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中藥天然產(chǎn)物抗新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)研究進(jìn)展

2020-10-22 08:37何正有羅璞高鑫蔣用畢建軍湯秀強(qiáng)
關(guān)鍵詞:靶點(diǎn)處方中藥

何正有,羅璞,高鑫,蔣用,畢建軍,湯秀強(qiáng)

(1 成都大學(xué)藥學(xué)院、四川抗菌素工業(yè)研究所,成都 610052;2 成都理工大學(xué)公共事業(yè)管理系,成都 610059)

新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)爆發(fā)以來,我國(guó)應(yīng)用中醫(yī)藥知識(shí)與方法在防控新型冠狀病毒SARSCoV-2的傳播與發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。以急用、實(shí)用、效用為導(dǎo)向,經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呐R床案例驗(yàn)證,專家組發(fā)現(xiàn)清肺排毒湯治療COVID-19感染的總有效率高達(dá)90%以上,對(duì)COVID-19感染患者的癥狀改善和有效治療、延緩疫情發(fā)展、減少化學(xué)藥毒副作用方面發(fā)揮著重要作用[1]。因此,國(guó)家衛(wèi)健委及時(shí)將24個(gè)中藥方劑與中成藥)引入《新型冠狀病毒肺炎診療方案》,強(qiáng)調(diào)不同病程采用不同藥物進(jìn)行針對(duì)性治療,其中包括10個(gè)中醫(yī)處方和14個(gè)中成藥[2]。臨床上,中醫(yī)一般遵循對(duì)“瘟疫”的科學(xué)認(rèn)識(shí)和治療經(jīng)驗(yàn),根據(jù)“衛(wèi)氣營(yíng)血”等基礎(chǔ)理論,利用數(shù)千年的臨床經(jīng)驗(yàn),采用“汗、和、下、消、吐、清、溫、補(bǔ)”等療法進(jìn)行辨證施治,充分體現(xiàn)了中醫(yī)藥個(gè)性化治療的優(yōu)勢(shì)[3]。部分處方中有清熱解毒類中藥,可以直接防控COVID-19感染的發(fā)生與發(fā)展,使病毒在宿主體內(nèi)無立足之地;另外,部分藥味具有免疫調(diào)節(jié)等輔助功效,控制疾病向重癥方向發(fā)展[4]。在抗擊COVID-19感染的過程中,北京、浙江、廣東、四川、江西等地積極在臨床采用中醫(yī)藥防控與救治,雖然各地所用中藥處方各不相同,但都體現(xiàn)了中醫(yī)“辨證施治”的思想精髓,同時(shí)也積極推動(dòng)了中西醫(yī)協(xié)同作戰(zhàn),達(dá)到了控制疫情進(jìn)一步發(fā)展的目的[5]。

1 基于歷史沿革的“守正創(chuàng)新”

《內(nèi)經(jīng)·素問》中寫到:“五疫之至,皆相染易,無問大小,病狀相似”,這充分說明了很早以前,中醫(yī)就認(rèn)識(shí)到了疫癥具有傳染性強(qiáng)與傳染范圍廣的特點(diǎn)?!夺t(yī)宗金鑒》(清·吳謙)記載的抗疫處方有:雙解通圣湯、荊防敗毒散、桂枝合白虎湯、普濟(jì)消毒飲、二圣救苦丹、升麻葛根湯合消毒犀角飲、三黃石膏湯和消癍青黛飲。瘟疫的產(chǎn)生與自然環(huán)境的變化密切相關(guān),極端氣候促進(jìn)了病毒結(jié)構(gòu)的變化,并提高了其生存能力,也改變病毒對(duì)人體的致病能力和傳染能力[6]。新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)爆發(fā)以來,仝小林院士[7]則根據(jù)患者臨床表現(xiàn),結(jié)合中醫(yī)理論,發(fā)現(xiàn)患者多有明顯的寒濕之象,認(rèn)為該病屬“寒濕疫”。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),該病的病位在肺脾,特點(diǎn)為:濕、熱、毒、瘀、虛,再根據(jù)疾病發(fā)展規(guī)律,可分為醫(yī)學(xué)觀察期、臨床治療期(輕型、普通型、重型、危重型)、恢復(fù)期三個(gè)階段。因此,在《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案(試行第七版)》中,中醫(yī)防治策略是以“怯濕解毒、扶助正氣”為主,在疾病的不同階段應(yīng)用不同的藥物處方進(jìn)行防治,如:藿香正氣膠囊(丸、水、口服液)、金花清感顆粒、連花清瘟膠囊(顆粒)、疏風(fēng)解毒膠囊(顆粒)、清肺排毒湯、化濕敗毒方、喜炎平注射液、血必凈注射液、熱毒寧注射液、痰熱清注射液、醒腦靜注射液、參附注射液、生脈注射液、參麥注射液等[2]。其中,清肺排毒湯治療COVID-19感染患者的有效率超過了90%,在防控疫情、救人治病的過程中發(fā)揮了重要作用,對(duì)抗COVID-19感染的新藥研制可以提供有益參考[1]。同時(shí),經(jīng)臨床驗(yàn)證,金花清感顆粒、蓮花清瘟膠囊/顆粒、血必凈注射液、清肺排毒湯、化濕敗毒方和宣肺敗毒方 “三藥三方”對(duì)COVID-19感染也具有治療效果[8]。

