王冠玉，周蓓佳，陸怡霏，孫桂菊

·營養(yǎng)健康促進·

多不飽和脂肪酸抗病毒效應的研究進展

王冠玉，周蓓佳，陸怡霏，孫桂菊

東南大學公共衛(wèi)生學院，南京，210009。

隨著多不飽和脂肪酸與人體健康關系研究的不斷深入，其在抗炎、抗微生物等方面的作用逐漸被人們所發(fā)掘。多不飽和脂肪酸的功能研究是近年來的研究熱點之一。本文搜集了近年來對于多不飽和脂肪酸抗病毒活性的研究，從其對于病毒包膜的溶解破壞、對于細胞膜表面脂筏結(jié)構(gòu)的影響和其衍生物抑制病毒復制的角度，探討了多不飽和脂肪酸對于增加人體對于病毒抵抗力的作用。

多不飽和脂肪酸；抗病毒效應；研究進展

多不飽和脂肪酸（Polyunsaturated fatty acid，PUFA）指含有兩個或兩個以上雙鍵且碳鏈長度含14個及以上碳原子的直鏈脂肪酸。根據(jù)從脂肪酸碳鏈甲基端數(shù)起雙鍵碳原子的位置可以將多不飽和脂肪酸分為-3、-6等系列。-3系列多不飽和脂肪酸主要包括二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）、-亞麻酸（ALA）；-6系列多不飽和脂肪酸主要包括亞油酸（Linoleic acid，LA）和花生四烯酸（Arochidonic Acid，AA）。近年來對于多不飽和脂肪酸的研究更多地關注其對于糖尿病[1]、冠心病[2]等慢性疾病的防治效果和對于人體功能的調(diào)控。

此外，PUFA在抗菌抗微生物方面的活性也受到廣泛的關注。國內(nèi)外許多報道證明PUFA對于金黃色葡萄球菌[3]、幽門螺桿菌[4]等有殺菌作用。鄭繼正[5]等人提出其抗菌活性可能與抑制細菌脂肪酸的合成有關。當前醫(yī)學界對于PUFA抗病毒活性的研究較少，但是從當前社會人群的健康狀況來看，無論是流感病毒、麻疹病毒等持續(xù)在人群中傳播的毒性較低的病毒，還是冠狀病毒、埃博拉病毒等能夠造成大規(guī)模疫情致病性強致死率高的病毒，它們都對人類社會造成了巨大的經(jīng)濟損失，嚴重影響了人民的生活。因此，從PUFA的角度切入進行預防甚至治療具有重大意義。

1987年，Thormar等[6]就提出長鏈多不飽和脂肪酸對病毒的抑制作用。但是國內(nèi)外對于多不飽和脂肪酸的抗病毒活性的相關研究一直較少。本文選取了近年來對于多不飽和脂肪酸抗病毒活性的相關研究，從多不飽和脂肪酸對于病毒包膜的溶解破壞、脂筏的影響和PUFA衍生物抑制病毒復制的角度，探討了PUFA對于人體增加病毒抵抗力的可能性。

1 多不飽和脂肪酸可以破壞病毒包膜

Kohn等[7]在前人的基礎上使用LA和AA在體外對動物細胞進行處理，再用仙臺病毒、流感病毒等在PUFA處理之前或者之后的不同時間間隔內(nèi)對動物細胞進行感染。實驗結(jié)果表明，同時加入亞油酸和病毒或是在30 min之內(nèi)互相加入可以導致病毒感染能力下降，說明游離脂肪酸和病毒之間的相互作用導致了病毒感染性的喪失。后期體外實驗用電子顯微鏡檢查經(jīng)亞油酸負染處理的流感病毒，染色結(jié)果表明流感病毒的包膜在亞油酸加入的幾分鐘內(nèi)遭到破壞。同時Kohn等也通過實驗證明其他的不飽和脂肪酸都可以有效地滅活包膜病毒[7]。

