龚紫凤,梁小妹,吕其壮,2*,覃 婷,农可懿,陈旭健*
(1.玉林师范学院生物与制药学院,广西玉林 537000;2.广西农产资源化学与生物技术重点实验室,广西玉林 537000)
金花茶(CamellianitidissimaChi,CNC)首次于1933年被我国植物学家左景烈教授在广西境内发现,1960年由中国植物界胡先骕教授命名为“金花茶”,并于1984年将其列入国家一级保护植物名录[1]。金花茶被我国划归为珍稀濒危的植物,因其花瓣为蜡质的黄金色,被誉为“茶族皇后”,同时在植物界中还享有“大熊猫”的美誉,主要分布于广西南部和越南北部,且95%金花茶资源分布于广西南部地区,其中防城港是我国金花茶的主产区,该市拥有世界上唯一的一个国家级金花茶自然保护区,此外南宁市金花茶公园则拥有世界上最大的金花茶基因库[2]。研究表明,金花茶含有多种对机体具有极其重要保健作用的天然活性物质及微量元素,不仅具有较高的观赏价值,还有相当高的药用价值,常作为饮茶材料和保健药材[3-4]。随着人们对自身健康的不断追求,开发具有保健作用及药用价值的产品已成为趋势,因此近年来有关金花茶活性成分及抗病机制等方面的研究资料也在不断涌现。鉴于此,笔者针对金花茶抗病毒作用的研究进展进行归纳总结,以期为更好地开发含金花茶成分的抗病毒药品提供理论参考。
大量研究表明,金花茶含有丰富的生物活性成分,包括总黄酮、茶色素、茶多酚及维生素等天然营养成分以及对人体有重要保健作用的天然有机硒、锌、钼、钡、锗等多种微量元素,且具有很高的经济和保健价值[5]。刘云等[6]的研究证明金花茶具有抗肿瘤、抗病毒、抗动脉硬化、防止癌细胞转移等生物学功能。
黄酮类化合物是自然界中大多数中草药的重要有效成分,其具有抗病毒、抗真菌、降低胆固醇等多种功效。已有研究发现,金花茶中富含黄酮类成分,花朵中的黄酮类成分显著高于叶片,其黄酮类活性成分包括表没食子儿茶素(epigallocatechin,EGC)、儿茶素没食子酸酯(catechin gallate,CG)及槲皮素(quercetin)等,其中总黄酮(主要成分为槲皮素和山柰酚)相对含量较高[7]。李先民等[8]的研究表明不同种类金花茶中的黄酮含量差异比较大,同一种类而不同叶龄的金花茶叶所含的总黄酮含量变化比较大。
金花茶通过酚类化合物清除乙醛来抑制糖基化终末产物(advanced glycation end-product,AGE)的形成,进而起到延缓衰老的作用[9]。茶多酚为金花茶叶中多酚类物质的主要成分,具有抗肿瘤、抗病毒及清除自由基的能力。金花茶叶中的多酚物质主要包括儿茶素(catechin,C)、没食子酸(gallic acid)、表儿茶素(epicatechin,EC),儿茶素是茶多酚的主要有效成分,而表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)与表儿茶素没食子酸酯(epicatechin gallate,ECG)则为儿茶素类中重要的活性物质。大量研究表明植物多酚具有降血糖作用,例如马硕等[10]的研究发现金花茶中的茶多酚通过修复损伤的胰岛,有效降低血糖,从而改善糖尿病的并发状况。
最新研究发现,皂苷类合成的化合物在抗肿瘤、抗炎、抑制细菌等方面有着显著的效果[11]。金花茶皂甙分离纯化试验表明,金花茶植物内含人参皂甙类化合物且皂甙是由皂甙元与单糖或寡糖结合后而形成的化合物,这可能对进一步深入研究金花茶的药用价值提供重要的指导意义。
金花茶除含有以上成分外,还含有多种维生素,如维生素C(Vitamin C,Vit C)、维生素E(Vitamin E,Vit E)、维生素B2(Vitamin B2,Vit B2)等,其花朵富含钾、钙、镁、铝等多种矿质元素,同时植株中钼、锰、铜等多种微量元素含量也不少。金花茶茶花中富含有游离的氨基酸,已有研究表明,在其茶花上共检测出18种氨基酸,其中谷氨酸和天冬氨酸的含量比较高,这可能是促使花茶鲜美爽味更为浓郁的原因[12]。
病毒是一类结构简单,只含一种核酸,且不能独立生活的非细胞生物,只能通过宿主细胞完成自身遗传物质的自我复制。病毒感染引发的疾病问题是人类迫切需要解决的事情,因此,目前开发天然高效且低毒性的抗病毒药物十分迫切,而中草药对病毒性疾病的防治效果独特,金花茶是珍稀的中草药,不少试验表明其黄酮、茶多酚及提取物为有效的抗病毒成分。