2 中醫(yī)藥對(duì)新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)感染控制的主要方法

針對(duì)重大傳染性疾病,中醫(yī)歷來強(qiáng)調(diào)防控的重要性,經(jīng)常新使用芳香性中藥進(jìn)行煙薰、佩香、薰蒸、艾灸、藥浴、枕香、香薰等,以達(dá)到環(huán)境消毒和輔助治療的目的[9]。另外,COVID-19感染呈現(xiàn)出聚集性發(fā)病,可通過接觸、空氣飛沫和氣溶膠等方式進(jìn)行傳播,對(duì)群體和個(gè)人進(jìn)行防護(hù)就顯得非常重要了。芳香性中藥具有扶正驅(qū)穢、芳香化濕、疏肝解郁的功效,對(duì)生活環(huán)境與衛(wèi)生中的微生物具有驅(qū)避效果,合理應(yīng)用可以達(dá)到隔離SARS-CoV-2等微生物的作用[10]。

2.1 中藥薰蒸對(duì)環(huán)境中SARS-CoV-2的消殺作用

古代沒有消毒劑的概念,但中藥薰蒸卻起到了對(duì)環(huán)境中病原微生物消殺的作用。COVID-19防控期間,部分醫(yī)院每日用艾葉進(jìn)行煙薰,艾葉按1~5 g/m2,熏30 min[11]。同濟(jì)醫(yī)院制定的COVID-19中醫(yī)藥預(yù)防方案中,推薦艾灸大椎、關(guān)元、氣海、中脘、足三里等穴位,可以提高機(jī)體的免疫能力。GC-MS分析表明:艾煙中的揮發(fā)性成分有:氨水、乙醇、乙二醇、醋酸、乙酰胺、丙酸、環(huán)己烯、甲基呋喃、丁酰胺、3-甲基-丁酰胺、季酮酸、戊S醇、2-甲基戊S醇、斯德酮、正已基胺、萘、葵酸、三甲基對(duì)二氮雜苯、溴代氮雜環(huán)丁烷等[12]。另外,蒼術(shù)也是中醫(yī)中的一味重要的防疫藥材,焚燒蒼術(shù)也有顯著的殺滅致病性微生物的作用,也常用于空氣消毒[13]。臨床常采用多味芳香性中藥進(jìn)行煙薰,配方以艾葉、蒼術(shù)為主,伍以其它多味中藥,能夠達(dá)到更好地對(duì)空氣進(jìn)行消毒,以消殺環(huán)境中的傳染性微生物[14]。其中,中藥燃燒過程中產(chǎn)生大量揮發(fā)油、乙醇、乙二醇、醋酸等化合物,而乙醇可以直接殺滅新型冠狀病毒SARSCoV-2[2]。另外,專家建議使用單味蒼術(shù),或選用中藥復(fù)方:板藍(lán)根10g,石菖蒲10g,貫眾10g,金銀花15g,在煎煮過程中產(chǎn)生的水蒸汽對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行熏蒸,也可以取中藥煎煮后的濃縮液,用空氣加濕器進(jìn)行室內(nèi)熏蒸。中藥煎煮過程中產(chǎn)生的水蒸汽里含有大量揮發(fā)油,同時(shí)提取液中含有皂苷、黃酮、鞣質(zhì)等物質(zhì),這些天然產(chǎn)物可以直接抑制新型冠狀病毒SARS-CoV-2感染[15]。

2.2 中藥香囊對(duì)SARS-CoV-2的防護(hù)作用

佩帶中藥香囊也是一種常見的預(yù)防傳染病的方法,是中醫(yī)“芳香避穢”思想的直接體現(xiàn)[16]。COVID-19感染防控期間,有專家推薦中藥香囊配方:丁香、荊芥、紫蘇、蒼術(shù)、肉桂、辛夷、細(xì)辛、白蔻仁,各2 g。另外,華中科技大學(xué)附屬醫(yī)院推薦香囊配方為:蒼術(shù)、艾葉、菖蒲、薄荷、藿香,各10g。揮發(fā)油是芳香性中藥呈現(xiàn)氣味的物質(zhì)基礎(chǔ),主要為烴類、醇類、醛類、酮類等天然產(chǎn)物,如:薄荷醇、丁香酚、紫蘇酮、肉桂醛、桂皮醛、百里香酚、檸檬醛、萜品烯等[17]。這些成分分子量小,具有脂溶性強(qiáng)、易揮發(fā)性、人體易吸收等特點(diǎn)。藥理研究表明,中藥揮發(fā)油具有抗菌、抗病毒、抗炎、抗過敏、止喘、止痛、鎮(zhèn)咳、安神、提高免疫等功效,在針對(duì)氣候變化或病毒引起的發(fā)燒、干咳、乏力、惡心、嘔吐、腹瀉等癥狀方面,具有改善癥狀,防止疫情進(jìn)一步惡化的優(yōu)勢(shì)[18]。

