毒性矿物药的安全性思考*

★ 葛巍 谢昌营 叶梦琪 张磊昌 王海燕（.江西中医药大学附属医院 南昌 330006；.江西卫生职业学院 南昌 33005；3.江西中医药大学方证研究中心 南昌 330004）

矿物药是我国传统中药的重要组成部分，其中不乏汞、砷、铅等毒性成分的存在。在历经数千年的不断探索与实践，毒性矿物药规范化的临床应用初具雏形［1］，其中高剂量朱砂配伍方疗效显著且无中毒报道而广受关注［2］，但汞的潜在毒性也引发诸多学者对该类药物安全性的思考［3］。本文着重介绍含汞矿物药“识毒-防毒-解毒”的基础研究，为矿物药的临床“用毒”研究提供参考依据。

1 矿物药毒性的历史认知过程

汞的应用最早可追溯到《神农本草经》，其中丹砂作为开篇第一味药，位列在上品之首。秦汉时期受黄老之道“金性不败朽，故为万物宝，术士服食之，寿命得长久”“服丹守一，与天相毕，还精胎息，延寿无极”等思想影响［4-5］，金石类丹药的服食一度风靡上流社会，成为延年益寿之品。隋唐时期，妄服丹药、五石散者悉数出现疾患和中毒症状，丹药之毒性也日益凸显［6］。药王孙思邈通过亲身实践发现丹药服食需因人而异、因药而异，量其所宜，区别年龄体质，遵循服食禁忌，注意石药品质［7］。至此人们已然察觉到金石类丹药存在毒性作用。此后受孙思邈“先食后药”的服食理念，金石类丹药渐渐转向治病疗疾的“用毒”阶段［8］。至宋代官修《太平圣惠方》和《太平惠民合剂局方》均有大量丹方及其功效的记载，不同是纯金石类服食丹方数量明显下降甚至消失［9］。表明此时人们已认识到金石类中药的毒性而渐渐放弃服食。明清时期金石类中药医用趋势迎来重大转折，红升丹、白降丹之类成为中医外科特色用药，临床医家也通过改进炮制工艺，发展新剂型，调整配伍比例等方式降低药物毒性［10］。《本草纲目》对金石类中药有详尽记载，统计有毒中药共33种，并有“微毒”“小毒”“有毒”的分级分类，同时从鉴别识药、炮制减毒、用药禁忌、配伍应用、附方应用五方面对前人用药经验进行总结与更正，专门提出了解金石毒的方法［11］。至此人们对毒性金石类中药已从简单的识毒、用毒初步建立“识毒-用毒-防毒-解毒”的药物警戒意识［12］。清代诸多本草著作还提出利用雄黄的毒峻偏性来治疗疑难杂症的毒效转换治疗［13］。目前含汞矿物药的独特疗效与安全性受到广泛关注，但两者本就是矛盾共同体。因而，从“识毒-防毒-解毒”角度出发，深入了解该类药物基础研究，是指导临床“用毒”的有效策略［14］。

2 含汞矿物药的“识毒”研究

“识毒”即认识药物毒性成分和毒理机制。2015年版《中华人民共和国药典》收录可应用临床的含汞矿物药包括朱砂和轻粉。朱砂的主要成分是硫化汞（HgS），含量不低于96 %，还含有少量单质汞和可溶性汞（如HgCl2）［15-16］。轻粉的主要成分是氯化亚汞（Hg2Cl2），含量不少于99%，难溶于水，见光或加热易分解成单质汞和HgCl2［17］。朱砂中在胃肠道吸收率低，少量HgS可在胃肠道中转化成可溶性汞［18］。研究发现人工肠液的朱砂汞溶出率高于人工胃液，其中人工胃酸中很难生成HgCl2，而在人工肠液或人肠道菌群作用下可转化成活性成分多硫化汞［19］。尚无充分证据表明朱砂能在人体肠道菌群作用下转化成剧毒甲基汞，该机制多发生在细菌、低等生物和鱼类［20］。轻粉汞由皮肤及其附属腺体器官吸收，受皮肤完整性和药物载体的影响［21］。轻粉的一价汞离子进入体内极易转化为Hg2+和单质汞［22］。无机汞、甲基汞、单质汞与人血清白蛋白存在很强的亲和力，其通过与不同受体蛋白和细胞酶的巯基结合，干扰细胞代谢，从而诱导细胞死亡［22-24］，也可随血液循环转运到肝脏、肾脏、脑及心脏等靶器官并产生蓄积性［19-20］。朱砂汞蓄积实验表明单次给药汞蓄积量最大为肝脏，而长期给药的汞蓄积量为肾脏最多，依次为脑、肝、血［25］。体外细胞研究表明相比朱砂和HgS，甲基汞和HgCl2的细胞毒性及24 h细胞汞蓄积量均显著提升［26］。上述提示可溶性汞可能是含汞矿物药的重要毒性成分。体内实验也显示HgCl2在肝肾的汞蓄积量、组织形态学及MT-1、MT-2 mRNA表达等急性毒性反应较朱砂更明显［27］。Xu等［28］认为HgCl2所致的肝毒性与PPARα、Cyp4a10、UGTs、磺基转移酶、Oatp1a4及多药耐药相关蛋白（Mrp）等肝脏药物代谢基因表达提升有关。汞的肾毒性与脂质过氧化损伤［29］、半胱氨酸-汞-半胱氨酸耦合物形成［30］以及有机阴离子转运体（如Oat1、Oat3）受到抑制［31］有关。隋怡等［32］发现长期灌胃HgCl2可致小鼠肾脏汞蓄积量增加及Oat1、Oat2表达降低，而朱砂几乎不影响。朱砂中的汞还可透过血脑屏障，通过抑制脑干Na+-K+-ATP酶活性［33］、干预NO和氨基酸类神经递质水平［34］、影响小脑颗粒神经元和星形胶质细胞的线粒体相关功能［35］、减少小脑浦肯野细胞［36］等方式，产生神经毒性。此外，HgCl2可通过损伤性腺组织、氧化应激、改变HPG轴性激素和基因表达等方式对成年斑马鱼产生生殖毒性［37］。Zhou等［38］发现HgCl2可显著诱导HTR-8/SVneo人绒毛膜滋养层细胞的凋亡。这些研究进一步提示靶向可溶性汞的“防毒”研究是含汞矿物药临床应用的关注要点之一。