用PUFA體外培養(yǎng)細胞可以增加細胞膜的流動性，并且兩者呈計量反應關系[8]，但是代謝活躍的細胞可能可以吸收這些脂肪酸并將其代謝成結(jié)構(gòu)磷脂。包膜病毒通過出芽方式從宿主細胞上釋放，包膜本身結(jié)構(gòu)與細胞膜結(jié)構(gòu)類似，然而代謝不活躍的病毒不能夠有效地處理PUFA，因此PUFA的加入可導致病毒包膜流態(tài)化破壞。Kohn等[7]提出PUFA會在37℃時對人紅細胞細胞膜造成破壞，其原因可能是因為人紅細胞沒有復雜的細胞核和細胞器結(jié)構(gòu)。Sands等[9]的研究中指出，長鏈不飽和單甘脂滅活單純孢疹病毒Ⅱ型（HSV-2）等包膜病毒大約是使人紅白細胞白血病細胞失活濃度的1%，包膜病毒對于長鏈不飽和單甘脂更加敏感。

2 多不飽和脂肪酸改變了細胞膜表面的脂筏結(jié)構(gòu)

多不飽和脂肪酸是細胞膜的重要組成成分。細胞膜上存在著一些較為獨立的由膽固醇與鞘磷脂緊密結(jié)合形成的膜脂微區(qū)，這些膜脂微區(qū)被稱為脂筏。有研究表明使用膽固醇去除劑處理細胞膜可以抑制病毒的入侵[10]，這可能是由于細胞膜表面的脂筏結(jié)構(gòu)遭到了破壞。因為脂筏在病毒入侵細胞的過程中扮演著相當重要的角色。病毒通過皮膚、粘膜或者血液等途徑進入人體后，病毒表面的抗原與靶細胞表面的受體相互識別結(jié)合形成復合物；脂筏就是發(fā)生這一過程的細胞膜表面的結(jié)構(gòu)域，它參加了病毒的入胞過程和在細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運。徐慶強等[11]以乙型腦炎病毒（Japanese Encephalitis Virus，JEV）為例，深入研究了JEV感染宿主細胞所依賴的途徑和相關分子，證實JEV入侵宿主細胞途徑為小窩介導的發(fā)動蛋白2（Dynamin-2）依賴型的內(nèi)吞途徑，同時發(fā)現(xiàn)JEV的內(nèi)吞途徑受到Rho GTPase家族成員RhoA和Rac1分子的共同調(diào)控，據(jù)此提出以Dynamin-2為靶點阻斷JEV表面抗原與細胞結(jié)合形成復合物的新型預防和治療思路。類似關于病毒與細胞膜受體結(jié)合的研究以及由此對于新一代抗病毒藥物的展望近年來受到醫(yī)學界的廣泛關注。

病毒包膜與宿主細胞膜的融合過程，對膜的脂質(zhì)成分很敏感，對膜的曲率、流動性以及相應的脂筏結(jié)構(gòu)都有較高要求，因此調(diào)節(jié)膜脂成分是抑制病毒粒子融合的可行途徑[12]。Schley等[12]選取EPA和DHA代表-3和-6系列多不飽和脂肪酸，在不同濃度下培養(yǎng)人乳腺癌細胞，收集細胞膜脂筏結(jié)構(gòu)進行成分分析，結(jié)果顯示采用PUFA處理乳腺癌細胞可以顯著降低細胞膜脂筏的膽固醇水平。這可能是由于膽固醇和-3多不飽和脂肪酸之間的空間不相容[13]，同時PUFA還會使得脂筏的脂肪酸組成、磷脂、神經(jīng)酰胺和二酰甘油含量有顯著改變[13]。在Ma等的動物實驗中，測定喂食4g/100g魚油飼料的小鼠結(jié)腸小窩中磷脂酰絲氨酸（PS）、磷脂酰膽堿（PC）、磷脂酰肌醇（PI）和磷脂酰乙醇胺（PE）的脂肪酸組成，其中-3多不飽和脂肪酸占總脂肪酸含量的6%、9%、18%和28%，PE含量較前期預實驗正常值要高出一倍，PS、PI質(zhì)量也顯著增加[13]。該結(jié)果與Schley等的細胞實驗數(shù)值特征吻合，-3多不飽和脂肪酸喂養(yǎng)小鼠可顯著改變其海綿體脂肪?；M成，并降低小鼠結(jié)腸小窩中膽固醇（降低46%）和小窩蛋白-1（降低53%）含量，提示在飲食中提高PUFA的攝入能夠影響細胞膜表面脂筏甚至是全細胞膜磷脂的構(gòu)成成分，從而可能干擾病毒粒子的入胞過程[13]。

