張鋒 姜慧芬

1杭州醫(yī)學院臨床醫(yī)學院310013；2中國科學院腫瘤與基礎醫(yī)學研究所，中國科學院大學附屬腫瘤醫(yī)院，浙江省腫瘤醫(yī)院醫(yī)學檢驗科，杭州310022

青蒿素是我國屠呦呦及其團隊在1971年從中藥青蒿中提取分離得到一種具有過氧橋化學結(jié)構(gòu)的倍半萜內(nèi)酯類化合物，作為抗瘧疾藥被WHO極力推薦[1]。此后，基于青蒿素又開發(fā)出了多種衍生物，如雙氫青蒿、青蒿琥酯、蒿甲醚等。隨著青蒿素及其衍生物在全世界廣泛應用，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，這類化合物在體外和體內(nèi)顯示出對除瘧疾以外的其他疾病（包括病毒病、癌癥和免疫性疾病等）的強大活性[2]。近年來，對青蒿素及其衍生物抗病毒的活性研究已成為熱點，現(xiàn)綜述如下。

一、抗人巨細胞病毒（HCMV）作用

2002年，Efferth[3]首次報道了青蒿琥酯體內(nèi)外抗HCMV作用，他發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯能抑制對更昔洛韋耐藥的HCMV復制。該結(jié)果也在后續(xù)研究中得以證實，不同的青蒿素衍生物均能抗HCMV活性：青蒿琥酯和蒿甲醚的50%抑制濃度（IC50）值甚至低于臨床常用的抗病毒藥；青蒿琥酯與馬里巴韋、西多福韋或膦甲酸的組合可以增強抗HCMV協(xié)同活性；對更昔洛韋耐藥的HCMV病毒株對青蒿素類化合物敏感；青蒿素類化合物分次應用比單次抑制HCMV活性增加，而且不會產(chǎn)生耐藥性[4]。青蒿素及其衍生物除了抗HCMV活性外，對其他亞科皰疹病毒也具有廣泛的活性，例如EB病毒、單純皰疹病毒和人類皰疹病毒6A均對青蒿琥酯敏感[3]。青蒿素及其衍生物主要的抗病毒機理可能是藥物抑制病毒誘導的細胞轉(zhuǎn)錄因子NF-κB和Sp-1的活化，下調(diào)了上游激酶PI3K的磷酸化[5]。

二、抗HBV作用

Romero等[6]對青蒿素及青蒿琥酯等19種藥物研究發(fā)現(xiàn)，青蒿素尤其是青蒿琥酯在不影響宿主細胞活力的濃度下，對傳染HepG2 2.2.15細胞產(chǎn)生的HBV有強效抑制作用，抑制HBsAg和HBV DNA的分泌。Efferth[3]的研究也發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯顯現(xiàn)出強大的抗HBV活性，青蒿琥酯抑制HBsAg分泌的IC50為2.3μmol/L，抑制HBV DNA的IC50為0.5μmol/L。青蒿琥酯與拉米夫定兩者聯(lián)合治療，可以增強拉米夫定的治療效力，發(fā)揮協(xié)同作用，同時還可以減少拉米夫定耐藥性。青蒿素及其衍生物的抗HBV活性主要作用于病毒復制周期的早期，可能是通過直接作用于即刻早期蛋白或干擾早期蛋白復制，或是與受感染細胞的調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合來降低即刻早期蛋白或早期蛋白的表達，從而起到抑制病毒的作用[7]。最近有研究揭示了氧化還原反應和各種病毒感染之間的復雜關聯(lián)，而青蒿素及其衍生物的過氧橋結(jié)構(gòu)裂解后可產(chǎn)生大量的自由基，氧自由基在不影響宿主細胞代謝的條件下可以負調(diào)節(jié)HBV在肝細胞中的復制，也能破壞細胞膜及一些烷基化的蛋白質(zhì)，如HBV的X蛋白[8]。

三、抗HIV作用

研究發(fā)現(xiàn)，一些瘧疾患者偶爾感染了HIV，在常用青蒿湯治療時發(fā)現(xiàn)其HIV癥狀改善，據(jù)此推測青蒿素可能發(fā)揮抗HIV活性[9]。Ma等[10]發(fā)現(xiàn)10-正丁基脫羰青蒿素抗HIV-1的EC50和IC50分別為4.7和1.3μmol/L，表現(xiàn)出很好的抗HIV-1活性，說明青蒿素倍半萜結(jié)構(gòu)中羰基修飾和衍化對抗HIV-1活性有一定幫助。Kiang等[11]報道青蒿素的甲醇提取物能抑制HIV-1蛋白酶活性。D'Alessandro等[12]合成了一系列具有三噁烷結(jié)構(gòu)的青蒿素衍生物，并對其進行了體外抗HIV-1研究，發(fā)現(xiàn)青蒿素分子由于存在獨特的過氧橋結(jié)構(gòu)，顯示弱的抗HIV-1活性，EC50和IC50分別為100和10μmol/L；進一步研究其半合成衍生物，發(fā)現(xiàn)10-乙氧基脫羰青蒿素和高脫碳青蒿素具有中等程度的抗HIV-1活性，約為青蒿素的2~3倍。Jana等[13]合成了6種二氫青蒿素的三唑衍生物，發(fā)現(xiàn)其中3種顯示了較好的抗HIV活性，IC50為1.34~2.65μmol/L。到目前為止，研究數(shù)據(jù)尚不支持先導化合物青蒿素在控制HIV感染中的主要作用，但是其新型衍生物提供了很好的選擇。

