石 斌,劉正蕓,王 歡
(1.貴州省普通高等學校傳染病與生物安全特色重點實驗室,貴州 遵義 563099; 2.遵義醫(yī)科大學 微生物學教研室,貴州 遵義 563099)
手足口病(Hand-Foot-Mouth disease,HFMD)是由多種腸道病毒引起的急性腸道傳染病,好發(fā)于學齡前尤其是5歲以下兒童,其主要傳播途徑為消化道、呼吸道以及密切接觸。HFMD的致病微生物有柯薩奇病毒A組的4、5、9、10和16型,B組的2、4 和 5 型,以及腸道病毒71型(Enterovirus 71,EV71)。EV71是HFMD的主要致病微生物之一[1]。其感染可導(dǎo)致嚴重的神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥,如無菌性腦膜炎、腦干腦炎、小腦共濟失調(diào)等[2-3]。危重病例預(yù)后差,病死率和致殘率高。
EV71屬小RNA 病毒科病毒,病毒外殼是由 VP1、VP2、VP3 和 VP4 四種結(jié)構(gòu)蛋白組成。四種結(jié)構(gòu)蛋白中除VP4蛋白是包埋在病毒衣殼的內(nèi)側(cè),且與核心緊密連接外,其他三種結(jié)構(gòu)蛋白均暴露于病毒顆粒的表面,因而抗原的決定簇主要位于VP1-VP3上。其中,VP1蛋白是EV71最重要的結(jié)構(gòu)蛋白,它決定了病毒的抗原性和遺傳多樣性。
HFMD是常見的嬰幼兒傳染病,由于有效、特異抗病毒藥物的缺乏,臨床上目前多用干擾素、利巴韋林和甲潑尼龍等進行聯(lián)合給藥治療,但對EV71引起的重癥HFMD效果差強人意,尋求新的、特異的抗EV71藥物對HFMD的預(yù)防及治療顯得尤為重要。我國傳統(tǒng)中藥抗病毒使用歷史悠久,涉及全面,傳統(tǒng)中藥通過抑制病毒增殖周期(吸附、穿入、脫殼、生物蛋白合成、釋放)、調(diào)節(jié)機體免疫功能和改善臨床癥狀發(fā)揮抗病毒作用。探索傳統(tǒng)中藥抗病毒機制對我國中藥的發(fā)展和HFMD的治療顯得十分重要。本文對傳統(tǒng)中藥抗EV71的機制進行綜述,以期為HFMD的治療提供更多理論依據(jù)以及對中藥行業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
直接滅活是藥物對病毒侵入細胞前的殺滅作用,阻斷病毒吸附、穿入、復(fù)制等環(huán)節(jié)從而達到抗病毒目的,是一種理想的抗病毒策略。研究表明:魚腥草水提液在體外具抗EV71病毒復(fù)制的活性,并且魚腥草水提液主要通過直接滅活EV71,導(dǎo)致病毒失活不能繼續(xù)感染[4]。同時,中藥海藻提取物也能直接滅活EV71,阻止EV71繼續(xù)感染[5]。
2.1 影響病毒的吸附和穿入 病毒吸附宿主細胞表面是感染的第一步,吸附是病毒的表面吸附蛋白與易感細胞表面特異性受體相結(jié)合,它決定了病毒不同嗜組織性和感染宿主的范圍。穿入主要是病毒通過吞飲、融合、直接穿入等方式進入細胞。
研究表明:疏清顆粒[6]、桂芪多糖(GQP)[7]、葛根水提取物[8]、清熱解毒化濁片[9]、金銀花-連翹[10]、紅景天苷[11]、水飛薊素[12]、升麻葛根湯(SMGGT)和荊芥[13]能通過抑制病毒吸附于細胞表面起到抗病毒作用。葛根水提取物和升麻葛根湯(SMGGT)通過非干擾素介導(dǎo)的抗病毒作用抑制EV71,對EV71感染引起的疾病有較好的防治作用。