2.3 中藥揮發(fā)油對(duì)COVID-19感染流行期間的防護(hù)作用

隨著制藥工程技術(shù)的發(fā)展,中藥揮發(fā)油提取效率越來越高,能夠獲得高品質(zhì)的中藥精油及其復(fù)方,并通過香薰、薰蒸、噴灑、吸嗅等方式用于患者和醫(yī)護(hù)人員,在實(shí)踐中可以更好地發(fā)揮藥物的作用。江西中醫(yī)藥大學(xué)發(fā)明了一種由肉桂、丁香、荊芥、香薷、月桂、雪松、橙花、迷迭香、薰衣草和八角茴香等揮發(fā)油組成的復(fù)合精油,臨床上發(fā)現(xiàn)對(duì)COVID-19患者及醫(yī)護(hù)人員都有很好的治療和預(yù)防效果[19]。該處方中,肉桂揮發(fā)油、丁香揮發(fā)油、荊芥揮發(fā)油和香薷揮發(fā)油對(duì)大腸埃希菌、金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌、流感病毒、手足口病毒等微生物具有抗菌作用,對(duì)肺部感染也有較好的療效,此外,還具有鎮(zhèn)靜、降溫、提高免疫力等輔助功效,對(duì)治療和清零江西省的新冠肺炎患者發(fā)揮了作用。植物揮發(fā)油的毒副作用小,在心理狀態(tài)調(diào)節(jié)方面可以起到愉悅和積極向上的作用。因此,中藥揮發(fā)油不僅具有抗菌、抗病毒等作用,而且具有抗焦慮、抗炎等功效,能夠改善患者和醫(yī)務(wù)工作者的心理情緒,有助于提高患者治療的依從性[20]??傮w來說,揮發(fā)油通過霧化或皮膚給藥后,在人體內(nèi)可以達(dá)到扶正驅(qū)穢、芳香化濕、疏肝解郁的功效。

3 抗COVID-19中醫(yī)藥處方的合理性分析

3.1 基于中醫(yī)基礎(chǔ)理論對(duì)COVID-19辨證施治的抗疫處方

中醫(yī)提倡“治未病”,按照“未病先防、既病防變、瘥后防復(fù)”的指導(dǎo)原則,針對(duì)不同個(gè)體,根據(jù)氣候、地理、季節(jié)、病程等變化,采用不同處方及劑量,因此實(shí)際處方千變?nèi)f化?!缎滦凸跔畈《痉窝自\療方案(試行第七版)》將COVID-19感染的發(fā)病進(jìn)程分為四個(gè)階段,分別為初熱期,包括咳喘期、重癥期、危重期和恢復(fù)期,分別施以不同藥物。隨著疫性蔓延,因各地氣候特點(diǎn)、生活方式以及個(gè)人體質(zhì)不同,發(fā)病時(shí)可能有頗多變化,治療過程中因個(gè)體差異也會(huì)產(chǎn)生不同的演變。參考國(guó)家中醫(yī)藥管理局和全國(guó)17個(gè)省、市、自治區(qū)分別推薦的52個(gè)處方,對(duì)處方中的藥物組成進(jìn)行相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)藿香出現(xiàn)的頻率最高,在17個(gè)處方中出現(xiàn);其次為甘草,有14個(gè)處方用到;在10個(gè)以上處方中反復(fù)應(yīng)用的有連翹、陳皮、金銀花、蒼術(shù)、茯苓、黃芩、石膏、厚樸;提示用藥頻度直接與病情和病程相關(guān)[21]。同時(shí)中醫(yī)強(qiáng)調(diào)藥物處方的個(gè)體差異,藥物配伍及其劑量對(duì)處方整體療效至關(guān)重要。

3.2 防治COVID-19感染的中成藥及其組方分析

中成藥是按一定處方劑量,批量生產(chǎn)加工而成的質(zhì)量穩(wěn)定可控的工業(yè)化制劑產(chǎn)品,具有便于攜帶、使用方便等特點(diǎn),發(fā)揮了應(yīng)急可及性和防治康復(fù)等方面的作用。醫(yī)療機(jī)構(gòu)推薦的中成藥主要有金葉敗毒顆粒、刺五加黃芪片、玉屏風(fēng)散(丸)、貞芪扶正丸(膠囊)、參芪片(膠囊)、藿香正氣軟膠囊(水)、金花清感膠囊(顆粒)、連花清瘟膠囊(顆粒)、疏風(fēng)解毒膠囊(顆粒)等[22]。其中,金葉敗毒顆粒由金銀花、大青葉、蒲公英和魚腥草四味中藥組成,其中金銀花清熱解毒,疏散風(fēng)熱;大青葉清熱解毒,涼血利咽;蒲公英清熱解毒,消腫散結(jié),利濕通淋;魚腥草消癰排膿,清熱解毒,利尿通淋的功效。另外,藿香正氣軟膠囊(水)源自《太平惠民和劑局方》中的藿香正氣散,具有解表化濕,理氣和中之功效,專治外感風(fēng)寒,內(nèi)傷濕滯。分析藥物處方,提示中成藥以清熱解毒類藥物為主,針對(duì)寒濕性氣候變化,以蒼術(shù)、藿香、厚樸等芳香除濕,另外還輔以人參、黃芪、刺五加等補(bǔ)益類中藥,以提高機(jī)體抗病毒能力??傊谐伤幗M分合理,其安全性與有效性獲得了臨床與實(shí)踐驗(yàn)證,其藥物形態(tài)不同于個(gè)性化的中醫(yī)處方,具有“三效、三小、三便”的特點(diǎn),能短時(shí)間滿足上萬人的用藥需求,可以及時(shí)解決疫情對(duì)藥物的可及性與應(yīng)急性的需求。

