蘆薈提取物抗病毒作用的研究進(jìn)展

張業(yè)強(qiáng)，孫振紅

（山東第一醫(yī)科大學(xué)，山東 泰安 271016）

蘆薈屬于百合科多年生常綠草本植物，主要分布在熱帶、亞熱帶地區(qū)，種類繁多，達(dá)1 000種以上。其中，市場上常見的蘆薈品種有美國蘆薈（庫拉索蘆薈）、中國蘆薈、木立蘆薈和好望角蘆薈等。蘆薈營養(yǎng)豐富，含大量維生素、氨基酸、微量元素、糖類、蒽醌類物質(zhì)等多種生物活性成分，使得蘆薈凝膠具有抗菌、抗病毒、抗感染、抗氧化、防輻射、促進(jìn)創(chuàng)傷愈合、提高人體免疫功能等作用。為充分發(fā)揮蘆薈的藥用價(jià)值，人們通常將蘆薈作為原料，通過水或有機(jī)溶劑提取、分離，從而獲得其有效成分［1-2］。

1 蘆薈提取物的主要活性成分

1.1 蒽醌類衍生物 蒽醌類衍生物是蘆薈提取物重要的組成部分，占蘆薈滲出液干物質(zhì)的9%～30%，是存在于蘆薈葉片外皮部分具有高度活性的酚類化合物，具有多種生物學(xué)功能。蘆薈中蒽醌類衍生物組分較復(fù)雜，包括蘆薈素、蘆薈大黃素、蘆薈大黃酚、蘆薈皂草甙、蘆薈寧、蘆薈苦素、蘆薈霉素等幾十種成分［3-4］，其中蘆薈大黃素是最基本的成分之一。

1.2 糖類物質(zhì) 糖類是蘆薈葉片內(nèi)黏液組織除去水分外的主要成分，包含單糖和多糖兩部分。單糖組分有甘露糖、葡萄糖、果糖、阿拉伯糖、鼠李糖等，但其功能特性相對于蘆薈多糖較單一，因此蘆薈多糖是蘆薈中糖類物質(zhì)的主要研究對象。目前已被檢測到的蘆薈多糖有乙酰化葡聚糖、阿拉伯半乳聚糖、葡甘聚糖、D-葡萄糖、D-甘露糖、D-半乳糖、AloctinA、B及植物凝血素等不下 30種［5］。

1.3 有機(jī)酸和氨基酸 蘆薈汁液中的有機(jī)酸是聯(lián)系糖類、脂肪和蛋白質(zhì)三者代謝的重要成分。主要有琥珀酸、蘋果酸、酒石酸、乙酸、丁二酸、檸檬酸、異檸檬酸、對香豆酸、月桂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸和棕櫚酸等。此外，蘆薈中蛋白質(zhì)水解后可產(chǎn)生19 種以上氨基酸［6］，包含亮氨酸、精氨酸、賴氨酸、蘇氨酸等8種人體必需氨基酸。由于精氨酸相對含量較高，所以蘆薈被譽(yù)為21世紀(jì)最具潛力的保健食品。

1.4 礦物質(zhì)和維生素 蘆薈植株含有鉀、鈣、鎂、鋁、鐵、硅、鋅、銅、鎳及鍺等多種礦物質(zhì)元素。其中，從蘆薈葉汁中提取的羥基鍺三氧化物對肺癌、白血病、肝硬化及全身性風(fēng)濕病等疾病的治療具有良好的效果［7］。另外，蘆薈也含有多種維生素，存在于蘆薈外皮的維生素迄今為止已查明的有維生素A、維生素B1、維生素 B2、維生素 B6、維生素 B12、維生素 C、維生素E和維生素H等。