3 含汞矿物药的“防毒”研究

“防毒”即毒性药物减毒的探索与实践。坚持传统理论和现代研究相结合，开展科学、安全的药物评价研究，是临床“用毒”亟需解决的关键科学问题。

3.1 炮制技术 《药性论》记载： “丹砂，大毒，若经伏火及一切烹炼，则毒等砒，服之必毙。”提出了含汞矿物药的用毒禁忌。《本草纲目》按《何孟春余冬录》云：“丹砂之畏磁石、碱水者，水克火也。”《本经逢原》曰：“研细水飞用。”《小儿药证直诀》也有朱砂、轻粉水飞炮制的记载［39］。上述文献开创了朱砂水飞炮制的防毒研究。曹帅等［40］利用X 射线衍射法发现水飞法可明显减少朱砂中的含铁杂质，使朱砂饮片的质量趋同。郭婧潭等［41］采用SISE和HG-AAS揭示朱砂水飞后S2-水平升高及汞水平的降低可能是朱砂炮制减毒增效的原因。然而汞的不同化学形式和价态也使朱砂饮片的毒性差异巨大［42］。尽管如此，随着微波消解法、ICP-AES、ICP-MS、AAS、AFS等质量控制技术的日益成熟［43］，也为含汞矿物药的炮制防毒提供科学依据。上述研究提示含汞矿物药的炮制是防毒有效措施，其中炮制科学化和饮片标准化是临床用毒的安全前提。

3.2 量-时研究 毒性是药物偏性，用毒本是用来矫正脏腑偏性，若矫正太过必然造成新的偏性。国内外已有关于含汞矿物药口服或外用中毒案例［44-46］。究其致毒原因多是防毒的量-时错误。据2015版《中华人民共和国药典》记载［1］，轻粉不可过量，内服慎用，外用适量；朱砂不宜大量服用及少量久服，每天0.1～0.5 g，外用适量。朱砂所致不良反应发生率随用药剂量加大和用药时间延长而增加［47］。付中祥等［48］发现予以小鼠临床剂量（0.2 g·kg-1）朱砂的汞吸收及汞蓄积量明显低于高剂量（11.2 g·kg-1）的朱砂。闫美玲等［49］发现予以大鼠朱砂（0.1 g·kg-1）90 d后其肝、肾汞蓄积量及肝肾功能与正常组无显著性差异。表明目前药典的朱砂口服剂量安全性较高。含汞矿物药外用已明确证实存在汞汞蓄积［21-22］，且存在中毒案例［50］，但相关剂量和用药时间的基础研究较少。动物实验提示2周内外用轻粉每日的NOAEL为1.46 mg·kg-1·d-1（60 kg），当MOS=1时，其外用每日最大暴露量为1.1g·d-1［17］。曹玉娥等［51］通过对家兔外用2倍临床剂量的九一丹28 d后发现皮肤及肾组织汞升高，停药92 d后可恢复至正常水平。提示基于防毒思想的量-时研究可为临床用毒提供安全保证。

3.3 毒-效研究 以毒为效是基于辨证论治、病证结合及君臣佐使配伍规律等中医理论指导下的用毒实践。《古今名医方论》认为：“朱砂具明之体，色赤通心，重能镇怯，寒能胜热，甘以生津，抑阴火之浮游，以养上焦之元气。”代表方朱砂安神丸多用于心火亢盛，阴血不足之不寐证，动物实验分析其作用与大脑内γ-氨基丁酸含量升高［52］和蓝斑-去甲肾上腺素神经功能下调［53］有关。然而朱砂安神丸中朱砂用量高于药典，为何中毒现象甚少，代谢组学分析发现方中4药对朱砂的毒性有一定的保护作用［54］。经网络药理学分析考虑黄连（槲皮素、阿魏酸）和甘草（草酸、甘草次酸、甘草苷）对其肝肾毒性有解毒作用［2］。安宫牛黄丸同样存在通过方中其他中药抑制炎性损伤及提高抗氧化能力来拮抗朱砂所致肝肾毒性的类似机制［55］。提示基于中医药理论深入阐述以毒为效的配伍规律可为临床用毒提供安全参考。