已有研究證實：在體外環(huán)境下通過加入PUFA的方法確實可以使包膜病毒的包膜溶解破裂，但是其分子層面的作用機制尚不清楚，可能是PUFA及其衍生物可以起到類似表面活性劑的作用，破壞病毒包膜的雙層結(jié)構(gòu)[13]。對于正常的人體內(nèi)環(huán)境來說，PUFA含量的多少在體液中的波動值并不會很大，所以在不考慮將PUFA用作抗病毒藥物制劑的情況下可能很難通過PUFA溶解病毒的包膜來達到抗病毒的效果。但是通過日常飲食，提高機體的PUFA的攝入是可以改變細胞膜脂質(zhì)成分的組成，通過影響脂筏這樣的結(jié)構(gòu)域或是信號分子提高機體對于病毒的抵抗力是完全可能的。

3 多不飽和脂肪酸衍生物對于病毒復制過程的抑制作用

有研究表明，Phyllocaulis boraceiensis（一種蛞蝓）分泌的粘液中含有大量羥基多不飽和脂肪酸，使用這種粘液的粗提物處理感染了流感病毒MDCK細胞，病毒載量降低了80%以上[14]。通過使用單克隆抗體對流感病毒進行免疫熒光分析，對粘液中各種多不飽和脂肪酸的抗病毒效果進行分析發(fā)現(xiàn)，粘液中含有的10S,17S-二羥基二十二碳六烯酸能顯著抑制流感病毒的復制，干擾受體宿主核輸出因子與流感病毒RNA的結(jié)合，從而阻止病毒RNA從細胞核輸出到細胞質(zhì)[14]。

10S,17S-二羥基二十二碳六烯酸是DHA衍生的保護素D1異構(gòu)體（PD1）。Morita等[15]用PUFA的代謝物處理感染了PR8型流感病毒的細胞，花生四烯酸（AA）衍生產(chǎn)物12-HETE和15-HETE以及DHA衍生的17-HDOHE和PD1對流感病毒核蛋白（NP）mRNA的表達有30%以上的抑制作用。其中PD1對于病毒的抑制作用最強。通過對被感染細胞中NP蛋白的產(chǎn)生量進行評估證實了PD1治療確實減弱了流感病毒的復制，在被人感染的高致病性H5N1型流感感染的MDCK細胞中重復實驗同樣可以得到PD1抑制了病毒復制的結(jié)果。

Morita等[15]對PD1抑制病毒復制的機制研究發(fā)現(xiàn)，PD1的加入使得病毒的mRNA和vRNA從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)進行表達的的過程受阻，在PR8感染后8 h，PD1處理的細胞質(zhì)部分病毒mRNA和vRNA的表達顯著減少，PD1限制了病毒RNA的核輸出。病毒RNA的輸出依賴于mRNA轉(zhuǎn)運體Nxf1。在Read等[16]的研究表明，敲除Nxf1會抑制病毒RNA的核輸出。Morita等[15]從這個角度出發(fā)證實了PD1減弱了病毒RNA與Nxf1的募集，對PD1抑制病毒復制的原因進行了解釋。同時他們通過RNA測序試驗證明PD1單純抑制病毒RNA的核輸出而對宿主細胞RNA的核輸出沒有影響。

另外根據(jù)Morita等的報告，PUFA衍生物PD1與帕拉米韋聯(lián)用治療流感病毒感染的小鼠，小鼠生存率可以達到百分之百。這提示了PUFA作為一種輔助藥物在臨床上用于治療病毒感染的可能性[15]。