1.5 酶及其他有效成分 現(xiàn)已從蘆薈葉汁中檢出的酶有淀粉酶、纖維素酶、過氧化酶、脂肪酶、氧化酶、乳酸脫氫酶、血管緊張肽和植物凝血素等［8］。

2 蘆薈提取物的抗病毒作用

目前，病毒性傳染病依然是危害人類健康的頭號公敵。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，世界上所有因戰(zhàn)爭死亡的人數(shù)總和僅是因天花病毒死亡人數(shù)的一小部分。隨著病毒抗原變異、毒力增強(qiáng)和新型病毒的不斷出現(xiàn)，嚴(yán)重威脅著人類健康。舊的抗病毒藥物在治療急性、烈性傳染病方面表現(xiàn)出很大的局限性，亟待探尋新型的抗病毒藥物。自古至今，藥用植物已廣泛應(yīng)用于傳染性和非傳染性疾病的治療。全世界約25%的常用藥物中都含有天然植物成分。近幾年，蘆薈的抗病毒作用同樣引起了人們的關(guān)注［9-10］。

2.1 抗HIV 在蘆薈提取物的抗病毒作用中，抗HIV-1的效果最受關(guān)注。比爾·H·麥卡納利［11］給予艾滋病患者穩(wěn)定化蘆薈凝膠制品并使其連續(xù)服用3個(gè)月，經(jīng)檢測，患者體內(nèi)的CD4細(xì)胞和T4細(xì)胞比此前增加2～3倍，充分證實(shí)蘆薈膠具有提高機(jī)體免疫力和消炎抗菌的功能。Pulse等［12］將蘆薈凝膠制品以營養(yǎng)添加劑的形式給予艾滋病患者，治療效果顯著。王麗英等［13］通過研究大黃藥理作用發(fā)現(xiàn)，大黃可顯著抑制艾滋病病毒且抑制作用大于艾滋病的首選藥物AZTTP，其抑制作用可能與下列因素有關(guān)：①鞣質(zhì)分子直接參與阻止HIV-gp120結(jié)合位點(diǎn)；②抑制病毒粒子相關(guān)酶活性；③阻止病毒在細(xì)胞上吸附；④藥物的抗病毒活性與收斂性。而蘆薈提取物的另一主要成分蘆薈多糖亦具有抑制HIV的活性，包括抑制病毒逆轉(zhuǎn)錄酶、蛋白酶，以及干擾病毒進(jìn)入細(xì)胞等［14］。Kahlon等［15］通過體外實(shí)驗(yàn)證明蘆薈乙?；事毒厶菃为?dú)或與齊多夫定、阿昔洛韋聯(lián)合使用可抑制HIV-1病毒粒子的復(fù)制，并認(rèn)為蘆薈乙?；事毒厶峭ㄟ^改變病毒糖蛋白糖基化從而抑制HIV-1及其他胞膜病毒的復(fù)制。此外，蘆薈乙?；事毒厶且驯幻绹鳩DA批準(zhǔn)成為治療艾滋病的輔助藥物，經(jīng)臨床驗(yàn)證它是目前治療人體免疫缺陷的有效藥物。

2.2 單純皰疹病毒（HSV） HSV是引起人類皮膚性疾病的常見病原體。人類是其感染的唯一宿主，主要引起口腔皰疹、皰疹性角膜炎、生殖器皰疹、皰疹性腦炎及全身性皰疹等疾病。其中HSV-Ⅱ引起的生殖器皰疹，已成為世界性流行的性病，在國外的發(fā)病率僅次于淋病、梅毒而居第三位［16］。由于目前臨床上尚無防治HSV的疫苗，治療藥物主要為核苷類似物，包括阿昔洛韋及其衍生物泛昔洛韋等。雖然這些核苷類似物可特異性阻斷病毒復(fù)制過程，但依然存在許多缺陷，如靶點(diǎn)單一、生物利用度低、半衰期短及嚴(yán)重的不良反應(yīng)等［17］。之前研究［18］表明，大黃粗提物在體內(nèi)、外均對HSV的繁殖有抑制作用且細(xì)胞毒性小。劉妮等［19］通過病毒感染兔腎細(xì)胞觀察細(xì)胞病變進(jìn)一步研究蒽醌類衍生物對HSV-Ⅰ型和HSV-Ⅱ型病毒的抑制作用，結(jié)果顯示，在蒽醌類衍生物中，大黃素可在體外抑制HSV且HSV-Ⅰ優(yōu)于HSV-Ⅱ。在適宜濃度范圍內(nèi)，隨著藥物濃度增加，抗病毒效力也不斷增強(qiáng)。此外，通過研究大黃素抗病毒機(jī)制發(fā)現(xiàn)，大黃素不能保護(hù)細(xì)胞免受HSV攻擊，但可直接殺滅病毒粒子并抑制病毒的生物合成。這可能與大黃素能抑制增殖細(xì)胞核抗原（PCNA），從而阻止核酸復(fù)制有關(guān)［20］。蘆薈提取物中大黃素含量豐富，因此蘆薈提取物在抗HSV方面具有廣闊的前景。

