邢玉娟，劉 想

(鎮(zhèn)江高等?？茖W(xué)校 a. 醫(yī)藥技術(shù)學(xué)院; b. 天然產(chǎn)物活性成分功能與應(yīng)用研究所，江蘇 鎮(zhèn)江 212028)

病毒是一種很小的顆粒(20～300 nm)，只含有包裹著蛋白質(zhì)(有時(shí)是脂質(zhì))的遺傳物質(zhì)，它們一般通過感染宿主細(xì)胞來完成自我復(fù)制[1]。臨床傳染性疾病約75%由病毒引起，某些病毒感染的致死率或致殘率很高，并發(fā)癥嚴(yán)重[2]。目前可用的抗病毒藥物很少，而且在大多數(shù)情況下，它們表現(xiàn)出細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外的抗病毒特性[1]。例如：阿昔洛韋是一種抗人類皰疹病毒(HSV)的鳥嘌呤核苷類似物，通過抑制病毒DNA聚合酶來阻斷病毒復(fù)制[3]。齊多夫定是一種治療人類免疫缺陷病毒(HIV)感染的核苷類似物逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑，通過其疊氮基團(tuán)干擾病毒DNA擴(kuò)增所必需的磷酸二酯鍵的形成[2]。甲型流感病毒抑制劑金剛烷胺選擇性作用于包膜蛋白M2，阻斷該蛋白的通道功能，從而抑制病毒的復(fù)制[2]。奧司他韋是一種神經(jīng)氨酸酶抑制劑，可以抑制流感病毒的活性，阻止病毒在細(xì)胞上脫離，從而抑制甲、乙型流感病毒的傳播[4]。然而，狹窄的作用機(jī)制會導(dǎo)致持續(xù)的耐藥性，這種現(xiàn)象在免疫功能低下的宿主中更為普遍。因此，尋找新型抗病毒藥物成為當(dāng)前亟待解決的問題。研究發(fā)現(xiàn)，植物精油具有安全、高效、不易產(chǎn)生耐藥性等優(yōu)點(diǎn)[5]，可作為合成類抗病毒藥物的替代品。筆者對部分植物精油的化學(xué)成分及抗病毒作用進(jìn)行綜述，并對其抗病毒的可能作用機(jī)制進(jìn)行探討，旨在為進(jìn)一步開展植物精油抗病毒作用的研究提供參考。

1 植物精油概述

植物精油又稱揮發(fā)油、液體黃金，是植物次生代謝產(chǎn)物的復(fù)雜混合物，一般是采用一系列物理方法從芳香植物(如中草藥、香料等)的花、草、葉、莖、根、木、樹皮、種子或果實(shí)中提取出來并具有一定香氣和揮發(fā)性的油狀物質(zhì)，具有鎮(zhèn)痛、消炎、抗腫瘤、抗病毒、抗菌、殺菌、抗寄生物、抗氧化等作用[6-8]。因此，植物精油被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、衛(wèi)生、化工、農(nóng)業(yè)、化妝品、日化等行業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球大約有3600多種芳香植物，其中可以被有效開發(fā)利用的只有400多種，分屬于菊科、唇形科、天竺葵、蕓香科、桃金娘科、藜科、樟科、薔薇科、姜科、木犀科和傘形科等[9]。目前，提取植物精油的方法有很多種，主要有水蒸氣蒸餾法、溶劑提取法、壓榨法、吸附法、超臨界流體萃取法、微波輔助提取法、酶解輔助提取法、分子蒸餾法、亞臨界流體萃取法等方法[10]。

