紫花地丁化學(xué)成分和抗病毒作用的研究進(jìn)展

崔 雪 ，鄭重飛，李 瑩，亓 超 ，姚慶強*

（1. 濟南大學(xué) 山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院 醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，山東 濟南 250200；2. 山東第一醫(yī)科大學(xué) 山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院 藥物研究所，山東 濟南 250062）

紫花地丁（Viola yedoensis Makino）為堇菜科（Violaceae）堇菜屬（ViolaL.）多年生草本植物，在中國、日本、韓國都有分布，始載于《千金方》中。其性寒，味苦、辛，有清熱解毒、涼血消腫的功效，臨床主要用于治療疔瘡腫毒，癰疽發(fā)背，丹毒，毒蛇咬傷，急性乳腺炎，支氣管炎，肝炎，腸炎，急性闌尾炎及其他相關(guān)疾病[1]。紫花地丁主要含黃酮類、香豆素類、甾體類、環(huán)肽化合物、酰胺類、有機酸類、萜類和木脂素等化學(xué)成分?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明紫花地丁具有抗菌、抗炎、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、抗腫瘤等作用，還有廣譜抗病毒作用。本文對紫花地丁的化學(xué)成分和抗病毒作用研究進(jìn)行了綜述，以冀為其進(jìn)一步的研究和應(yīng)用提供參考。

1 化學(xué)成分

1.1 黃酮類

黃酮類化合物是自然界廣泛存在的一種重要的天然有機化合物。使用常規(guī)化學(xué)分離方法對紫花地丁進(jìn)行分離和鑒定，發(fā)現(xiàn)其含大量的黃酮類化合物，現(xiàn)已分離得到38個黃酮類化合物，其中主要包括黃酮碳苷、黃酮氧苷和黃酮苷元。

1.1.1 黃酮碳苷 2003年，Chen等[2]研究者從紫花地丁中分離得到10種不同的黃酮碳苷，這些化合物以芹菜素和木犀草素為結(jié)構(gòu)母核。其中包括一種新的黃酮碳苷，芹菜素-6-C-α-L-吡喃阿拉伯糖基-8-C-β-L-吡喃阿拉伯糖苷（1）及從該植物中分離得到的其他已知化合物，芹菜素-6, 8-二-C-α-L-吡喃阿拉伯糖苷（2），芹菜素-6-C-α-L-吡喃阿拉伯糖基-8-C-β-D-吡喃葡糖苷（異夏佛塔苷）（3）， 芹菜素-6-C-β-D-吡喃葡糖基-8-C-α-L-吡喃阿拉伯糖苷（夏佛塔苷）（4），芹菜素-6-C-β-D-吡喃葡糖基8-C-β-L-吡喃阿拉伯糖苷（新夏佛塔苷）（5），芹菜素-6, 8-二-C-β-D-吡喃葡糖苷（vicenin-2）（6），芹菜素-6-C-α-L-吡喃阿拉伯糖基-8-C-β-D-吡喃木糖苷（7），芹菜素-6-C-β-D-吡喃木糖基-8-C-α-L-吡喃阿拉伯糖苷（8），木犀草素-6-C-β-D-吡喃葡糖苷（異葒草苷）（9）和木犀草素-6-C-α-L-吡喃阿拉伯糖基-8-C-β-D-吡喃葡糖苷（異刺苞菊苷）（10）。

此外，曹捷等[3]從紫花地丁正丁醇部位分離得到芹菜素-6-C-β-D-吡喃葡糖基-8-C-β-D-吡喃木糖苷（11）。Oshima等[4]從該植物甲醇和丙酮部位分離得到vicenin-2（6）、異葒草苷（9）、isovitexin（12）和isoscoparin（13）。

