聚戊烯醇及其磷酸酯药效药理研究

　　聚戊烯醇及其磷酸酯作为N-糖蛋白生物合成的载体，对细胞具有修补和双向调节作用，近几年成为国内外新药开发的热点。聚戊烯醇及其磷酸酯具有抑制肿瘤、抗病毒、降血糖、护肝和造血等功能，但其作用机制到目前尚未完全研究清楚，国内没有研究报道其药理作用，因此本文对国外现有的研究进行综述，为国内进行聚戊烯醇及其磷酸酯的药物开发和应用提供思路。
    
　　1 聚戊烯醇及其磷酸酯药效毒理研究
    
　　聚戊烯醇磷酸酯（polyprenyl phosphate，pp）是一类存在于动物体内具有生物活性的天然类脂化合物，在体内通过CTP酶作用代谢成人体必需的多萜醇磷酸酯，作为N-糖蛋白生物合物的载体，参与糖蛋白的生物合成，体内多萜醇磷酸酯不足将引起脂质代谢、糖类代谢和蛋白质代谢的紊乱，并导致细胞病变 ［1］ 。多萜醇磷酸酯能促进机体造血功能，治疗再生障碍性贫血、糖尿病、高尿酸、高血脂和肝功能疾病，尤其能抑制B16-F10黑色素肿瘤转移和辅助化疗P388白血病肿瘤 ［2，3］ 。因此，可以通过摄入外源性的多萜醇（Dolichols）和植物聚戊烯醇（Plant polyprenols）来弥补，其生物代谢如图1。
 
　　图1 多萜醇磷酸酯的生物代谢途径（略）
   
　　利用植物聚戊烯醇合成聚戊烯醇磷酸酯国外已有报道 ［4］ ，但对于外源性聚戊烯醇磷酸酯的药效研究不多。俄罗斯医科院对聚戊烯醇磷酸酯体内外抗病毒作用进行了深入研究 ［5，6］ ，实验表明聚戊烯醇磷酸酯是一种广谱抗病毒制剂，对犬肠炎、犬传染性肝炎、鼠痘、鼠肝炎、猫传染性胃肠炎、猫传染性肠炎和腹膜炎、牛混合病毒感染、牛白血病、狂犬病、瘟热病毒等有抑制和治疗作用，其有效率达60%～90%，而未用聚戊烯醇磷酸酯处理的小鼠100%死亡。在此基础上，该所开发的兽用抗病毒制剂“Phosprenyl”已经俄罗斯联邦政府批准作为抗病毒兽药于1996年上市。俄罗斯还利用针叶聚戊烯醇及其磷酸酯开发喷雾剂，预防和治疗流感，其有效率大于70%。
   
　　中国林科院林化所对聚戊烯醇及其磷酸酯的药效进行了初步研究 ［7～9］ ，聚戊烯醇的LD 50 为21.5g/kg，属实际无毒级。聚戊烯醇具有对化学性肝损伤（酒精性肝损伤）有保护作用，对小鼠移植性肝瘤Heps、艾氏腹水肝Ec的抑瘤率为50%～60%，能提高5-Fu、PDD、CTX、ADM等化疗药对Heps的疗效，提高放射线 60 Co对Heps的疗效高于64.5%。聚戊烯醇对肝癌Heps、Ec和肉瘤S 180 等体内移植性瘤谱的抑瘤率为50%左右，对抗乙肝病毒、丙肝病毒和流感病毒的体外活性实验表明，聚戊烯醇对乙肝病毒DNA有一定的抑制作用（40%左右），对受流感病毒H3N2攻击的细胞有明显的保护作用，但对乙肝s抗原、e抗原和HepG2215、Replicon细胞增殖无明显的抑制作用，这可能与体外实验模型及作用机制有关。在此基础上，对比了聚戊烯醇磷酸酯与聚戊烯醇对肝癌Heps、Ec和肉瘤S 180 等体内移植性瘤谱的活性，结果表明，聚戊烯醇磷酸酯不仅具有较好的抑制肿瘤作用，其抑瘤率在40%～65%，而且给药量低于聚戊烯醇。
   
