黃芩苷及其系列配合物抗HIV的研究進(jìn)展

賴翔宇 楊自豪

（1 西南大學(xué)藥學(xué)院，重慶 400716；2 第三軍醫(yī)大學(xué)附屬新橋醫(yī)院藥劑科，重慶 400037）

黃芩苷（Baicalin）是中藥黃芩根部產(chǎn)生的一種黃酮類化合物，其具有抑菌、抗炎、抗病毒、降壓利尿、清除超氧自由基、抑制脂肪酶等多方面的藥理作用。近年來，常常有人將一些（如鋅，銅，鐵，鋁，錳等）有藥理活性的金屬離子與黃芩苷進(jìn)行螯合，以求得到的配合物能達(dá)到增強(qiáng)藥效或是產(chǎn)生新的藥理活性的目的。而本文正是對(duì)黃芩苷及其系列配合物抗HIV方面的研究進(jìn)行總結(jié)和探討。

艾滋病于1981年在美國(guó)同性戀者中首先發(fā)現(xiàn)。1982年9月24日，美國(guó)疾病控制中心（CDC）正式提出了獲得性免疫缺陷綜合征（AIDS）的概念，指出艾滋病是不明原因的細(xì)胞免疫缺陷所導(dǎo)致的卡氏肺囊蟲肺炎、卡波肉瘤和其他嚴(yán)重的機(jī)會(huì)性感染[1,2]。1986年，國(guó)際微生物學(xué)會(huì)和病毒分類學(xué)會(huì)將LAV/HTLV-3/ARV統(tǒng)一命名為人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV），又稱為艾滋病病毒[3]。這種病毒侵入人體后破壞人體免疫功能，使人體發(fā)生多種很難治愈的感染和腫瘤，從而引起多器官的衰竭，最后導(dǎo)致被感染者死亡。目前發(fā)現(xiàn)的HIV有兩個(gè)型（HIV-1，HIV-2）和8個(gè)亞型（A，B，B’，C，D，E，F(xiàn)，G）。一般來說，HIV是通過血液傳播、母嬰傳播和性傳播三種途徑致病[4]。

目前，治療HIV主要是通過抑制HIV合胞體（被HIV感染的正常細(xì)胞）、HIVp24抗原和HIV RT（HIV的逆轉(zhuǎn)錄酶）的形成而達(dá)到治療目的。以中國(guó)中醫(yī)理論來描述艾滋病，則為此證乃五臟氣血陰陽俱虛，外邪內(nèi)侵，經(jīng)血液、房室勞傷或胎生而侵入體內(nèi)，伏于募原，侵蝕臟腑及氣血津液，漸至臟腑虛損，氣血陰陽失衡[5]。因此，艾滋病的病機(jī)錯(cuò)綜復(fù)雜，變化多端，并非能以單一的臟腑、氣血津液、六經(jīng)、衛(wèi)氣營(yíng)血、三焦病機(jī)等所能概括。應(yīng)當(dāng)綜合的分析，發(fā)揮中醫(yī)整體辨證的優(yōu)勢(shì)，才能真正增強(qiáng)患者免疫能力，從而改善患者癥狀，提高生活質(zhì)量。

1 黃芩苷抗HIV-1

近些年，中國(guó)的傳統(tǒng)中藥治療艾滋病也有較深入的研究，也研制出了不少?gòu)?fù)方中藥，譬如小柴胡湯，克艾可，中研I號(hào)，益愛康膠等[6]，其中大部分的制劑中都含有黃芩這味中藥，而主要起到治療作用的就是從黃芩根部提取出來的黃芩苷和黃芩素這兩種物質(zhì)。黃芩苷是一種黃酮類化合物，并已被證實(shí)具有抗炎和抗HIV-1的活性，且其體外抗HIV-1的藥效較為顯著[7,8]。目前，黃芩苷已成為一種熱門研究的抗艾滋病藥物。黃芩苷化學(xué)分子式見圖1。

