綦魯博 張保平
1.內蒙古醫(yī)科大學第一臨床醫(yī)學院,內蒙古呼和浩特 010050;2.內蒙古醫(yī)科大學附屬醫(yī)院檢驗科,內蒙古呼和浩特 010059
Ⅰ型單純皰疹病毒(HSV-1)是人類常見的潛伏性病毒,可引起某些嚴重的疾病。人一旦感染該病毒,HSV-1 可以在宿主中終身潛伏,并在免疫系統受損的患者中被重新激活[1]。近年來,研究顯示核轉錄因子-κB(NF-κB)的激活在HSV-1 感染過程中起著重要的作用,通過對NF-κB 信號通路的干預現已成為治療HSV-1 感染的重要靶點之一。臨床上常用于治療HSV-1 感染的藥物是以阿昔洛韋(ACV)為代表的核苷類似物[2]。然而,這些藥物可能會促進病毒突變,導致HSV-1 耐藥株的產生;目前迫切需要開發(fā)與核苷類似物具有不同的作用機制且低毒性的抗HSV-1 藥物。中藥有潛在的抗HSV-1 活性,具有副作用小、毒性小等優(yōu)點,并可通過多種機制發(fā)揮作用。現對NFκB 信號通路在治療HSV-1 感染中的關鍵作用進行綜述,并對不同中藥基于NF-κB 信號通路抑制HSV-1 感染的實驗研究進展進行總結,以期為未來的研究提供參考。
HSV-1 是一種噬神經性的線性雙鏈DNA 病毒,周圍圍繞病毒衣殼。HSV-1 唯一的天然宿主是人類,并在人類中廣泛存在。根據流行病學調查,HSV-1 在全球的流行率約為90%,嬰幼兒更易感染[1-2]。HSV-1主要感染皮膚、唇黏膜、眼睛、神經系統,有時還會感染外生殖器,可引起唇部皰疹、單純皰疹病毒性角膜炎、新生兒腦炎等多種疾病,有時也可引起嚴重的并發(fā)癥,如角膜白斑、失明、非典型肺炎、無菌性腦膜炎,甚至死亡[3]。有報道顯示,HSV-1 不僅僅可導致病毒感染,也是阿爾茨海默?。ˋD)的危險因素[4]。HSV-1可誘發(fā)潛伏性感染;在初期感染時,HSV-1 可通過黏膜或破損皮膚進入宿主,隨后于黏膜上皮細胞內復制,立即早期基因(immediate-early,IE)、早期基因(early,E)、晚期基因(late,L)級聯表達[5]。其中,IE 基因編碼ICP0(infectedcell polypeptide 0)、ICP4(infected cell polypeptide 4)等立即早期蛋白,這些蛋白主要參與病毒的免疫逃逸與L 基因和E 基因的激活。L 基因編碼形成病毒顆粒蛋白,E 基因主要編碼參與病毒DNA合成的酶[2]。隨后,成熟的HSV-1 顆粒大量復制,細胞裂解死亡。此時,機體產生的免疫力將大部分病毒清除,只有少部分的病毒進入神經末梢并沿軸突逆行至神經元胞體,建立長期的潛伏感染。HSV-1 選擇在神經細胞內潛伏,目前考慮主要為兩點原因:①神經細胞是高度分化的細胞,不分裂,不具有活躍的新陳代謝,使HSV 進入細胞后抗原不易呈給免疫細胞,從而導致免疫逃逸;②神經細胞產生的miRNAs 和LAT 產生的miRNAs 共同作用于病毒潛伏期[6-7]。在潛伏感染期間皰疹病毒的結構與功能都不會遭到損壞與影響。在一定條件下,如發(fā)熱、疲勞、紫外線照射、激光照射、身體創(chuàng)傷、異常激素水平、免疫抑制及心理、生理應激等情況下,可重新激活病毒,引起臨床癥狀,因此,HSV-1 很難徹底根除。尋找不同的治療策略和藥物來抑制HSV-1,尤其是防止?jié)撛贖SV-1 的重新激活,具有重要的意義。