1.1.2 黃酮氧苷 1987年，肖永慶等[5]從紫花地丁中分離出山奈酚-3-O-鼠李吡喃糖苷（14）。隨后，山奈黃素-3-二葡糖苷（15）、山奈黃素-7-鼠李糖-3-二葡糖苷（16）[6]、5-羥基-4’-甲氧基黃酮-7-O-蕓香糖苷（17）[7-8]、山奈酚-3-O-β-D-葡糖基(1→2)-β-D-葡糖基-7-O-α-L-鼠李糖苷（18）[9]、槲皮素-3-O-β-D-葡糖苷（19）、山奈酚-3-O-β-D-葡糖苷（20）[10]、金合歡素-7-O-β-D-葡糖苷（21）、金合歡素-7-O-β-D-芹菜糖-(1→2)-β-D-葡糖苷（22）[11]、山奈酚-3-O-β-D-槐糖-7-O-α-L-鼠李糖苷（23）、山奈酚-3, 7-二-O-α-L-鼠李糖苷（24）、山奈酚-3-O-β-D-葡萄糖-7-O-α-L-鼠李糖苷（25）[3]和蘆丁（26）[4]相繼被分離出來。

另外，柳航等[12]從紫花地丁乙酸乙酯部位分離得到槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖-(1→4)-O-α-L-鼠李糖苷（27），山奈酚-3-O-β-D-葡萄糖-(1→2)-O-α-L-鼠李糖苷（28）和山奈酚-3-O-蕓香糖苷（29）。

1.1.3 黃酮苷元 芹菜素（30）[10]、金圣草素（31）[11]、柚皮素（32）[12]、木犀草素（33）和槲皮素（34）[13]是紫花地丁中主要的黃酮苷元。此外，還從該植物中分離出其他化合物，它們被鑒定為5, 7-二羥基-3, 6-二甲氧基黃酮（35）[13]，7-羥基-5-甲基黃酮（36），4’-羥基-7, 3’-二甲氧基-二氫黃酮（37）和7-羥基-4’-甲氧基-二氫黃酮（38）[6]。

1.2 香豆素類

大多數(shù)香豆素類化合物具有良好的生物活性，在紫花地丁中占重要地位，是主要的抑菌成分。目前已分離得到18個香豆素類化合物。Qin等[14]之前從早開堇菜中分離得到了早開堇菜苷（39）、七葉內(nèi)酯（40）和菊苣甙（41），后來這3種化合物也相繼從紫花地丁中被分離出來，并被報道具有顯著的抗菌作用[15]。之后，研究者又從紫花地丁中分離出12種其他香豆素，通過光譜學(xué)方法確定結(jié)構(gòu)為東莨菪亭（42），秦皮甲素（43），千金子素（44）[10]，異東莨菪亭（45）[16-17]，5-甲氧基-7-羥甲基香豆素（46），6, 7-二甲氧基香豆素（47）[18]，7-羥基-8-甲氧基香豆素（48）[13]，7, 8-二甲氧基香豆素（49），8-異戊烯-7-O-異戊烯基香豆素（50）[6]，6-羥基-香豆素-7-O-α-L-鼠李糖基-(1→6)-O-β-D-葡糖苷（51）[12]，傘形花內(nèi)酯（52）[19]和6, 7-di-O-β-D-glucopyranosyl esculetin（53）[8,20]。孫藝芳等[18]研究發(fā)現(xiàn)七葉內(nèi)酯（40）、東莨菪亭（42）、5-甲氧基-7-羥甲基香豆素（46）和6, 7-二甲氧基香豆素（47）能抑制或滅殺金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、鏈球菌和沙門菌，具有廣譜抑菌活性。此外，紫花地丁還分離出雙香豆素，包括5, 5’-雙（6, 7-二羥基香豆素）（54）、6, 6’, 7, 7’-四羥基-5, 8’-雙香豆素（55）[16]和dimeresculetin（56）[21]。

1.3 甾體類

到目前為止，已報道紫花地丁分離出4個甾體類化合物，這些化合物被鑒定為β-谷甾醇（57）[22,17]、胡蘿卜苷（58）[21]、7-oxopetrosterol（59）和3β-羥基-豆甾-5-烯-7-酮（60）[19]。

