随着流感疫苗开打,提醒我们流感季节又将来临。其实流感病毒,尤其是会引起严重并发症的A型流感病毒,肆虐人间的脚步从没停过,已有一些地区传出严重疫情。於此同时,一篇由日本九州大学农学研究院副教授清水邦义发表在《Scientific Reports》的论文,证明灵芝三萜类有抗H1N1、H5N1等A型流感病毒的作用,不仅为防疫打了一剂强心针,也让我们在难免心慌时,可以多一份心安。
文/吴亭瑶
就在昨天(2015年9月21日)台湾疾管署宣布,今年度公费流感疫苗接种将从10月1日起实施,「接种对象除包括65岁以上老人、安养护机构对象、罕见疾病/重大伤病患者、6个月以上的学龄前幼儿、今年度注册的国小学童、医事防疫人员、禽畜及动物防疫人员外,也参考世界卫生组织建议,将孕妇纳入接种对象,并放宽高风险慢性病患年龄限制至50岁以上。」
稍早几天澳门卫生局也宣布,自9月21日起「为流感高危人士免费接种新一季流感疫苗」。两则消息都提醒了我们流感季节再度来到,所以大家赶快去打预防针吧!希望世界卫生组织今年规划的2015/2016年疫苗阵容 ── A型H1N1加利福尼亚株(California)+A型H3N2瑞士株(Switzerland)+B型普吉株(Phuket)── 能为你我提供有力的保护。
从疫苗里包含三种流感病毒株即可知道,流感病毒不只一种,而是很多种;即使是同一种(如H1N1)也可能因为基因突变而变得不太一様,或是突然来个全新的变种,以至於根据过去经验每年制订疫苗内容的防疫专家,也可能有「猜错」、「猜不完全」或「猜不到」的时候。因此,不是施打疫苗就能万无一失,每个人都应该透过其他方法(例如最简单的饮食均衡、运动和作息正常)让免疫系统更敏锐、更健全一点,才能为自己提供更多保障。
流感病毒不曾远离
也许身处台湾的你还感觉不出流感病毒的威胁(可能蚊子的威胁还比较大一点),但有一些地方已经深受其害。像是印度西部的H1N1疫情持续发烧,其中又以首都孟买所在的马哈拉施特拉邦(mahārā??ra)最为严重,截至9月8日为止已有7,271人感染、661人死亡,死亡率9%。。
再早一点,从去年入秋至今(9月4日),中国不同省份也陆续传出感染H7N9新型禽流感的病例,所幸这两百多个病例都是零星个案,但逼近四成的死亡率仍令政府当局严阵以待,几次为此发出旅游警戒。
此外,因为接触禽类而感染H5N1的确定病例也不曾断过,今年至9月4日为止的累计病例也有143人,可说是历年来最多,死亡率逼近三成。
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灵芝三萜可以抗流感!
上述对人类有高度威胁的流感都属於A型流感,它们不曾远离,而且随时虎视眈眈、伺机而动,不能不「事先」提高警觉。所幸在这些令人忧伤的消息之外,有一则来自灵芝学界好消息可以提振我们的士气。
今年(2015)八月底,《Nature》出版集团旗下的《Scientific Reports》刊登了一篇日本九州大学农学研究院副教授清水邦义(Kuniyoshi Shimizu)和其团队投稿的论文,题为「Inhibition of neuraminidase by Ganoderma triterpenoids and implications for neuraminidase inhibitor design」,意思是:灵芝三萜类对神经胺酸酶的抑制作用(抗流感),值得作为设计神经胺酸酶抑制剂(抗流感药物)的参考。
(1)抑制神经胺酸酶活性,阻止病毒增生扩散
神经胺酸酶(neuraminidase)是突出在A型流感病毒表面的两种蛋白之一,即所谓「H几N几」的「N」,当病毒入侵细胞并利用细胞里的材料复制出新的病毒颗粒後,需要神经胺酸酶的帮忙,新生病毒颗粒才能脱离细胞去感染其他细胞。因此,当神经胺酸酶失去活性时,新生的病毒就会被锁在细胞里出不去,宿主受到的威胁就会降低,病情也能获得控制。
目前临床上用来治疗A型流感的主力药物(如克流感),就是利用这个原理发挥效果的,所以必须在感染初期马上服用,否则等病毒增生扩散到一定程度,抑制神经胺酸酶的作用就帮不上忙了。当然,善变的病毒也不是省油的灯,它们会透过基因突变来改变细胞表面的蛋白构造,以躲避免疫系统和疫苗的通缉,或对药物产生抗药性,因此开发新的抗流感药物已是当务之急。
灵芝三萜类或许是值得取材的对象。清水邦义等先在体外观察31种从灵芝(Ganoderma Lingzhi,即Ganoderma lucidum)子实体分离而得的三萜化合物,对五种A型流感病毒株神经胺酸酶的抑制作用。
