板藍根多糖抗病毒作用及其機制研究進展

李咸慰，宋沁潔，楊新榮，李國峰，李東輝，吳紅偉，李越峰, 2

板藍根多糖抗病毒作用及其機制研究進展

李咸慰1，宋沁潔1，楊新榮1，李國峰1，李東輝1，吳紅偉1，李越峰1, 2*

1. 甘肅中醫藥大學，甘肅 蘭州 730000 2. 甘肅省中藥制藥工藝工程研究中心，甘肅 蘭州 730000

板藍根多糖是板藍根的主要成分，具有多種藥理作用，其中抗病毒作用較為突出，可通過多種方式實現，如直接殺滅病毒和抑制病毒吸附、復制及蛋白表達，還可通過促進免疫細胞增殖分化、促進細胞因子釋放、降低促炎因子水平以及參與紅細胞免疫等方式增強機體的免疫作用，Toll樣受體3（toll-likereceptor-3，TLR3）通路和Janus激酶（Janus kinase，JAK）/信號轉導子和轉錄激活因子（signal transducer and activator of transcription，STAT）通路是其通過免疫調節方式抗病毒的重要信號通路，免疫佐劑的應用可為板藍根多糖與其他抗病毒制劑的聯合使用提供一定思路。主要綜述了板藍根多糖抗病毒作用及其機制的研究進展，以期為板藍根多糖的臨床應用提供參考。

板藍根；板藍根多糖；抗病毒；免疫；信號通路；作用機制

板藍根是十字花科植物菘藍Fort.的干燥根，具有清熱解毒、涼血利咽的功效[1]。研究表明，板藍根具有抗菌、抗炎[2]、抗病毒[3]、抗腫瘤[4]、免疫調節[5]、抗氧化[6]、調血脂[7]、保肝[8]等藥理作用，因其抗病毒作用顯著，在醫藥及畜牧業應用廣泛。病毒作為一種常見的病原微生物，具有種類多、致病性強[9]、傳染性強[10]、變異性強[11]和誘發其他疾病[12]等特點。研究發現，多糖作為板藍根的主要成分，抗病毒效果顯著且應用范圍廣泛，對流感病毒[3]、肝炎病毒[13]、偽狂犬病病毒[14]等多種病毒具有抑制作用。板藍根多糖的抗病毒作用與其對機體免疫力的增強密切相關，也可通過對病毒的直接殺滅、干擾其感染、增殖過程等多種方式共同發揮作用。本文主要對板藍根多糖抗病毒的藥理作用及其機制的研究進展進行綜述，以期對其在相關方面的使用提供參考。

1 直接殺滅作用

研究表明，板藍根對病毒可起到直接殺滅的作用，一般通過體外細胞實驗實現，將病毒與藥液混合物同時接種于培養細胞，同時設置正常細胞和病毒感染細胞對照組，以四甲基偶氮唑藍（methyl thiazolyl tetrazolium，MTT）比色法和空斑減少法檢測細胞活性體現其直接殺滅病毒的效力。楊子峰等[15]提出，板藍根提取物S-03主要成分為多糖，以空斑減少法評價其對不同亞型流感病毒的抗病毒作用，發現板藍根提取物S-03對8種流感病毒均有一定程度抑制作用，直接作用效果顯著且呈濃度、劑量相關性。研究表明板藍根多糖可直接殺滅豬流感病毒H3N2，MTT法檢測發現在藥物質量濃度0.312 5～1.25 mg/mL時，抑制率為2.65%～6.59%[16]；同時，發現板藍根多糖可抑制、阻斷和直接殺滅體外抗豬偽狂犬病病毒（pseudorabies virus，PRV），其中直接殺滅作用更為顯著[17]。Tong等[18]研究發現，0.078 125、0.625 mg/mL板藍根多糖對PRV的直接殺死率分別達到了32.214%、67.422%。此外，將豬繁殖和呼吸綜合征病毒（porcine reproductive and respiratory syndrome virus，PRRSV）制劑直接與不同濃度的板藍根多糖混合，2 h后測定其與未混合板藍根多糖病毒組的半數組織培養感染劑量，結果發現，板藍根多糖可通過直接殺滅病毒以降低PRRSV的傳染性，且呈濃度相關性[19]。綜上，板藍根多糖對多種病毒具有直接殺滅作用，效果顯著且具有一定臨床意義。

