肠道网络屏障对白头翁五环三萜皂苷吸收机制的影响*

★ 王萌 徐贞权 李泽协 刘亚丽*（江西中医药大学科技学院 南昌 330004）

中药白头翁具有确切的抗肿瘤作用[1-6]。舒展等[7]通过体内外试验，证明白头翁皂苷对肿瘤有明显抑制作用，其中对人肝癌 Bel-7402 和人肺腺癌A549 异种移植瘤裸鼠作用与阳性对照药环磷酰胺无明显差异。罗颖颖等[8]发现除白头翁总皂苷具有抗肿瘤活性外，它的4种产物也具有抗肿瘤活性。笔者对母核为齐墩果烷的5种白头翁皂苷（Pulsatilla Pentacyclic Triterpene Saponins， PPTS， B3、BD、B7、B10和B11）抗肿瘤有效组分进行了分离、鉴定，结果表明白头翁皂苷B3、BD、B7、B10和B11为白头翁总皂苷提取物抗肿瘤的活性成分[9-10]。构效关系表明碳28位羧酸和碳3位侧链与抗肿瘤活性有关。

药动学特征结合前期体内外实验表明[4，11-12]，在极低的生物利用度（＜2.5%）情况下，白头翁五环三萜皂苷对肝肿瘤的抑制率＞60%，这一结果提示白头翁皂苷体内抗癌活性显著，但肠道的吸收障碍是阻碍其药效得到更大发挥的首要原因，不可忽视。

中药有效成分的体内吸收是中药发挥作用的前提[13]，PPTS在动物机体中吸收行为不佳，正是制约其最大程度发挥抗肿瘤作用的重要因素。其中，肠道菌群和药物代谢酶及药物转运蛋白是药物所处肠道环境的重要组成部分，共同构成了肠道网络屏障，在药物吸收和疗效起着至关重要的作用。本文旨在研究归纳总结胃肠道生物屏障与白头翁五环三萜类皂苷发挥药效的关系，了解影响药物生物利用度的关键因素，为进一步实验研究提供科学依据。

1 肠道菌群

现代微生态学方面认为，人体胃肠道微生物群中存在的多种生理性细菌，通过药物水解和裂环降解代谢产生多种酶类物质，这些酶类物质构成了胃肠道的生物屏障。

岳文鹏[14]用人新鲜粪便制备肠道菌群转化模型，研究了白头翁水提液经肠菌群转化前、后的白头翁皂苷含量和主要药理作用的变化，结果显示白头翁皂苷B4发生明显改变，经肠菌群生物转化后的白头翁水提液中白头翁皂苷B4含量明显减少，经肠菌群生物转化后的白头翁水提液的体外抑菌、抗肿瘤、肠黏膜免疫调节作用较转化前均有不同程度的增强。

在对白头翁皂苷在肠道菌群中代谢产物的研究中，刘亚丽[15]、欧阳辉[16]分别从药物-菌群孵育液中鉴定出白头翁皂苷B3的3-位侧链脱糖代谢产物及苷元母核上羟化、羧化和脱羧、甲基化和去甲基化等8种代谢产物；从大鼠离体肠道菌群孵育样品中鉴定了白头翁皂苷D（M0）原型及常春藤皂苷元3-O-α-L-吡喃鼠李糖-（1→2）-α-L-吡喃阿拉伯糖苷（M1）、常春藤皂苷元3-O-β-D-吡喃葡萄糖-（1→4）-α-L-吡喃阿拉伯糖苷（M2）、常春藤皂苷元（M3）、白头翁皂苷D羟基化（M4）、白头翁皂苷D甲基化产物（M5、M6）、白头翁皂苷D脱氢产物（M7）等7个代谢产物。由此可见，白头翁皂苷B3和D均能在大鼠离体肠道菌群中发生广泛的代谢。严桐[17]以白头翁皂苷D为研究对象，考察了人体肠道菌群对白头翁皂苷D代谢转化的影响，发现在肝癌患者肠道菌群的白头翁皂苷D孵育液中鉴定出了常春藤皂苷元及白头翁皂苷D的3种产物，与健康人体肠道菌群的白头翁皂苷D孵育液相比产物明显减少，说明白头翁皂苷D在肝癌患者肠道菌群中的代谢速率显著低于健康人体，进而说明人体肠道菌群变化对白头翁皂苷D代谢转化有显著影响。

