紫花地丁化学成分和抗病毒作用的研究进展

崔 雪 ，郑重飞，李 莹，亓 超 ，姚庆强*

（1. 济南大学 山东省医学科学院 医学与生命科学学院，山东 济南 250200；2. 山东第一医科大学 山东省医学科学院 药物研究所，山东 济南 250062）

紫花地丁（Viola yedoensis Makino）为堇菜科（Violaceae）堇菜属（ViolaL.）多年生草本植物，在中国、日本、韩国都有分布，始载于《千金方》中。其性寒，味苦、辛，有清热解毒、凉血消肿的功效，临床主要用于治疗疔疮肿毒，痈疽发背，丹毒，毒蛇咬伤，急性乳腺炎，支气管炎，肝炎，肠炎，急性阑尾炎及其他相关疾病[1]。紫花地丁主要含黄酮类、香豆素类、甾体类、环肽化合物、酰胺类、有机酸类、萜类和木脂素等化学成分。现代药理学研究表明紫花地丁具有抗菌、抗炎、免疫调节、抗氧化、抗肿瘤等作用，还有广谱抗病毒作用。本文对紫花地丁的化学成分和抗病毒作用研究进行了综述，以冀为其进一步的研究和应用提供参考。

1 化学成分

1.1 黄酮类

黄酮类化合物是自然界广泛存在的一种重要的天然有机化合物。使用常规化学分离方法对紫花地丁进行分离和鉴定，发现其含大量的黄酮类化合物，现已分离得到38个黄酮类化合物，其中主要包括黄酮碳苷、黄酮氧苷和黄酮苷元。

1.1.1 黄酮碳苷 2003年，Chen等[2]研究者从紫花地丁中分离得到10种不同的黄酮碳苷，这些化合物以芹菜素和木犀草素为结构母核。其中包括一种新的黄酮碳苷，芹菜素-6-C-α-L-吡喃阿拉伯糖基-8-C-β-L-吡喃阿拉伯糖苷（1）及从该植物中分离得到的其他已知化合物，芹菜素-6, 8-二-C-α-L-吡喃阿拉伯糖苷（2），芹菜素-6-C-α-L-吡喃阿拉伯糖基-8-C-β-D-吡喃葡糖苷（异夏佛塔苷）（3）， 芹菜素-6-C-β-D-吡喃葡糖基-8-C-α-L-吡喃阿拉伯糖苷（夏佛塔苷）（4），芹菜素-6-C-β-D-吡喃葡糖基8-C-β-L-吡喃阿拉伯糖苷（新夏佛塔苷）（5），芹菜素-6, 8-二-C-β-D-吡喃葡糖苷（vicenin-2）（6），芹菜素-6-C-α-L-吡喃阿拉伯糖基-8-C-β-D-吡喃木糖苷（7），芹菜素-6-C-β-D-吡喃木糖基-8-C-α-L-吡喃阿拉伯糖苷（8），木犀草素-6-C-β-D-吡喃葡糖苷（异荭草苷）（9）和木犀草素-6-C-α-L-吡喃阿拉伯糖基-8-C-β-D-吡喃葡糖苷（异刺苞菊苷）（10）。

此外，曹捷等[3]从紫花地丁正丁醇部位分离得到芹菜素-6-C-β-D-吡喃葡糖基-8-C-β-D-吡喃木糖苷（11）。Oshima等[4]从该植物甲醇和丙酮部位分离得到vicenin-2（6）、异荭草苷（9）、isovitexin（12）和isoscoparin（13）。

1.1.2 黄酮氧苷 1987年，肖永庆等[5]从紫花地丁中分离出山奈酚-3-O-鼠李吡喃糖苷（14）。随后，山奈黄素-3-二葡糖苷（15）、山奈黄素-7-鼠李糖-3-二葡糖苷（16）[6]、5-羟基-4’-甲氧基黄酮-7-O-芸香糖苷（17）[7-8]、山奈酚-3-O-β-D-葡糖基(1→2)-β-D-葡糖基-7-O-α-L-鼠李糖苷（18）[9]、槲皮素-3-O-β-D-葡糖苷（19）、山奈酚-3-O-β-D-葡糖苷（20）[10]、金合欢素-7-O-β-D-葡糖苷（21）、金合欢素-7-O-β-D-芹菜糖-(1→2)-β-D-葡糖苷（22）[11]、山奈酚-3-O-β-D-槐糖-7-O-α-L-鼠李糖苷（23）、山奈酚-3, 7-二-O-α-L-鼠李糖苷（24）、山奈酚-3-O-β-D-葡萄糖-7-O-α-L-鼠李糖苷（25）[3]和芦丁（26）[4]相继被分离出来。

