虎杖解毒颗粒抗病毒的药效物质探究*

唐荣霜，石 洲，帅小翠，2，童荣生，2，李晋奇，2△

（1.电子科技大学医学院·个体化药物治疗四川省重点实验室，四川 成都610072；2.四川省医学科学院·四川省人民医院药学部，四川 成都610072）

新型冠状病毒肺炎（COVID-19）是由新型冠状病毒（SARS-CoV-2）感染引起的疾病，具有传染性强、人群普遍易感等特点，临床表现以发热、干咳、乏力为主，少数患者伴有鼻塞、流涕、肌痛、腹泻等；重症患者多在发病1周后出现呼吸困难和（或）低氧血症，严重者可快速进展为急性呼吸窘迫综合征、脓毒症休克、难以纠正的代谢性酸中毒、凝血功能障碍等［1］，目前尚无治疗的特效药。中医认为，COVID-19属疫病范畴，病机为“湿、热、毒、瘀”，治疗以清热解毒祛湿药物为主，同时强调辨证施治。在COVID-19疫情的防治中，临床运用化学药联合中药治疗，疗效较好。虎杖解毒颗粒为四川省人民医院的经验方，作为医疗机构制剂应用已有30余年，疗效显著，不良反应少，广受好评［2］。COVID-19疫情期间，虎杖解毒颗粒用于防治COVID-19，并装备于国家（四川）紧急医学救援队，在方舱医院得到了应用，临床反馈较好。现代药理学研究表明，虎杖、贯众、板蓝根等对多种病毒具有抑制作用。本研究中以“虎杖”“抗病毒”“冠状病毒机制”等为关键词检索国内外相关文献，总结了虎杖解毒颗粒抗病毒和抗新型冠状病毒的药效物质，拟探讨其抗新型冠状病毒的潜在药效物质和作用机制，为临床应用和新药研发提供参考。

1 抗病毒药效物质分析

虎杖解毒颗粒抗病毒的药效物质见表1。运用Cytoscape 3.7.2软件构建虎杖解毒颗粒抗病毒成分-病毒网络。详见图1。节点代表成分和病毒，边代表两者间的相互作用。虎杖解毒颗粒抗病毒成分-病毒网络共有92个节点（53个成分节点，39个病毒节点）和147条边。然后运用NetworkAnalyzer功能对网络进行拓扑学分析，以度值对节点进行筛选，度值表示网络中与该节点直接相连的节点数目，其大小反映了节点在网络中的重要程度。筛选度值大于中位数的成分节点为网络中的重要节点，主要包括板蓝根多糖、大黄素、野鸢尾苷元、落叶松脂素-4，4′-二-O-β-D-二葡萄糖苷、次野鸢尾苷元、德鸢尾苷元、鸢尾苷元、野鸢尾苷、德鸢尾苷、鸢尾苷、青蒿素、白藜芦醇、绵马贯众素ABBA、紫丁香苷、4′-羟基-7-甲氧基异黄酮、靛蓝等。这些成分的度值大于2，至少对3种病毒起作用，可能是虎杖解毒颗粒抗病毒的主要成分。

表1 虎杖解毒颗粒抗病毒的药效物质Tab.1 The antivirus pharmacodynamic materials of Huzhang Jiedu Granules

续表1虎杖解毒颗粒抗病毒的药效物质Tab.1 The antivirus pharmacodynamic materials of Huzhang Jiedu Granules

图1 虎杖解毒颗粒抗病毒成分-病毒网络图Fig.1 Antiviral components-virus network of Huzhang Jiedu Granules

2 抗冠状病毒药效物质分析

2.1 冠状病毒在宿主细胞内复制、组装和致病机制

冠状病毒是一类具有包膜、基因组为线性单股正链的RNA病毒［57］，在自然界分布广泛，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。国际病毒学分类委员会将冠状病毒科分为4个属，即α，β，γ，δ属［58］。冠状病毒通过表面蛋白与宿主细胞膜上的受体识别并结合，吸附在细胞膜上的病毒通过膜融合或胞吞作用进入细胞，引起感染。其在宿主细胞内复制、组装和致病的机制主要包括：1）可以逃逸Ⅰ型干扰素对病毒的拮抗作用；2）通过激活NF-κB引起细胞因子和化学趋化因子过度表达，激活免疫应答，引起机体出现炎症和细胞因子风暴；3）通过提高胞外信号调节激酶（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）信号通路；4）通过提高磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）/AKT活性及其磷酸化水平，激活PI3K/AKT信号通路［59-60］。

2.2 抗冠状病毒的药效物质

冠状病毒在宿主细胞内可通过逃逸Ⅰ型干扰素的抗病毒作用，激活NF-κB，PI3K/AKT，ERK/MAPK等信号通路进行复制、组装和致病。在中国知网、万方、维普、Web of Science等数据库中以“虎杖”与“Ⅰ型干扰素抗病毒”、“虎杖”与“NF-κB信号通路”、“虎杖”与“ERK/MAPK信号通路”、“虎杖”与“PI3K/AKT信号通路”作为关键词分别检索，可得到虎杖促进Ⅰ型干扰素抗病毒、抑制NF-κB信号通路、抑制PI3K/AKT信号通路、抑制ERK/MAPK信号通路的药效成分。虎杖解毒颗粒中的贯众、青蒿、白芷、川射干、板蓝根促进Ⅰ型干扰素抗病毒，抑制NF-κB，PI3K/AKT，ERK/MAPK信号通路的药效成分的检索方式同上。通过查阅文献发现，虎杖、贯众、青蒿、白芷、川射干、板蓝根中的多种成分具有促进Ⅰ型干扰素抗病毒，抑制NF-κB，ERK/MAPK，PI3K/AKT信号通路激活的作用，说明虎杖解毒颗粒具有潜在的抗冠状病毒作用。详见表2。