2.1.1 金花茶与流感病毒 流感病毒(Influenza virus,IFV)是一种单股负链RNA呼吸道病毒,具有易传染性、多样性以及强致病性的特点,严重危害人类的健康,而引起人类高发病率与死亡率的流感病毒主要分为甲型和乙型两种,甲型H1N1流感病毒有着较强的遗传变异性[13]。Wu W J等[14]在槲皮素存在的条件下,用犬肾上皮连续细胞系(Madin-Darby canine kidney cells,MDCK cells)感染流感病毒,感染后48 h观察细胞病变效应(cytopathic effect,CPE),发现槲皮素对感染甲型流感H1N1和H3N2亚型的病毒株均有明显的抑制作用。同时,研究表明槲皮素可能针对的是流感病毒颗粒而不是宿主细胞。黄深惠等[15]通过检测7种茶多酚类物质对MDCK细胞内流感病毒活性的抑制试验,发现ECG和EGCG对H1N1、H5N1和H9N2这3种亚型流感病毒的神经氨酸酶(neuraminidase,NA)活性具有较为显著的抑制作用,表明茶多酚能够有效抑制流感病毒的增殖。因此,推测金花茶中的重要活性成分能有效抵抗传染性的流感病毒。
2.1.2 金花茶与人类免疫缺陷病毒 人类免疫缺陷病毒(Human immunodeficiency virus,HIV)是一种正链RNA病毒,能够攻击人类免疫系统。HIV入侵人体后,能够大量破坏人类白细胞分化抗原4(cluster of differentiation 4,CD4)分子,造成人体免疫功能受损,导致机体免疫缺陷,其表面有类脂囊膜,最表面为囊膜蛋白gp120,gp41为其跨膜蛋白。该病毒感染细胞是通过gp120囊膜蛋白与靶细胞膜上的受体分子(CD4)结合,引起gp41跨膜蛋白空间构象的改变,使病毒囊膜和靶细胞膜相融合,接着病毒的核酸成功地被释放到胞浆内[16]。Kawai K等[17]通过流式细胞仪分析EGCG对gp120与CD4分子结合的影响,表明EGCG可以直接与CD4分子相结合,能够有效抑制HIV-1囊膜蛋白gp120与受体分子的结合,从而抑制HIV对细胞的感染。EGCG对病毒颗粒有破坏作用,当其浓度大于1 μmol/L时,病毒吸附后进入细胞的逆转录过程明显受到抑制,EGCG的抗HIV活性可能是与HIV-1生命周期中的几个步骤相互作用的结果[18]。
2.1.3 金花茶与小鼠乳腺肿瘤病毒 小鼠乳腺肿瘤病毒(Mouse mammary tumor virus,MMTV)是一类RNA病毒,主要通过哺乳传播,感染MMTV后的小鼠易诱发乳腺癌。MMTV感染人体细胞后,将自身的遗传信息整合到被感染细胞的基因组中,从人乳腺癌中可以检测到完整的MMTV样病毒基因序列,其序列与小鼠的MMTV序列相似度较高,可称其为人乳腺肿瘤病毒。侯晓莹等[19]随机地将相同周龄的MMTV驱动多瘤病毒中间T抗原(Polyoma virus middle T antigen,PyMT)转基因小鼠分为药物组、模型组以及FVB/NJ背景鼠对照组,药物组每天灌胃金花茶二氯甲烷乙酸乙酯提取物(methylene chloride ethyl acetate,JHC) 100 mg/kg,其余两组灌胃等剂量的5 mg/mL羧甲基纤维素钠(sodium carboxymethylcellulose,CMC-Na),结果表明JHC对MMTV-PyMT转基因小鼠乳腺癌的发生有一定的抑制作用,对人乳腺癌细胞的体外增殖具有显著的抑制作用。可见,金花茶可能为今后探索更有效的乳腺癌靶向药物提供研究方向,但针对JHC对小鼠是否有副毒性的影响,有待更进一步的探究。
2.2.1 金花茶与乙型肝炎病毒 乙型肝炎病毒(Hepatitis B virus,HBV)属于一种嗜肝细胞的DNA病毒,是引起原发性肝癌发生的重要因素,原发性肝癌在全球范围内发病率较高,每年因患肝癌而死亡的人数占比例较大。随机将健康大鼠分为7组,分别连续喂养含不同的金花茶成分的饲料及向其腹腔注射1剂量的二乙基亚硝胺(diethylnitrosamine,DEN)150 mg/kg,结果表明,金花茶浓缩液与其茶叶、茶花的浸泡液对人肝癌细胞具有明显的抑制效果,能够抵抗DEN的毒性作用,对肝癌细胞的增殖起到一定的抑制效果[20]。Zhang X M等[21]研究发现金花茶含水乙醇提取物能够拮抗四氯化碳(carbon tetrachloride,CCl4)诱导的急性肝损伤(acute liver injury,ALI)。由此可见,金花茶对肝脏有一定的保护作用,可对肝癌的早期预防有一定程度上的作用,并有可能在抑制乙型肝炎病毒所导致的肝癌中起到积极作用。