另外，柳航等[12]从紫花地丁乙酸乙酯部位分离得到槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖-(1→4)-O-α-L-鼠李糖苷（27），山奈酚-3-O-β-D-葡萄糖-(1→2)-O-α-L-鼠李糖苷（28）和山奈酚-3-O-芸香糖苷（29）。

1.1.3 黄酮苷元 芹菜素（30）[10]、金圣草素（31）[11]、柚皮素（32）[12]、木犀草素（33）和槲皮素（34）[13]是紫花地丁中主要的黄酮苷元。此外，还从该植物中分离出其他化合物，它们被鉴定为5, 7-二羟基-3, 6-二甲氧基黄酮（35）[13]，7-羟基-5-甲基黄酮（36），4’-羟基-7, 3’-二甲氧基-二氢黄酮（37）和7-羟基-4’-甲氧基-二氢黄酮（38）[6]。

1.2 香豆素类

大多数香豆素类化合物具有良好的生物活性，在紫花地丁中占重要地位，是主要的抑菌成分。目前已分离得到18个香豆素类化合物。Qin等[14]之前从早开堇菜中分离得到了早开堇菜苷（39）、七叶内酯（40）和菊苣甙（41），后来这3种化合物也相继从紫花地丁中被分离出来，并被报道具有显著的抗菌作用[15]。之后，研究者又从紫花地丁中分离出12种其他香豆素，通过光谱学方法确定结构为东莨菪亭（42），秦皮甲素（43），千金子素（44）[10]，异东莨菪亭（45）[16-17]，5-甲氧基-7-羟甲基香豆素（46），6, 7-二甲氧基香豆素（47）[18]，7-羟基-8-甲氧基香豆素（48）[13]，7, 8-二甲氧基香豆素（49），8-异戊烯-7-O-异戊烯基香豆素（50）[6]，6-羟基-香豆素-7-O-α-L-鼠李糖基-(1→6)-O-β-D-葡糖苷（51）[12]，伞形花内酯（52）[19]和6, 7-di-O-β-D-glucopyranosyl esculetin（53）[8,20]。孙艺芳等[18]研究发现七叶内酯（40）、东莨菪亭（42）、5-甲氧基-7-羟甲基香豆素（46）和6, 7-二甲氧基香豆素（47）能抑制或灭杀金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、链球菌和沙门菌，具有广谱抑菌活性。此外，紫花地丁还分离出双香豆素，包括5, 5’-双（6, 7-二羟基香豆素）（54）、6, 6’, 7, 7’-四羟基-5, 8’-双香豆素（55）[16]和dimeresculetin（56）[21]。

1.3 甾体类

到目前为止，已报道紫花地丁分离出4个甾体类化合物，这些化合物被鉴定为β-谷甾醇（57）[22,17]、胡萝卜苷（58）[21]、7-oxopetrosterol（59）和3β-羟基-豆甾-5-烯-7-酮（60）[19]。

1.4 环肽类

Wang等[23]从紫花地丁中分离出kalaa B1（61），varv A（62），varv E（63），cycloviolacins Y1～Y5（64～68），这些化合物具有一定的抗HIV活性，其中cycloviolacins Y5活性最好。随后，He等[24]研究该植物的环肽，分离并鉴定出了8种新环肽Viphi A～H（69～76）及8种已知环肽Viba 17（77），Viba 15（78），Varv A（62），Kalata B1（61），Mram 8（79），cO2（80），cO12（81）和Viba 11（82）。此外，刘忞之等[25]从紫花地丁95 %乙醇提取物中分离纯化得到cycloviolacin VY1（83）及之前报道过的varv peptide E（63）和cycloviolacin Y5（68）。据报道，环肽类化合物具有多样的生物活性，主要包括抗HIV[23,26]，细胞毒性[24,27-30]，抗微生物[31-32]，子宫收缩[33]和溶血[24,34]活性。