2 抑制病毒復制及吸附

病毒在體內發揮作用需經歷多個環節，如吸附、脫殼、復制、成熟、釋放等[16]，除直接殺滅作用外，板藍根多糖對病毒的復制過程也有抑制作用。喬艷艷[17]采用細胞實驗，將板藍根多糖接種于提前感染病毒的細胞中，以MTT法檢測其與病毒對照組的細胞活性，發現0.625 mg/mL板藍根多糖對PRV的抑制率可達30.84%。與張鵬宇[20]的研究結果一致，且張鵬宇[20]的研究還顯示，板藍根多糖單獨使用時的半數抑制濃度為250 μg/mL，與黃芪多糖、干擾素同時使用時，抑制率可提升至70.26%。研究發現0.156～0.625 mg/mL板藍根多糖對PRV復制的抑制率可達14.674%～30.840%[18]。以上研究表明，板藍根多糖對病毒復制的抑制效果，與其濃度有關。

病毒血凝素是一種抗原性糖蛋白的血球凝集素，它可以使病毒與被感染的細胞相互吸附結合，Yang等[21]研究認為，板藍根粗多糖可干擾病毒血凝素和細胞受體之間的結合，以此發揮對禽流感病毒H6N2、H7N3、H9N2及人季節性流感病毒H1N1、H3N2等不同亞型的抑制作用，且由于作用方式與M2抑制劑的不同，病毒不易出現耐藥性；同時還推測，血凝素的構象差異導致其抑制人和禽病毒的復制時，對人季節性流感病毒效果更顯著。另有研究指出，板藍根多糖對人及禽流感病毒血凝素具有特異抑制作用，表現在對3型副流感病毒血凝素并無抑制[15]。

綜上，板藍根多糖對病毒的復制及吸附抑制作用顯著，對病毒血凝素的抑制是其發揮阻斷病毒吸附作用的重要方式。同時，李永亮[16]指出，板藍根多糖對病毒吸附和穿入的阻斷作用，還可能是其增強了細胞膜的穩定性，從而保護受感染細胞。

3 抑制病毒RNA和蛋白質的合成及表達

板藍根多糖對PRRSV的抗病毒作用除抑制其與上皮樣細胞MARC-145的黏附，還包括抑制病毒RNA和蛋白質的合成[19]，使用聚合酶鏈式反應和酶聯免疫吸附法分別測定板藍根多糖對病毒RNA和GP5蛋白的影響，在板藍根質量濃度為80 g/mL時，抑制率分別達57.6%、80.0%。Wang等[22]研究表明，當板藍根多糖質量濃度超過50 μg/mL時，人乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）感染細胞中，HBV DNA水平明顯下降。秦靜霖[23]研究指出，板藍根多糖可抑制馬立克氏病病毒（Marek’s disease virus，MDV）基因的表達及其gB蛋白的表達，且呈時間、濃度相關性。此外，板藍根多糖可能通過抑制病毒mRNA的表達和病毒繁殖所需生物的合成過程，實現對豬流感病毒H3N2的抑制作用[16]。除此之外，對病毒RNA和蛋白合成與表達的抑制，板藍根多糖也可通過免疫調節方式間接發揮作用。

4 免疫調節

4.1 促進免疫細胞的增殖

周寒鵬等[24]研究表明，板藍根多糖可顯著增強脾臟T細胞的增殖能力，ip板藍根多糖對于小鼠的免疫功能有明顯促進作用，還可增加正常小鼠的脾質量、淋巴細胞數及白細胞總數，對于小鼠抗體形成及細胞功能的增強有積極作用[25]。趙鳳杰[26]研究同樣顯示ip板藍根多糖可使正常患者的脾質量、淋巴細胞數、白細胞總數明顯增加，同時，對于氫化可的松誘導的免疫功能抑制所致的脾指數、淋巴細胞數和白細胞總數的下降具有顯著的改善作用。另有研究指出，板藍根多糖可恢復環磷酰胺模型小鼠的胸腺指數，促進其脾淋巴細胞增殖[27]。此外，板藍根多糖對豬脾淋巴細胞的增殖同樣有促進作用[28]。

