唐榮霜,石 洲,帥小翠,2,童榮生,2,李晉奇,2△
(1.電子科技大學醫(yī)學院·個體化藥物治療四川省重點實驗室,四川 成都610072;2.四川省醫(yī)學科學院·四川省人民醫(yī)院藥學部,四川 成都610072)
新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)是由新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)感染引起的疾病,具有傳染性強、人群普遍易感等特點,臨床表現(xiàn)以發(fā)熱、干咳、乏力為主,少數(shù)患者伴有鼻塞、流涕、肌痛、腹瀉等;重癥患者多在發(fā)病1周后出現(xiàn)呼吸困難和(或)低氧血癥,嚴重者可快速進展為急性呼吸窘迫綜合征、膿毒癥休克、難以糾正的代謝性酸中毒、凝血功能障礙等[1],目前尚無治療的特效藥。中醫(yī)認為,COVID-19屬疫病范疇,病機為“濕、熱、毒、瘀”,治療以清熱解毒祛濕藥物為主,同時強調(diào)辨證施治。在COVID-19疫情的防治中,臨床運用化學藥聯(lián)合中藥治療,療效較好?;⒄冉舛绢w粒為四川省人民醫(yī)院的經(jīng)驗方,作為醫(yī)療機構(gòu)制劑應用已有30余年,療效顯著,不良反應少,廣受好評[2]。COVID-19疫情期間,虎杖解毒顆粒用于防治COVID-19,并裝備于國家(四川)緊急醫(yī)學救援隊,在方艙醫(yī)院得到了應用,臨床反饋較好?,F(xiàn)代藥理學研究表明,虎杖、貫眾、板藍根等對多種病毒具有抑制作用。本研究中以“虎杖”“抗病毒”“冠狀病毒機制”等為關(guān)鍵詞檢索國內(nèi)外相關(guān)文獻,總結(jié)了虎杖解毒顆??共《竞涂剐滦凸跔畈《镜乃幮镔|(zhì),擬探討其抗新型冠狀病毒的潛在藥效物質(zhì)和作用機制,為臨床應用和新藥研發(fā)提供參考。
虎杖解毒顆??共《镜乃幮镔|(zhì)見表1。運用Cytoscape 3.7.2軟件構(gòu)建虎杖解毒顆??共《境煞?病毒網(wǎng)絡。詳見圖1。節(jié)點代表成分和病毒,邊代表兩者間的相互作用?;⒄冉舛绢w??共《境煞?病毒網(wǎng)絡共有92個節(jié)點(53個成分節(jié)點,39個病毒節(jié)點)和147條邊。然后運用NetworkAnalyzer功能對網(wǎng)絡進行拓撲學分析,以度值對節(jié)點進行篩選,度值表示網(wǎng)絡中與該節(jié)點直接相連的節(jié)點數(shù)目,其大小反映了節(jié)點在網(wǎng)絡中的重要程度。篩選度值大于中位數(shù)的成分節(jié)點為網(wǎng)絡中的重要節(jié)點,主要包括板藍根多糖、大黃素、野鳶尾苷元、落葉松脂素-4,4′-二-O-β-D-二葡萄糖苷、次野鳶尾苷元、德鳶尾苷元、鳶尾苷元、野鳶尾苷、德鳶尾苷、鳶尾苷、青蒿素、白藜蘆醇、綿馬貫眾素ABBA、紫丁香苷、4′-羥基-7-甲氧基異黃酮、靛藍等。這些成分的度值大于2,至少對3種病毒起作用,可能是虎杖解毒顆??共《镜闹饕煞帧?/p>
表1 虎杖解毒顆??共《镜乃幮镔|(zhì)Tab.1 The antivirus pharmacodynamic materials of Huzhang Jiedu Granules
續(xù)表1虎杖解毒顆??共《镜乃幮镔|(zhì)Tab.1 The antivirus pharmacodynamic materials of Huzhang Jiedu Granules
