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编号:11262010
紫河车中抗病毒活性成分分离、克隆的设想
http://www.100md.com 2006年10月15日
     摘要:综述了近 10 年来对传统中药紫河车(即人的胎盘)中抗病毒活性成分在临床研究与实验研究等方面的有关论述,提出了滋养层蛋白可能是胎盘主要的抗病毒活性成分的设想。目前资料表明,滋养层蛋白是干扰素家族的成员之一,其抗病毒活性已经得到充分肯定。紫河车作为一种组织生物制剂,正面临着潜在污染的威胁,而利用现代分子生物学技术研究其抗病毒活性成分,不但可以克服组织生物制剂的弊端,而且还有利于新型抗病毒药物的研制与开发,以达到传统中药现代化的目的。

    中图分类号:R285.5 文献标识码:A

    文章编号:1007-3213(2000)04-0296-05

    紫河车(即人的胎盘,human placenta),是一味传统中药,又被称为胞衣,人胞。紫河车在民间入药已有几千年的历史,其味甘、咸、温,入肺、肝、肾经,具有益气养血,补肾益精之功效。其临床应用广泛,常用于虚劳羸弱,骨蒸盗汗,肺肾两虚之咳嗽气喘,肾气不足、精血衰少之阳痿遗精、不育、不孕、少乳。现代药理研究与临床应用,表明其具有抗感染、调节体液免疫、催乳、促胎儿发育、治疗男女不育不孕、抗变态反应、治疗神经衰弱等作用[1]。近年来,随着对紫河车研究的不断深入,对其抗病毒作用多有报道。现将其抗病毒活性成分的研究进展综述如下。
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    1 紫河车的化学成分

    紫河车中含有人胎盘免疫调节肽(HPIF,又名胎盘肽 PIP、人胎盘因子、人胎盘转移因子)、人胎盘谷胱甘肽 S-转移酶(CST-π抗体)以及其他抗体、β干扰素(IFN-β)、类似凝血因子的纤维蛋白稳定因子、含氮脂多糖、红细胞生成素等。还有多种激素、多种酶(如溶菌酶、组胺酶),另含有 15 种化学元素和微量元素[2]。

    关于紫河车的抗病毒物质中,报道较多的是胎盘肽,它是一种无色透明、可透析、可超滤、不耐热的多肽,蛋白质反映阴性,分子量为 3 800~5 000,内含 17 个氨基酸。从现有资料看,胎盘滋养层中存在 IFN-α、IFN-β、IFN-γ 已从免疫组织化学和免疫化学方面得到证实[3,4]。朱宇同教授早在 1980 年就从 2 个月龄胎盘中提取出β干扰素[5]。有人采用胎盘组织体外培养的方法,从其培养上清中纯化出具有高度活性的人滋养层干扰素(htIFN),经 SDS-PAGE 和 Western_blotting 分析表明,它是一类具有 INF -α 样免疫反应性的活性物质[6]。已经证实胎盘滋养层蛋白(TP)是 IFN 家族成员之一,但现在对其认识还不够充分,有待加强这方面的研究。
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    2 临床研究

    紫河车中的γ球蛋白含有麻疹、流感等抗体及白喉抗毒素,其所含的干扰素能预防

    和控制多种病毒感染,因此,紫河车可用于预防流感、麻疹、肝炎等传染病的发生,对已感染的可以减轻其症状[7]。在用于治疗水痘的疗效观察中,证明胎盘肽既具有免疫调节作用,也具有一定的抗病毒作用,是值得临床推广应用的生物制剂[8]。魏氏等用胎盘调节肽治疗慢性活动性乙型肝炎,辅以维生素、护肝片、肌苷等,治愈 12 例,显效 52 例,好转 20 例,总有效率 91.3%;免疫指标迅速改善,植物血凝素(PHA)皮试红斑提高至 19.5 mm,C3 由 10.7% 升高到 11.5%,IgG、IgA 都有不同程度的下降,而单纯用维生素及肌苷,免疫指标平均值改变不明显[9],这是通过免疫调节作用来达到抗病毒的目的。抗乙肝胎盘肽是自 HBsAb 阳性胎盘提取的一种特异性胎盘肽,用之治疗乙型肝炎的报道很多,例如何氏等在国家卫生部组织的Ⅱ期临床试验中证实,抗乙肝胎盘肽 4 mL 肌注,每日 1 次,3 个月后 HBeAg、HBV-DNA 阴转率分别为 53.6%、50%[10]。又如商氏等对 78 例合并或不合并 HGV-RNA 阳性的慢性乙型肝炎患者应用抗乙肝胎盘肽治疗 4 个月,ALT 复常率、HBeAg、HBV-DNA 阴转率分别为 73.80%、58.97%、55.13%,且其中 25 例经治疗后肝脏病理变化均有明显改善[11]。
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    3 实验研究