在对白头翁皂苷类成分的肠道菌群降解动力学的研究中发现[9，18]，白头翁皂苷类成分在大鼠肠道中的孵育结果与一级降解动力学特征一致，采用离体方法分析白头翁总皂苷在48h的观测期内各有效成分在大鼠肠道菌群中的降解显著，48h内白头翁皂苷B3、BD、B7、B10、B11迅速降解，降解速率常数分别为0.0794、0.0523、0.0539、0.0426、0.0468h-1，有效期为1.5～2h，半衰期为10～15h。实验结果表明白头翁皂苷原型化合物发生代谢，肠道菌群在其中发挥重要作用，白头翁皂苷在肠道菌群的作用下，能够被肠道菌群迅速降解。

2 P-gp

介导药物“泵”出和摄入的药物转运体在药物吸收中发挥的作用也至关重要[19]，ABC转运蛋白即可单向将包括许多药物在内的生物毒性物质泵出细胞，从而降低细胞内药物浓度、降低疗效[20-21]。在ABC转运体中，与药物转运密切相关的主要是P-糖蛋白（ABCBl/P-gp/MDRl）。有学者[22]以Caco-2细胞模型为基础，研究了白头翁汤4种标志成分的转运特征及其机制，发现双向转运试验以及维拉帕米抑制试验中，均未达到白头翁皂苷的定量限；在Caco-2 细胞模型中的HPLC 检测方法考察标志化合物在复方中表现的转运特征，发现白头翁皂苷B4的紫外响应仅在末端被吸收，虽然药材样品中的白头翁皂苷B4可以通过DAD检测器检测，但在caco-2细胞转运试验中微量的白头翁皂苷B4不能通过DAD检测器检测，进一步的研究或许可通过LC-MS检测。

在对白头翁皂苷在大鼠体内的肠吸收研究中发现白头翁皂苷不完全依赖浓度梯度转运，其肠道吸收机制并非完全是被动转运；细胞膜上的载体蛋白也参与药物的吸收和转运，p-gp的存在降低了白头翁皂苷的肠道吸收和药物的生物利用度[23]。

刘亚丽[16]、陈振华[24]研究表明，肠道细胞的P-gp泵可通过外排将吸收的皂苷排出到细胞，白头翁皂苷在小肠吸收量因P-gp的存在而降低，说明白头翁皂苷可能是一种P-gp底物，故抑制P-gp可提高生物利用度。

以上实验均说明P-糖蛋白在白头翁皂苷大鼠肠道吸收过程中起着重要的作用。

3 有机阴离子转运体

在对白头翁对小鼠肾脏三种主要有机阴离子转运体的影响实验中，孙晨[25]将SPF级小鼠分别进行PAH清除实验、肾切片实验、CYPs及OATs mRNA试验：结果显示口服5d白头翁对主要药动学参数表观分布容积（Vd）、清除率（CL）、药时曲线下面积（AUC0-20min）有影响（P＜0.05，有统计学差异）；口服5d白头翁高剂量组后肾组织中的蓄积量增加，低剂量组则无明显影响。研究结果肯定了白头翁抑制了OAT1、OAT2、OAT3的活性。

4 代谢酶

绝大多数皂苷类化合物需要被肠道菌群消化才能发挥作用，肠道上皮细胞中许多的代谢酶，如CYP450（cytochromeP450），可将已进入细胞的相关药物进行代谢，即体循环前代谢。在白头翁对CYPs主要成员CYP3a/2e1的影响实验结果中[23]，以红霉素为底物时，白头翁高、低剂量组对肠CYP3a呈抑制作用，且低剂量组相比高剂量组的抑制作用更强；以氨基比林为底物时，白头翁高剂量组对肠CYP3a无明显影响，低剂量组则有明显抑制作用。结果显示白头翁对CYP3a和CYP2e1均有作用，说明CYPs在体内代谢中起着非常重要的作用，可抑制药物-药物互相作用，使体内代谢改变。

5 结论

综上可知肠道菌群、P-gp、有机阴离子转运体、代谢酶是药物所处肠道环境的重要组成部分，见表1。共同构成了肠道网络屏障，在药物吸收和药效发挥方面起到至关重要的作用。因此，研究白头翁皂苷类的吸收、分布、代谢和排泄，尤其是对肠吸收屏障网络的研究，是中药现代化历史进程中不可回避的一个基本而重要的科学问题。

表1 肠道生物屏障与白头翁五环三萜类皂苷发挥药效的关系