这五种A型流感病毒分别是:2009年大流行,之後就按季节来报到的H1N1;对克流感有抗药性的H1N1突变株,H1N1, N295S;近几年很常见的季节性流感病毒H3N2的突变株,对克流感也有抗药性的H3N2, E119V;1997年首次出现人类感染病例的禽流感病毒株H5N1,以及2013年新兴的禽流感病毒株H7N9。
结果显示,在200 μM浓度时,这些单一三萜类对那五种流感病毒的神经胺酸酶活性,都有不等程度的抑制作用。整体而言,对N1型(尤其是H5N1)的神经胺酸酶抑制效果最好,对H7N9的神经胺酸酶抑制效果最差。而在这些三萜化合物中,又以灵芝酸(ganoderic acid)T-Q和灵芝酸TR的表现最为优异,其对H7N9之外的其他四种类型神经胺酸酶活性的抑制率可达55.4~96.5% ── 即使对抗药性病毒株的神经胺酸酶也有五成以上的活性抑制率。
(2)灵芝三萜与神经胺酸酶的构效关系
为什麽有些三萜表现好,有些却差强人意?和化学结构有关。研究发现,结构主干是否为「带有两个双键的四环三萜,侧链为羟基,R5位置是含氧基团」(如下图Backbone A),是其能否有效抑制N1型神经胺酸酶的关键。
凡对H1N1或H5N1神经胺酸酶有较好抑制效果的三萜类,都有Backbone A的主结构。
(资料来源/Sci Rep. 2015 Aug 26;5:13194. )
研究者利用电脑(in silico docking)模拟灵芝酸T-Q、灵芝酸TR与H1N1、H5N1神经胺酸酶结合的部位及亲和力,并与临床用药克流感(Oseltamivir,其商品名为Tamiflu)作比较。结果发现,两种灵芝酸和克流感一様,都能直接与神经胺酸酶的活性中心结合,让神经胺酸酶无法发挥原本的作用。
该论文对於灵芝酸T-Q和TR的结构如何与N1型神经胺酸酶上的胺基酸残基交互作用,有详细的描述,同时还指出Arg292、Glu119两个胺基酸残基,既是H1N1和H5N1神经胺酸酶的活性来源,也是灵芝酸T-Q与TR的作用位点。当这两个胺基酸残基与灵芝酸T-Q或灵芝酸TR结合後,神经胺酸酶自然也失去活性。
相较於抑制流感病毒上的其它蛋白(如M2蛋白,它会在病毒与宿主细胞结合的那一瞬间打开病毒的外壳,把病毒的基因送到细胞里),神经胺酸酶抑制剂算是目前公认为效果较好,也较不易产生抗药性的流感治疗药物(虽然多少还是会)。所以研究者认为,与克流感作用机制类似但又不尽相同的灵芝酸T-Q和TR,有机会作为新一代抗流感药物的取材对象或设计参考。
不过要作为抗流感药物是有前提的,必须在不伤害宿主细胞的情况下有效抑制病毒繁殖。然而,不论是感染活体病毒的细胞实验,还是以人类乳腺癌细胞株(MCF-7)做实验,都会发现这两种灵芝酸有细胞毒性过高的疑虑。
因此研究者认为,如何透过化学结构的修饰,提高灵芝酸T-Q和TR的安全性,但仍保留它们抑制神经胺酸酶的活性,是必须审慎思考的。或许可以参考另一种灵芝三萜ganoderol B进行化学修饰,因为它对H5N1的抑制作用虽然差强人意,却没有细胞毒性。
灵芝三萜抗病毒潜力无限
每种三萜都有一点,才能团结力量大
其实上述由日本学者清水邦义主持的研究,并非学界首次证明灵芝家族里的三萜成分可以抗流感病毒。早在2003年一份来自德国的研究报告即指出,从G. pfeifferi分离而得的三种羊毛甾烷型三萜化合物,ganodermadiol、lucidadiol和applanoxidic acid G,有抑制A型流感病毒的作用,其在体外抑制狗肾细胞(MDCK cell)感染A型流感病毒株(A/WSN/33, H1N1)的半数有效剂量各为220 μM、220 μM和190 μM。
另外,也有来自日本(1998)和马来西亚(2011)的研究报告指出,和流感病毒同属RNA病毒(由RNA携带遗传密码)的爱滋病病毒HIV-1,有好几种灵芝三萜化合物(如ganoderiol F、ganoderic acid B……)能直接抑制其增生,或藉由抑制HIV蛋白酶降低爱滋病毒的感染力。
虽然研究「小而可怕」的病毒比细菌、真菌困难很多,但还是期盼有更多科学家再接再励,为我们带来更多有关灵芝抗病毒、抗流感的好消息。而不管最後那些研究中的化合物未来是否有机会发展为「药」,灵芝三萜类有抗流感作用已是无庸置疑,尤其研究证明各种三萜类的作用多少都有一点,更提醒我们作为养生保健用的灵芝不能没有三萜类,而且最好各种三萜类都包含在内。
