為了探明中藥抗流感病毒的分子機製，意昂体育平台定量生物學中心來魯華-裴劍鋒課題組使用計算生物學方法研究了到目前為止所有已知三維結構流感病毒蛋白與中藥化學成分分子之間的相互作用關系🉐，並取得新的進展。

流行性感冒是由流感病毒引起的一種急性呼吸道傳染病，傳染性強，發病率高🚵🏽‍♂️，容易引起暴發流行或大流行👈🏽。2013年3月以來在我國暴發的H7N9高致病性禽流感👩‍❤️‍💋‍👨，感染人數超過130人，感染死亡率接近30%。 流感病毒基因具有高突變性，常常使得接種疫苗進行免疫或使用抗病毒藥物進行治療失效， 如H7N9流感病毒在暴發後短時間內已經出現了對達菲耐藥的毒株🤰🏿🌂。

中醫藥在抗H7N9禽流感上表現不俗，有多例患者在接受以中醫藥為主治療後得到治愈🐈‍⬛。來魯華-裴劍鋒課題組的研究表明，不同於達菲等藥物的單一靶標/單一組分作用方式，流感病毒蛋白與中藥分子與之間存在顯著的多靶標/多組分的網絡相互作用關系； 另外，中藥分子具有冗余效應🪟， 例如黃酮類化合物可以抑製病毒的血凝素（H蛋白）和神經氨酸酶（N蛋白），而中藥中具有多種黃酮類化合物衍生物🛜， 這些不同的黃酮類分子可以儲備作用於不同的H蛋白/N蛋白亞型或突變體。 以上作用機製說明了中藥對於多種流感病毒亞型或者突變株的有效性， 中藥的這種多效性對於預防和治療將來可能新發的流感病毒亞型具有重要意義。

 

中藥分子與流感病毒蛋白相互作用網絡圖 國家衛生和計生委員會2013年3月推薦的抗H7N9的中藥配方中包含10種單味藥🥵， 該計算研究表明其中5種草藥（金銀花、連翹🐫、青蒿、黃芩🏌🏻‍♂️👩‍❤️‍👨、甘草）對於H7N9病毒的多種蛋白可以具有較好的抑製作用🍲，其他5種草藥可則起到降溫等減輕症狀的作用✧。其它的一些常用中草藥，如板藍根、黃連、大青葉、魚腥草、桂枝也含有較好的抗H7N9病毒蛋白成分📳。而板藍根表現出可以與多種流感病毒來源蛋白廣譜作用的特性🙆🏿‍♂️，在一定程度上表明板藍根用於防治流感的合理性。

這項研究工作日前在 Molecular Biosystems雜誌上在線登出：Gu S., Yin N., Pei J. F.*, Lai L. H., “Understanding Molecular Mechanisms of Traditional Chinese Medicine for Treatment of Influenza Viruses Infection by Computational Approaches”, Mol. BioSyst., 2013, DOI: 10.1039/C3MB70268E.

該研究組在此前的工作中⚇，還使用分子對接結合網絡動力學分析的方法📘👐🏽，研究了抗炎中藥在花生四烯酸代謝網絡中的作用機製（計算方法見圖二）。 他們發現抗炎中藥組方中的化合物分子是以多組分方式作用於整個花生四烯酸代謝網絡👱🏻‍♂️， 協同效應可以讓中藥組方在低劑量時就達到單方高劑量才能達到的效果， 並且不容易引起副作用🪞。 這項研究還發現中藥傾向於抑製花生四烯酸代謝網絡的白三烯代謝通路， 而目前市場上的西藥分子傾向於抑製前列腺素代謝通路， 這解釋了為什麽抗炎類中藥主要用於治療白三烯通路相關的疾病如咳嗽和哮喘等。 這項研究還提出了定量設計新型中藥抗炎組方的方法。相關工作發表在Molecular Biosystems雜誌上： Gu S., Yin N., Pei J. F., Lai L. H.*, “Understanding traditional Chinese medicine anti-inflammatory herbal formulae by simulating their regulatory functions in the human arachidonic acid metabolic network”Mol. BioSyst., 2013, 9, 1931🤜。

 

分子對接結合網絡動力學分析研究抗炎中藥組方在花生四烯酸代謝網絡中的作用機製 以上工作受到國家科技部👨‍🍼、自然科學基金委員會和意昂体育平台-清華大學生命科學聯合研究中心的資助。主要參與研究人員包括研究生顧碩、尹寧和裴劍鋒研究員、來魯華教授。

編輯：Moo