1.4 環(huán)肽類

Wang等[23]從紫花地丁中分離出kalaa B1（61），varv A（62），varv E（63），cycloviolacins Y1～Y5（64～68），這些化合物具有一定的抗HIV活性，其中cycloviolacins Y5活性最好。隨后，He等[24]研究該植物的環(huán)肽，分離并鑒定出了8種新環(huán)肽Viphi A～H（69～76）及8種已知環(huán)肽Viba 17（77），Viba 15（78），Varv A（62），Kalata B1（61），Mram 8（79），cO2（80），cO12（81）和Viba 11（82）。此外，劉忞之等[25]從紫花地丁95 %乙醇提取物中分離純化得到cycloviolacin VY1（83）及之前報道過的varv peptide E（63）和cycloviolacin Y5（68）。據(jù)報道，環(huán)肽類化合物具有多樣的生物活性，主要包括抗HIV[23,26]，細(xì)胞毒性[24,27-30]，抗微生物[31-32]，子宮收縮[33]和溶血[24,34]活性。

1.5 酰胺類

肖永慶等[5]先前從紫花地丁中首次分離出了二十烷酰對羥基苯乙胺（84）。之后，從紫花地丁95 %乙醇提取物中獲得6-羥甲基-3-吡啶醇（85）[16]和腺苷（86）[3-4]。2017年，杜冬生等[35]從該植物95 %乙醇提取物的乙酸乙酯部位分離出15種酰胺生物堿。這些酰胺的結(jié)構(gòu)被鑒定為：neoechinulin A（87）、N-苯甲酰基-L-對羥基苯丙氨酸（88）、金色酰胺醇酯（89）、金色酰胺醇（90）、傘形香青酰胺（91）、栝樓酯堿（92）、吲哚-3-甲酸甲酯（93）、3-吲哚甲酸（94）、N-反式對羥基苯乙基阿魏酰胺（95）、N-p-香豆酰酪胺（96）、7’-（3’, 4’-二羥基苯基）-N-[（4-甲氧基苯基）乙基]丙烯酰胺（97）、大麻酰胺F（98）、N-(4-hydroxyphenethyl) octacosanamide（99）、N-(4-hydroxyphenethyl) hexacosanamide（100） 和N-苯甲?；?L-苯丙氨酸（101）。據(jù)報道，金色酰胺醇酯（89）和金色酰胺醇（90）也存在于紫花地丁75 %乙醇提取物中[11]。研究表明，大多數(shù)酰胺生物堿具有顯著的抗補體活性。

1.6 有機酸類

19世紀(jì)80年代后期，肖永慶等[5]首次從紫花地丁中分離出4種有機酸類化合物，分別為軟脂酸（十六烷酸）（102），對羥基苯甲酸（103），反式對羥基桂皮酸（104）和丁二酸（105）。近年，也陸續(xù)從該植物中被分離鑒定出硬脂酸（106），軟脂酸甲酯（107）[22]，月桂酸（108），癸酸（109），十一烷酸（110），二十六烷酸（111）[36]，咖啡酸（112），3, 4-二羥基苯甲酸（原兒茶酸）（113），奎寧酸（114），3-羥基-4-甲氧基苯甲酸甲酯（115）[13]，三十二烷酸（116）[17]，香草酸（117）[4]，(Z,Z,Z)-9, 12, 15-十八碳三烯酸（亞麻酸）（118）[37]，阿魏酸（119）[38]，綠原酸（120）[39]，順式對香豆酸（121）[4]等有機酸類化合物。此外，杜冬生等[19]從紫花地丁95 %乙醇提取物中提取分離了5種酚酸化合物，包括對羥基桂皮酸甲酯（122），對羥基苯丙酸（123），對羥基苯甲醛（124），對甲氧基苯甲醛（125）和對甲氧基苯甲酸（126）。

1.7 萜類

1.7.1 單萜 目前，有關(guān)紫花地丁中的單萜成分研究報道相對較少。現(xiàn)已從紫花地丁不同提取物中分離得到4種單萜，這些化合物被命名為pubinernoid A（127）[19]、異黑麥草內(nèi)酯（128）[11]、黑麥草內(nèi)酯（129）和脫氫地芰普內(nèi)酯（130）[16]。