4 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)與分子對(duì)接技術(shù)在抗COVID-19中醫(yī)復(fù)方研究中的應(yīng)用

大量文獻(xiàn)顯示,多個(gè)科研團(tuán)隊(duì)采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和分子對(duì)接技術(shù)對(duì)中藥方劑抗COVID-19感染的活性成分進(jìn)行預(yù)測(cè)。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是運(yùn)用系統(tǒng)生物學(xué)、高通量篩選、網(wǎng)絡(luò)分析及網(wǎng)絡(luò)可視化等多種技術(shù),揭示“疾病-基因-靶標(biāo)-藥物”相互作用復(fù)雜體系,從整體性與系統(tǒng)性的角度探析藥物對(duì)機(jī)體疾病網(wǎng)絡(luò)的干預(yù)與影響[23]?;谒幬锱c藥物之間結(jié)構(gòu)、功效等方面的相似性,結(jié)合機(jī)體靶標(biāo)分子、生物效應(yīng)的復(fù)雜相互作用關(guān)系,通過構(gòu)建藥物-藥物、藥物-靶標(biāo)等網(wǎng)絡(luò),可有效預(yù)測(cè)藥物功能或特定功能所對(duì)應(yīng)的藥物,是目前中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究的重要手段。通過總結(jié)已有報(bào)道發(fā)現(xiàn),雖然藿香正氣口服液、達(dá)原飲、清肺排毒湯、抗病毒顆粒等一線臨床用藥在藥味組成上具有差異,而對(duì)其所預(yù)測(cè)篩選得到的抗COVID-19感染核心化合物中大多存在肉桂酸、谷甾醇、豆甾醇、黃芩素、槲皮素、木犀草素等天然產(chǎn)物[24-27]。多數(shù)處方主要應(yīng)用清熱解毒類發(fā)揮其對(duì)COVID-19感染的防治作用;再利用“汗、吐、下、消、和、補(bǔ)”等中醫(yī)治法抑制機(jī)體細(xì)胞因子風(fēng)暴,控制疾病向重癥方向發(fā)展,或者對(duì)患者進(jìn)行恢復(fù)性治療[28]。提示絕大多數(shù)文獻(xiàn)結(jié)合藥物作用靶點(diǎn),篩選并評(píng)價(jià)藥物中各天然產(chǎn)物對(duì)冠狀病毒(Coronaviruses,CoV)藥物靶點(diǎn)的作用及病毒與機(jī)體結(jié)合位點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合能力,研究藥物的有效成分及其藥理作用網(wǎng)絡(luò)。

4.1 藿香正氣膠囊(丸、水、口服液)

藿香正氣膠囊(丸、水、口服液)源自《太平惠民和劑局方》中的藿香正氣散,具有解表化濕,理氣和中的功效,專治外感風(fēng)寒,內(nèi)傷濕滯。杜海濤等[29]從藿香正氣湯篩選出5個(gè)化合物與新冠病毒3CLpro的結(jié)合能力強(qiáng)于瑞德西韋,分別為甘草糖苷、柚皮素、羅賓寧、山奈酚和(2R)-7-羥基-2-(4-羥基苯基)-2,3-二氫鉻基-4-酮,網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)初步預(yù)測(cè)抗病毒途徑可能是通過PI3K-Akt信號(hào)通路影響病毒復(fù)制。鄧燕君等[24]采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)與分子對(duì)接法探索藿香正氣口服液預(yù)防新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)的活性化合物,發(fā)現(xiàn)槲皮素、異鼠李素、葛花苷元、山柰酚、漢黃芩素、黃芩素等化合物與COVID-19感染治療推薦藥物——瑞德西韋的親和力相當(dāng)。

周文靜等[30]從藿香藥材中篩選出16個(gè)有效成分,其防治COVID-19的關(guān)鍵靶點(diǎn)為TNF、IL6、GAPDH、CXCL8、PTPRC、MAPK3、IFNG、CCL2、CASP3、PTGS2,主要通過Toll、NOD、RIG-I樣受體信號(hào)通路,MAPK信號(hào)通路,T細(xì)胞受體信號(hào)通路,朊病毒性疾病等途徑發(fā)揮作用,同時(shí)發(fā)現(xiàn)藿香中槲皮素、芫花素、槲皮素-7-O-β-D-葡糖苷等化合物與SARS-CoV-2 3CL水解酶的結(jié)合水平較低。