1.5 酰胺类

肖永庆等[5]先前从紫花地丁中首次分离出了二十烷酰对羟基苯乙胺（84）。之后，从紫花地丁95 %乙醇提取物中获得6-羟甲基-3-吡啶醇（85）[16]和腺苷（86）[3-4]。2017年，杜冬生等[35]从该植物95 %乙醇提取物的乙酸乙酯部位分离出15种酰胺生物碱。这些酰胺的结构被鉴定为：neoechinulin A（87）、N-苯甲酰基-L-对羟基苯丙氨酸（88）、金色酰胺醇酯（89）、金色酰胺醇（90）、伞形香青酰胺（91）、栝楼酯碱（92）、吲哚-3-甲酸甲酯（93）、3-吲哚甲酸（94）、N-反式对羟基苯乙基阿魏酰胺（95）、N-p-香豆酰酪胺（96）、7’-（3’, 4’-二羟基苯基）-N-[（4-甲氧基苯基）乙基]丙烯酰胺（97）、大麻酰胺F（98）、N-(4-hydroxyphenethyl) octacosanamide（99）、N-(4-hydroxyphenethyl) hexacosanamide（100） 和N-苯甲酰基-L-苯丙氨酸（101）。据报道，金色酰胺醇酯（89）和金色酰胺醇（90）也存在于紫花地丁75 %乙醇提取物中[11]。研究表明，大多数酰胺生物碱具有显著的抗补体活性。

1.6 有机酸类

19世纪80年代后期，肖永庆等[5]首次从紫花地丁中分离出4种有机酸类化合物，分别为软脂酸（十六烷酸）（102），对羟基苯甲酸（103），反式对羟基桂皮酸（104）和丁二酸（105）。近年，也陆续从该植物中被分离鉴定出硬脂酸（106），软脂酸甲酯（107）[22]，月桂酸（108），癸酸（109），十一烷酸（110），二十六烷酸（111）[36]，咖啡酸（112），3, 4-二羟基苯甲酸（原儿茶酸）（113），奎宁酸（114），3-羟基-4-甲氧基苯甲酸甲酯（115）[13]，三十二烷酸（116）[17]，香草酸（117）[4]，(Z,Z,Z)-9, 12, 15-十八碳三烯酸（亚麻酸）（118）[37]，阿魏酸（119）[38]，绿原酸（120）[39]，顺式对香豆酸（121）[4]等有机酸类化合物。此外，杜冬生等[19]从紫花地丁95 %乙醇提取物中提取分离了5种酚酸化合物，包括对羟基桂皮酸甲酯（122），对羟基苯丙酸（123），对羟基苯甲醛（124），对甲氧基苯甲醛（125）和对甲氧基苯甲酸（126）。

1.7 萜类

1.7.1 单萜 目前，有关紫花地丁中的单萜成分研究报道相对较少。现已从紫花地丁不同提取物中分离得到4种单萜，这些化合物被命名为pubinernoid A（127）[19]、异黑麦草内酯（128）[11]、黑麦草内酯（129）和脱氢地芰普内酯（130）[16]。

1.7.2 倍半萜 倍半萜结构多样化，具有较好的生物活性，被研究者广泛关注。2010年，陈胡兰等[13]从紫花地丁中分离得到4-muurolene-3, 10-diol（131）。杜冬生等[40]从紫花地丁乙醇提取物的石油醚部位分离出两个新的吉马烷型化合物，yedoensin A（132）和yedoensin B（133），以及8个已知倍半萜银袋内酯乙（134）、马兜铃内酯（135）、madolin U（136）、madolin W（137）、aristoyunnolin E（138）、右旋异双环大牻牛儿烯醛（139）、madolin Y（140）和madolin R（141）。研究表明，除马兜铃内酯和madolin R外的其他化合物均通过经典途径（CP）和替代途径（AP）表现出良好的抗补体活性。之后，该课题组从该植物中又获得了(2R, 6R, 9R)-2, 9-二羟基-4-巨豆烯-3-酮（142）、3S, 5R-二羟基-6R, 7-巨豆二烯-9-酮（143）、去氢催吐萝芙醇（144）、布卢姆醇 A（145）和布卢姆醇 B（146）[19]。

1.7.3 三萜 到目前为止，从紫花地丁中共分离出7种五环三萜类化合物，包括竹节参皂苷VI a（147）[36]、熊果酸（148）[17]，齐墩果酸（149）、1α, 2α, 3β-三羟基齐墩-12-烯-28-酸（150）、2α, 3α-二羟基乌苏-12-烯-28-酸（151）、2α, 19α-二羟基乌苏酸（152）和3α-羟基木栓烷-2-酮（153）[19]。

1.8 木脂素类

迄今为止，关于紫花地丁中木脂素类化合物的报道较少。现有5种木脂素被分离鉴定，分别为7R, 8S-dihydrodehydrodiconiferyl alcohol 4-O-β-D-glucopyranoside（154）、（7R, 8S, 8’S）-3, 3’-二甲氧基-4, 4’, 9-三羟基-7, 9’-环氧-8, 8’-木脂素-9-O-芸香糖苷（155）[8]、丁香脂素（156）、落叶松脂醇（157）和瑞香新素（158）[19]。

