期细胞周期阻滞和降低凋亡相关蛋白(如cleaved caspase-3)水平发挥抗病毒作用。

3.11. 柯萨奇病毒(CV)

柯萨奇病毒属于小RNA病毒科肠道病毒属。苦参碱能减少病毒RNA拷贝数,抑制病毒复制,并延迟麻痹症状发生,其机制可能涉及免疫调节。

3.12. 呼吸道合胞病毒(RSV)

RSV属于肺病毒科正肺病毒属。氧化苦参碱能阻止RSV吸附和穿入宿主细胞,并抑制其生物合成。为提高肺部积累和疗效,研究人员开发了壳聚糖包被的脂质体制剂(Lipo/OMT@CS),该制剂能显著降低RSV F蛋白表达和病毒基因拷贝数。

3.13. 猴痘病毒(Mpox)

猴痘病毒属于痘病毒科正痘病毒属。研究发现,氧化苦参碱衍生物中的硝基(NO2)、羧酸(COOH)和磷酸(PO3)等结构特征能增强其与靶蛋白(如A42R和VP24)的结合亲和力,从而提高抗病毒效果。

4. 结论与展望

苦参碱和氧化苦参碱作为天然生物碱,通过直接抑制病毒复制和调节免疫应答发挥广谱抗病毒作用。它们在抗HBV、HCV、SARS-CoV-2、PRRSV、PCV2等多种病毒方面展现出显著潜力。然而,当前研究仍存在局限性,如部分机制尚未完全阐明、临床样本量小、模型局限性等。未来研究应聚焦于深入机制探索、高质量临床试验和先进制剂开发(如脂质体或纳米颗粒递送系统),以提高疗效和减少副作用。通过结构-活性关系(SAR)研究开发更具特异性和安全性的衍生物,苦参碱和氧化苦参碱有望成为新型天然抗病毒药物,应对新兴病毒威胁。

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