金銀花-連翹、紅景天苷和荊芥不僅能抑制EV71的吸附,對EV71的穿入也有一定的抑制作用,可用于預(yù)防EV71感染。其中,荊芥抑制EV71誘導(dǎo)的p38激酶的激活,降低p38激酶的磷酸化.抑制hnRNPA1(異核糖體核蛋白A1)細胞質(zhì)重新定位和EPS15(胞吞調(diào)控蛋白)的翻譯后修飾,最終抑制EV71的感染和復(fù)制[13]。
丹參提取物SA1或SA2處理的培養(yǎng)物在病毒感染期間的抗病毒活性比感染前后處理的培養(yǎng)物更有效,提示這些可能會干擾病毒的進入[14]。
2.2 影響病毒脫殼 許多腸道病毒(包括EV71),其結(jié)構(gòu)與受體結(jié)合后發(fā)生改變。EV71成熟病毒顆粒一般處于亞穩(wěn)定狀態(tài),病毒受體N端結(jié)構(gòu)域D1與衣殼蛋白上保守氨基酸殘基結(jié)合,觸發(fā)EV71的不穩(wěn)定和脫殼。
研究表明:兩種靈芝三萜(GLTA)和(GLTB)通過阻斷EV71脫殼顯著抑制病毒RNA的復(fù)制,通過計算機分子對接預(yù)測EV71病毒粒子與GLTA和GLTB之間的相互作用,結(jié)果表明GLTA和GLTB可能在一個疏水袋(F位點)與病毒衣殼蛋白結(jié)合,從而阻礙了EV71的脫殼,顯著抑制病毒RNA(vRNA)在EV71復(fù)制中的復(fù)制[15]。
2.3 影響病毒生物合成 病毒mRNA在宿主細胞聚核糖體上翻譯合成病毒結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白,結(jié)構(gòu)蛋白是病毒結(jié)構(gòu)的組成成分,非結(jié)構(gòu)蛋白在病毒復(fù)制中具有調(diào)節(jié)催化病毒復(fù)制的酶類和調(diào)控蛋白等重要功能。在EV71 RNA復(fù)制過程中,病毒3D蛋白作為一種RNA依賴的RNA聚合酶,在胞質(zhì)中合成互補負鏈。RNA合成發(fā)生在病毒誘導(dǎo)的細胞膜小泡外表面的復(fù)制復(fù)合體中,新合成RNA從復(fù)制復(fù)合體中釋放出來,可能進入另一輪的翻譯和復(fù)制,或通過衣殼蛋白包裹產(chǎn)生子代病毒。
2.3.1 影響EV71核酸合成 梔子苷通過抑制病毒IRES的活性,減少EV71引起的空斑,有效抑制EV71 RNA的合成[16]。芒柄花黃素抑制EV71誘導(dǎo)的cox2的表達和MAPKs通路中ERK和p38的產(chǎn)生,降低EV71 RNA和蛋白的合成,且呈劑量依賴性[17]。金花菊素和潘杜萊素不是通過阻斷病毒進入或直接滅活病毒而發(fā)揮作用,而是通過抑制病毒RNA復(fù)制而發(fā)揮作用,抑制子代病毒產(chǎn)生和RNA復(fù)制的抑制率幾乎為100%[18]。黃酮類化合物可以減少病毒基因組RNA復(fù)制和蛋白質(zhì)合成[19]。姜黃素在感染EV71的Vero細胞中,顯著抑制病毒RNA的合成、病毒蛋白的表達和子代病毒的產(chǎn)生,同時還證實姜黃素在病毒感染早期具有抗凋亡活性[20]。木犀草素通過抑制病毒RNA復(fù)制來靶向EV71和CA16,發(fā)揮抗腫瘤作用[21]。丹參提取物SA1和SA2能夠抑制病毒在感染細胞中RNA的合成,抑制EV71感染引起的細胞凋亡[22]。表沒食子兒茶素沒食子酸鹽抑制EV71誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激,降低EV71在G-6-PD缺陷細胞中的毒力,抑制病毒基因組RNA的復(fù)制[23]。