NF-κB 是從B 淋巴細胞核提取物中檢測到的,是能與免疫球蛋白增強子κB 序列特異結合的一類核轉錄因子[8],與啟動免疫系統反應及炎癥過程密切相關,并在代謝性疾病中發(fā)揮重要作用[9-10]。NF-κB家族由5 個相關轉錄因子組成,分別是p50、p52、p65、c-rel 和RelB。經典NF-κB 信號的激活涉及NFκB 二聚體p50/p65;靜息時NF-κB 通過與其抑制物ⅠκB 聯結形成三聚體在胞質中以無活性的狀態(tài)存在;在細菌及病毒感染、炎性因子、抗原-抗體結合等刺激下,胞外信號激活了ⅠκB 激酶(ⅠKK),使ⅠKK兩個氨基末端的絲氨酸殘基磷酸化、賴氨酸殘基發(fā)生泛素化,最后在26S 蛋白酶體的作用下,ⅠKK 被識別并降解,從而使NF-κB 與ⅠKK 發(fā)生解離,NF-κB被轉移至細胞核發(fā)揮作用[11-12]。
NF-κB 是抗病毒防御效應機制的一個中樞網絡,HSV-1 能利用NF-κB 的持續(xù)激活,促進病毒復制、抑制細胞調亡及樹突狀細胞成熟。Amici 等[13]研究顯示,在HSV-1 感染的早期階段NF-κB 的激活就已出現,且依賴于早期病毒蛋白的合成。HSV-1 立早蛋白ICP 27 通過NF-κB 途徑可以對抗細胞因子的產生,干涉人類巨噬細胞及DC 細胞的抗病毒反應[14]。Hargett 等[15]研究發(fā)現NF-κB 通路的激活伴隨著ⅠκB-α和ⅠκB-β 的丟失;其中ⅠκB-α 缺失是NF-κB 活化的標志,而ICP 27 突變是ⅠκBα 丟失的必要條件。另外,HSV-1 可通過干涉p65 的乙?;傲姿峄瘉碜钄郚F-κB 與ⅠκB-α 的聯結,進而改變ⅠκB 激酶促進病毒復制[16],這揭示了一種病毒控制細胞功能的新型方式。鑒于NF-κB 在HSV-1 感染中的重要作用,以NF-κB 為靶點探索中藥通過抑制NF-κB 活化從而抑制HSV-1 病毒感染的方法,已成為當前研究的重點方向。
中醫(yī)藥是我國獨具特色、創(chuàng)新優(yōu)勢的產業(yè)之一,具有良好的、可持續(xù)發(fā)展的物質基礎和社會環(huán)境。中醫(yī)理論證明,肝氣郁結所生的“火”是一種應激性生理反應,涉及中樞神經系統、內分泌系統和免疫系統,這些變化增加了一個人對疾病的易感性。例如,持續(xù)的情緒壓力是導致身心疲勞及免疫系統減弱的一個重要因素,可最終導致對HSV-1 的易感性[17]。鑒于許多中藥具有清肝火的作用,因此開展中藥抗HSV-1的篩選和評價具有重要的意義。
在抗HSV-1 藥物的研究和開發(fā)中,藥物來源和耐藥性一直是藥物開發(fā)的制約因素。目前已證明有多種化合物在體外和/或體內抑制HSV-1 的感染,故需要開發(fā)有效的合成方法,以產生足夠的生物活性物質,來滿足臨床研究的需要。開辟新的資源領域,探索新的方法和技術,是解決藥品來源問題的有效途徑。中醫(yī)藥可為抗病毒藥物的發(fā)展提供一個新的路線圖。
魚腥草是一種傳統的天然中草藥,多年來用于緩解咳嗽、肺炎和支氣管炎等與肺有關的疾病,并可增強機體免疫力、利尿、降壓、抗炎鎮(zhèn)痛等[18]。周良斌[19]通過溶斑試驗分析6 種魚腥草成分發(fā)現其中3 種化合物B、E 以及F 具有抗HSV-1 活性,其中魚腥草化合物B 可以抑制細胞NF-κB 活化,并且可減少NF-κB結合至HSV-1 的ICP0 基因啟動子從而抑制HSV-1復制。Hung 等[20]通過分析魚腥草的水提取物HCWEs后顯示其成分槲皮素和異槲皮苷具有抗HSV-1 活性;槲皮素和異槲皮素可通過抑制NF-κB 活性來抑制HSV-1 的ICP0 啟動子活性并能阻止宿主細胞凋亡。這提示HCWEs 通過抑制HSV-1 誘導的NF-κB激活阻斷了病毒蛋白的合成,為開發(fā)治療HSV-1 的新藥提供了可能。