1.7.2 倍半萜 倍半萜結(jié)構(gòu)多樣化，具有較好的生物活性，被研究者廣泛關(guān)注。2010年，陳胡蘭等[13]從紫花地丁中分離得到4-muurolene-3, 10-diol（131）。杜冬生等[40]從紫花地丁乙醇提取物的石油醚部位分離出兩個新的吉馬烷型化合物，yedoensin A（132）和yedoensin B（133），以及8個已知倍半萜銀袋內(nèi)酯乙（134）、馬兜鈴內(nèi)酯（135）、madolin U（136）、madolin W（137）、aristoyunnolin E（138）、右旋異雙環(huán)大牻牛兒烯醛（139）、madolin Y（140）和madolin R（141）。研究表明，除馬兜鈴內(nèi)酯和madolin R外的其他化合物均通過經(jīng)典途徑（CP）和替代途徑（AP）表現(xiàn)出良好的抗補體活性。之后，該課題組從該植物中又獲得了(2R, 6R, 9R)-2, 9-二羥基-4-巨豆烯-3-酮（142）、3S, 5R-二羥基-6R, 7-巨豆二烯-9-酮（143）、去氫催吐蘿芙醇（144）、布盧姆醇 A（145）和布盧姆醇 B（146）[19]。

1.7.3 三萜 到目前為止，從紫花地丁中共分離出7種五環(huán)三萜類化合物，包括竹節(jié)參皂苷VI a（147）[36]、熊果酸（148）[17]，齊墩果酸（149）、1α, 2α, 3β-三羥基齊墩-12-烯-28-酸（150）、2α, 3α-二羥基烏蘇-12-烯-28-酸（151）、2α, 19α-二羥基烏蘇酸（152）和3α-羥基木栓烷-2-酮（153）[19]。

1.8 木脂素類

迄今為止，關(guān)于紫花地丁中木脂素類化合物的報道較少?，F(xiàn)有5種木脂素被分離鑒定，分別為7R, 8S-dihydrodehydrodiconiferyl alcohol 4-O-β-D-glucopyranoside（154）、（7R, 8S, 8’S）-3, 3’-二甲氧基-4, 4’, 9-三羥基-7, 9’-環(huán)氧-8, 8’-木脂素-9-O-蕓香糖苷（155）[8]、丁香脂素（156）、落葉松脂醇（157）和瑞香新素（158）[19]。

1.9 其他化合物

紫花地丁中除上述提到的黃酮類、香豆素類、甾體、環(huán)肽、酰胺、有機酸、萜類及木脂素類化合物，還富含5-羥甲基糠醛（159）[19]、花青素[41]、磺化多糖類聚合物[42]、內(nèi)酯和葡萄糖等物質(zhì)。此外，還含大量的微量元素，如銅（Cu）、鐵（Fe）、鋅（Zn）、錳（Mn）、鎂（Mg）和鈣（Ca）[43]。

2 抗病毒作用

2.1 抗肝炎病毒

2.1.1 抗乙型肝炎病毒（HBV） 乙型肝炎病毒屬DNA病毒，是嗜肝DNA病毒家族的原型成員[44]。嗜肝DNA病毒極易感染肝細(xì)胞，引發(fā)炎癥。HBV抗原由表面抗原（HBsAg），核心抗原（HBcAg）和e抗原（HBeAg）組成。王玉等[45]研究發(fā)現(xiàn)，紫花地丁提取物在體內(nèi)及體外試驗中，均表現(xiàn)出抗HBV活性。在體外實驗中，低于毒性劑量的紫花地丁水浸出物對人肝癌（HepG2.2.15）細(xì)胞中HBsAg和HBeAg的分泌具有抑制作用。此外，其還能在體內(nèi)有效地抑制鴨乙型肝炎病毒（DHBV）DNA的復(fù)制，6 mg/(kg·d)的水浸出物的抑制率可達(dá)86.1 %[46]。研究表明紫花地丁對HBV的抑制作用與藥物劑量有明顯的量效關(guān)系。

