代 巖,景世鈺,吳杰軍,陳景才*,趙軟金*
(1.河南開懷藥業(yè)有限公司,河南 鄭州 450000;2.美國佛羅里達(dá)Sarasota中醫(yī)藥中心,河南中醫(yī)藥大學(xué),河南 鄭州 450000)
隨著社會的發(fā)展,越來越多的人意識到不治已病治未病是健康管理之導(dǎo)向?!八幨惩础薄搬t(yī)食同源”等理念逐漸成為人們信奉的養(yǎng)生信條,并發(fā)展成為自成體系的食療養(yǎng)生文化[1]。植物飲料是指以植物或植物提取物,添加或不添加其他食品原輔料和食品添加劑,經(jīng)加工或發(fā)酵制成的飲料,植物飲料中最具代表性的是涼茶飲料[2]。目前植物功能性飲料還沒有統(tǒng)一的定義,這里主要強調(diào)的是植物來源的功能性飲料,通常來說,是以含有某種對人體有益的具有特殊功效成分的植物為原料,經(jīng)過加工、科學(xué)配比、專業(yè)品評制成的適合大眾需要的植物飲料產(chǎn)品[3]。以藥食同源為原料制成的產(chǎn)品的一大優(yōu)勢是其既可加工成食品供日常食用,起到食療的功效,又可以制成藥供臨床使用。
病毒是一類由核酸(DNA或RNA)與蛋白質(zhì)構(gòu)成的非細(xì)胞結(jié)構(gòu)微生物。病毒感染是指病毒通過多種途徑侵入機體,并在易感的宿主細(xì)胞中增殖的過程,其實質(zhì)是病毒與機體、病毒與易感細(xì)胞相互作用的過程。對人體致病病毒能夠侵入人體細(xì)胞并利用宿主細(xì)胞中的酶、細(xì)胞器及營養(yǎng)物質(zhì)結(jié)合自身遺傳物質(zhì)達(dá)到自我增殖的目的,最終將導(dǎo)致宿主細(xì)胞死亡,是一類嚴(yán)重危害人體生命健康的病原體[4]。如傳染性極強的艾滋病病毒、埃博拉病毒、SARS病毒[5-6]以及2020年初暴發(fā)的病毒性傳染病[7-10]等。然而,目前對大多數(shù)病毒感染缺乏特效藥物治療。
本研究選用藥食同源中藥材金銀花、菊花、菊苣、蒲公英、代代花、甘草、砂仁、淡竹葉為原料,通過優(yōu)化的配比及工藝,制備成無菌上清液KH-0004,然后利用體外細(xì)胞學(xué)實驗測試其抗冠狀病毒、呼吸道合胞病毒、單純皰疹病毒、乙型肝炎病毒的活性,并評價其急性經(jīng)口毒性[11]、遺傳毒性[12-14]、28天經(jīng)口毒性[15]。
電子天平(上海容威儀器有限公司),實驗室多功能提取機組(山東精誠醫(yī)藥裝備有限公司),超純水機(四川優(yōu)普超純科技有限公司),CO2培養(yǎng)箱(美國Thermo Fisher公司),顯微鏡(日本Olympus公司),微孔板快速振蕩器(江蘇省海門市其林貝爾儀器制造有限公司),多標(biāo)記讀板儀(美國Perkin Elmer公司Envision plate reader),熒光定量PCR儀(美國ABI公司),真空泵(美國INTEGRA Biosciences公司),12道移液器,單道移液器(美國Eppendorf公司)。
雌、雄ICR小鼠:購自浙江省醫(yī)學(xué)科學(xué)院實驗動物中心。
SPF級SD大鼠:上海杰思捷實驗動物有限公司。
組氨酸營養(yǎng)缺陷型鼠傷寒沙門氏菌TA1535,TA97,TA98,TA100和TA102:購自浙江省醫(yī)學(xué)科學(xué)院。
HepG2.2.15表達(dá)HBV病毒的人肝細(xì)胞[16-17]:購自上海復(fù)祥生物科技有限公司;Vero細(xì)胞,HEp2細(xì)胞ATCC CCL-23,人肝癌細(xì)胞Huh7細(xì)胞:購自美國ATCC。
金銀花、菊花、菊苣、蒲公英、代代花、甘草、砂仁、淡竹葉:購自河北省安國市一方藥業(yè)有限公司。
DMEM/F12,臺盼藍(lán),0.4%(w/v),DMEM:購自美國G i b c o。胎牛血清(F B S):購自法國Biosera。1XDPBS,0.25% Trypsin-EDTA,青霉素-鏈霉素雙抗(100×P/S),非必須氨基酸(NEAA),丙酮酸鈉(100mM):購自美國Invitrogen。二甲基亞砜(DMSO),環(huán)磷酰胺:購自美國Sigma。CellTiter-Glo Luminescent Cell Viability Assay Kit:購自美國Promega。TB GreenTM Premix Ex TaqTM (TIi RNaseH Plus):購自日本Takara。利巴韋林注射液:購自天津金耀集團湖北天藥藥業(yè)股份有限公司。