板藍根凝集素是一種特殊的板藍根多糖，可通過與細胞表面的糖蛋白結合，從而促進小鼠胸腺發育及胸腺細胞的增殖，進而促進T淋巴細胞、胸腺上皮細胞對胸腺素和細胞因子的分泌，提高機體免疫力[29]。另有文獻指出，板藍根凝集素的抗病毒作用與板藍根血凝活性呈正相關[30]。以上研究表明，板藍根多糖對免疫受損及正常機體的免疫器官增殖和免疫細胞總數的提升具有顯著作用。

4.2 誘導免疫細胞分化

免疫細胞的分化是機體免疫作用的重要環節，受多種細胞因子的介導。白細胞介素（interleukin，IL）參與多種細胞的免疫過程，輔助T細胞（helper T cell，Th）對免疫細胞的誘導激活及免疫應答具有重要作用[31]，在免疫反應中充當中間角色，其增殖分化受細胞因子、轉錄因子及代謝等多種因素影響[32]。喬艷艷[17]研究發現板藍根多糖可通過抑制mRNA對Th1細胞應答的削弱作用和促進IL-12轉錄或翻譯，以此實現Th0型細胞分化為Th1型細胞的誘導，使Th1細胞的免疫應答效應增強。張弩[33]研究也表明板藍根多糖可顯著提高小鼠淋巴細胞對IL-10的分泌，促進TH0細胞分化為TH2細胞，繼而促進B細胞分化、成熟和增殖，使免疫球蛋白E（immunoglobulin E，IgE）和IgG類抗體大量生成，增強機體的體液免疫作用。

4.3 增強免疫細胞活性和促進抗炎因子分泌

研究發現，0.32 g/kg板藍根多糖可增加IL-2和γ干擾素（interferon-γ，IFN-γ）的分泌，并提高巨噬細胞吞噬指數[34]。左婭等[35]研究指出，ip板藍根多糖溶液可提升受流感病毒H1N1感染小鼠血清中抗體IgG的水平，提高小鼠脾臟細胞IFN-γ的水平，使小鼠抗流感病毒能力得到顯著增強；此外還提出，板藍根多糖可使小鼠外周血CD4＋、CD8＋細胞升高而達到抗病毒的目的。研究顯示，板藍根多糖可顯著提高小鼠NK細胞的吞噬能力[33]。這與徐藝銓[36]的研究結果相一致。腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）是一種引起細胞死亡（凋亡）的細胞因子，耿嬋娟[37]研究表明，用含板藍根多糖100 mg/kg的飼料喂食后，小鼠體內IL-2水平顯著提升，且小鼠血清中的IL-2和TNF-α水平與板藍根多糖的使用劑量呈正相關，使用劑量越大，小鼠體內抗炎因子水平越高，免疫力越強。同時，板藍根多糖對荷瘤小鼠的TNF-α、INF-γ和IL-2均有上調效應[4]。板藍根多糖還可提高腸黏膜免疫球蛋白（IgA、IgM、IgG）的含量，抵抗腸道黏膜處的病毒入侵[38]，對腸黏膜免疫具有積極作用。

4.4 抑制促炎因子及趨化因子的表達

促炎因子與趨化因子在免疫過程中具有誘導免疫細胞分化、募集免疫細胞等作用，病毒感染引起促炎因子及趨化因子的異常表達，導致機體產生炎癥反應[39]，如發熱、疼痛、組織損傷等[40-41]，其表達水平也成為判斷病毒感染嚴重與否的重要標志物[42]。板藍根多糖可通過抑制IL-6的表達降低受MDV感染細胞的炎癥反應[24]，還可抑制流感病毒誘導的促炎因子如干擾素誘生蛋白-10（interferon-inducible protein-10，IP-10）、趨化因子（C-X-C基元）配體5［chemokine (C-C motif) ligand 5，CCL5］等的釋放[43]。

4.5 通過免疫調節抗病毒的重要信號通路

4.5.1 Toll樣受體3（toll-likereceptor 3，TLR3）通路 由病毒激活的TLR3促炎信號通路可導致機體炎性反應增加和其他并發癥的產生[44]。板藍根多糖能有效抑制人流感病毒PR8/H1N1誘導的TLR3蛋白水平的上調，同時經板藍根多糖干預后TLR3通路下游促炎因子（IP-10、IL-6、CCL5和CCL9）表達水平顯著降低。推測板藍根多糖可能是通過抑制TLR3通路上游的蛋白表達，降低機體促炎因子的分泌[43]，見圖1。