2.1.2 抗丙型肝炎病毒（HCV） NS3/4A蛋白酶是HCV成熟過程中的關(guān)鍵酶，可用作抗HCV藥物的合適靶標(biāo)，常用于篩選抗HCV藥物[47-48]。研究者以HCV蛋白酶為靶標(biāo)，研究了紫花地丁的抗HCV活性，并鑒定了該植物的生物活性成分。結(jié)果表明，紫花地丁的甲醇提取物對HCV的NS3/4A蛋白酶表現(xiàn)出強烈的抑制活性，不同的級分中，石油醚和乙酸乙酯部位的效果是相當(dāng)明顯的，抑制率分別為86.53 %和67.9 %。對從紫花地丁中分離得到的化合物進(jìn)行活性測定時，發(fā)現(xiàn)5, 5’-雙（6, 7-二羥基香豆素）（54）對HCV NS3/4A蛋白酶的抑制率高達(dá)94.25 %，因此，該化合物是紫花地丁的抗HCV活性的主要活性成分[49]。Wang等[8]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，紫花地丁中的6, 6’, 7, 7’-四羥基-5, 8’-雙香豆素（55）也可有效抑制HCV NS3/4A蛋白酶，IC50為3.63 μg/ml。

α-葡萄糖苷酶是病毒表面糖蛋白生物合成過程中的關(guān)鍵酶，在宿主細(xì)胞的HCV感染中起重要作用[50-51]。從紫花地丁中分離出的5-羥基-4’-甲氧基黃酮-7-O-蕓香糖苷（17）和（7R, 8S, 8’S）-3, 3’-二甲氧基-4, 4’, 9-三羥基-7, 9’-環(huán)氧-8, 8’-木脂素-9-O-蕓香糖苷（155），在100 μg/ml的濃度下，對α-葡萄糖苷酶的抑制率超過50 %，IC50分別為24.63，1.89 μg/ml[8]。

2.2 抗艾滋病毒

20世紀(jì)后期，研究者證實紫花地丁提取物在亞毒性濃度下對HIV有完全的抑制作用，但提取物不能使細(xì)胞外的HIV失活，不能誘導(dǎo)干擾素，也不會抑制人成纖維細(xì)胞培養(yǎng)基中單純皰疹，脊髓灰質(zhì)炎及水皰性口炎病毒的生長[52]。之后， Ngan等[42]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，從紫花地丁中分離得到的磺化多聚糖是抗HIV的活性物質(zhì)。此外，紫花地丁的甲醇和二甲基亞砜提取物都表現(xiàn)出良好的抗HIV活性，但二甲基亞砜提取物在體外的抗HIV作用更強。

環(huán)肽有獨特的結(jié)構(gòu)特性，具有連續(xù)肽鍵形成的環(huán)狀骨架，體積小，生物活性范圍廣，穩(wěn)定性好。研究發(fā)現(xiàn)，紫花地丁中的5種環(huán)肽kalata B1（61），varv E（63），cycloviolacin Y1（64），cycloviolacin Y4（67）和cycloviolacin Y5（68）都具有抗HIV活性[23]。其中活性最高是cycloviolacin Y5（68），它是紫花地丁中最有效和疏水性最強的環(huán)肽之一。環(huán)肽的疏水性與抗HIV活性之間存在正相關(guān)，且這種趨勢也存在于它們破壞膜的能力中。有證據(jù)表明，環(huán)肽可能是紫花地丁提取物抗HIV活性的重要組分，但環(huán)肽的確切抗HIV機制尚不清楚。

猴免疫缺陷病毒（SIV）與HIV一樣屬慢病毒亞科，也是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒。SIV因為自身蛋白質(zhì)的抗原性和主要生物學(xué)特性（如細(xì)胞病變效應(yīng)和CD4攜帶細(xì)胞的傾向性）與HIV有一定的相關(guān)性[53]。張奉學(xué)等[54]用SIV-CEMx-172系統(tǒng)為模型進(jìn)行了測定和評價，在亞細(xì)胞毒性濃度下，以紫花地丁、夏枯草、黃芩等為主要組分的復(fù)方制劑艾可清在體外對SIV有顯著的抑制作用。