2 化學(xué)成分

植物精油是一種復(fù)雜的、可生物降解的、易揮發(fā)的親脂混合物，具有多種生物活性，主要包括萜烯類、多酚類、萜類、醌類、黃酮類、醛類、脂肪酸等[9]。按化學(xué)成分可以分為四大類，即萜烯類化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物、含硫含氮化合物[11]。1) 萜烯類化合物是精油的主要化學(xué)成分[12]，據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)不同，又可細(xì)分為3類，一是單萜烯類，如樟腦(C10H16O)、月桂烯(C10H16)、蒎烯(C10H16)、檸檬醛(C10H16O)、茴香醇(C8H12O2)、香橙醇(C15H12O6)等[12]；二是倍半萜烯類，如β-杜松烯(C15H24)、橙花醇(C10H18O)、廣藿香酮(C12H16O4)、金合歡烯(C15H24)、α-桉葉醇(C15H26O)等[13]；三是二萜烯類，如油杉醇等。2) 芳香族化合物是植物精油中第二大類化合物，主要分為2類衍生物[12]，一類是萜源衍生物，如α-姜黃烯(C15H22)、百里香酚(C10H14O)等；另一類是苯丙烷類衍生物，如苯乙醇(C8H10O)、茴香醚(C7H8O)、桂皮醛(C9H8O)、丁香酚(C10H12O2)等。3) 脂肪族化合物，幾乎存在于所有植物精油中，但含量相對較少[12]，如甲基正壬酮(C11H22O)、異戊醛(C5H10O)、異戊酸(C5HC10O2)等[14]。4) 含硫含氮化合物，因含有氮、硫元素而具有強(qiáng)烈的刺激性氣味[11]，如異硫氰酸烯丙酯(C4H5NS)、吡咯(C4H5N)、大蒜素(C6H10S3)等。植物精油的抗病毒活性與其化學(xué)成分密切相關(guān)，然而受植物的種類、地理位置、氣候條件、采收時(shí)間、提取方法等不同因素的影響，即使在同一種植物中，它們的化學(xué)成分也可能有很大的差異[15]。

3 抗病毒作用

植物精油對多種RNA和DNA病毒有抗病毒活性，如1型和2型單純皰疹病毒(HSV-1和HSV-2)、流感病毒、黃熱病毒(YFV)、柯薩奇病毒B3等[16]。部分植物精油的主要成分及其抗病毒作用見表1。

表1 部分植物精油的主要成分及其抗病毒作用

據(jù)報(bào)道，丁香和牛至精油對許多無包膜RNA和DNA病毒(如脊髓灰質(zhì)炎病毒、柯薩奇病毒B1和腺病毒3型)表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗病毒活性[17]。日本腦炎是病毒性腦炎的一種主要形式，主要在東南亞流行，由日本腦炎病毒(JEV)引起。Roy等[18]采用水蒸氣蒸餾法提取阿育魏實(shí)精油，并通過空斑減少中和試驗(yàn)研究其對JEV的體外抗病毒活性。結(jié)果表明，阿育魏實(shí)精油具有較強(qiáng)的體外抗病毒活性。

近年來，從植物中提取的精油及其化學(xué)成分具有抗皰疹潛力已有報(bào)道。人類一些常見的病毒感染，如皰疹性腦炎、皰疹性角膜炎、新生兒皰疹和粘膜皮膚皰疹感染的主要原因是HSV-1[19]。一項(xiàng)體外研究表明，茶樹、桉樹和百里香精油及其單萜成分對HSV-1有顯著的活性，這些精油對HSV-1的抑制率接近96%，而單萜的抑制率約為80%[17]。Venturi[20]等采用水蒸氣蒸餾法提取夏枯草精油，通過GC-FID 和GC-MS對精油進(jìn)行成分分析，并通過產(chǎn)量減少法測定其在Vero細(xì)胞中的抗皰疹病毒(HSV-1)活性。結(jié)果顯示，夏枯草精油的主要成分為β-石竹烯、雙環(huán)大牛兒烯，對HSV-1具有抑制作用。類似地，一些倍半萜和苯丙素包括丁香酚、反式茴香醇、β-桉葉醇、法尼醇和β-石竹烯都具有抗HSV的抗病毒特性[16]。廣藿香精油的主要成分是廣藿香醇、α和β-廣藿香烯、廣霍香酮、香樹烯等[21]。Kiyohara等[22]通過空斑形成實(shí)驗(yàn)評價(jià)廣藿香醇的體外抗病毒活性。結(jié)果表明，10 μg·mL-1廣藿香葉甲醇提取物對流感病毒A/PR/8/34(H1N1)的抑制作用可達(dá)99.8%，IC50值為2.6 μM。Wu等[23]研究發(fā)現(xiàn)，廣藿香精油具有抗流感病毒A(H2N2)的活性，IC50為4.0 μM，是一種有效的抗流感病毒藥物，可用于制藥行業(yè)。此外，香蜂草精油可以抑制HSV-2的復(fù)制[16]；金橘葉精油具有抗甲型禽流感病毒(H5N1)的活性[16]；土荊芥和鐵桉精油可以抑制柯薩奇病毒(B4和B3)的活性等[24]。