圖1 虎杖解毒顆??共《境煞?病毒網(wǎng)絡圖Fig.1 Antiviral components-virus network of Huzhang Jiedu Granules
冠狀病毒是一類具有包膜、基因組為線性單股正鏈的RNA病毒[57],在自然界分布廣泛,可引起人畜共患病,因其病毒表面具有形似日冕的棘突而被命名。國際病毒學分類委員會將冠狀病毒科分為4個屬,即α,β,γ,δ屬[58]。冠狀病毒通過表面蛋白與宿主細胞膜上的受體識別并結(jié)合,吸附在細胞膜上的病毒通過膜融合或胞吞作用進入細胞,引起感染。其在宿主細胞內(nèi)復制、組裝和致病的機制主要包括:1)可以逃逸Ⅰ型干擾素對病毒的拮抗作用;2)通過激活NF-κB引起細胞因子和化學趨化因子過度表達,激活免疫應答,引起機體出現(xiàn)炎癥和細胞因子風暴;3)通過提高胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK)活性及ERK磷酸化水平,激活ERK/促分裂原活化的蛋白激酶(MAPK)信號通路;4)通過提高磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/AKT活性及其磷酸化水平,激活PI3K/AKT信號通路[59-60]。
冠狀病毒在宿主細胞內(nèi)可通過逃逸Ⅰ型干擾素的抗病毒作用,激活NF-κB,PI3K/AKT,ERK/MAPK等信號通路進行復制、組裝和致病。在中國知網(wǎng)、萬方、維普、Web of Science等數(shù)據(jù)庫中以“虎杖”與“Ⅰ型干擾素抗病毒”、“虎杖”與“NF-κB信號通路”、“虎杖”與“ERK/MAPK信號通路”、“虎杖”與“PI3K/AKT信號通路”作為關(guān)鍵詞分別檢索,可得到虎杖促進Ⅰ型干擾素抗病毒、抑制NF-κB信號通路、抑制PI3K/AKT信號通路、抑制ERK/MAPK信號通路的藥效成分?;⒄冉舛绢w粒中的貫眾、青蒿、白芷、川射干、板藍根促進Ⅰ型干擾素抗病毒,抑制NF-κB,PI3K/AKT,ERK/MAPK信號通路的藥效成分的檢索方式同上。通過查閱文獻發(fā)現(xiàn),虎杖、貫眾、青蒿、白芷、川射干、板藍根中的多種成分具有促進Ⅰ型干擾素抗病毒,抑制NF-κB,ERK/MAPK,PI3K/AKT信號通路激活的作用,說明虎杖解毒顆粒具有潛在的抗冠狀病毒作用。詳見表2。
運用Cytoscape 3.7.2軟件構(gòu)建虎杖解毒顆粒抗冠狀病毒機制-成分網(wǎng)絡。詳見圖3。節(jié)點代表機制和成分,邊代表機制和成分間的相互作用?;⒄冉舛绢w??构跔畈《緳C制-成分網(wǎng)絡共包括93個節(jié)點(4個機制節(jié)點,89個成分節(jié)點)和177條邊。對網(wǎng)絡進行拓撲特征分析,以度值大于中位數(shù)篩選虎杖解毒顆??构跔畈《镜闹匾煞?。按度值降序?qū)?jié)點進行排序,白藜蘆醇、大黃素、蘆薈大黃素、木犀草素、青蒿素、槲皮素、β-谷甾醇、大豆素、虎杖苷、大黃素甲醚、大黃酸、芹菜素、山柰酚、紫花前胡醇當歸酯、齊墩果酸、熊果酸、咖啡酸、東莨菪內(nèi)酯、濱蒿內(nèi)酯、β-石竹烯、β-欖香烯、歐前胡素、蛇床子素、丁子香酚、鳶尾苷元、茶葉花寧、染料木素、異鼠李素、粗毛豚草素、甘草素、異甘草素的度值均大于中位數(shù)2,表明這些成分在網(wǎng)絡中起著重要作用,可能為虎杖解毒顆??构跔畈《镜闹匾煞帧?/p>
圖2 冠狀病毒在宿主細胞內(nèi)復制、組裝和致病機制Fig.2 Replication,assembly and pathogenic mechanism of coronavirus in host cells