　　近两年来，澳大利亚Solagran Ltd.在针叶聚戊烯醇护肝新药开发方面取得较大的进展。该公司开发的聚戊烯醇制剂“Bioeffective R”，对四氯化碳引起部分肝纤维的小鼠，以易善力为对照，聚戊烯醇较易善力更能明显增强肝细胞再生，使伤口愈合和肝功能恢复速度更快。2004年在俄罗斯圣彼得堡医学院、圣乔治医院、爱滋病传染病预防和治疗中心、圣彼得堡伯金传染病医院进行用于治疗肝炎和其它严重肝病的二期临床试验。对不同年龄、不同程度肝损伤疾病120例病人，进行3个月的临床试验，以易善力为对照，聚戊烯醇对肝胆汁病人具有很好的疗效，能减少胆固醇和降低高密度血脂，调节机体的免疫功能，恢复肝的蛋白合成功能，降低肝病人肝损伤面积。目前，在临床上用于治疗早期和中期Alzheimer和其它脑疾病。
   
　　拉脱维亚医科院对聚戊烯醇的药效进行了研究 ［10，11］ ，并研制了聚戊烯醇制剂ROPREN，采用腹腔导入法，对雌鼠LD50为15.7g/kg，雄鼠为16.4g/kg;采用灌胃法未测到半致死量;对小鼠和狗（16～20kg）的3个月慢性毒理实验表明，实验组和对照组的综合评价指标没有差异。聚戊烯醇保护肝脏功能研究表明，聚戊烯醇对于四氯化碳慢性肝损伤模型，以易善力保肝制剂为阳性对照，服用聚戊烯醇比易善力改善相应的生化指标更加明显，如降低碱式磷酸酶（315%）、谷丙转氨酶（28.9%）、共轭二烯（40%），增加蛋白含量（100%）。而易善力可稍微改善肝脏生化指标如碱式磷酸酶（7.4%）、谷丙转氨酶（25%）、共轭二烯（3.6%）。聚戊烯醇药物代谢动力学研究表明，导入大鼠的聚戊烯醇为胃肠道吸收，并在内部器官分配，主要随粪便和尿排出;胃肠对短链和长链多萜醇和聚戊烯醇的吸收无明显差异，肝对聚戊烯醇油状悬浮液的吸收较对聚戊烯醇脂质体形式的吸收低5倍。部分被肝吸收的聚戊烯醇为酶所代谢，60%转化为饱和的多萜醇，73%被酯化为磷酸酯，其中19%为聚戊烯醇磷酸酯，大部为多萜醇磷酸酯。
   
　　尽管对于聚戊烯醇及其磷酸酯护肝、抗病毒和抑制肿瘤的机制尚在研究之中，但国外大量研究表明，聚戊烯醇及其磷酸酯在细胞膜糖蛋白合成中具有重要的作用，如流动性、渗透性都有影响，从而对损伤细胞的修复具有一定的作用。
    
　　2 聚戊烯醇磷酸酯对继发性免疫缺陷的作用及其机制
    
　　所谓继发性免疫缺陷是指动物的免疫系统对自然界各种病原体引起继发性免疫缺陷的重要原因是应激（stress）。应激可引起人体和动物体免疫功能低下:（1）T和B淋巴细胞、抗原体细胞和免疫球蛋白数量减少。（2）减少巨噬细胞的数量及其吞噬作用。（3）降低巨噬细胞和天然杀伤细胞的细胞毒作用。（4）抑制细胞产生干扰素的能力。在紧张引起的继发性免疫缺陷情况下，动物体易发生病毒感染，并抑制对疫苗的特异性免疫应答。俄罗斯的研究表明 ［5～6，12～13］ ，当小鼠受到外界病毒感染，引起体内B细胞抗体生成功能下降时，给小鼠一次性服用5μg聚戊烯醇磷酸酯，在短期内可使免疫功能完全恢复。在小鼠辐射实验中，经900辐射单位辐射的小鼠，服用0.4mg聚戊烯醇磷酸酯的小鼠，其骨髓树状突状细胞的增殖功能大大提高。而未服聚戊烯醇磷酸酯的小鼠，其骨髓树突状细胞的增殖完全被抑制。因此聚戊烯醇磷酸酯能明显改善因病毒感染、应激、辐射等引起的继发性免疫缺陷。
   
