劉 靜，葛娟娟，夏雨晨，趙 元，朱 薿**

(1.湖北科技學(xué)院醫(yī)學(xué)部藥學(xué)院，湖北 咸寧 437100；2.湖北科技學(xué)院醫(yī)學(xué)部基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院；3.湖北科技學(xué)院醫(yī)學(xué)部生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院)

黑種草(nigella sativa)是一年開花毛茛科金蓮花亞科植物，主要分布在地中海區(qū)域、亞洲和中東國家。在我國，黑種草主要分布于云南、新疆等地。黑種草的種子黑種草籽藥食兩用已有2 000多年歷史，可用于治療多種疾病，如皮膚病、黃疸、結(jié)膜炎、風(fēng)濕病、糖尿病、高血壓、癱瘓、閉經(jīng)、支氣管炎等[1]。黑種草籽含有多種成分，包括水分、油、蛋白質(zhì)、碳水化合物、維生素和礦物質(zhì)等。黑種草籽生物活性成分主要在其揮發(fā)油中，而揮發(fā)油中主要單體成分為百里醌(Thymoquinone，2-異丙基-5-甲基-1，4-苯并醌，C10H12O2)。百里醌具有許多藥理活性，如抗腫瘤、抗炎癥、抗糖尿病、降血脂和血壓作用，作為一種天然藥物在多種疾病的治療以及新藥開發(fā)方面有很好的價(jià)值[2]。近年越來越多的研究發(fā)現(xiàn)黑種草籽及活性成分百里醌具有抗微生物作用。本文對(duì)黑種草籽及活性單體成分百里醌抗細(xì)菌、抗真菌及抗病毒作用進(jìn)行綜述。

1 黑種草籽及其活性成分抗細(xì)菌作用

隨著臨床細(xì)菌耐藥性問題越發(fā)嚴(yán)峻，開發(fā)草本植物及其提取物的抗菌活性，解決臨床耐藥性問題以及減少抗菌藥物副作用迫在眉睫。研究表明[3]，黑種草籽提取物對(duì)多種病原菌具有抑制作用，如金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌等，具有良好的應(yīng)用前景。

1.1 黑種草籽提取物及其活性成分體外抗細(xì)菌活性

不同方法提取的黑種草籽提取物抗菌效果也不盡相同。Morsi等[4]檢測(cè)了不同的黑種草籽粗提取物對(duì)具有多重耐藥性的16個(gè)革蘭氏陰性菌和6個(gè)革蘭氏陽性菌的抗菌效果，結(jié)果表明黑種草籽粗提取物中的生物堿和水提取物對(duì)革蘭氏陰性菌的抑制效果優(yōu)于革蘭氏陽性菌。而黑種草籽乙醚提取物則能有效抑制以金黃色葡萄球菌為代表的革蘭氏陽性菌、以銅綠假單胞菌、大腸桿菌為代表的革蘭氏陰性菌和致病性酵母菌白色念珠菌(真菌)，且呈濃度依賴性[5]。該黑種草籽乙醚提取物與鏈霉素、慶大霉素有協(xié)同抗菌作用，并與壯觀霉素、紅霉素、妥布霉素、強(qiáng)力霉素、氯霉素、萘啶酸、林可霉素、甲氧芐氨嘧啶-磺胺甲基異惡唑聯(lián)合使用可增強(qiáng)抗菌活性[6]，而且還發(fā)現(xiàn)黑種草籽乙醇提取物能有效抑制多種臨床分離的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)菌株，在解決臨床MRSA耐藥性問題方面具有潛在價(jià)值；通過肉湯微量稀釋法可以發(fā)現(xiàn)黑種草油對(duì)耐甲氧西林的金黃色葡萄球(ATCC29213)非常有效，并且對(duì)糞腸球菌(ATCC 29212)、大腸桿菌(ATCC 25922)和銅綠假單胞菌(ATCC 27853)都具有較好的抑菌效果。Mehta等[7]比較了黑種草籽正己烷和乙醇提取物對(duì)多種細(xì)菌的抗菌效果發(fā)現(xiàn)：這兩種黑種草籽提取物對(duì)金黃色葡萄球菌、黃色微球菌體外生長(zhǎng)的抑制作用最顯著。Bacha等[8]發(fā)現(xiàn)黑種草籽的石油醚提取物對(duì)實(shí)驗(yàn)室分離的蠟狀芽孢桿菌表現(xiàn)出比較高的活性。Hetta等[9]發(fā)現(xiàn)黑種草對(duì)芽孢桿菌具有潛在的體外抗菌活性。另有研究[10]發(fā)現(xiàn)，在黑種草籽乙酸乙酯提取物的抑菌圈中觀察到對(duì)金黃色葡萄球菌的最高活性，其抑菌圈直徑達(dá)到12.0mm。還有研究[11]發(fā)現(xiàn)黑種草油對(duì)耐甲氧西林的葡萄球菌非常有效，并且在相關(guān)濃度下沒有體外細(xì)胞毒性。