4 抗病毒可能作用機(jī)制

由于植物精油的親脂性，它們有可能嵌入到病毒包膜的脂質(zhì)雙層中，隨著膜的流動性發(fā)生變化，在更高濃度下，包膜甚至?xí)屏裑25]。研究表明，從牛至中提取的香芹醛及其同分異構(gòu)體百里酚可以通過清除HIV-1包膜中的膽固醇來抑制病毒與宿主細(xì)胞的融合，從而阻止病毒進(jìn)入宿主系統(tǒng)[25]。但由于植物精油的化學(xué)成分眾多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不同植物精油抗病毒的作用機(jī)理也不相同。

其一，植物精油可以作用于病毒早期復(fù)制周期。已有研究表明，植物精油及其化合物在體外具有抑制單鏈RNA病毒在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制的活性[26]。Garozzo等[27]發(fā)現(xiàn)互葉白千層(澳洲茶樹)精油及其化合物α-松油醇、松油烯-4-醇和松油烯，對流感病毒A/PR/8亞型H1N1在細(xì)胞內(nèi)處于早期周期的復(fù)制具有抑制作用。這表明茶樹油可以干擾核內(nèi)體的酸化和膜融合，防止病毒脫殼。

其二，植物精油還可以作用于病毒復(fù)制周期的中后期。自噬參與許多人類疾病，如癌癥、心血管疾病和病毒感染，包括人類免疫缺陷病毒(HIV)、丙型肝炎病毒(HCV)、甲型流感病毒(IAV)和柯薩奇B3/B4病毒(CVB3/B4)等[26]。自噬是影響病毒感染的一個(gè)重要細(xì)胞過程，細(xì)胞內(nèi)的病毒復(fù)制依賴于病毒抑制自噬細(xì)胞過程，并阻止死亡或受損細(xì)胞的清除[26]。因此，誘導(dǎo)自噬過程可以顯著限制病毒感染。Gassen等[28]研究發(fā)現(xiàn)，E3連接酶S期激酶相關(guān)蛋白2(Skp2)調(diào)節(jié)自噬降解，Skp2的藥理抑制降低了自噬基因(Beclin 1)泛素化，減少Beclin 1降解，并增強(qiáng)自噬通量。Skp2蛋白抑制可有效降低中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS-CoV)的復(fù)制。

由此可見，植物精油的活性化合物在病毒感染的不同階段和不同方面發(fā)揮作用，為進(jìn)一步研究開發(fā)有效的治療方法和藥物組合提供了基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語

相比合成的抗病毒藥物，植物精油具有綠色、安全、高效、無殘留、很難使病毒產(chǎn)生耐藥性等優(yōu)點(diǎn)，被美國食品和藥物管理局(FDA)視為 GRAS(通常被認(rèn)為是安全的)級化學(xué)品，卻因化學(xué)成分眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其有效活性成分與抗病毒的作用機(jī)理還需更深入研究論證。總之，植物精油作為一種天然產(chǎn)物，其抗病毒研究具有巨大的應(yīng)用前景，值得進(jìn)一步探索。