4.5.2 Janus激酶（Janus kinase，JAK）/信號轉導子和轉錄激活因子（signal transducer and activator of transcription，STAT）通路 干擾素誘導的JAK/STAT通路參與多種免疫性疾病、炎癥反應和感染性疾病[45]。其下游的抗病毒蛋白2′,5′-寡腺苷酸合成酶（2′,5′-oligadenylate stythetase，OAS）和黏病毒抵抗蛋白A（myxovirus resistance protein A，MxA）是其發揮作用的物質基礎，同時，細胞因子信號轉導抑制因子-1（suppressors of cytokine signaling-1，SOCS-1）和SOCS-3的過度表達可抑制其中間過程STAT的磷酸化及后續蛋白的表達[46]，見圖2。

板藍根多糖可顯著增加細胞內IFN-α水平，且呈劑量和時間相關性；同時，經板藍根多糖干預后，細胞STAT-1、STAT-2、JAK1和Tyk2蛋白總量不變，但其磷酸化水平升高，SOCS-1和SOCS-3的蛋白表達被抑制，OAS和MxA表達水平顯著增加[22]，表明激活由干擾素誘導的JAK/STAT信號通路，是板藍根多糖抗病毒的重要途徑。

TIRF-含TIR結構域的接頭分子 RIP-1-受體相互作用蛋白-1 TAK1-轉化生長因子β激酶1 TAB-TAK1結合蛋白家族 NF-κB-核因子-κB IKK-IκB激酶 IκB-NF-κB抑制蛋白

圖2 板藍根多糖通過調節JAK/STAT通路發揮抗病毒作用機制

4.6 免疫佐劑

免疫佐劑作為免疫應答的輔助物質，可提升疫苗的使用效果。中藥在疫苗佐劑中的應用也十分廣泛，對于禽流感、狂犬病、口蹄疫、乙肝等多種病毒的疫苗具有較好的免疫輔助作用，見表1。

4.7 其他免疫調節作用

“紅細胞免疫”是指紅細胞（red blood cell，RBC）具有識別、儲存、呈遞抗原及清除免疫復合物（immune complex，IC）等功能，其細胞膜上的C3b受體，是發揮免疫功能的物質基礎[53]。C3b受體與免疫復合物中的補體、酵母菌或抗體可黏附結合為花環狀，以結合數量計算得出的紅細胞花環率是評價其免疫功能強弱的主要方法[54]。研究發現，板藍根多糖可使青腳麻雛雞RBC-C3bR花環率明顯提高[55]，對兔RBC-C3b受體花環率和RBC-IC花環率也有明顯升高作用[38]。

板藍根多糖通過多途徑調節免疫發揮抗病毒作用機制見圖3。

表1 板藍根多糖對不同疫苗的佐劑應用

Table 1 Adjuvant application of Isatidis Radix polysaccharide to different vaccines

多糖疫苗實驗動物作用效果及機制文獻 處理方式劑量/μg名稱劑量/μg 水提醇沉（質量分數8.75%）150單純皰疹病毒2感染的DNA疫苗pgD100雌性BALB/c小鼠脾臟T細胞增殖能力顯著增強、IFN-γ和IL-10含量顯著增加，血清中特異性IgG的抗體水平顯著增加24 粗多糖提純（IIP-A-1和IIP-2）200狂犬病重組病毒RCVS-11-G50 μL雌性BALB/c小鼠增強小鼠抗體滴度、增強免疫細胞分泌、誘導B細胞分化、增強多糖對血液中B細胞和T細胞募集的作用47 200口蹄疫病毒滅活疫苗Aftosa2雌性BALB/c小鼠IIP-2具有免疫原性，分別與Aftosa疫苗、H1N1病毒裂解疫苗和HbsAg作用免疫小鼠，均產生抗IIP-2IgG1型抗體13,48 200H1N1病毒裂解疫苗3 200乙肝病毒重組亞單位蛋白乙肝病毒表面抗原HbsAg2 IIP-A-1100H1N1流感疫苗3雌性BALB/c小鼠促進特異性抗體的生成、總抗體及亞類抗體滴度升高、促進脾臟、胸腺免疫細胞增殖及抗炎因子分泌。激活巨噬細胞，促進TNF-α的分泌49 水提醇沉10 mg?mL?1新城疫Lasota弱毒疫苗0.3 mLAA肉雞抗體效價與臟器指數顯著升高50 多糖（質量分數≥10%）200 mg?L?1雞新城疫、傳染性支氣管炎二聯活疫苗 黃羽肉雞（雌雄均有）抗體滴度顯著增強、血清IgA含量提高、促進外周淋巴細胞增殖、免疫器官指數上升51 粗多糖精制（質量分數69.7%）20、10 mg?kg?1PRRSV滅活疫苗 二元雜交斷奶仔豬增強疫苗免疫效果，且與劑量呈正相關28 水提醇沉4、8 mg?mL?1新城疫病毒IV株疫苗 羅曼白雞顯著促進淋巴細胞增殖、血清抗體滴度顯著增強52