2.3.2 影響EV71蛋白合成 泡桐的有效成分芹黃素通過阻斷病毒RNA與hnRNP A1和A2蛋白的關(guān)聯(lián)抑制EV71感染,通過破壞宿主因子與病毒RNA的關(guān)聯(lián)來抑制EV71感染,這是一種新的黃酮類抗病毒活性機制[24]。綠原酸主要通過干擾EV71復(fù)制早期2A mRNA表達和蛋白翻譯而發(fā)揮抗病毒效應(yīng),同時對EV71感染的抑制效應(yīng)與阻止病毒吸附無關(guān)[25]。芹菜素阻止了EV71 RNA與hnRNP A1和A2蛋白的關(guān)聯(lián),抑制hnRNP A1和A2的表達從而顯著降低EV71感染[26]。FlosFarfarae提取物可能通過阻止結(jié)構(gòu)蛋白表達和病毒復(fù)制而抑制EV71感染[27]。細葉青葉提取物可以滅活病毒2A蛋白酶,降低IL-6和RANTES表達,呈濃度依賴性,能減少CPE、使斑塊和病毒產(chǎn)量降低,可顯著抑制EV71的復(fù)制[28]。大黃素能有效抑制EV71蛋白的復(fù)制、抑制了EV71感染引起的細胞死亡,并顯著減少由EV71感染引起的MRC5細胞的S期阻滯[29]。喹吖啶對EV71 RNA復(fù)制、病毒衣殼蛋白的表達和病毒的生成均有較強的抑制作用[30]。番茄紅素通過抑制病毒蛋白合成、阻斷病毒蛋白在翻譯過程中的延伸、抑制病毒復(fù)制,降低病毒對RD細胞的細胞病變作用(Cytopathogenic effect,CPE)[31]。
2.3.3 其他 黃芩苷可能通過抑制EV71 3D聚合酶表達和抑制Fas/FasL信號通路從而抑制EV71感染引起的RD細胞的凋亡[32]。槲皮素具有預(yù)防EV71誘導(dǎo)的細胞損傷、感染和抑制病毒吸附的作用,能夠有效地抑制EV71 3C pro活性從而阻止EV71復(fù)制[33]。金羧酸(ATA)能夠抑制EV71的RdRp活性、干擾EV71的3D聚合酶,有效抑制EV71復(fù)制[34]。
病毒入侵機體后,可誘發(fā)機體產(chǎn)生適應(yīng)性免疫,包括T細胞介導(dǎo)的細胞免疫與B細胞介導(dǎo)的體液免疫,主要依靠特異性T細胞活化發(fā)揮免疫效應(yīng),以及依靠B細胞產(chǎn)生特異性的抗體發(fā)揮免疫效應(yīng),達到清除病毒的目的。
喜炎平注射液在國內(nèi)被推薦用于治療重癥HFMD,其對EV71致死性攻擊的小鼠具有保護作用,可能主要依賴于其對中性粒細胞和T淋巴細胞的直接免疫調(diào)節(jié)活性[35]。甘露消毒丹能通過調(diào)節(jié)miR-146a、miR-155及TLR4來調(diào)控EV71所致炎癥及免疫反應(yīng),發(fā)揮抗EV71的作用,同時還能通過調(diào)節(jié)免疫與炎癥反應(yīng)來間接抗病毒[36]。白藜蘆醇通過阻斷RD細胞的NF-κB信號通路抑制炎性細胞因子IL-6、TNF-α分泌,從而抑制EV71復(fù)制[37]。馥感啉口服液可通過提高免疫力增強吞噬功能,改善因病毒感染導(dǎo)致的免疫功能紊亂狀態(tài),從根本上改善EV71感染所致HFMD患兒體內(nèi)的免疫紊亂[38]。清熱解毒化濁片通過影響EV71的吸附和復(fù)制,提高細胞免疫,達到抑制EV71復(fù)制的效應(yīng)[39]。清熱抗毒煎劑通過增加細胞因子活性,改善HFMD患兒免疫功能,達到抗EV71的作用[40]。