黑種草籽中百里醌的抗菌活性較強(qiáng)。研究[12]表明黑種草籽油及其活性成分百里酚和百里醌對(duì)結(jié)核分枝桿菌具有抑制作用。百里醌和百里氫醌還能有效抑制大腸桿菌、綠膿桿菌、痢疾桿菌、鼠傷寒沙門氏菌、腸炎沙門氏菌、金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)，尤其對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌效果最好。Dera等[13]發(fā)現(xiàn)百里醌與慶大霉素、氧氟沙星、四環(huán)素、青霉素、氯霉素和萘啶酸組合對(duì)肺炎克雷伯菌、金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌有協(xié)同作用，通過增強(qiáng)抗菌活性進(jìn)而有效抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)，百里醌對(duì)肺炎克雷伯菌、金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌最低抑菌濃度范圍為1.04～8.3μg/mL，最小殺菌濃度范圍為10.41～66.66μg/mL；并且發(fā)現(xiàn)50μg/mL百里醌對(duì)糞腸球菌ATCC 29212、恥垢分枝桿菌、腐生鏈球菌、化膿鏈球菌、大腸桿菌ATCC 25922、銅綠假單胞菌ATCC 27853、大腸桿菌、假單胞菌屬、傷寒沙門氏菌和志賀氏菌屬無效。Chaieb等[14]研究了百里醌對(duì)11種人類致病菌殺菌活性，發(fā)現(xiàn)對(duì)革蘭氏陽性球菌(葡萄球菌ATCC 25923和表皮葡萄球菌CIP 106510)殺菌效果最好，而且還能阻止這些病原菌粘附在物體表面從而抑制其在感染過程中形成生物膜。Fan等[15]發(fā)現(xiàn)百里醌可以濃度依賴性的破壞酸土脂環(huán)酸桿菌形態(tài)和膜完整性；掃描電鏡表明，百里醌可以引起孢芽形態(tài)異常，從而對(duì)芽胞產(chǎn)生殺滅作用。所以，百里醌有望成為控制酸土脂環(huán)酸桿菌的替代品，從而減少果汁和酸性飲料行業(yè)的相關(guān)污染和變質(zhì)。Hannan等[16]發(fā)現(xiàn)黑種草油對(duì)弧菌有很好的抗菌活性，其對(duì)副溶血性弧菌Dahv2的分離株V2有強(qiáng)大的抑制作用，并對(duì)副溶血性弧菌Dahv2具有抗生物膜活性。

1.2 黑種草籽提取物及其活性成分體內(nèi)抗細(xì)菌活性

黑種草籽提取物及其活性成分體在動(dòng)物體內(nèi)也具有顯著的抗細(xì)菌作用。Hossein等[17]研究發(fā)現(xiàn)黑種草籽的甲醇或氯仿粗提物和黑種草籽油能劑量依賴性地抑制金黃色葡萄球菌感染的小鼠和大腸桿菌感染小鼠體內(nèi)細(xì)菌的量。Hashem-Dabaghian等[18]發(fā)現(xiàn)黑種草和蜂蜜聯(lián)用對(duì)幽門螺桿菌也有一定的治療效果，百里醌可以通過抑制質(zhì)子泵、減少胃酸分泌和中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)來發(fā)揮抗消化性潰瘍的活性，增強(qiáng)粘蛋白分泌和一氧化氮產(chǎn)生，同時(shí)蜂蜜具有調(diào)理消化不良的作用，所以蜂蜜和黑種草籽聯(lián)用可以作為三聯(lián)或四聯(lián)治療方案的替代方案，為胃炎的治療提供了一種新思路。Alizadeh-Naini等[19]將黑種草與臨床治療幽門螺桿菌的四聯(lián)療法合用，在51位感染幽門螺桿菌的患者中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)與安慰劑組相比，加入黑種草籽組的患者體重、BMI和膳食攝入量顯著增加(P<0.05)，患者生活質(zhì)量也有顯著改善(P<0.05)，兩組生化標(biāo)志物和消化不良差異不顯著(P>0.05)。因此，黑種草籽對(duì)感染患者的幽門螺桿菌根除、體重、BMI、膳食攝入量和生活質(zhì)量有益處。