4.2 金花清感顆粒

金花清感顆粒組方來源于銀翹散和麻杏石甘湯方的加減,由金銀花、石膏、炙麻黃、知母、連翹、苦杏仁、黃芩、牛蒡子、薄荷、青蒿、浙貝母、甘草共12味藥材組成,具有疏風(fēng)宣肺、清熱解毒之功效。該處方對(duì)于輕度及普通型患者療效確切,主要體現(xiàn)在退熱時(shí)間、癥狀、核酸轉(zhuǎn)陰時(shí)間及炎癥吸收方面,且有效控制輕癥患者的轉(zhuǎn)重率。龔普陽等[31]應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)與分子對(duì)接技術(shù)研究了金花清感顆粒防治新型冠狀病毒肺炎的潛在藥效物質(zhì),通過“藥材-成分-靶點(diǎn)”網(wǎng)絡(luò)分析154個(gè)化合物和276個(gè)靶點(diǎn),發(fā)現(xiàn)黃芩素、木犀草素、芒柄花黃素、β-谷甾醇、豆甾醇、去甲脫水淫羊藿黃素對(duì)COVID-19感染具有潛在藥效活性。沈浮等[32]運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和高通量分子對(duì)接研究金花清感顆粒中結(jié)合SARS-CoV-2特定靶蛋白的活性化合物,發(fā)現(xiàn)3-甲氧基光甘草定、粗毛甘草素C、甘草查爾酮B等成分與人類新型冠狀病毒3CL水解酶及ACE2受體酶結(jié)合活性較強(qiáng),并且通過多途徑和多通路發(fā)揮治療COVID-19的作用。吉米麗汗·司馬依[33]發(fā)現(xiàn),金花清感顆粒中的山柰酚、黃芩素和千層紙黃素A等成分可能通過與ACE2結(jié)合作用于PTGS2、BCL2和CASP3等靶點(diǎn),從而調(diào)節(jié)多條信號(hào)通路,發(fā)揮其對(duì)COVID-19的治療作用。

4.3 二圣救苦丹

二圣救苦丹載于明代的《萬病回春》,由大黃、皂角組成,主治傷寒瘟疫,其中皂角開竅而發(fā)表,大黃瀉火而攻里,使毒從汗下而出,目前還未查到該處方用于COVID-19防治方面的報(bào)道。戎兆贏等[34]應(yīng)用系統(tǒng)藥理學(xué)方法研究了該處方的物質(zhì)基礎(chǔ)及其作用機(jī)制,發(fā)現(xiàn)可能的活性成分群:大黃酸(Rhein)、谷固醇、蘆薈大黃素、兒茶素、豆甾醇等,這些化合物通過調(diào)控糖酵解和糖質(zhì)新生、類固醇生物合成、氧化磷酸化、花生四烯酸代謝、ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、PPAR信號(hào)通路、心臟肌肉收縮、脂肪的消化和吸收、膽汁分泌等通路,從而發(fā)揮抗嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合征、冠狀病毒感染和支氣管痙攣等功能。由于該藥組方簡(jiǎn)單,中醫(yī)療法中的“汗、吐、下”三種療法俱全,對(duì)瘟疫初期時(shí)多個(gè)癥狀都具有一定的控制作用,值得推薦進(jìn)入防控COVID-19感染的藥物目錄。

4.4 清肺排毒湯

據(jù)國(guó)家中醫(yī)藥管理局報(bào)道,清肺排毒湯是目前使用最多的抗COVID-19感染中藥方劑,在10個(gè)省市的66個(gè)定點(diǎn)單位開展了臨床觀察[1]。在我國(guó)的疫情期間該藥的有效率達(dá)到90%以上,患者未發(fā)生輕癥轉(zhuǎn)重型、普通型轉(zhuǎn)為危重型的情況,有效地阻斷了患者向危重方面發(fā)展[35]。

清肺排毒湯可以通過多成分、多環(huán)節(jié),對(duì)新冠肺炎起到調(diào)控作用,特別是可以有效抑制內(nèi)毒素產(chǎn)生,避免或者延緩炎癥風(fēng)暴發(fā)生。清肺排毒湯由麻杏石甘湯,射干麻黃湯(去大棗、五味子),小柴胡湯(去人參、大棗),五苓散,橘枳姜湯,加山藥、藿香組合而成[36]。上述5首經(jīng)典方劑均源于《傷寒雜病論》。其中,麻杏石甘湯疏表宣肺、清熱平喘;射干麻黃湯(去大棗、五味子)宣肺祛痰,降氣止咳;小柴胡湯(去人參、大棗)和解半表半里之邪;橘枳姜湯行氣化痰;五苓散利水滲濕;藿香散邪化濕;山藥健脾補(bǔ)肺;且桂枝、甘草合用,辛甘化陽,扶助正氣;諸藥合用,共奏清肺解毒之功。該處方適用于新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)感染輕型、普通型、重型患者。

吳昊等[37]利用虛擬篩選技術(shù)分析發(fā)現(xiàn):清肺排毒湯化合物-肺炎靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)包含292個(gè)化合物和相應(yīng)靶點(diǎn)214個(gè),核心靶點(diǎn)涉及AKT1(AKT serine/threonine kinase 1)、IL6(interleukin 6)、MAPK8(mitogen-activated protein kinase 8)、MAPK1(mitogen-activated protein kinase 1)和JUN(jun protooncogene)等;應(yīng)用GO(Gene Ontology)數(shù)據(jù)庫功能富集分析得到858個(gè)GO條目,應(yīng)用KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)數(shù)據(jù)庫富集篩選得到122條有關(guān)通路,其中包含低氧誘導(dǎo)因子-1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)通路、Toll樣受體(Toll-like receptors,TLRs)通路等已報(bào)道與肺炎相關(guān)的通路,也包括T細(xì)胞受體(T-cell receptor,TCR)通路等與肺損傷保護(hù)相關(guān)的通路。