    3.1 体外实验

    已经有人对胎盘活性因子(PAF)体外抗单纯疱疹病毒作用进行了研究,他们运用间接免疫荧光法检测药物抗病毒作用,实验结果表明,PAF 对细胞无毒、无害,而且有促进细胞生长的作用。PAF 不能封闭细胞表面的病毒受体,对病毒的吸附与穿入无干扰作用,但 PAF 对病毒有较明显的抑制和直接杀伤作用。PAF 在一定的浓度和与病毒作用的最佳时间内,具有完全抑制病毒感染的活性,保护细胞不受感染的作用。该实验更进一步证明了 PAF 含有β干扰素,故可抑制病毒的复制[12]。程氏通过胎盘体外培养的方法纯化出人滋养层干扰素,进行的抗体中和实验表明,抗 IFN-α 抗体显著抑制其抗病毒活性,从而设想,人早期绒毛组织块在体外培养条件下所分泌的具有抗病毒活性的 IFN 样物质,对胎儿生长与发育必定具有一定的生理作用[6]。ω干扰素(IFN-ω)与滋养层蛋白的同源性可高达 70%~80%[13],因此二者具有一定的联系。国外有人应用含新鲜 250 U/mL 的 INF-ω、INF-α2或IFN-γ 的培养基,培养含部分 HBsAg 基因组的 PLC/PRF/5 细胞,分别在培养 24、48、72 h后,用 ELISA 法检测 HBsAg 表达水平。结果显示:INF-ω 与INF-α2对 HBsAg 表达的抑制作用相似。二者抑制抗原合成方面明显相似,在治疗方面具有较好的应用前景[14]。
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    3.2 体内实验

    紫河车抗病毒作用机理一方面是直接抑制或杀伤病毒,另一方面是通过调节人体免疫系统达到抗病毒目的。张氏等的研究表明,自 HBVM-Ag 阳性、HBVM-Ab 阳性胎盘提取的特异转移因子注射至小白鼠后,小白鼠外周血淋巴细胞明显增多,胸腺重量和胸腺指数亦明显增加,进而脂酶染色证明 75% 属 T-样淋巴细胞,25% 属 Thy-样淋巴细胞。此外,通过一系列试验证明了特异胎盘转移因子(PSTF)对 HBV 具有特异免疫活性,阳性供体可将 PSTF 的特异免疫活性转移给阴性受体[15]。王氏等观察了人胞注射液对正常小鼠与羊红细胞(SRBC)免疫小鼠免疫功能的影响。结果表明,人胞注射液能促进正常机体脾脏生长生育,增强脾脏免疫功能,增强巨噬细胞及 T 细胞的活力,提高机体非特异性免疫功能及细胞免疫功能;人胞注射液能增强 SRBC 免疫小鼠的体液免疫功能,增强 IgM 型抗体产生,提高机体抗病能力,起到扶正祛邪作用[16]。

    4 研究的必要性与展望
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    4.1 滋养层蛋白/干扰素研究的必要性

    4.1.1 紫河车是人组织生物制剂,目前属于限制或待淘汰的药材

    紫河车属于组织生物制剂,原材料虽然取自健康产妇的胎盘,但该制剂中可能会有一些不易检测到的病原微生物。例如,有人报道青岛市各大医院正在使用的不同厂家或批号的人血丙种球蛋白和胎盘球蛋白 5 支中,抗 HCV 阳性者 4 支,占 80%,且均呈强阳性反应[17],所以国家对之有一定的控制政策。这就使胎盘制剂的推广与应用受到一定限制。

    以上事实,就要求我们从胎盘中提取抗病毒有效成分,通过分子生物学技术将其分离、克隆,生产出一种新型的抗病毒药物。这将大大克服组织生物制剂的弊端。

    4.1.2 滋养层蛋白可能是胎儿避免宫内感染的重要原因

    近来许多资料表明,HBsAg 阳性的孕妇,其 HBV 病毒可经胎盘屏障感染胎儿或者首先感染胎盘并在其中复制,再感染胎儿,所以其胎盘感染率很高。然而,实际上这些孕妇生出的新生儿 HBsAg 大都为阴性而阳性率较低。如果新生儿出生后立即注射乙肝疫苗,有 80%~91% 的人获得完全免疫。但如果不注射疫苗,HBsAg 阳性的孕妇所产婴儿大多数在 1 年内成为 HBsAg 阳性。对此有人认为是由于母体抗体的作用而推迟了 HBV 成分在新生儿体内的表达。但其他研究则表明母体抗 HBc 抗体并不能抑制 HBV 抗原在新生儿体内的表达及复制。朱宇同教授[18]根据此现象提出,胎盘可能分泌一种 HBV 抑制因子,在孕期它可以抑制胎儿体内 HBV 抗原的表达与复制,而在出生后这种抑制因子很快从新生儿的血液与组织中消失。王复生等用原位杂交法测定乙肝阳性孕妇的胎盘组织 HBV-DNA,结果发现 HBV 对胎盘的感染率极高(100%),且蜕膜为主要侵入甚至复制的部位,而绒毛层(包括绒毛合体滋养层、绒毛中轴结构、绒毛内血管及细胞)则无阳性信号,说明病毒未侵袭叶状绒毛[19]。这表明可能有一种物质存在于绒毛滋养层中,以阻止病毒的入侵。根据以上事实及对滋养层蛋白的研究资料,可以推测这种抑制因子可能就是滋养层蛋白,它可能是保护胎儿免受宫内感染的重要原因之一。这一推测是否正确有待深入研究。
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    4.1.3 国内外对滋养层蛋白研究的现状