圖1 黃芩苷

黃芩苷在低細(xì)胞濃度時(shí)可以抑制T細(xì)胞和HIV-1型包膜蛋白，以及CD4細(xì)胞，還有趨化因子受體，而且在HIV-1入侵細(xì)胞的初期，黃芩苷可以阻止其自我復(fù)制，其作用機(jī)制和主要環(huán)節(jié)在于干擾HIV-1攻擊靶細(xì)胞，也就是說與艾滋病毒競(jìng)爭(zhēng)其靶細(xì)胞的結(jié)合位點(diǎn)。黃芩苷對(duì)正常細(xì)胞的毒性很小[9]，在規(guī)范用藥治療的基礎(chǔ)上，幾乎不會(huì)使正常細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生扭曲變形（即對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生殺傷性傷害）。[10]。

黃芩苷的細(xì)胞毒性（CC50：致半數(shù)細(xì)胞毒性所需的濃度）為101.73±3.49μM。而使用黃芩苷治療HIV-1，抑制其合包體細(xì)胞和p24抗原以及HIV-1逆轉(zhuǎn)錄酶的EC50（半數(shù)有效濃度）分別為：（43.27±3.85）μM，（41.94±15.01）μM，（47.34±6.92）μM。均＜CC50的值2倍以上，所以規(guī)范的使用黃芩苷不會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的細(xì)胞毒性。此前也有研究性文獻(xiàn)指出沒有發(fā)現(xiàn)黃芩苷抑制細(xì)胞生長(zhǎng)的影響[11]。因此，黃芩苷可作為治療和預(yù)防艾滋病毒感染有效藥物，且具有低細(xì)胞毒性這一優(yōu)點(diǎn)。

2 黃芩苷螯合

目前，許多研究者希望能通過某種方法來達(dá)到提高黃芩苷藥效的作用。目前最熱門的方法是將一些有活性的金屬離子與黃芩苷螯合，以達(dá)到增強(qiáng)藥效的目的。其藥理研究的諸多結(jié)果也表明，黃芩苷的配合物相比黃芩苷性質(zhì)有較明顯的增強(qiáng)，比如黃芩苷及其Zn2+、Cu2+配合物對(duì)超氧自由基（O–2）具有明顯的清除作用 ，并呈量效關(guān)系 ，其中以銅配合物活性最高[12]；黃芩苷可以與鋁鹽明礬形成穩(wěn)定的配合物，使其具有黃芩苷的清熱解毒和鋁的收斂止瀉雙重功效[13]，且兩方面的功效都有所增強(qiáng)。在抗炎抗菌抗病毒方面也同樣有較強(qiáng)的藥理活性增加。

3 金屬離子抗HIV-1活性

單說具有抗艾滋病活性的金屬離子有很多，也廣有研究。早在1991年就有科學(xué)家在研究銅，鋅，汞，銀的抗HIV-1活性[14]。1999年，日本的科學(xué)家對(duì)包括鋅在內(nèi)的37種常見化合物進(jìn)行抗HIV-1活性及其細(xì)胞毒性研究[15]。

在上述的化合物中從對(duì)HIV的抑制濃度的值上看，氯化鋅不能算是活性最強(qiáng)，但是其細(xì)胞毒性確是相對(duì)較低。鋅離子主要是通過抑制HIV-1的RNA轉(zhuǎn)錄酶，復(fù)制及進(jìn)入免疫細(xì)胞的接入點(diǎn)這三個(gè)方面而產(chǎn)生藥效。此后，由于鋅其具有低細(xì)胞毒性的特點(diǎn)，所以研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到鋅離子上。同時(shí)還有文獻(xiàn)報(bào)道，鋅的補(bǔ)給能減少HIV患者的死亡率，并可能適合所有年齡段的人群[16]。這也再一次印證了鋅的抗HIV特性。