2.3 抗流感病毒

流行性感冒病毒（influenza virus）簡稱流感病毒，是正黏液病毒科的一種RNA病毒，分為人體流感病毒和動物流感病毒。人體流感病毒包括甲、乙、丙3種類型，其中甲型流感病毒危害最大，大約每年都會在世界范圍內(nèi)引起季節(jié)性流感[55]。目前常用于臨床的抗甲型流感病毒藥物主要是神經(jīng)氨酸酶抑制劑和M2 離子通道阻斷劑[56]。紫花地丁是常用的清熱解毒藥，研究表明該植物具有抗甲型流感病毒的作用。劉忞之等[25]從紫花地丁中分離得到3個環(huán)肽，其中cycloviolacin VY1（83）在體外能顯著抑制甲型H1N1流感病毒，IC50為 (2.27±0.20) μg/ml，其作用強度高于奧司他韋，且具有濃度依賴性。cycloviolacin VY1（83）也是第一個被報道具有抗甲型H1N1流感病毒活性的環(huán)肽。

呼吸道合胞病毒（RSV）是引起嬰兒、幼兒甚至成人患肺炎和細(xì)支氣管炎的主要原因[57]。Ma等[58]對44種藥用植物進(jìn)行抗HSV活性測試，其中紫花地丁全草提取物在體外對RSV有較好的抑制作用。

2.4 抗傳染性支氣管炎病毒

傳染性支氣管炎病毒（IBV）是傳染性支氣管炎（IB）相當(dāng)重要的致病因子[59]，可引起家禽高度傳染性和急性呼吸道疾病[60]。研究表明，從紫花地丁中分離的黃酮類提取物對IBV有較高的抑制活性，對雞胚腎（CEK）細(xì)胞細(xì)胞毒性較低，IC50為16.52 mg/L。紫花地丁黃酮類提取物在濃度較高時能抑制IBV吸附及穿入細(xì)胞，但其直接滅活I(lǐng)BV的效果更加突出。這說明紫花地丁黃酮類提取物具有抗IBV活性，一方面是由于其抑制IBV吸附和滲入細(xì)胞，另一方面是這些黃酮提取物的某些化學(xué)成分會使病毒包膜退化，導(dǎo)致其失去對細(xì)胞的感染性，從而直接滅活病毒[61]。

2.5 抗其他病毒作用

紫花地丁不僅具有以上提到的一些抗病毒作用，還對其他病毒具有抑制作用。木犀草素是一種天然黃酮類化合物，是從紫花地丁中分離得到的主要成分之一，具有多種藥理活性。據(jù)報道，木犀草素對Epstein-Barr病毒[62]、日本腦炎病毒[63]、HIV-1[64]、乙型肝炎病毒[65]、丙型肝炎病毒[66]、腸道病毒71、柯薩奇病毒A16[67]、基孔肯雅病毒[68]等都具有抑制作用。近年，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)紫花地丁中的木犀草素具有抗登革病毒（DENV）作用。木犀草素可通過抑制宿主前蛋白轉(zhuǎn)化酶弗林蛋白來抑制DENV的復(fù)制，從而破壞感染細(xì)胞中DENV病毒并抑制病毒成熟[69]。

楊佳冰等[70]研究發(fā)現(xiàn)紫花地丁中的總生物堿能有效地抗雞新城疫病毒。此外，紫花地丁提取物對人類神經(jīng)母細(xì)胞瘤SK-N-SH細(xì)胞系中單純皰疹病毒-1[71]和腸道病毒71[72]的復(fù)制有抑制作用[73]。紫花地丁還具有抗埃博拉病毒（EBOV）作用，研究結(jié)果顯示紫花地丁的提取物能有效抑制EBOV糖蛋白進(jìn)入細(xì)胞[74]。

3 結(jié)語

病毒感染性疾病嚴(yán)重影響著人們的身體健康，抗病毒藥物的研發(fā)成為社會關(guān)注的熱點。目前，抗病毒藥物面臨著病毒易突變、抗藥性強、副作用顯著等挑戰(zhàn)。中草藥以其抗病毒功效強，毒副作用小等優(yōu)勢受到研究者的重視，對中草藥活性成分的研究值得進(jìn)一步深入。

紫花地丁分布廣泛，資源豐富，含黃酮、香豆素、酰胺、環(huán)肽、萜類等多種化學(xué)成分。據(jù)文獻(xiàn)報道一些紫花地丁的粗提物和化學(xué)成分表現(xiàn)出良好的抗病毒作用，在抗HBV、HCV、HIV、甲型H1N1病毒等方面具有顯著效果，對部分病毒活性甚至強于抗病毒藥物，但具體作用機制仍需深入研究。