    近年来对动物和人的滋养层蛋白的研究较多,羊的滋养层蛋白(oTP)抗病毒活性已经得到肯定。oTP 具有较高的抗病毒活性(2×108~3×108 U/mg),其与已知干扰素功能相似。从局部看,它的抗病毒活性对保护胎儿免遭病毒感染是有益的[20]。还有报道[21]认为,oTP 能抵抗羊慢病毒及人类免疫缺陷病毒,阻止羊慢病毒间质性肺炎的发展。

    牛和羊的滋养层蛋白核苷酸序列已经研究清楚。关于人的 TP 结构研究有了一定的进展。经查阅 Genbank 可知,有人已经于 1993 年报道了人的滋养层蛋白 DNA 序列,这为深入研究滋养层蛋白结构与功能奠定了基础。近来人们特别注意到 IFN-ω 不仅具有很高的抗病毒活性,而且在结构上还与动物滋养层蛋白极为相似,因此进行了相关的研究[13,22~25],这提示我们有必要对 IFN-ω 与 TP 的结构或功能的联系给予高度重视。目前资料表明 IFN-ω 与 TP 属于不同干扰素家族。因此研究滋养层蛋白与干扰素(尤其是 IFN-ω)的关系、分离与克隆滋养层蛋白或 IFN-ω 是我们研究紫河车中抗病毒活性成分的关键性问题。
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    4.1.4 用分子生物学途径开展传统中医药的研究能促进传统医药的现代化

    20 世纪 90 年代以来,分子生物学技术得到了迅猛的发展。应用分子生物学的理论和技术成果,开展传统医药的研究,是发展传统中医药的重要途径之一。这对于推动中医药学术发展,促进中西医在更深层次上结合及实现中医的现代化必将产生深远的影响。在新药研制方面,国内外许多科学家将目光放在了中药材方面,试图从中能发现新的活性成分,新的单体,创造出新型药物。从这个意义上来说,我们建议用分子生物学知识来研究紫河车的抗病毒活性成分,并与临床实际相结合,将有利于揭示该传统中药治疗功效的分子机理,促进该药的开发。

    4.2 展望

    α干扰素是公认有效的抗病毒药物,但其副作用屡有报道。它可引起自身免疫性内分泌疾病如甲状腺机能亢进、甲状腺机能减退、胰岛素依赖性以及垂体机能减退等[26],临床上使用重组 IFN-α2 治疗乙型肝炎病毒感染取得了一定的效果,但易并发治疗诱导的抗 IFN 抗体的产生。解决这些问题的方法是用具有类似抗乙肝病毒特性的抗原不同的同系物替代 IFN-α2。因此,能否从胎盘里找到活性与经典 IFN(即 IFN-α,IFN-β,IFN-γ)类似但毒性较经典 IFN 小的滋养层 IFN,是我们需要研究的一个重要课题。
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    现代分子生物学的迅猛发展,使分离、克隆紫河车的抗病毒有效成分成为可能。研究胎盘滋养层 IFN 是我们着手开展的工作。虽然大量资料表明 TP 与 IFN-ω 并非是等同物,但深入研究 IFN-ω 对于寻找人滋养层干扰素有其特殊的意义。这是因为同种动物的 INF-ω 与 TP 同源性高,IFN-ω 基因及其序列信息可以为分离人滋养层 IFN 提供帮助。另外,对二者进行比较就有可能获得关于结构与功能关系的有用信息。基于此目的,黎氏利用 PCR 方法,在国内首次分离和克隆了中国汉族人胎肝染色体 DNA 上的滋养层蛋白基因类似序列—中国汉族人 ω1 型干扰素基因[13]。又在此基础上,采用 PCR 技术将原先获得的 IFN-ω 初始克隆改造成适于进行非融合蛋白原核表达的结构形式,并在大肠杆菌中高效表达了完整的 IFN-ω 成熟多肽。采用细胞病变抑制法 4 次测得重组 IFN-ω 具有抗病毒活性[27]。这提示我们可以采用类似方法从胎盘滋养层中分离、克隆出有抗病毒活性的成分。

    采用基因工程技术制备抗病毒药物,其生产效率要比用生化方法从生物体内分离高出数千倍,而且成本也低。同时也可解决作为组织生物制剂受到病原微生物的困扰的问题。因此,从紫河车中研制一种新型抗病毒药物将具有广阔的应用前景。, http://www.100md.com(李际强(1972-),男,硕士研究生)