西醫(yī)學認為,HFMD是由腸道病毒引起的傳染性疾病,臨床治療以抗病毒為主,其他治療主要是對癥治療及預(yù)防并發(fā)癥;中醫(yī)學認為,HFMD屬于中醫(yī)學“溫病”范疇,治療宜清熱解毒,宣肺化痰,辛涼透疹,芳香化濕,宣散脾胃郁熱。無論中醫(yī)或是西醫(yī),最終目的都是為患兒減輕病痛困擾,減少毒副作用和減輕家庭經(jīng)濟壓力。目前,臨床使用很多中藥制劑治療HFMD,和西藥治療相比,其療效優(yōu)于西藥常規(guī)治療。
熱毒寧注射液治療EV71引起的重癥HFMD具有起效快、退熱迅速的特點[41]。熱毒寧注射液和蒲地藍消炎口服液聯(lián)合給藥時,其在改善發(fā)熱、皰疹癥狀方面療效優(yōu)于炎琥寧注射液和雙黃連口服液聯(lián)合給藥,能明顯縮短療程,提高治愈率[42]。在注射用單磷酸阿糖腺苷治療的基礎(chǔ)上,采用連花清瘟顆粒和熱毒寧注射液聯(lián)合治療,能提高治療效果,也縮短了療程,其療效明顯優(yōu)于單純應(yīng)用單磷酸阿糖腺苷及連花清瘟顆粒和熱毒寧注射液治療[43]。痰熱清注射液與注射用單磷酸阿糖腺苷治療HFMD進行比較,結(jié)果顯示痰熱清注射液能夠明顯改善小兒HFMD(普通型)的臨床癥狀(皮疹、發(fā)熱、咽紅、咽痛),療效確切[44]。清瘟敗毒飲結(jié)腸滴注為治療組與西醫(yī)常規(guī)治療比較,顯示清瘟敗毒飲結(jié)腸滴注治療重癥HFMD時熱退時間、住院時間都比西醫(yī)常規(guī)治療短,療效確切,無副作用[45]。
馥感啉口服液可通過提高HFMD患兒免疫力,增強吞噬功能,改善因病毒感染導(dǎo)致的免疫功能紊亂,針對免疫力低下反復(fù)呼吸道感染的患兒,馥感啉口服液的有效率為92.9%[46]。與利巴韋林相比,黃芩可快速退熱,減輕口腔病變和皮疹,改善神經(jīng)系統(tǒng)受損,適用于1歲以上嚴重HFMD患兒的治療[47]。金銀清瘟湯聯(lián)合西藥治療小兒EV71型HFMD肺脾濕熱證比單純用西藥治療效果佳[48]。中藥清熱抗毒煎劑能夠增加細胞因子活性,改善HFMD患兒免疫功能,增強患兒抗EV71的能力[40]。除了中藥制劑外,中藥穴位貼敷、中藥灌腸等聯(lián)合西醫(yī)常規(guī)治療HFMD也能獲得較為滿意的療效[49]。
目前HFMD的治療仍以對癥治療為主,主要包括隔離、積極控制高熱、控制并發(fā)癥等,尚缺乏有效的抗病毒藥物,尋找無毒副作用,安全有效的抗病毒藥物顯得格外重要。我國中藥資源豐富,且中藥具有許多化學藥物所不具備的優(yōu)點——毒副作用小。本文從直接滅活EV71、影響EV71的復(fù)制周期(吸附、穿入、脫殼和生物合成)、調(diào)節(jié)機體免疫系統(tǒng)和細胞因子及臨床有效的中藥四個方面展開敘述,介紹了目前中藥制劑在發(fā)揮抗EV71作用時的具體機制(見表1)。普遍而言,中藥抗EV71的研究還停留在效應(yīng)層面,主要以減輕患兒癥狀為主,對中藥抗EV71的機制進行深入研究,有利于提高中藥抗EV71的研究水平,對EV71以至病毒領(lǐng)域都有較大的科學意義。
表1 中藥抗EV71的作用機制