趙靜等[38]分析了清肺排毒湯治療COVID-19的網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué),發(fā)現(xiàn)清肺排毒湯與肺炎靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)包含292個(gè)化合物和214個(gè)靶點(diǎn),藥物通過多成分、多靶標(biāo)對(duì)機(jī)體起到整體調(diào)控作用,其首要作用部位是肺,其次是脾;通過調(diào)控若干與 ACE2 共表達(dá)的蛋白以及與疾病發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)的一系列信號(hào)通路,起到平衡免疫、消除炎癥的作用;靶向病毒復(fù)制必需的蛋白—核糖體蛋白而抑制病毒 mRNA 翻譯,并抑制與病毒蛋白相互作用的蛋白而起到抗病毒作用。

5 抗冠狀病毒中藥中的天然產(chǎn)物化學(xué)成分

冠狀病毒(Coronaviruses,CoV)的膜表面有三種糖蛋白:刺突糖蛋白spike glycoprotein(S)、包膜蛋白envelope protein(E)、膜糖蛋白mem-brane protein(M)和核衣殼蛋白nucleocapsid protein(N)[39]。文獻(xiàn)所報(bào)道的抗冠狀病毒藥物靶點(diǎn)主要包括:病毒配體S 蛋白、與病毒轉(zhuǎn)錄復(fù)制相關(guān)的RdRp、PLpro和3CLpro,以及宿主因子血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2(angiotensinconverting enzyme 2,ACE2)等[39]。其中,CoV表面的棘突糖蛋白(即S蛋白)在病毒-細(xì)胞受體相互作用中起著關(guān)鍵作用,對(duì)抗病毒藥物的開發(fā)具有特殊意義。

5.1 防治COVID-19的芳香類中藥中的天然產(chǎn)物

芳香中藥具有“芳香辟穢、扶助正氣”的功效,該類藥物在我國(guó)歷史上應(yīng)用廣泛,如今與現(xiàn)代工業(yè)相結(jié)合,發(fā)展演化出很多新的療法,使用芳香類中藥在干預(yù) COVID-19 的過程中發(fā)揮著重要作用。分析《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案(試行第七版)》中推薦的中成藥與中藥處方,應(yīng)用了35味芳香類中藥,包括廣藿香、藿香、紫蘇葉、白芷、蒼術(shù)、陳皮、厚樸、生姜、青蒿、薄荷、魚腥草、敗醬草、馬鞭草、桂枝、白術(shù)、柴胡、冬花、細(xì)辛、枳實(shí)、佩蘭、煨草果、焦三仙、丹皮、蘇合香、麝香、冰片、安息香、沉香、木香、香附、檀香、乳香、蓽茇、郁金和砂仁[2]。羅晶等[19]探究了芳香中藥防治新型冠狀病毒肺炎的作用機(jī)制,應(yīng)用分子對(duì)接技術(shù)發(fā)現(xiàn)有10個(gè)揮發(fā)油中131個(gè)化合物與65個(gè)交集靶點(diǎn)、1327條生物學(xué)過程、94條分子功能、191條通路直接相關(guān)。Bui等[40]應(yīng)用分子對(duì)接技術(shù)研究大蒜揮發(fā)油抗SARS-CoV-2的活性,發(fā)現(xiàn)18個(gè)化合物中有17個(gè)硫類化合物對(duì)ACE2和PDB 6LU7蛋白有抑制活性,其中二烯丙基二硫醚和三硫二丙烯活性最強(qiáng)。

推薦處方中,芳香類中藥以蒼術(shù)和廣藿香較為典型。自古以來,蒼術(shù)大量應(yīng)用于針對(duì)各種瘟疫的防控與治療。石書江等[41]報(bào)道,蒼術(shù)中的蒼術(shù)酮對(duì)流感病毒甲型 H3N2、H5N1(禽流感病毒)和乙型流感病毒均有殺滅作用,蒼術(shù)酮還可以通過 Toll 樣受體 7(TLR7)信號(hào)通路顯著緩解甲型流感病毒(IAV)誘導(dǎo)的肺損傷。另外,廣藿香中的揮發(fā)性成分也有廣泛而明確的抗病毒作用。彭紹忠[42]發(fā)現(xiàn)廣藿香醇具有體內(nèi)抗流感病毒的作用,通過抑制血清中腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的表達(dá),提高白細(xì)胞介素-10(IL-10)和γ干擾素(IFN-γ)的表達(dá),減輕脂質(zhì)過氧化損傷及增強(qiáng)機(jī)體抗氧化能力,達(dá)到抗病毒的作用。魏曉露等[43]發(fā)現(xiàn)廣藿香酮對(duì)流感病毒(H1N1)感染的犬腎細(xì)胞 MDCK、腺病毒(ADV)感染的人喉表皮樣癌細(xì)胞 Hep-2、柯薩奇病毒(CVB3)感染的人宮頸癌細(xì)胞 HeLa 的病變均有一定抑制作用。高敏等[44]應(yīng)用aCODE 方法對(duì)部分芳香中藥提取物進(jìn)行虛擬分析,發(fā)現(xiàn)氨基肉桂酸、肉桂醛、茴香烯、紫蘇醇、芳樟醇、檸檬烯具有潛在的抗病毒效應(yīng)。總之,中藥“芳香辟穢、扶助正氣”的分子機(jī)理值得進(jìn)一步深入研究。