稱取金銀花1~30份、菊花1~30份、蒲公英1~30份、菊苣1~30份、代代花1~30份、甘草1~30份、砂仁1 ~3 0 份、淡竹葉1 ~3 0 份,先將金銀花、菊花、蒲公英、菊苣、代代花、甘草、砂仁、淡竹葉混合在一起,加入10~250倍純凈水浸泡30~60 min,然后煮沸25~60 min,待澄清冷卻到室溫(23±2?C),過濾、滅菌,即得KH-0004。
2.2.1 細(xì)胞毒實驗:Vero 細(xì)胞用完全培養(yǎng)基DMEM(10% FBS+1% P/S)培養(yǎng)并按1:4維持傳代。實驗前一天Vero細(xì)胞加入96-孔細(xì)胞培養(yǎng)板10000細(xì)胞/孔。實驗當(dāng)天,棄去細(xì)胞培養(yǎng)板里的培養(yǎng)基,加入100 μL/孔配制好的待測樣品。加入100 μL/孔含有2% FBS的檢測培養(yǎng)基。將細(xì)胞培養(yǎng)板放入37?C,5% CO2,90%濕度的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4天后用CellTiter-Glo Luminescent Cell Viability Assay Kit檢測細(xì)胞活性[18]。細(xì)胞毒實驗結(jié)果由至半數(shù)細(xì)胞死亡濃度(CC50)表示,結(jié)果見表1。
2.2.2 抗H S V-1 實驗:Ve r o 細(xì)胞用完全培養(yǎng)基DMEM(10% FBS+1% P/S)培養(yǎng)并按1:4維持傳代。實驗前一天Vero細(xì)胞加入96-孔細(xì)胞培養(yǎng)板10000細(xì)胞/孔。實驗當(dāng)天,棄去細(xì)胞培養(yǎng)板里的培養(yǎng)基,加入100 μL/孔配制好的化合物及待測樣品。冰上融化HSV-1病毒儲存液,用含有2% FBS的檢測培養(yǎng)基配制成大約10000倍的病毒稀釋液,充分混勻。細(xì)胞檢測板每孔加入100 μL病毒稀釋液,共200 μL每孔,20000倍的病毒稀釋液(MOI=0.004)。HEP(100%作用)加入200 μL每孔檢測培養(yǎng)基,不加病毒,ZPE(0%作用)加入20000倍的病毒稀釋液200 μL每孔。將細(xì)胞培養(yǎng)板放入37?C,5% CO2,90%濕度的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4天后用CellTiter-Glo Luminescent Cell Viability Assay Kit檢測細(xì)胞活性??共《緦嶒灲Y(jié)果由至半數(shù)病毒生長抑制濃度(EC50)表示,結(jié)果見表1。結(jié)果表明,KH-0004具有較強的抗HSV-1活性,選擇指數(shù)SI=3.3。
2.2.3 抗HSV-2實驗:實驗過程同2.2.2抗HSV-1實驗步驟,冰上融化HSV-2病毒儲存液,用含有2% FBS的檢測培養(yǎng)基配制成大約1 0 0 0 倍的病毒稀釋液充分混勻,病毒稀釋液加入細(xì)胞檢測板后最終為2 0 0 0 倍稀釋(MOI=0.007)??共《緦嶒灲Y(jié)果由至半數(shù)病毒生長抑制濃度(EC50)表示,結(jié)果見表1。結(jié)果表明,KH-0004具有很強的抗HSV-2活性,選擇指數(shù)SI=20。
表1 KH-0004抗單純皰疹病毒實驗結(jié)果
2.3.1 細(xì)胞毒實驗:96孔細(xì)胞培養(yǎng)板中鋪HepG2.2.15細(xì)胞20000個/孔,每孔200 μL細(xì)胞培養(yǎng)基。在37℃,5% CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3天至細(xì)胞長至滿孔。在測試第0天,棄去細(xì)胞培養(yǎng)板里的培養(yǎng)基加入100 μL/孔配制好的化合物。加入100 μL/孔含有2% FBS的檢測培養(yǎng)基,最終200 μL每孔,化合物最高檢測濃度2倍稀釋。培養(yǎng)基對照孔作為ZPE孔加入200 μL檢測培養(yǎng)基。將細(xì)胞培養(yǎng)板放入37?C,5% CO2,90%濕度的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4天后用CellTiter-Glo Luminescent Cell Viability Assay Kit檢測細(xì)胞活性。細(xì)胞毒實驗結(jié)果由至半數(shù)細(xì)胞死亡濃度(CC50)表示,結(jié)果見表2。