1.9 其他化合物

紫花地丁中除上述提到的黄酮类、香豆素类、甾体、环肽、酰胺、有机酸、萜类及木脂素类化合物，还富含5-羟甲基糠醛（159）[19]、花青素[41]、磺化多糖类聚合物[42]、内酯和葡萄糖等物质。此外，还含大量的微量元素，如铜（Cu）、铁（Fe）、锌（Zn）、锰（Mn）、镁（Mg）和钙（Ca）[43]。

2 抗病毒作用

2.1 抗肝炎病毒

2.1.1 抗乙型肝炎病毒（HBV） 乙型肝炎病毒属DNA病毒，是嗜肝DNA病毒家族的原型成员[44]。嗜肝DNA病毒极易感染肝细胞，引发炎症。HBV抗原由表面抗原（HBsAg），核心抗原（HBcAg）和e抗原（HBeAg）组成。王玉等[45]研究发现，紫花地丁提取物在体内及体外试验中，均表现出抗HBV活性。在体外实验中，低于毒性剂量的紫花地丁水浸出物对人肝癌（HepG2.2.15）细胞中HBsAg和HBeAg的分泌具有抑制作用。此外，其还能在体内有效地抑制鸭乙型肝炎病毒（DHBV）DNA的复制，6 mg/(kg·d)的水浸出物的抑制率可达86.1 %[46]。研究表明紫花地丁对HBV的抑制作用与药物剂量有明显的量效关系。

2.1.2 抗丙型肝炎病毒（HCV） NS3/4A蛋白酶是HCV成熟过程中的关键酶，可用作抗HCV药物的合适靶标，常用于筛选抗HCV药物[47-48]。研究者以HCV蛋白酶为靶标，研究了紫花地丁的抗HCV活性，并鉴定了该植物的生物活性成分。结果表明，紫花地丁的甲醇提取物对HCV的NS3/4A蛋白酶表现出强烈的抑制活性，不同的级分中，石油醚和乙酸乙酯部位的效果是相当明显的，抑制率分别为86.53 %和67.9 %。对从紫花地丁中分离得到的化合物进行活性测定时，发现5, 5’-双（6, 7-二羟基香豆素）（54）对HCV NS3/4A蛋白酶的抑制率高达94.25 %，因此，该化合物是紫花地丁的抗HCV活性的主要活性成分[49]。Wang等[8]进一步研究发现，紫花地丁中的6, 6’, 7, 7’-四羟基-5, 8’-双香豆素（55）也可有效抑制HCV NS3/4A蛋白酶，IC50为3.63 μg/ml。

α-葡萄糖苷酶是病毒表面糖蛋白生物合成过程中的关键酶，在宿主细胞的HCV感染中起重要作用[50-51]。从紫花地丁中分离出的5-羟基-4’-甲氧基黄酮-7-O-芸香糖苷（17）和（7R, 8S, 8’S）-3, 3’-二甲氧基-4, 4’, 9-三羟基-7, 9’-环氧-8, 8’-木脂素-9-O-芸香糖苷（155），在100 μg/ml的浓度下，对α-葡萄糖苷酶的抑制率超过50 %，IC50分别为24.63，1.89 μg/ml[8]。

2.2 抗艾滋病毒

20世纪后期，研究者证实紫花地丁提取物在亚毒性浓度下对HIV有完全的抑制作用，但提取物不能使细胞外的HIV失活，不能诱导干扰素，也不会抑制人成纤维细胞培养基中单纯疱疹，脊髓灰质炎及水疱性口炎病毒的生长[52]。之后， Ngan等[42]进一步研究发现，从紫花地丁中分离得到的磺化多聚糖是抗HIV的活性物质。此外，紫花地丁的甲醇和二甲基亚砜提取物都表现出良好的抗HIV活性，但二甲基亚砜提取物在体外的抗HIV作用更强。

环肽有独特的结构特性，具有连续肽键形成的环状骨架，体积小，生物活性范围广，稳定性好。研究发现，紫花地丁中的5种环肽kalata B1（61），varv E（63），cycloviolacin Y1（64），cycloviolacin Y4（67）和cycloviolacin Y5（68）都具有抗HIV活性[23]。其中活性最高是cycloviolacin Y5（68），它是紫花地丁中最有效和疏水性最强的环肽之一。环肽的疏水性与抗HIV活性之间存在正相关，且这种趋势也存在于它们破坏膜的能力中。有证据表明，环肽可能是紫花地丁提取物抗HIV活性的重要组分，但环肽的确切抗HIV机制尚不清楚。