4 黃芩苷鋅抗HIV-1

鋅的抗HIV-1藥效是有限的，達(dá)不到于抗艾滋病一線藥齊多夫定（機(jī)制：與病毒的DNA聚合酶結(jié)合，中止DNA鏈的增長(zhǎng)，從而阻抑病毒的復(fù)制。對(duì)人的α-DNA聚合酶的影響小而不抑制人體細(xì)胞增殖，并能選擇性抑制HIV逆轉(zhuǎn)酶，導(dǎo)致HIV鏈合成終止從而阻止HIV復(fù)制）等同的抑制作用，同樣黃芩苷的藥理作用也不及齊多夫定，見圖2[10]。

圖2

圖2中AZT為齊多夫定，Baicalin為黃芩苷，從此條狀圖可以看得出黃芩苷10倍于AZT的用量也難于達(dá)到其對(duì)抗HIV-1 p24 antigen（HIV-1p24抗原）的藥效，如果鋅或者黃芩苷單獨(dú)用藥也只能作為一種輔助的治療藥物。有關(guān)資料提到說紫外、紅外光譜分析及量化計(jì)算都證明黃酮類物質(zhì)有強(qiáng)烈的螯合作用[17]，黃芩苷具有黃酮類母核，與金屬離子形成配合物可能會(huì)影響機(jī)體某些酶的活性，并產(chǎn)生更好的藥效（即有可能黃芩苷和金屬離子藥效的疊加）因此對(duì)黃芩苷金屬配合物的研究有助于找到抗艾滋病藥理活性更高的化合物，所以，有人想到了利用黃芩苷與鋅離子螯合而形成的絡(luò)合物來達(dá)到更好的抗艾滋病效果[10]。

圖3

黃芩苷可與硫酸鋅，醋酸鋅，氯化鋅，氫氧化鋅等多種鋅的化合物在各自所需的特定條件下絡(luò)合形成黃芩苷鋅[12]，其分子式見圖3。

椐報(bào)道，黃芩苷鋅對(duì)抗HIV-1的活性較黃芩苷有明顯的增強(qiáng)，其主要是從抑制HIV-1胞合體細(xì)胞形成，HIV-1 p24抗原和HIV-1逆轉(zhuǎn)錄酶的產(chǎn)生，這三個(gè)方面來對(duì)抗HIV-1。也正是因?yàn)辄S芩苷與鋅的螯合使其起到了協(xié)同增效的作用，黃芩苷鋅的抗HIV-1的藥效作用得以增強(qiáng)，而且使得絡(luò)合物的細(xì)胞毒性與黃芩苷相比，下降了大約50%。雖然黃芩苷鋅也任然無法徹底代替齊多夫定等一線藥物，但齊多夫定的作用機(jī)制只有單一的一種，而黃芩苷鋅能從三個(gè)方面對(duì)艾滋病毒進(jìn)行抑制，所以它能更好的起到協(xié)同治療艾滋病的作用。

5 展 望

最近，又有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)HIV-1病毒利用了細(xì)胞中一種最常見的分子ATP（三磷酸腺苷，能在細(xì)胞內(nèi)部運(yùn)輸能量）來清除AZT（齊多夫定），實(shí)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄[18]。所以，我們需要著力研究出一種可以取代齊多夫定的一線抗HIV藥物，也許黃芩苷鋅就是那其中的一束希望。

總之，黃芩苷及其系列配合物抗HIV的研究，因其顯著的藥效和較低的細(xì)胞毒性，從而使該藥優(yōu)于其他抗HIV藥物；因其多靶點(diǎn)抗HIV特性，從而使它更具有治療上的優(yōu)勢(shì)；又因其是以中國(guó)傳統(tǒng)藥黃芩為基礎(chǔ)來展開研究，從而使得此類化合物也倍受關(guān)注。所以黃芩苷及其系列配合物抗HIV的研究是很具前景和極具價(jià)值的藥物研究方向。

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