四、抗新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）作用

SARS-CoV-2是一類具有包膜的單股RNA病毒。Nair等[14-15]報道了青蒿提取物能抑制SARS-CoV-2及其英國和南非兩個變異株的體外復制，IC50值為0.1~8.7μmol/L。Cao等[16-19]也分別報道青蒿素、青蒿琥酯抗SARS-CoV-2的IC50值＜30μmol/L，雙氫青蒿素的IC50值為1~10μmol/L。Li等[20]將41例確診為新型冠狀病毒肺炎的患者分為兩組，實驗組（23例）接受了青蒿素-哌喹（AP）聯(lián)合治療7 d，在治療第21天核酸檢測陰性，核酸轉(zhuǎn)陰率是對照組的2倍（100%vs55.6%）。Alazmi和Motwalli[21]采用計算機方法研究青蒿素及其衍生物抗SARS-CoV-2機制，認為其可能物理結(jié)合SARS-CoV-2外層的囊膜上較為保守的結(jié)構(gòu)蛋白：表面刺突蛋白（S蛋白），包膜蛋白（E蛋白）和膜蛋白（M蛋白），阻止SARS-CoV-2與宿主ACE2受體結(jié)合并感染宿主細胞。Sehailia等[22-24]基于計算機輔助藥物設計從多靶點結(jié)構(gòu)出發(fā)系統(tǒng)探索青蒿素及其衍生物抗毒分子機制，發(fā)現(xiàn)其能垂直嵌入ACE2受體與SARSCoV-2 S蛋白的結(jié)合區(qū)域內(nèi)，與結(jié)合區(qū)域內(nèi)的氨基酸殘基產(chǎn)生相互作用，干擾ACE2受體和S蛋白殘基形成穩(wěn)定的疏水性界面，阻斷病毒侵入機體的可能。Uckun等[25]發(fā)現(xiàn)青蒿素及其衍生物具有溶酶體蛋白酶抑制功能，能抑制宿主細胞蛋白酶水解S蛋白，防止病毒囊膜與細胞膜融合，阻止病毒的核糖核酸進入細胞。目前針對青蒿素其衍生物抗SARS-CoV-2的研究還在不斷進展中，有望開創(chuàng)“老藥新用”系統(tǒng)研發(fā)的典范。

五、其他抗病毒作用

HPV是一種無包膜、嗜上皮性的DNA病毒，能引起人體皮膚黏膜的鱗狀上皮增殖，高危型HPV還可誘發(fā)癌癥。Disbrow等[26]分析了青蒿素、青蒿琥酯和雙氫青蒿素對HPV16型E6、E7基因轉(zhuǎn)化的上皮細胞的活性，發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯和雙氫青蒿素可誘導細胞凋亡，影響HPV16型E6、E7的表達；用雙氫青蒿素對受HPV感染犬的口腔黏膜進行局部治療，產(chǎn)生針對病毒L1衣殼蛋白的抗體，推測雙氫青蒿素可能具有抗HPV作用。Mondal和Chatterji[27]也研究了青蒿素對HPV的作用，發(fā)現(xiàn)青蒿素下調(diào)了感染的ME-180宮頸癌細胞中HPV39編碼的E6和E7蛋白的表達，表明青蒿素對HPV作用可能是由病毒E6和E7蛋白的下調(diào)引起的。

Obeid等[28]報道青蒿琥酯能抑制HCV復制，并呈劑量及時間依賴關系：青蒿琥酯抗HCV作用弱于重組人IFN-α2b，優(yōu)于利巴韋林，且與IFN具有協(xié)同抗病毒作用。Dai等[29]發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯通過抑制HCV復制5'UTR，抑制非結(jié)構(gòu)蛋白5A（NS5A）的表達，其抗HCV的作用與劑量呈正相關性。已有研究證明青蒿素和青蒿琥酯通過調(diào)節(jié)氯高鐵血紅素及活性氧的釋放來抑制HCV復制的活性[30]。

腸道病毒屬于小核糖核酸病毒科，其基因組為單股正鏈RNA。2004年，馬培林等[31]報道了青蒿素體外抗柯薩奇病毒B3型（CVB3）的作用，青蒿素可不同程度地阻斷病毒吸附和抑制病毒復制，明顯抑制CVB3核酸復制與蛋白表達，但未發(fā)現(xiàn)有直接滅活病毒的作用。

狂犬病病毒（RABV）屬于彈狀病毒科，是引起狂犬病的病原體。Luo等[32]首次報道0.1μmol/L濃度的青蒿琥酯和雙氫青蒿素的能抑制RABV復制。受RABV攻擊的小鼠在攻擊后的第2和3天，小鼠肌肉注射青蒿琥酯或雙氫青蒿素（5 mg/kg），與對照組比較能顯著提高小鼠的存活率，他們還發(fā)現(xiàn)，青蒿琥酯和雙氫青蒿素通過抑制RABV基因組RNA合成和病毒基因轉(zhuǎn)錄，實現(xiàn)抗病毒作用。

六、展望

青蒿素及其衍生物的抗病毒生物活性是近幾年國內(nèi)外研究的熱點之一，其抗HCMV、HBV、HIV、SARS-CoV-2等作用主要通過抑制細胞轉(zhuǎn)錄因子活化、干擾病毒復制周期、誘導細胞凋亡、阻止病毒與宿主細胞結(jié)合等多種機制實現(xiàn)。據(jù)此，研究者在保留藥物重要活性基團過氧橋鍵的基礎上，通過藥效團拼合、結(jié)構(gòu)簡化、多靶點藥物設計等結(jié)構(gòu)修飾，合成青蒿素-核苷類軛合物[33-34]。經(jīng)改造后的青蒿素衍生物能達到單分子多靶點、多療效的相互協(xié)同作用，有望發(fā)揮更優(yōu)的抗病毒效果并應用于臨床治療。

志謝 感謝羅永能博士對本文的建議和修改

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突