2.3.2 抗乙肝病毒實驗:9 6 孔細(xì)胞培養(yǎng)板中鋪HepG2.2.15細(xì)胞20000個/孔,每孔200 μl細(xì)胞培養(yǎng)基。在37?C,5% CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3天至細(xì)胞長至滿孔。在測試第0天,棄去細(xì)胞培養(yǎng)板里的培養(yǎng)基加入100 μL/孔配制好的化合物。再加入100 μL每孔含有2% FBS的檢測培養(yǎng)基,最終200 μL每孔,化合物最高檢測濃度2倍稀釋。ZPE(0%作用)孔加入200 μL檢測培養(yǎng)基,HPE(100%作用)孔,每孔加入200 μL含有1 μL 0.2 mM的陽性對照化合物的檢測培養(yǎng)基。96孔細(xì)胞測試板在37?C CO2培養(yǎng)箱中孵育7天,每隔一天(第2,4,6天)換一次液(2% FBS),并加入新鮮配置的樣品。在第7天每孔取150 μL上清作病毒DNA的qPCR檢測。結(jié)果見表2。結(jié)果表明,KH-0004具有較強的抗乙型肝炎病毒活性,選擇指數(shù)SI=4.95。
表2 KH-0004抗乙型肝炎病毒實驗結(jié)果
2.3.3 qPCR方法檢測病毒基因組DNA:qPCR引物如表3。按以下成分配制qPCR反應(yīng)體系:TB Premix Ex TaqTM II(2×)5 μL,HBV-For-202(10 μM)0.4 μL,HBVRev-315(10 μM)0.4 μL,ROX Reference Dye(50×)0.2μL,病毒上清1 μL,加水至10 μL。按以下條件設(shè)置ABI ViiA7 qPCR儀:階段1:Reps:95?C,30秒,一個循環(huán);階段2:Reps:95?C,5秒和60?C,34秒,40個循環(huán)。
表3 HBV引物序列
2.4.1 細(xì)胞毒實驗:HEp2細(xì)胞用完全培養(yǎng)基DMEM/F12(10% FBS+1% P/S)培養(yǎng)并按1:4維持傳代。實驗前一天HEp2細(xì)胞加入96-孔細(xì)胞培養(yǎng)板5000細(xì)胞/孔。實驗當(dāng)天,棄去細(xì)胞培養(yǎng)板里的培養(yǎng)基,加入100 μL/孔配制好的化合物。加入100 μL每孔含有2% FBS的檢測培養(yǎng)基,最終200μL每孔,化合物最高檢測濃度2倍稀釋。ZPE孔加入200 μL每孔檢測培養(yǎng)基。將細(xì)胞培養(yǎng)板放入37?C,5% CO2,90%濕度的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4天后用Promega CellTiter Cell Viability kit檢測細(xì)胞活性。細(xì)胞毒實驗結(jié)果由至半數(shù)細(xì)胞死亡濃度(CC50)表示,結(jié)果見表4。
2.4.2 抗呼吸道合胞病毒實驗:HEp2細(xì)胞用完全培養(yǎng)基DMEM/F12(10% FBS+1% P/S)培養(yǎng)并按1:4維持傳代。實驗前一天HEp2細(xì)胞加入96-孔細(xì)胞培養(yǎng)板5000細(xì)胞/孔。實驗當(dāng)天,棄去細(xì)胞培養(yǎng)板里的培養(yǎng)基,加入100 μL/孔配制好的化合物。冰上融化RSV病毒儲存液,用含有2% FBS的檢測培養(yǎng)基配制成大約4000倍的病毒稀釋液,充分混勻。細(xì)胞檢測板每孔加入100 μL病毒稀釋液,共200 μL每孔,最終病毒稀釋8000倍(MOI=0.1)。HEP(100 %作用)加入200μL每孔檢測培養(yǎng)基,不加病毒,ZPE(0%作用)加入8000倍的病毒稀釋液200 μL每孔。將細(xì)胞培養(yǎng)板放入37?C,5%CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5天后用CellTiter-Glo Luminescent Cell Viability Assay Kit檢測細(xì)胞活性??共《緦嶒灲Y(jié)果由至半數(shù)病毒生長抑制濃度(EC50)表示,結(jié)果見表4。結(jié)果表明,KH-0004具有很強的抗RSV活性,選擇指數(shù)SI=21.7。