　　聚戊烯醇磷酸能参与糖蛋白N链的生物合成，而所有免疫球蛋白，如IgA、IgG、IgM，干扰素g和b，表面抗原和所有细胞表面受体均属这类化合物。在继发性免疫缺陷时，细胞内缺少内源性聚戊烯醇磷酸酯，因此，给机体补充外源性聚戊烯醇磷酸酯，可使免疫细胞功能正常化。它与特异性的血清和免疫球蛋白只是在病毒感染初期有效，当病毒进入组织，血清的有效性就大大降低。当疾病后期使用，则可能引起系列免疫病理反应而使病情复杂。
    
　　3 聚戊烯醇磷酸酯抗病毒作用及其机制 ［5-6，12-13］
    
　　聚戊烯醇磷酸酯在动物体内能刺激产生某些细胞因子，它们在病毒感染时提高体液免疫和细胞免疫具有关键作用。如在未感染病毒的C57B1/6小鼠内，口服或注射导入聚戊烯醇磷酸酯1～4μg，可诱导产生肿瘤坏死因子达30～50U。而在感染蜱传脑炎病毒的小鼠内，导入聚戊烯醇磷酸酯，治愈率达60%，而对照组小鼠在感染病毒7～9天后100%死亡。
   
　　聚戊烯醇磷酸酯对病毒作用有二个方面:一是作为免疫调节剂，二是直接抑制病毒繁殖。研究表明，聚戊烯醇磷酸酯对狗的食肉鼠疫病具有很好的治疗作用，在不同感染期和不同的疾病形式都有很好的治疗作用，而对细小病毒引起的狗肠炎和猫传染性胃肠炎则较差。体外实验表明，聚戊烯醇磷酸酯可抑制食肉鼠疫病毒繁殖，但不能抑制细小病毒和腺状病毒繁殖。采用免疫酶法测定细胞因子IL5、IL6、IL10、IL2、肿瘤坏死因子和干扰素含量。研究表明用聚戊烯醇磷酸酯而未感染的小鼠，IL5、IL6和干扰素g，经过24、48和72h后相应增加，但未见IL10、IL2、肿瘤坏死因子增加。在感染病毒并用聚戊烯醇磷酸酯的小鼠血清中，IL6 在第1天就增加，而在第3天，肿瘤坏死因子α和干扰素g都有增加，但在上述期限内未见IL2增加。这表明，当机体被病毒感染时，聚戊烯醇磷酸酯能刺激单核细胞和巨噬细胞产生细胞因子，促进B细胞分化（IL5）和增生（IL6），并分泌对病毒的抗体（IL6）。
    
　　4 聚戊烯醇磷酸酯直接抗病毒作用 ［5～6，12～13］
    
　　聚戊烯醇磷酸酯能阻止病毒附着于细胞，阻止病毒从细胞中逸出。体外实验（表1）表明，聚戊烯醇磷酸酯可抑制一系列含脱氧核糖核酸和核糖核酸病毒增殖。只有当聚戊烯醇磷酸酯和病毒同时加入细胞培养基时，它才有抗病毒作用。用测定感染死亡率（感染动物死亡的百分数）的标准方法进行实验动物体内（in vitro）病毒感染实验（表2），验证聚戊烯醇磷酸酯的保护活性。实验发现它对食肉鼠疫病毒（狗）、西部马脑脊髓炎（鼠）、鼠痘（鼠）、鼠肝炎（鼠）和鼠流感等疾病有明显的保护作用。
    