本篇研究论文的主持人,日本九州大学农学研究院副教授清水邦义,
其於今年八月中旬赴中国浙江龙泉参加〈第一届中国灵芝大会〉
报告「灵芝三萜化合物的多种药用功能」时预告,
该团队已证实灵芝三萜类化合物有抗流感病毒的作用。(摄影/吴亭瑶)
流感病毒小常识
1. A型流感病毒表面有两种蛋白质,一种是血球凝集素(Hemagglutinin),简称H,负责把病毒颗粒带进细胞里;另一种是神经胺酸酶(Neuraminidase),简称N,能帮助复制好的病毒颗粒脱离细胞,让它可以去感染其他细胞。
依照胺基酸组成序列的不同,「H」可以分为16型,「N」则有9型,根据它们的组合即可为不同种A型流感病毒命名,如H1N1、H5N1等。
2. B型流感病毒的表面突起的蛋白也是有N和H,但各别只有一种(和A型流感病毒上的N和H也不太一様),所以不再分型。比起A型流感病毒,B型流感病毒比较不易变异,即使有,变异度也比较小,较少造成大规模流行,所造成的感染症状也比较少出现肺炎等重症。
3. 一般感冒(common cold)可由病毒、细菌或真菌引起,主要症状为发烧、咳嗽、喉咙痛、鼻塞等,症状轻微,通常多休息、多喝水就会改善。
4. 季节性流行性感冒(influenza)则是由「过去已流行一段时间的A型或B型感病毒」所引起,有季节性,除了一般感冒症状外,还会伴随发寒、发热、肌肉关节痛等症状,病程大约一星期。由於多数人都有抗体,通常只对免疫力较弱的人比较有威胁性,可能引起肺炎等。
5. 新型流感(new influenza)是指过去未曾出现过的新型流感病毒(只有A型流感病毒会出现这种变异,如H1N1),每数十年会出现一次,由於多数人都没有抗体,短时间内就会造成大规模传染,除了一般的流感症状外,患者还可能出现严重并发症。
电子显微镜下的A型流感病毒H1N1。
(资料来源/维基百科,美国疾病管制与预防中心CDC提供)
参考文献
1. Zhu Q, et al. Inhibition of neuraminidase by Ganoderma triterpenoids and implications for neuraminidase inhibitor design. Sci Rep. 2015 Aug 26;5:13194. doi: 10.1038/srep13194.
2. Mothana RA, et al. Antiviral lanostanoid triterpenes from the fungus Ganoderma pfeifferi. Fitoterapia. 2003 Feb;74(1-2):177-80.
3. el-Mekkawy S, et al. Anti-HIV-1 and anti-HIV-1-protease substances from Ganoderma lucidum. Phytochemistry. 1998 Nov;49(6):1651-7.
4. Akbar R, et al. Interaction of ganoderic acid on HIV related target: molecular docking studies. Bioinformation. 2011;7(8):413-7. Epub 2011 Dec 21.
5. 公费流感疫苗 10月起接种。台湾新生报,2015年9月22日。
6. 卫生局於21日起为流感高危人士免费接种新一季流感疫苗。澳门特别行政区卫生局,2015年9月19日。
7. 猪流感疫情严重,印度西部逾1500人死。on.cc 东网专讯〈台湾版〉,2015年9月10日。
8. 禽流感疫情防治周报第478期(2015/8/29-2015/9/04),台北市政府卫生局疾病管制处。
9. 大陆H7N9疫情不断,单周新增36例。优活健康网,2015年2月10日。
10. A型流感病毒亚型H1N1。维基百科。
11. A型流感病毒亚型H5N1。维基百科。
12. A型流感病毒亚型H7N9。维基百科。
13. 香港流感。维基百科。
14. 为解决问题而开的「第一届中国灵芝大会」在龙泉圆满落幕!中国灵芝产业能否华丽转身,端视灵芝企业实践多少科研成果(下)。灵芝新闻网,2015年9月1日。
15. 认识流感与新流感。长庚大学EMBA通讯第2期,2010年1月16日。