猴免疫缺陷病毒（SIV）与HIV一样属慢病毒亚科，也是一种逆转录病毒。SIV因为自身蛋白质的抗原性和主要生物学特性（如细胞病变效应和CD4携带细胞的倾向性）与HIV有一定的相关性[53]。张奉学等[54]用SIV-CEMx-172系统为模型进行了测定和评价，在亚细胞毒性浓度下，以紫花地丁、夏枯草、黄芩等为主要组分的复方制剂艾可清在体外对SIV有显著的抑制作用。

2.3 抗流感病毒

流行性感冒病毒（influenza virus）简称流感病毒，是正黏液病毒科的一种RNA病毒，分为人体流感病毒和动物流感病毒。人体流感病毒包括甲、乙、丙3种类型，其中甲型流感病毒危害最大，大约每年都会在世界范围内引起季节性流感[55]。目前常用于临床的抗甲型流感病毒药物主要是神经氨酸酶抑制剂和M2 离子通道阻断剂[56]。紫花地丁是常用的清热解毒药，研究表明该植物具有抗甲型流感病毒的作用。刘忞之等[25]从紫花地丁中分离得到3个环肽，其中cycloviolacin VY1（83）在体外能显著抑制甲型H1N1流感病毒，IC50为 (2.27±0.20) μg/ml，其作用强度高于奥司他韦，且具有浓度依赖性。cycloviolacin VY1（83）也是第一个被报道具有抗甲型H1N1流感病毒活性的环肽。

呼吸道合胞病毒（RSV）是引起婴儿、幼儿甚至成人患肺炎和细支气管炎的主要原因[57]。Ma等[58]对44种药用植物进行抗HSV活性测试，其中紫花地丁全草提取物在体外对RSV有较好的抑制作用。

2.4 抗传染性支气管炎病毒

传染性支气管炎病毒（IBV）是传染性支气管炎（IB）相当重要的致病因子[59]，可引起家禽高度传染性和急性呼吸道疾病[60]。研究表明，从紫花地丁中分离的黄酮类提取物对IBV有较高的抑制活性，对鸡胚肾（CEK）细胞细胞毒性较低，IC50为16.52 mg/L。紫花地丁黄酮类提取物在浓度较高时能抑制IBV吸附及穿入细胞，但其直接灭活IBV的效果更加突出。这说明紫花地丁黄酮类提取物具有抗IBV活性，一方面是由于其抑制IBV吸附和渗入细胞，另一方面是这些黄酮提取物的某些化学成分会使病毒包膜退化，导致其失去对细胞的感染性，从而直接灭活病毒[61]。

2.5 抗其他病毒作用

紫花地丁不仅具有以上提到的一些抗病毒作用，还对其他病毒具有抑制作用。木犀草素是一种天然黄酮类化合物，是从紫花地丁中分离得到的主要成分之一，具有多种药理活性。据报道，木犀草素对Epstein-Barr病毒[62]、日本脑炎病毒[63]、HIV-1[64]、乙型肝炎病毒[65]、丙型肝炎病毒[66]、肠道病毒71、柯萨奇病毒A16[67]、基孔肯雅病毒[68]等都具有抑制作用。近年，进一步研究发现紫花地丁中的木犀草素具有抗登革病毒（DENV）作用。木犀草素可通过抑制宿主前蛋白转化酶弗林蛋白来抑制DENV的复制，从而破坏感染细胞中DENV病毒并抑制病毒成熟[69]。

杨佳冰等[70]研究发现紫花地丁中的总生物碱能有效地抗鸡新城疫病毒。此外，紫花地丁提取物对人类神经母细胞瘤SK-N-SH细胞系中单纯疱疹病毒-1[71]和肠道病毒71[72]的复制有抑制作用[73]。紫花地丁还具有抗埃博拉病毒（EBOV）作用，研究结果显示紫花地丁的提取物能有效抑制EBOV糖蛋白进入细胞[74]。

3 结语

病毒感染性疾病严重影响着人们的身体健康，抗病毒药物的研发成为社会关注的热点。目前，抗病毒药物面临着病毒易突变、抗药性强、副作用显著等挑战。中草药以其抗病毒功效强，毒副作用小等优势受到研究者的重视，对中草药活性成分的研究值得进一步深入。

紫花地丁分布广泛，资源丰富，含黄酮、香豆素、酰胺、环肽、萜类等多种化学成分。据文献报道一些紫花地丁的粗提物和化学成分表现出良好的抗病毒作用，在抗HBV、HCV、HIV、甲型H1N1病毒等方面具有显著效果，对部分病毒活性甚至强于抗病毒药物，但具体作用机制仍需深入研究。