2.2.2 金花茶与巨细胞病毒 巨细胞病毒(Human cytomegalovirus,HCMV) 是一种双螺旋DNA病毒,为疱疹病毒β亚科最常见的引起宫内感染的病毒。该病毒与婴儿智力低下、神经系统发育落后密切相关,易导致胎儿畸形、先天性感染、流产等现象。一般原发性感染HCMV在人体内具有潜伏性,对于健康个体表现为无症状,但对免疫能力较弱的人群,病毒易被激活,引起HCMV裂解并进一步感染人体各大系统[22]。李丹等[23]用不同浓度的槲皮素溶液作用于被HCMV感染的细胞,通过四甲基偶氮唑盐比色法(3-(4,5)-dimethylthiahiazo (-z-y1)-3,5-di-phenytetrazoliumromide,MTT)检测细胞毒性,发现槲皮素能有效抑制HCMV感染所引起的细胞病变效应,其溶液对被感染HCMV细胞的增殖具有一定的抑制作用,由于金花茶中富含槲皮素成分,因此推测金花茶也能抑制巨细胞病毒感染,但有待进一步证实。
2.2.3 金花茶与人乳头瘤病毒 人乳头瘤病毒(Human papilloma virus,HPV) 是一类双链环状DNA病毒,常引起女性泌尿生殖道受感染。宫颈癌是由该病毒多种基因共同调控下引发的女性生殖器官恶性肿瘤,宫颈癌的发病与人乳头瘤病毒有着密切的联系[24]。赵元华[25]随机分试验组(含不同浓度的金花茶花水提取物)和对照组(只含不加药物的癌细胞和培养基),采用MTT法检测金花茶花水提取物作用于人宫颈癌细胞在不同时间内细胞的增长情况,研究表明金花茶花水提取物对人宫颈癌细胞植株具有抑制作用。用不同浓度的金花茶种子的不同提取物处理人宫颈癌细胞,发现金花茶种子中的乙醇提取物、水溶及正丁醇部分能显著抑制人宫颈癌细胞的增殖。因此,表明金花茶的提取物对宫颈癌的预防有一定的作用。
2.2.4 金花茶与爱泼斯坦-巴尔病毒 鼻咽癌是危害人体头颈部较为严重的恶性肿瘤,相关研究表明鼻咽癌患者与感染爱泼斯坦-巴尔病毒(Epstein-Barr virus,EBV)有很大的关联,鼻咽癌患者血清中EBV潜伏膜蛋白2A(latent membrane protein 2A,LMP2A)抗体表达的水平明显高于正常对照组,LMP2A抗体可作为一种辅助诊断鼻咽癌的指标[26]。EBV是一种DNA病毒,人群普遍容易感染EBV,该病毒初次感染机体后并在个体内持续存在[27],EBV感染与多种淋巴及上皮细胞瘤的发生有着密切的联系。朱华等[28]将人鼻咽癌细胞分为试验组和对照组,试验组加入不同终浓度的金花茶醇提物,对照组不加任何药物,经检测后发现金花茶醇提物对人鼻咽癌细胞的增殖具有抑制性。此外,金花茶茶花提取物中分离出来的一种酰化黄酮糖苷不但能够诱导人淋巴瘤细胞凋亡,还对其淋巴瘤细胞的增殖具有抑制作用[29]。因此,可推测金花茶对鼻咽癌的发生有一定的预防作用,在治疗淋巴瘤引起的相关疾病方面发挥着重要作用。
已有不少学者对金花茶中所含的黄酮类物质与茶多酚成分进行分离提取,研究其药理作用。现有研究表明,黄酮类和茶多酚对多种病毒的生命活性有影响。儿茶素的主要活性成分EGCG对呼吸道合胞病毒(Respiratory syncytial virus,RSV)在体内外的感染与复制均有抑制作用[30];茶多酚能够有效提高超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活力,可作用于主要由人类疱疹病毒引发的老年痴呆症的早期预防[31];给固始鸡雏鸡日粮中添加适量的茶多酚,发现可以延长雏鸡体内新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)抗体存留的时间,促进肉鸡体内各免疫器官的发育及增强其免疫能力[32]。黄酮类化合物在体外以抗病毒生物合成的方式抑制腺病毒在人喉癌细胞内的增殖,也可以抑制单纯疱疹病毒1型(Herpes simplex virus type 1,HSV-1)与柯萨奇病毒B组2型(Coxsackievirus B2,CVB2)的复制及生物合成[33]。
近年来的研究表明,金花茶茶叶中的黄酮类物质与茶多酚中的EGCG在抗病毒作用方面表现较好,且其茶叶、茶花以及种子的提取物在抗肿瘤、抗病毒、抗炎等方面呈现着较为理想的效果。不少研究者发现,金花茶果皮醇乙酸乙酯萃取物以及种子醇提物可以抗IgE介导Ⅰ型过敏反应,对嗜酸性粒细胞有抑制作用,能增强机体免疫能力[34]。中国古代李时珍的《本草纲目》与现代医学《广西药用植物名录》均有记载,金花茶有清热解毒之功效[2]。但由于金花茶对生存环境比较敏感以及相关管理机构监管不周的问题,导致其生长受到重大影响。目前对金花茶药效作用机制研究较少及其具体的抗病毒机制还尚未清楚,仍需进一步的深入研究,进而为开发一系列金花茶类药品或保健品提供有效的参考价值,为研究抗病毒药物与提高人类健康生活水平做出贡献。