　　表1 聚戊烯醇磷酸酯的抗病毒活性（略）
    
　　注:* 对照组（无聚戊烯醇磷酸酯）和实验组病毒效价之差异

　　表2 聚戊烯醇磷酸酯体内（in vivo）抗病毒作用（略）
    
　　对于聚戊烯醇磷酸酯抗病毒的机制，通过直接血凝试验表明，聚戊烯醇磷酸酯可阻断病毒的凝血活性。因此聚戊烯醇磷酸酯可在细胞外和病毒体结合，并形成牢固的结合体“聚戊烯醇磷酸酯-病毒”。另一种假设可能是由于聚戊烯醇磷酸酯在细胞内直接抗病毒作用，这一机制通过测定感染牛传染性鼻气管炎的牛细胞内和细胞外病毒滴度，结果表明对照组的病毒滴度显著大于实验组。
   
　　目前尚不完全清楚聚戊烯醇磷酸酯的药理作用机制，但可以肯定的是聚戊烯醇磷酸酯作为细胞膜保护剂，免疫调节、修补细胞可破坏病毒体在病毒蛋白糖苷水平的组装（直接抗病毒作用）。因此，随着不同的病毒感染，聚戊烯醇磷酸酯在机体内可作为免疫调节剂起保护作用，而当由带有外膜的病毒感染时则有两方面作用:作为免疫调节剂或直接抗病毒作用。至于哪一方面作用是主要的，还待进一步研究。
     
　　参考文献
    
　　1 Krystyna W，Tadeusz J.The effect of phosphate ester derivates of polyprenol on model membrane stability.Cell Biol Mol Lett，2001，6（2）:426.
   
　　2 Kuznetsovs S，Daugavietis M.Effects of plant polyprenols on P-388Leukemia cell sensitivity and chemotherapy resistance in vitro，18th in-ternational congress of chemogherapy.Stochholn，170.
   
　　3 Okamoto Y，Tahara Y，Mishima Y.Polyprenol and polyprenyl phosphates for inhibition of tumor metastasis.Eur Pat Appl，1990，EP0350801A2.

　　4 Danilov LL，Chojnachi T.A simple procedure for preparing dolicholyl monophosphate by the use of POCL 3 .Febs Letters，1981，131（2）:310-312.
   
　　5 Danilov LL，Chojnachi T.Antivural Drug.Rus Pat，1994，Appl，RU2005475C1.
   
　　6 pronin V，Sanin AV，Deyeva A，et al.Depot-form of phospho-polyprenols as protective remedy for influenza.“Options for the control of influenza”.Conf Cairs North Queensland Australia，1996，1-11.

　　7 王成章，沈兆邦，高凌.银杏叶聚戊烯醇抗肿瘤的生物活性研究.天然产物研究和开发，2002，14（5）:18.
   
　　8 王成章，沈兆邦，高凌.银杏叶聚戊烯醇联合化疗药对Heps和Ec荷瘤鼠的抗癌作用.中国生化药物杂志，2003，24（3）:9.
   
　　9 王成章，沈兆邦，高凌.银杏叶聚戊烯醇联合60 Co放疗Heps荷瘤鼠的药效研究.药物生物技术，2004，4:329.
   
　　10 Kuznetsovs S.Short guide to“ROPREN”，1st edition，Riga:Fons Ltd，1991.
   
　　11 Juris Rubens，Larisa P.Immunomodulating plant polyprenols.UK Patent Application，GB2310138A.
   
　　12 Sanin AV，Danilov LL，Maltsev SD，et al.Study of the phosphorilated isoprenoids as novel anti HIVA-1compounds with a potent antiviral activity.Abstr.IX International conference on AIDS.Berlin，1993，6:4593.
   
　　13 Ozherelkov SV，Timofeev AV，Novikova GP.Protective effect of phos-prenyl，a new antiviral drug，in experimental tick-borne encephalitis.Problems of Virology，2000，1:33.
    
　　* 基金项目:国家自然科学基金（C02060103）和中国林科院重点实验室项目（0189106）资助
   
　　作者单位:210042江苏南京中国林科院林产化学工业研究所