5.2 直接從中藥化合物庫中篩選具有COVID-19治療活性的天然產(chǎn)物

中藥與天然產(chǎn)物抗COVID-19活性先導(dǎo)化合物的篩選是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。分析相關(guān)文獻(xiàn),多數(shù)科研團(tuán)隊(duì)運(yùn)用分子對(duì)接技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法模擬篩選和分析各中藥方劑抗COVID-19感染的天然產(chǎn)物,結(jié)果發(fā)現(xiàn)部分天然產(chǎn)物比一線化學(xué)藥更具優(yōu)勢(shì)。隨著分離鑒定技術(shù)的發(fā)展,中藥化學(xué)研究技術(shù)得到飛躍進(jìn)步,從中藥中發(fā)現(xiàn)的新化合物數(shù)量與類型日新月異,這為闡明中藥作用機(jī)理及新藥研發(fā)打下了扎實(shí)基礎(chǔ)。

宋磊等[45]應(yīng)用分子對(duì)接技術(shù)篩選新型冠狀病毒S蛋白-血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2小分子抑制劑,分值較高的化合物主要有:毛地黃皂苷、灰氈毛忍冬皂苷甲、連翹酯苷B、灰氈毛忍科皂苷乙、川續(xù)斷皂苷乙、常春藤苷D、桔梗皂苷D、松果菊苷、人參皂苷Rb2、人參皂苷Rc、異綠原酸C等。其中,灰氈毛忍冬皂苷乙、灰氈毛忍冬皂苷甲、川續(xù)斷皂苷乙和異綠原酸C是金銀花的主要成分,同時(shí)也是連花清瘟膠囊、金花清感顆粒、抗病毒顆粒、雙黃連口服液等中成藥處方中的主要藥物。

馬婧等[46]用分子對(duì)接技術(shù)從中藥化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)庫(traditional Chinese medicine database,TCMD 2009)中虛擬篩選潛在抗新型冠狀病毒活性的中藥成分,發(fā)現(xiàn)基于Mpro靶點(diǎn)篩選獲得潛在抗新型冠狀病毒活性成分12322個(gè),代表性活性成分有紫菀五肽A、川芎嗪、丹酚酸B等,篩選得到的中藥為生姜、紫菀、三七、川芎、丹參、干姜、瞿麥、大黃、肉蓯蓉等;基于PLP靶點(diǎn)篩選獲得潛在抗新型冠狀病毒活性成分11294個(gè),代表性活性成分有姜酮酚、白果醇、阿魏酸等,篩選得到的中藥為黨參、羌活、生姜、白果、川芎、瓜蔞、白芍、補(bǔ)骨脂、苦參、三七、當(dāng)歸等。

高敏等[44]應(yīng)用一種新的老藥新用開發(fā)系統(tǒng)——aCODE 系統(tǒng)預(yù)測(cè)天然產(chǎn)物抗冠狀病毒活性并與文獻(xiàn)證據(jù)對(duì)比,從中藥化合物庫中發(fā)現(xiàn)有交集的為大黃素、甘草酸、人參皂苷 R1、利血平和楊梅素等。其中,大黃素可破壞冠狀病毒 S 蛋白與宿主 ACE2 相互作用,阻止病毒入侵宿主細(xì)胞;同時(shí)具有抑制 3a蛋白離子通道、阻止病毒釋放的作用。Anbazhagan等[47]以S蛋白為靶標(biāo),通過分子對(duì)接技術(shù)發(fā)現(xiàn)茶多酚中EGCG與S蛋白的結(jié)合能力最強(qiáng),其次為姜黃素、芹菜素和大黃酚。而大黃酸具有蒽醌母環(huán),是中藥大黃的主要成分,同時(shí)也是連花清瘟膠囊、二圣救苦丹、小瀉肺湯、大瀉肺湯等抗COVID-19的主要成分之一。

賡迪等[48]采用Autodock軟件將金蓮花湯中的27種主要黃酮類成分與SARS-CoV-2 3CL水解酶(Mpro)進(jìn)行分子對(duì)接,發(fā)現(xiàn)這26種黃酮類化合物均可與Mpro蛋白活性中心通過氫鍵進(jìn)行結(jié)合,說明金蓮花及其制劑具有抗新型冠狀病毒(SARS-CoV-2或SARSCoV-2)的臨床潛力。Jo等[49]從建立的黃酮化合物庫中篩選出草質(zhì)素、野漆樹苷和大薊苷與SARS-CoV 3CLpro有強(qiáng)結(jié)合,其結(jié)合位點(diǎn)為S1,S2和S3',這為新化合物的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供了基本素材。