桑樹的葉子、樹枝和樹皮具有抗氧化、抗腫瘤及降血壓、降血糖等作用[21]。王輝等[22]發(fā)現桑葉的乙酸乙酯和石油醚提取物具有抗HSV-1 的活性,其中提取物Kuwanon X 的抗HSV-1 的活性最強。Ma 等[23]通過實驗分析Kuwanon X 阻斷HSV-1 誘導的NF-κB 激活機制,結果顯示在正常細胞中NF-κB p65 的表達相對較低,然而在HSV-1 感染的12 h 和24 h HSV-1可引起p65 核易位,使p56 表達增高。Kuwanon X 在抑制HSV-1 誘導的p65 核易位的同時可抑制HSV-1感染誘導的ⅠκB-α 降解,并能阻止NF-κB 與HSV-1細胞中的DNA 的結合。這提示NF-κB 活化是細胞增殖的關鍵調節(jié)因子,因此NF-κB 有望成為治療HSV-1感染的潛在候選藥物。
桉樹的葉子具有抗菌、抗炎、止瀉、祛痰等作用[24]。賴志才等[25]通過CPE 觀察實驗與空斑減數實驗測定桉樹葉水提物抗HSV-1 活性,發(fā)現桉樹葉水提物能明顯抑制HSV-1 的致病變作用。Brezáni 等[26]通過色譜分離出桉樹葉中12 種化合物,其中細葉桉萜酯A 及桉樹素的抗病毒作用優(yōu)于其余化合物。同時通過分光度法證明兩者的抗病毒作用可能是通過抑制NF-κB活化而產生的,且桉樹素比細葉桉萜酯A 對NF-κB 的抑制作用更加強大,這可能是因為桉樹素分子的親脂性更強,更容易穿透細胞膜的原因。
葉下珠有消炎、清熱止瀉、利尿之效,可治腸炎腹瀉、痢疾、腎炎水腫、尿路感染等[27]。林志燦等[28]通過分離提取葉下珠成分,發(fā)現柯里拉京是其有效成分之一。羅濤[29]的研究顯示,柯里拉京可直接對p65、白細胞介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)產生抑制作用,減輕HSV-1 感染激發(fā)的腦損傷。這提示利拉金可減緩病毒誘導的免疫炎性反應,從而對HSV-1 誘導的腦炎有保護作用。
β-七葉皂苷是七葉樹種子提取物的主要生物活性成分之一,其具有抗水腫、抗炎和抗氧化作用[30]。Michelini 等[31]發(fā)現,β-七葉皂苷顯著降低了HSV-1刺激的巨噬細胞中NF-κB 活性。同時β-七葉皂苷阻斷了受病毒刺激的巨噬細胞NF-κB 通路的激活,提示其對炎癥細胞具有免疫抑制作用。
小檗堿亦稱黃連素,是從中藥黃連中分離的一種季銨生物堿,是黃連抗菌的主要有效成分[32]。研究顯示小檗堿可抑制HSV-1 誘導的NF-κB 的活化,從而抑制HSV-1 的復制。體外實驗證實小檗堿可通過調節(jié)宿主細胞NF-κB 通路抑制HSV-1 感染引起的ⅠκB-α 的降解和p65 核易位,從而抑制NF-κB 的活化。這些研究提示,小檗堿可能是HSV-1 增殖的一種潛在抑制劑并具有獨特的抗病毒作用機制,并可作為一種潛在的抗皰疹病毒藥物。
近些年來有關NF-κB 信號通路的研究取得了一些顯著的進展,然而把NF-κB 作為治療靶點應用于臨床藥物開發(fā)仍方興未已。目前治療干預的重點包括ⅠKK 活化、NF-κB 修飾、ⅠκB 降解、NF-κB DNA 結合、ⅠKK 靶向上調及其轉錄活性的調控。NF-κB 通路治療潛力的充分實現取決于對其調控細胞類型及刺激物的進一步研究。植物中集合了各類復雜的生物分子,它們一方面能夠發(fā)揮多向性、多靶點的生物學效應,另一方面能夠精確地選擇作用靶點。從植物中尋找高效、特異、有醫(yī)療用途、副作用小的NF-κB 抑制劑仍然是當前研究的重點。在未來的研究和抗HSV-1 中藥的開發(fā)中,仍有一些亟需解決的問題:①闡明中藥抗HSV-1 的作用機制;②明確中藥抗HSV-1感染的藥效物質基礎。
綜上所述,在探明HSV-1 致病機制的前提下,研究有不同中藥及其主要化合物與HSV-1 之間相互作用的機制,把合理統一的現代實驗方法與可靠的檢測指標建立起來,針對病毒感染的不同環(huán)節(jié)進行廣泛深入的研究,使體內與體外評價、基礎與臨床研究密切配合,定能開發(fā)出新型、高效的抗HSV-1 藥物,更好地服務社會。