2.3 抗流感病毒 流行性感冒病毒即流感病毒，屬于正黏液病毒科RNA病毒，可經(jīng)由空氣傳播引發(fā)人、豬、牛、馬以及禽類急性上呼吸道感染而致死亡。其發(fā)病率及死亡率均較高且易發(fā)生變異，常引起世界周期性大流行。20世紀(jì)以來，在全球范圍內(nèi)發(fā)生3次較為嚴(yán)重的流感，分別是1918年“西班牙流感”（H1N1）、1957 年“亞洲流感”（H2N2）和 1968 年的“香港流感”（H3N2），均對世界公共衛(wèi)生安全造成嚴(yán)重威脅。因此，新型抗流感病毒化合物是人們一直以來的研究熱點(diǎn)。2006年體外實(shí)驗(yàn)［20］證實(shí)，蘆薈大黃素對流感病毒有滅活作用且大黃鞣質(zhì)對A、B型病毒粒子均具有明顯的抑制作用；后期Shih-Wen等［21］深入研究并探討蘆薈中蒽醌類衍生物對A型流感病毒的抑制作用及機(jī)制表明：蘆薈大黃素細(xì)胞毒性較低，當(dāng)其在MDCK細(xì)胞內(nèi)濃度逐漸升高時(shí)，由病毒誘導(dǎo)的細(xì)胞病變減少且能夠抑制病毒粒子在細(xì)胞中的復(fù)制。此外，與重組半乳糖凝集素-3作用機(jī)制相同，蘆薈大黃素可增加感染細(xì)胞內(nèi)抗病毒基因IFN-β、IFN-γ、PKR 和 2’，5’-OAS 的表達(dá)，經(jīng)蛋白組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，蘆薈大黃素通過上調(diào)半乳糖凝集素-3的表達(dá)，恢復(fù)由NS1抑制、STAT1介導(dǎo)的抗病毒應(yīng)答，從而達(dá)到抗A型流感病毒的效果。同樣，人源性流感的控制也有望通過蘆薈大黃素的治療來實(shí)現(xiàn)［22］。

2.4 抗柯薩奇病毒 柯薩奇病毒屬小RNA病毒科，腸道病毒屬，主要經(jīng)呼吸道或消化道傳播，分為A、B 2型?？滤_奇病毒A型主要引起上呼吸道感染，臨床上表現(xiàn)為皰疹性咽峽炎，感染兒童多見；B型則主要引起人的無菌性腦膜炎、心肌炎、肺炎等疾病?？滤_奇病毒對西藥不敏感，西藥治療效果不明顯，而研究［23］證實(shí)，蘆薈提取物對腸道病毒有較好的抑制作用，具有良好應(yīng)用前景。Roberts等［24-25］首次報(bào)道了蘆薈甘露聚糖能夠提高感染柯薩奇病毒B3（Coxsachievirus B3）小鼠體內(nèi)特異性抗體滴度，發(fā)揮抗病毒作用；Glatthaar-Saalmüller等［26］通過檢測木立蘆薈水提物產(chǎn)品Bioaron C的抗病毒活性，發(fā)現(xiàn)Bioaron C可抑制人鼻病毒和柯薩奇病毒的復(fù)制；Clausen等［27］按照美國順勢療法藥典規(guī)定的方法和劑量將仙人掌提取物、蘆薈、冷杉、山金車等草藥與碳酸鈣混合制成藥物并探究該藥物在體內(nèi)體外的抗病毒機(jī)制，研究表明該藥物可刺激小鼠體內(nèi)NK細(xì)胞的活化使機(jī)體免疫增強(qiáng)來抵抗對NK敏感的柯薩奇B4病毒（CVB4）。