3.4 关注特定人群 特定人群也是防毒实践的关注要点。对于含汞矿物，药典只提出孕妇禁服，但对儿童常用含汞成方制剂并无明确计量要求［1］。研究发现幼年大鼠单次服用成年大鼠同等剂量的朱砂可引起更明显的汞蓄积［56］。鉴于不同阶段儿童发育特点和汞易蓄积的脑肝肾等脏器功能不完善，以及药物代谢酶水平不一，使得毒性反应存在差异［57］。此外，不同机体状态下的神经内分泌免疫网络、药物代谢、微生物菌群和肝脏微环境等所致药物敏感性差异也是临床用毒及相关基础研究亟需关注点［58］。

4 含汞矿物药的“解毒”研究

解毒是用毒或防毒失败的补救方法，意在缓解毒性反应所致的严重后果。针对汞中毒的解毒方法，相关古籍记载甚少［12］，《本经逢原》记载："急以生羊血、童便、金汁等解之"。但甘草、绿豆、饴糖等中药解毒记载比比皆是，或许可从中得到启示。此外，服用通利小便之中药加速汞的排泄也不失为一种解毒方法［15］。现代研究也发现还原大豆球蛋白胃酶酶解物、二巯丙磺酸钠、二巯基丙醇和琥珀酸能够有效降低汞在体内的蓄积［20］。

5 肠道菌群在毒性矿物药中的应用价值

肠道菌群被认为是潜力巨大的代谢器官，其直接作用或宿主-菌群共代谢方式对药物代谢为毒性产物的意义重大［59］。一方面宿主药物代谢基因的表达受菌群所调控，对宿主的重金属药代动力学产生影响；另一方面重金属也会影响菌群的活性和代谢产物，间接影响宿主对重金属的代谢［60］。Zimmermann等［61］发现特定菌及其代谢酶对特定药物的肠道及系统代谢的影响更为显著，且特定菌在肠道菌群的丰度还部分解释药物代谢活性的个体差异。

5.1 在“识毒”方面的价值 动物实验表明高剂量汞可影响小鼠盲肠菌群的多样性［62］；而短期、低剂量亚砷酸盐暴露可增加带有硫还原酶的细菌丰度及硫酸盐还原菌的短暂出现［63］。陈卫等［64］发现自闭症患者头发中汞、砷的水平与肠道Parabacteroides及颤螺旋菌属显著相关。Hoen等［65］发现砷暴露与6周龄男婴（配方奶喂养）肠道菌群的变化相关，涉及厚壁菌门、拟杆菌和双歧杆菌等。Eggers等［66］发现成人尿铅浓度升高与粪便菌群的α多样性及丰富度增加相关，其中变形菌门（包括伯克霍尔德菌目）显著相关。提示体内汞、砷、铅水平的升高可引起肠道菌群改变，但特定菌属的明确尚需更多证据。

5.2 在“防毒”“解毒”方面的价值 体外实验发现乳酸杆菌等益生菌对汞、镉、铅等重金属具有较强的耐受性和结合能力［67］。动物实验证实植物乳杆菌可促进体内镉的排出［68］。Coryell等［69］发现肠道菌群完整性、柔嫩梭菌和功能性砷解毒酶可为小鼠的急性砷中毒提供部分保护作用。临床研究表明鼠李糖乳杆菌对孕妇血液中汞和砷水平的进一步升高有保护作用［70］。Astolfi等［67］发现服用复合益生菌制剂（乳酸杆菌等）可降低婴儿粪便中镉水平。提示通过调节肠道菌群对矿物药的毒性反应可能存在一定的保护机制。

6 小结

“神农尝百草，日遇七十二毒，得荼而解之”开启了古人的“识毒”的探索，随着“用毒”实践深入，“毒”成为中药药性的重要组成，“防毒”“解毒”已成为安全“用毒”的核心问题。通过明确毒性成分、体内中毒机制和毒性反应；建立炮制科学化和饮片标准化的生产工艺；强调在中医药理论指导下的量-时-毒-效的基础研究及解毒机制的实践探索；探寻毒性早期预测生物标志物和毒性防治方法；积极关注特定人群的药物敏感性差异。可为矿物药的临床“用毒”研究提供参考依据。

此外，随着肠道菌群在重金属体内代谢、毒性反应及排泄过程的作用日益凸显。基于药物-微生物-宿主代谢网络的形成，以肠道菌群和药物代谢基因为靶点的矿物药微生物防毒与解毒机制，有望成为今后临床“用毒”研究的方向之一。