运用Cytoscape 3.7.2软件构建虎杖解毒颗粒抗冠状病毒机制-成分网络。详见图3。节点代表机制和成分，边代表机制和成分间的相互作用。虎杖解毒颗粒抗冠状病毒机制-成分网络共包括93个节点（4个机制节点，89个成分节点）和177条边。对网络进行拓扑特征分析，以度值大于中位数筛选虎杖解毒颗粒抗冠状病毒的重要成分。按度值降序对节点进行排序，白藜芦醇、大黄素、芦荟大黄素、木犀草素、青蒿素、槲皮素、β-谷甾醇、大豆素、虎杖苷、大黄素甲醚、大黄酸、芹菜素、山柰酚、紫花前胡醇当归酯、齐墩果酸、熊果酸、咖啡酸、东莨菪内酯、滨蒿内酯、β-石竹烯、β-榄香烯、欧前胡素、蛇床子素、丁子香酚、鸢尾苷元、茶叶花宁、染料木素、异鼠李素、粗毛豚草素、甘草素、异甘草素的度值均大于中位数2，表明这些成分在网络中起着重要作用，可能为虎杖解毒颗粒抗冠状病毒的重要成分。

图2 冠状病毒在宿主细胞内复制、组装和致病机制Fig.2 Replication，assembly and pathogenic mechanism of coronavirus in host cells

表2 虎杖解毒颗粒抗冠状病毒的药效物质Tab.2 The anti-coronavirus pharmacodynamic materials of Huzhang Jiedu Granules

3 抗新型冠状病毒的潜在药效物质分析

SARS-CoV-2是一种全新的可引起人类感染的冠状病毒，属β属冠状病毒。虎杖解毒颗粒中的虎杖、贯众、青蒿、川射干、板蓝根等对多种病毒如HSV-1，HSV-2，HIV，CVB3，HBV，VZV，RSV和Flu A，Flu B均有抑制作用，且对SARS-CoV-2也具有抑制作用。将虎杖解毒颗粒抗病毒成分与抗冠状病毒成分进行重复比对，得到的交集成分可能为虎杖解毒颗粒抗新型冠状病毒的药效物质。利用Cytoscape 3.7.2软件构建虎杖解毒颗粒抗新型冠状病毒成分-机制网络。详见图4。该网络中共有23个节点（包括19个成分节点和4个机制节点）和41条边。其中，19个成分包括白藜芦醇、青蒿素、大黄素、虎杖苷、异甘草素、山柰酚、欧前胡素、鸢尾苷元、蒙花苷、表儿茶素、板蓝根多糖、靛玉红、新橙皮苷、黄绵马酸AB、落叶松脂素-4-O-β-D-葡萄糖苷、紫丁香苷（丁香苷）、表告依春、腺苷、鸢尾苷，可能是虎杖解毒颗粒抗新型冠状病毒的药效物质；4个机制分别为促进Ⅰ型干扰素抗病毒，抑制NF-κB，ERK/MAPK，PI3K/AKT信号通路，虎杖解毒颗粒可能通过这些机制下调相关炎性因子的表达，调节机体的免疫反应和炎性反应，抑制病毒的复制和组装，发挥抗SARSCoV-2的作用。通过对网络进行拓扑属性分析，筛选大于平均度值的节点为关键节点，度值越大节点的形状越大，颜色越深。该网络的平均度值为3.565，大于3.565的成分有白藜芦醇、大黄素、青蒿素，其度值均为4。白藜芦醇、大黄素、青蒿素可能为虎杖解毒颗粒抗新型冠状病毒的关键成分。

4 结语

图3 虎杖解毒颗粒抗冠状病毒机制-成分网络图Fig.3 The anti-coronavirus mechanism-components network of Huzhang Jiedu Granules

图4 虎杖解毒颗粒抗新型冠状病毒成分-机制网络图Fig.4 The anti-SARS-CoV-2 components-mechanism network of Huzhang Jiedu Granules

虎杖解毒颗粒具有清热、解毒功效，可用于上呼吸道感染，现代药理学研究表明，其含有的多种有效成分均有抗病毒作用。本研究结果表明，虎杖解毒颗粒抗病毒的药效物质主要包括板蓝根多糖、大黄素、野鸢尾苷元、落叶松脂素-4，4′-二-O-β-D-二葡萄糖苷、次野鸢尾苷元等53个成分，抗冠状病毒的药效物质主要包括白藜芦醇、大黄素、芦荟大黄素、木犀草素、青蒿素等89个成分，抗新型冠状病毒的潜在药效物质主要包括白藜芦醇、青蒿素、大黄素、虎杖苷、异甘草素等19个成分；可能通过促进Ⅰ型干扰素抗病毒，抑制NF-κB，ERK/MAPK，PI3K/AKT信号通路发挥抗SARS-CoV-2作用。可见，虎杖解毒颗粒中的多种成分具有抗病毒作用，可通过多成分、多信号通路来拮抗SARS-CoV-2。本研究中虽总结了虎杖解毒颗粒抗病毒和抗冠状病毒的药效物质、抗SARS-CoV-2的潜在药效物质和作用机制，但后续仍需通过相关试验对虎杖解毒颗粒抗SARS-CoV-2的潜在药效物质和作用机制作进一步证实与探讨。