2.5 抗動(dòng)物病毒 蘆薈提取物具有廣泛的抗病毒活性，除了上述4種病毒外，蘆薈大黃素對日本腦炎病毒（JEV）和豬傳染性胃腸炎病毒（TGEV）也具有一定的抑制作用［28］。Lin 等［29］研究發(fā)現(xiàn)，蘆薈大黃素可作為一種時(shí)間和劑量依賴性的干擾素誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生抗病毒活性；體外證明甘露聚糖可以誘導(dǎo)樹突狀細(xì)胞（DCs）的成熟，從而激發(fā)免疫細(xì)胞產(chǎn)生免疫應(yīng)答，充分發(fā)揮機(jī)體免疫系統(tǒng)抗病毒的功能。

有學(xué)者［30］通過對比幾種中草藥多糖的免疫調(diào)節(jié)效果，發(fā)現(xiàn)蘆薈多糖抗腫瘤、抗病毒活性較高。早期研究發(fā)現(xiàn)，用新城疫病毒感染雞成纖維細(xì)胞（CEF）后加入蘆薈多糖，測定感染細(xì)胞溶解物中的半數(shù)組織感染量 TCID50，結(jié)果發(fā)現(xiàn) TCID50顯著降低。陳洪亮［31］通過血凝試驗(yàn)證明當(dāng)蘆薈多糖對新城疫病毒有顯著的治療甚至滅活作用；通過雞胚接種發(fā)現(xiàn)蘆薈多糖在雞胚內(nèi)對新城疫病毒的繁殖也有明顯抑制作用。吳瑗等［32］將適當(dāng)濃度的蘆薈多糖和病毒先后接種到Marc-145細(xì)胞，結(jié)果顯示多糖對豬繁殖與呼吸綜合征病毒（PRRSV）的感染有阻斷作用且效果顯著，其作用機(jī)制可能是多糖中活性成分通過提高細(xì)胞膜的穩(wěn)定性來阻止病毒顆粒對靶細(xì)胞的吸附，從而使細(xì)胞受到保護(hù)，提高細(xì)胞抗病毒能力。這一研究為蘆薈多糖的臨床應(yīng)用及對豬藍(lán)耳病的預(yù)防和治療奠定基礎(chǔ)。一般認(rèn)為，多糖一方面可激活巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞，增強(qiáng)其吞噬能力；另一方面，可促進(jìn)淋巴細(xì)胞及干擾素等相關(guān)細(xì)胞因子的分泌，激活補(bǔ)體活性，加快病毒抗體的產(chǎn)生，從而發(fā)揮抗病毒作用。此外，多糖還可直接與病毒結(jié)合，使病毒結(jié)構(gòu)破壞，起到直接滅活作用等。

3 展望

植物多糖的抗病毒過程比較復(fù)雜。根據(jù)前人研究進(jìn)展及本課題組的研究成果判斷，植物多糖的抗病毒機(jī)制可分為3種：一是干擾病毒粒子感染宿主細(xì)胞；二是刺激宿主抗病毒相關(guān)蛋白的表達(dá)；三是可提高機(jī)體免疫力。根據(jù)上述研究分析，蘆薈多糖抗病毒機(jī)制同樣涉及這幾個(gè)方面，但蘆薈多糖也有其獨(dú)特性，這也是蘆薈多糖獨(dú)特的抗病毒活性的基礎(chǔ)。目前，蘆薈作為抗病毒藥物在國內(nèi)的開發(fā)應(yīng)用較少，主要用于醫(yī)療、美容、食品保健等領(lǐng)域。然而，越來越多的科學(xué)研究證明了蘆薈提取物在抗人類和動(dòng)物病毒方面的突出效果，這為人類新型抗病毒藥物的研發(fā)帶來了希望。此外，近年來，隨著化學(xué)抗病毒藥物的濫用，病毒耐藥性變異越來越普遍，尋找高效穩(wěn)定的替代品勢在必行，蘆薈多糖因其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制使其不易誘導(dǎo)病毒產(chǎn)生耐藥性變異。相信隨著蘆薈提取物化學(xué)分離、提純、合成和抗病毒研究的不斷深入，制藥工藝的進(jìn)一步優(yōu)化，基于蘆薈提取物的抗病毒藥物將會(huì)有更加廣闊的前景。