2 黑種草籽提取物及其活性成分抗真菌作用

2.1 黑種草籽提取物及其活性成分體外抗真菌活性

黑種草籽提取物及其活性成分百里醌具有抗真菌效應(yīng)。研究[20]報(bào)道在體外用瓊脂擴(kuò)散法證實(shí)黑種草籽乙醚提取物和百里醌對(duì)八種真菌(四種紅色毛癬菌與表皮毛癬菌、指間毛癬菌屬、小孢子菌、白癬菌)均有抑制作用，表明黑種草籽及其活性成分百里醌可作為抗皮膚癬菌藥物來源，并可用于治療真菌性皮膚感染。Mehta等[7]發(fā)現(xiàn)黑種草籽乙醇提取物抗黑曲霉抑菌圈達(dá)到16～20mm。Tiji等[21]發(fā)現(xiàn)黑種草的己烷和丙酮提取物及其餾分具有抗真菌活性。

2.2 黑種草籽提取物及其活性成分體內(nèi)抗真菌活性

有研究[22]表明在感染白色念珠菌的小鼠中注射黑種草籽水提取物，發(fā)現(xiàn)該小鼠脾臟、腎臟中白色念珠菌的生長(zhǎng)顯著受到抑制。黑種草籽在體內(nèi)對(duì)白色念珠菌抑制效應(yīng)可能與鼠中性粒細(xì)胞中NO依賴途徑有關(guān)。NO能抑制不同類型體細(xì)胞內(nèi)病原體的生存和增殖作用，而黑種草籽中提取的活性成分可直接刺激粒細(xì)胞和單核細(xì)胞產(chǎn)生NO從而殺死白色念珠菌。Rusda等[23]發(fā)現(xiàn)連續(xù)3d將白色念珠菌接種到大鼠的陰道中，然后用黑種草籽提取物和氟康唑處理大鼠。與氟康唑組相比，黑種草籽組在IgM水平增加方面顯示出顯著差異，可以得出黑種草籽可通過減少真菌菌落數(shù)量和增加IgM水平達(dá)到治療效果。

2.3 黑種草籽提取物及其活性成分抗病毒作用

為了觀察黑種草籽油抗病毒作用，研究者以感染巨細(xì)胞病毒(cytomegalovirus，CMV)小鼠作為模型，給病毒感染小鼠腹腔內(nèi)注射黑種草籽油，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：病毒感染后第3d，黑種草籽油處理的小鼠肝臟和脾臟病毒被抑制，NK細(xì)胞數(shù)量及其殺細(xì)胞功能下降，巨噬細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞數(shù)量增加。這說明黑種草籽油的抗病毒效應(yīng)可能與增加CD4細(xì)胞的反應(yīng)性有關(guān)。在病毒感染后第10d，黑種草籽油處理組小鼠脾臟和肝臟中未查到病毒，而陰性對(duì)照組小鼠可以檢測(cè)到病毒，由此可見黑種草籽油在動(dòng)物體內(nèi)有顯著的抑制CMV病毒感染效果[24]。

Barakat等[25]研究表明黑種草籽提取物能顯著降低未接受IFN-α治療的丙型肝炎病毒(HCV)感染患者體內(nèi)的病毒載量。研究者對(duì)未接受IFN-α治療的HCV感染患者進(jìn)行黑種草籽油膠囊(450mg)干預(yù)三個(gè)月，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些HCV感染者體內(nèi)病毒載量明顯降低，且患者總抗氧化活性增強(qiáng)，血清總蛋白和白蛋白、紅細(xì)胞和血小板計(jì)數(shù)增加，氧化應(yīng)激得到改善。

此外，細(xì)胞實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)百里醌能抑制EB病毒基因的表達(dá)和EB病毒感染的B細(xì)胞生長(zhǎng)[26]。Ulasli等[27]研究發(fā)現(xiàn)黑種草籽提取物還能抑制冠狀病毒復(fù)制，但其機(jī)制尚未研究清楚。最新研究[28]通過計(jì)算機(jī)模擬發(fā)現(xiàn)百里醌具有抗COVID-19的能力，是一種潛在的廣譜抑制劑，可通過阻斷病毒S蛋白與細(xì)胞受體ACE2的結(jié)合來治療冠狀病毒感染，從而阻斷病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞，未來需要進(jìn)一步確定百里醌抗COVID-19的功能。

3 總結(jié)與展望

黑種草籽提取物及其活性成分對(duì)于各種不同的微生物，包括細(xì)菌、真菌和病毒都有一定的抑制作用。近年研究發(fā)現(xiàn)百里醌對(duì)于真菌、病毒也具有很好的抑制效果[29]。

由于黑種草籽及其活性成分百里醌副作用小以及較強(qiáng)的抗微生物作用，已被廣泛應(yīng)用于治療和預(yù)防微生物感染。但目前抗微生物感染的治療仍缺乏臨床實(shí)驗(yàn)證據(jù)，另外關(guān)于黑種草籽及其活性成分與其他藥物聯(lián)合用藥殺滅微生物還需大量實(shí)驗(yàn)來證明殺菌效果。本文為后續(xù)研究提供了理論依據(jù)，黑種草籽及其活性成分百里醌有望成為新型天然抗菌劑，具有重要的利用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。