李雪等[50]統(tǒng)計(jì),在COVID-19危重期,人參在中藥方劑、中成藥和藥物配伍的使用頻率有56.41%,如參附注射液、生脈注射液和參麥注射液等,說明人參及其含有皂苷類成分在防治COVID-19等病毒性疾病方面也發(fā)揮養(yǎng)著重要作用。COVID-19感染患者血氧飽和度下降,臨床上以人參湯來大補(bǔ)正氣,其中人參皂苷Rg1和Rb1可拮抗病毒感染細(xì)胞中ROS產(chǎn)生水平、降低氧化應(yīng)激敏感的信號(hào)傳導(dǎo)通路 Nn-cB及AP-1的轉(zhuǎn)錄,并抑制二者下游靶基因 IL-8 表達(dá)。李嬌嬌等[51]分析了人參敗毒散治療COVID-19的細(xì)胞因子情況,發(fā)現(xiàn)該藥可能通過調(diào)節(jié)趨化性細(xì)胞因子,增加血?dú)怙柡投龋种芐TAT、MAPK、NFkB、IL-6等炎癥相關(guān)信號(hào)通路,從而抑制細(xì)胞因子風(fēng)暴的形成。

甘草酸或其衍生物也是國(guó)內(nèi)相關(guān)團(tuán)隊(duì)在新冠病毒肺炎治療研究中重點(diǎn)關(guān)注的研究對(duì)象。Cinatl 等[52]通過細(xì)胞水平的活性篩選發(fā)現(xiàn)甘草酸在Vero E6 細(xì)胞中顯示抑制SARS-CoV 的侵入和復(fù)制的活性。2020年5月,Hoever等[53]報(bào)道了一位重癥COVID-19患者經(jīng)甘草酸二銨和維生素C治療后恢復(fù)正常,表明甘草酸及其衍生物對(duì)SARS-CoV-2 感染具有潛在的治療價(jià)值。Bailly[54]討論了甘草酸用于COVID-19治療的可行性,發(fā)現(xiàn)甘草酸在細(xì)胞水平上能夠誘導(dǎo)膽固醇依賴性脂筏紊亂,從而干擾冠狀病毒進(jìn)入胞內(nèi),另外,在體內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)和胞內(nèi)水平上甘草酸能夠捕獲高遷移率的box1蛋白,從而阻斷HMGB1的報(bào)警功能,其中,糖鏈在干擾這些細(xì)胞因子的過程中發(fā)揮著重要作用。因此,甘草酸及其衍生物在抑制COVID-19的新藥研發(fā)及聯(lián)合用藥中需要加以重點(diǎn)研究。分析以上文獻(xiàn),首先可以篩選得到抗COVID-19感染的活性化合物,如毛地黃皂苷、人參皂苷R1、人參皂苷Rb2、人參皂苷Rc、連翹酯苷B、利血平、楊梅素、紫菀五肽A、川芎嗪、丹酚酸B、姜酮酚、白果醇和阿魏酸等。其次,可以應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)與分子對(duì)接技術(shù)對(duì)中藥經(jīng)典處方的物質(zhì)基礎(chǔ)與作用機(jī)制進(jìn)行深入研究與評(píng)價(jià),為中醫(yī)藥的現(xiàn)代應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。最后,還可以在現(xiàn)有對(duì)SARS-CoV-2深入研究的基礎(chǔ)上,分析藥物作用靶標(biāo),從中藥天然產(chǎn)物化合物庫中規(guī)?;睾Y選抗COVID-19活性合物[54-55]。

6 討論與展望

《中國(guó)疫病史鑒》記載,我國(guó)西漢以來的2000多年里共發(fā)生了320次大型瘟疫,而中醫(yī)藥學(xué)科的形成與發(fā)展也是我國(guó)人民防疫抗疫經(jīng)驗(yàn)的高度總結(jié)與智慧結(jié)晶。多個(gè)中藥復(fù)方及中成藥在 COVID-19 預(yù)防和治療中顯示了良好療效,中醫(yī)藥防治傳染病同時(shí)又具有多層次、多途徑、多靶點(diǎn)的特點(diǎn),這對(duì)控制病毒擴(kuò)散與疾病發(fā)展發(fā)揮了積極作用。中醫(yī)藥來源于臨床又回歸于臨床,其最大的特點(diǎn)就是復(fù)方用藥,因此表現(xiàn)出復(fù)雜的“多成分-多靶點(diǎn)-多途徑-多網(wǎng)絡(luò)”特征,用現(xiàn)代科學(xué)方法及其科學(xué)體系進(jìn)行研究與闡釋,難度相當(dāng)大。另外,藥物處方中每味中藥由復(fù)雜的天然產(chǎn)物系統(tǒng)組成,極性從低到高均有分布,而中藥復(fù)方又由經(jīng)炮制后的中藥飲片加工而成,其藥物體系中的天然產(chǎn)物及其變化趨勢(shì)相當(dāng)復(fù)雜,因此現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)(或系統(tǒng)藥理學(xué))與分子對(duì)接技術(shù)在研究中藥作用機(jī)理方面具有一定的應(yīng)用前景。隨著系統(tǒng)科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,中醫(yī)藥復(fù)雜體系的研究將是未來研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域,一方面可以在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)復(fù)雜中藥體系的虛擬對(duì)接與篩選,另一方面也為藥物設(shè)計(jì)與靶點(diǎn)確定提供捷徑。總之,相關(guān)研究經(jīng)驗(yàn)為后續(xù)開展的藥性特點(diǎn)、化學(xué)成分、組方規(guī)律、藥理網(wǎng)絡(luò)、抗COVID-19藥物開發(fā)等實(shí)驗(yàn)研究提供了研究方向,同時(shí)也為其它傳染病的防控及相關(guān)藥物的開發(fā)提供了有益參考。

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