表4 KH-0004抗乙型肝炎病毒實驗結(jié)果
實驗在傳代Huh7細(xì)胞中進(jìn)行,細(xì)胞以1.5×104個/孔接種于96孔板中,過夜培養(yǎng)后將100 TCID50 HCoV-229E病毒液感染96孔板內(nèi)細(xì)胞,待測樣品用培養(yǎng)液液稀釋,于感染同時給藥進(jìn)行測定,待測樣品以三倍稀釋8個劑量的樣品進(jìn)行實驗,每個劑量設(shè)2個平行孔,待病毒對照組病變達(dá)4+號時觀察結(jié)果,記錄并用Reed-Muench法計算待測樣品對病毒的半數(shù)抑制濃度及選擇指數(shù)(SI=EC50/CC50)。結(jié)果見表5。結(jié)果表明,KH-0004具有一定的抗冠狀病毒活性,選擇指數(shù)SI>1.3。
表5 KH-0004抗冠狀病毒實驗結(jié)果
20只ICR小鼠,雌雄各半,采用最大限量法,灌胃劑量為原液10031.4 mg/kg,試驗前禁食4小時,試驗開始后,對動物用經(jīng)口灌胃法一次染毒,染毒后繼續(xù)禁食1小時,觀察并記錄染毒存活動物并進(jìn)行解剖。結(jié)果表明,實驗動物在染毒14天內(nèi)未見任何中毒癥狀和中毒死亡;雌雄動物的平均體重重未見異常。實驗觀察結(jié)束,對受試動物進(jìn)行大體解剖也未見異常變化。LD50>10031.4 mg/kg。按照《GB15193.3-2014-食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 急性經(jīng)口毒性試驗》標(biāo)準(zhǔn),該樣品對IC小鼠的急性經(jīng)口LD50>5000 mg/kg。根據(jù)急性毒性分級,屬于實際無毒級。檢測結(jié)果來自寧波海關(guān)技術(shù)中心。
2.7.1 細(xì)菌回復(fù)突變試驗:實驗中所用到的菌株為組氨酸營養(yǎng)缺陷型鼠傷寒沙門氏菌TA1535,TA97,TA98,TA100和TA102。實驗劑量設(shè)置:分別在加和不加S9的情況下選擇0.05 mg/皿,0.16 mg/皿,0.50 mg/皿,1.58 mg/皿共5個劑量為正式試驗劑量,選擇0.01 mg/皿,0.04 mg/皿,0.20 mg/皿,1.00 mg/皿,5.00 mg/皿共5個劑量為驗證試驗劑量,同時空白對照組,陰性對照組,陽性對照組。菌株增菌后加入受試品、增菌液、S9混合液,涂布均勻,37?C培養(yǎng)48小時,計算每皿的回變菌落數(shù)。結(jié)果表明,受試物各劑量組回變菌落數(shù)均未超過未處理對照菌落數(shù)2倍,不同劑量組間無劑量-反應(yīng)關(guān)系。經(jīng)驗證試驗確證受試物結(jié)果依然為陰性。檢測結(jié)果來自寧波海關(guān)技術(shù)中心。
2.7.2 哺乳動物紅細(xì)胞微核試驗:實驗動物為ICR清潔級小鼠,隨機分為5組,每組10只,雌雄各半,經(jīng)口灌胃給藥,灌胃體積為20 ml/kg體重。三組受試樣品組的濃度分別為2500 mg/kg體重、5000 mg/kg體重、10000 mg/kg體重,陰性對照組為純水,陽性對照組為40 mg/kg體重的環(huán)磷酰胺。實驗采用30小時受試物法,兩次給受試物間隔24小時,第2次給藥6小時后頸脫臼處死小鼠,去股骨,以小牛血清清洗骨腔,制成細(xì)胞懸液,涂片、染色、鏡檢。結(jié)果表明,各受試樣品組的嗜多染紅細(xì)胞微核率與陰性對照組比無顯著性差異(P>0.05),在劑量≦10000 mg/kg體重的情況下,該樣品的微核試驗為陰性。檢測結(jié)果來自寧波海關(guān)技術(shù)中心。