圖3 板藍根多糖通過多途徑調節免疫發揮抗病毒作用機制

5 結語與展望

中藥抗病毒作用報道較多，但因其成分復雜，作用機制體現出多途徑、多靶點的特點。板藍根作為常用清熱解毒中藥，相關復方及中成藥在生活中廣泛使用。在嚴重急性呼吸綜合征病毒及新型冠狀病毒大規模傳染時期，其具有一定療效的宣傳頗多，然而，媒體的過度“捧殺”反而使民眾對板藍根及傳統中藥的認知適得其反，只有對相關機制深入研究，才能合理指導臨床用藥。

板藍根多糖既可以直接作用于病毒及其感染過程，在病毒感染細胞初期起到阻斷及抑制作用，又可在感染病毒后，以多種途徑參與機體免疫調節，間接地起到抗病毒作用，抗病毒方式的多樣性與復雜性可能與其多種成分和對多靶點的共同作用有關。板藍根多糖對多種病毒具有較好的阻斷及抑制作用，其抗病毒作用具有廣泛性。另外，板藍根提取物及其制劑在抗病毒研究中的作用路徑也與抑制病毒感染、提高免疫等方式有關[56]，可推測與板藍根的多糖成分相關，提示在使用板藍根多糖抗病毒時，可根據藥效物質基礎，合理搭配其他成分及藥物，相互補充作用，利用其抗病毒的廣譜性及有效性，發揮更好的效果。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

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Research progress on antiviral effect and mechanism ofpolysaccharide

LI Xian-wei1, SONG Qin-jie1, YANG Xin-rong1, LI Guo-feng1, LI Dong-hui1, WU Hong-wei1, LI Yue-feng1, 2

1. Gansu University of Traditional Chinese Medicine, Lanzhou 730000, China 2. Gansu Research Center for Chinese Medicine and Pharmaceutical Technology Engineering, Lanzhou 730000, China

polysaccharide is the main component of Banlangen (), which has a variety of pharmacological effects. Among them, the anti-virus effect is more prominent, which can be achieved in a variety of ways, such as direct killing, inhibiting virus adsorption, replication and protein expression. It can also enhance the immune function of the body by promoting the proliferation and differentiation of immune cells, promoting the release of cytokines, reducing the level of proinflammatory factors and participating in erythrocyte immunity, TLR3 and JAK/STAT are important signal pathways for anti-virus through immune regulation. The application of immune adjuvant can provide some ideas for the combination ofpolysaccharide and other antiviral agents. Research progress on antiviral effect and mechanism ofpolysaccharide were reviewed in this paper, in order to provide reference for clinical use ofpolysaccharide.

;polysaccharide; antiviral; immunity; signal pathway; mechanism of action

R282.710.5

A

0253 - 2670(2022)19 - 6227 - 07

10.7501/j.issn.0253-2670.2022.19.028

2022-06-20

國家自然科學基金資助項目（81960713）；國家自然科學基金資助項目（82160750）；國家藥品監督管理局中藥材及飲片質量控制重點實驗室項目（2020GSMPA-KL15）；甘肅省教育廳產業支撐計劃項目（2021CYZC-21）；甘肅省中藥制藥工藝工程研究中心開放課題（ZYGY202003）；甘肅省科技計劃（創新基地與人才計劃）基礎研究創新群體項目（21JR7RA569）

李咸慰，男，碩士研究生，研究方向為中藥及復方加工炮制機制及活性成分。E-mail: 2471446785@qq.com

李越峰，女，教授，博士生導師，博士后，研究方向為中藥及復方加工炮制機制及活性成分。E-mail: 2126059063@qq.com

[責任編輯 崔艷麗]