4 多不飽和脂肪酸對于免疫功能的影響

有觀點認為，膳食中增加PUFA的攝入可以提高機體的免疫力。一項動物實驗表明相比于其他脂肪，增加了魚油攝入的SD大鼠母鼠和幼鼠的淋巴細胞表面CD25、CD54、CD28、CD56明顯增加，這些受體和分子的表達增加可以使淋巴細胞在免疫應答反應過程中表現(xiàn)出更高的活性[15]。另一項人體實驗研究對比了兩組重度顱腦損傷患者的預后情況，治療組在對照組的基礎上添加n-3 PUFA輔助治療，可以觀察到治療組肺部感染發(fā)生率顯著低于對照組，治療組的CD3+、CD4+、和CD4+/CD8較對照組顯著升高，治療組血漿免疫球蛋白IgA、IgG和IgM也顯著高于對照組[18]。然而也有報告提出：PUFA會抑制人體的免疫功能，其主要表現(xiàn)在多種免疫細胞的功能抑制。Arringt等[19]研究發(fā)現(xiàn)：小鼠在喂食富含DHA的飲食兩周后，脾T淋巴細胞分泌IL-2的能力明顯下調(diào)，IL-2在免疫應答過程中誘導多種殺傷細胞的分化和效應功能，同時還可以作用于B細胞促進抗體分泌。IL-2分泌減少可使人體免疫功能受到抑制。體外細胞實驗數(shù)據(jù)同樣支持DHA會降低T細胞的IL-2分泌水平。除此之外，還有報告指出PUFA可以導致NK細胞活性下降[20]，樹突狀細胞抗原呈遞功能抑制[21]。

總的來說，可以認為PUFA對特異性免疫功能具有雙向調(diào)控作用，少量添加PUFA可以促進免疫系統(tǒng)功能，但當PUFA添加量超過正常水平時或比例不當時，細胞膜磷脂中多不飽和脂肪酸的含量也增加，使膜磷脂的不飽和度增加，導致脂質(zhì)過氧化作用增強，從而加劇細胞膜的損傷，細胞的免疫功能將受到影響[22]。有趣的是，前文中提到病毒包膜對于PUFA的敏感度是人體正常細胞的100倍，結(jié)合兩者來看通過在膳食中適度增加PUFA的含量或許能多方面的增加人體對病毒的抵抗力，有必要通過進一步的動物實驗和人體實驗來驗證這個觀點。

5 總結(jié)與展望

目前的研究可以確定PUFA可以使病毒包膜的溶解破壞，同時能通過影響細胞膜表面的脂筏結(jié)構(gòu)以及影響病毒在細胞內(nèi)的復制干擾病毒入胞和增殖的過程。另外，Zhao等[23]的報告從酶的角度揭示了PUFA對于病毒抑制作用的另一種可能機制。他們發(fā)現(xiàn)油酸處理后的煙草葉片防御相關酶（PAL和POD）活性增加，防御相關基因（PR-1a和PR-5）表達水平增加，從而及時部署可誘導的煙草花葉病毒（TMV）防御反應。目前尚未有人從PUFA與人體細胞內(nèi)酶功能表達和病毒感染的角度進行過研究，這方面的問題有待進一步討論。

雖然當前PUFA對于病毒及其感染細胞過程影響的分子機制的相關研究較少，但是PUFA抗病毒活性的相關市場的潛力是不言而喻的。隨著科技的發(fā)展、研究方法及手段的不斷提高，PUFA的抗病毒活性及其機制必將得到進一步的揭示，從而為人類抵抗病毒找到一種新的預防和治療方法。

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Research Progress of Antiviral Effect of Polyunsaturated Fatty Acids

With the deepening of the research on the relationship between polyunsaturated fatty acids (PUFAs) and human health, its anti-inflammatory and antimicrobial effects have been gradually explored by people. The functional research of PUFAs is one of the hot spots in recent years. In this paper, the antiviral activity of PUFAs was studied in recent years. The effects of PUFAs on the dissolution and destruction of virus envelope, on the lipid raft structure of cell membrane surface and the inhibition of virus replication by its derivatives were discussed.

Polyunsaturated fatty acids; Antiviral effect; Research progress

10.16117/j.cnki.31-1974/r.202002003

國家自然基金面上項目（81872618）。

王冠玉（1996—），男，江蘇無錫人，碩士，主要研究方向為營養(yǎng)與慢性病。

孫桂菊，教授，博士生導師，gjsun@seu.edu.cn。

2020-04-03。