表2 虎杖解毒顆粒抗冠狀病毒的藥效物質(zhì)Tab.2 The anti-coronavirus pharmacodynamic materials of Huzhang Jiedu Granules
SARS-CoV-2是一種全新的可引起人類感染的冠狀病毒,屬β屬冠狀病毒。虎杖解毒顆粒中的虎杖、貫眾、青蒿、川射干、板藍根等對多種病毒如HSV-1,HSV-2,HIV,CVB3,HBV,VZV,RSV和Flu A,F(xiàn)lu B均有抑制作用,且對SARS-CoV-2也具有抑制作用。將虎杖解毒顆??共《境煞峙c抗冠狀病毒成分進行重復比對,得到的交集成分可能為虎杖解毒顆??剐滦凸跔畈《镜乃幮镔|(zhì)。利用Cytoscape 3.7.2軟件構(gòu)建虎杖解毒顆??剐滦凸跔畈《境煞?機制網(wǎng)絡。詳見圖4。該網(wǎng)絡中共有23個節(jié)點(包括19個成分節(jié)點和4個機制節(jié)點)和41條邊。其中,19個成分包括白藜蘆醇、青蒿素、大黃素、虎杖苷、異甘草素、山柰酚、歐前胡素、鳶尾苷元、蒙花苷、表兒茶素、板藍根多糖、靛玉紅、新橙皮苷、黃綿馬酸AB、落葉松脂素-4-O-β-D-葡萄糖苷、紫丁香苷(丁香苷)、表告依春、腺苷、鳶尾苷,可能是虎杖解毒顆??剐滦凸跔畈《镜乃幮镔|(zhì);4個機制分別為促進Ⅰ型干擾素抗病毒,抑制NF-κB,ERK/MAPK,PI3K/AKT信號通路,虎杖解毒顆粒可能通過這些機制下調(diào)相關(guān)炎性因子的表達,調(diào)節(jié)機體的免疫反應和炎性反應,抑制病毒的復制和組裝,發(fā)揮抗SARSCoV-2的作用。通過對網(wǎng)絡進行拓撲屬性分析,篩選大于平均度值的節(jié)點為關(guān)鍵節(jié)點,度值越大節(jié)點的形狀越大,顏色越深。該網(wǎng)絡的平均度值為3.565,大于3.565的成分有白藜蘆醇、大黃素、青蒿素,其度值均為4。白藜蘆醇、大黃素、青蒿素可能為虎杖解毒顆??剐滦凸跔畈《镜年P(guān)鍵成分。
圖3 虎杖解毒顆??构跔畈《緳C制-成分網(wǎng)絡圖Fig.3 The anti-coronavirus mechanism-components network of Huzhang Jiedu Granules
圖4 虎杖解毒顆粒抗新型冠狀病毒成分-機制網(wǎng)絡圖Fig.4 The anti-SARS-CoV-2 components-mechanism network of Huzhang Jiedu Granules
虎杖解毒顆粒具有清熱、解毒功效,可用于上呼吸道感染,現(xiàn)代藥理學研究表明,其含有的多種有效成分均有抗病毒作用。本研究結(jié)果表明,虎杖解毒顆??共《镜乃幮镔|(zhì)主要包括板藍根多糖、大黃素、野鳶尾苷元、落葉松脂素-4,4′-二-O-β-D-二葡萄糖苷、次野鳶尾苷元等53個成分,抗冠狀病毒的藥效物質(zhì)主要包括白藜蘆醇、大黃素、蘆薈大黃素、木犀草素、青蒿素等89個成分,抗新型冠狀病毒的潛在藥效物質(zhì)主要包括白藜蘆醇、青蒿素、大黃素、虎杖苷、異甘草素等19個成分;可能通過促進Ⅰ型干擾素抗病毒,抑制NF-κB,ERK/MAPK,PI3K/AKT信號通路發(fā)揮抗SARS-CoV-2作用??梢?,虎杖解毒顆粒中的多種成分具有抗病毒作用,可通過多成分、多信號通路來拮抗SARS-CoV-2。本研究中雖總結(jié)了虎杖解毒顆粒抗病毒和抗冠狀病毒的藥效物質(zhì)、抗SARS-CoV-2的潛在藥效物質(zhì)和作用機制,但后續(xù)仍需通過相關(guān)試驗對虎杖解毒顆??筍ARS-CoV-2的潛在藥效物質(zhì)和作用機制作進一步證實與探討。