2.7.3 哺乳動物骨髓細(xì)胞染色體畸變試驗:實驗動物為ICR清潔級小鼠,隨機分為3組,每組10只,雌雄各半,經(jīng)口灌胃給藥,灌胃體積為20 ml/kg體重。受試樣品組的濃度分別為10000 mg/kg體重,陰性對照組為純水,陽性對照組為40 mg/kg體重的環(huán)磷酰胺。實驗采用兩次給與受試物,每次間隔24小時,于末次給與受試物后18小時處死動物采樣。處死動物前4小時,按4 mg/kg體重腹腔注射秋水仙素,頸脫臼處死小鼠,取骨髓細(xì)胞,制成細(xì)胞懸液,涂片、染色、鏡檢。結(jié)果表明,受試樣品組的染色體結(jié)構(gòu)畸變細(xì)胞百分率與陰性對照組比無顯著性差異(P>0.05),在劑量≦10000 mg/kg體重的情況下,該樣品的哺乳動物骨髓細(xì)胞染色體畸變試驗為陰性。檢測結(jié)果來自寧波海關(guān)技術(shù)中心。
根據(jù)GB 15193.22-2014食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)28天經(jīng)口毒性試驗規(guī)范,及KH-0004人體推薦攝入量1000 ml/天,進(jìn)行KH-0004 SD大鼠28天經(jīng)口毒性試驗,受試樣品為10倍濃縮液。試驗選擇5周齡健康SPF級SD大鼠(雌雄均未交配過),試驗初始雄性SD大鼠體重(83.4±3.6)g,雌性SD大鼠體重(85.1±3.5)g。試驗設(shè)置4個劑量組,分別為5 g/kg·BW、10 g/kg·BW和20 g/kg·BW劑量組,分別相當(dāng)于人體攝入的30倍、60倍和120倍,同時設(shè)立溶媒對照組(給予最大灌胃容量溶媒),每個試驗組20只SD大鼠,雌雄各半,灌胃受試樣品28天,灌胃容量20 ml/kg·BW;同時設(shè)置恢復(fù)期,即對照組和20 g/kg·BW劑量組(每組5雌5雄)在染毒28天后進(jìn)行14天恢復(fù)期觀察。染毒期限:28天,染毒頻率:1次/天,染毒途徑:灌胃,灌胃容量:2.0 ml/100g·BW。
結(jié)果表明,未見受試樣品對SD大鼠存在潛在的毒性效應(yīng),未見受試樣品對SD大鼠存在明顯的靶器官毒性;14天恢復(fù)期結(jié)束未見各項檢測指標(biāo)變化;受試樣品對SD大鼠28天經(jīng)口毒性試驗的未觀察到有害作用劑量(NOAEL)為大于20 g/kg·BW。檢測結(jié)果來自寧波海關(guān)技術(shù)中心。
由病毒感染引起的疾病長期以來一直困擾著人類,然而由于其結(jié)構(gòu)的特殊性,對于由病毒引起的疾病至今仍缺乏特異性的有效治療藥物。因此,面對威脅著人類生命健康的病毒,我們迫切地需要研制出療效確切、安全性較高的藥物。相比西藥,中藥具有許多優(yōu)勢,比如毒性較低,藥性溫和,材料豐富,價格低廉等[19]。因此,越來越多的人將抗病毒藥物的研究投向傳統(tǒng)的中草藥。
本研究以八種中草藥為原料,研制出了一款口感適宜,具有體外抗HSV-1,HSV-2,HBV,RSV,HCoVOC43,HCoV-229E作用的安全的功能性植物飲料,為進(jìn)一步研究抗病毒藥物提供依據(jù),有望成為廣譜抗病毒的新產(chǎn)品。組方中金銀花、菊花、菊苣、蒲公英、代代花、淡竹葉氣味辛涼,甘淡,清熱解毒,砂仁和甘草溫通陽氣,調(diào)和諸藥,制約了清熱藥的寒涼,不傷胃氣,可以長期服用。既有五味消毒飲[20]的方義,又融入了封髓丹[21]的精神。配方和選藥完全符合中醫(yī)學(xué)的藥學(xué)理論。
中草藥是我國的瑰寶,社會的發(fā)展促使人們對疾病的認(rèn)識,從治療轉(zhuǎn)換為預(yù)防,中藥治療病毒感染性疾病也已有了數(shù)千年的經(jīng)驗,以藥食同源中草藥為原料加工制得食品以用于對疾病的預(yù)防及治療,值得我們進(jìn)一步的深入探索,從而挖掘出更多有效的抗病毒的食品或藥物。
感謝為本研究提供研發(fā)外包服務(wù)的單位:上海輝源生物科技有限公司提供抗單純皰疹病毒實驗、抗乙型肝炎病毒實驗、抗呼吸道合胞病毒實驗;中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)生技所提供抗冠狀病毒實驗;浙江省寧波海關(guān)技術(shù)中心提供急性經(jīng)口毒性試驗、三項遺傳毒性試驗、28天經(jīng)口毒性實驗。