紫锥菊化学成分和药理作用研究进展

徐丽华 ，陈燕平，马天宇 ，程云霞 ，王 晓，耿岩玲*

（1. 山东中医药大学 药学院，山东 济南 250355；2. 齐鲁工业大学（山东省科学院），山东省分析测试中心，山东省中药质量控制技术重点实验室，山东 济南 250014；3. 烟台出入境检验检疫局，山东 烟台264000）

紫锥菊[Echinacea purpurea(L.) Moench]为菊科紫锥菊属的一种多年生草本植物，原产于美洲。该属植物约有8个种，均为多年生草本，其中紫锥菊[Echinacea purpurea(L.) Moench，紫松果菊]、狭叶紫锥菊[Echinacea angustifolia(DC.) Hell.]及白松果菊[Echinacea pallida(Nutt.) Nutt.]成分差异小，已被开发应用[1-2]。紫锥菊的药用历史可追溯到18世纪，美洲原著民使用紫锥菊治疗牙龈肿胀、喉咙痛、皮肤炎症和胃肠疾病等。现在，紫锥菊制剂主要用于治疗上呼吸道感染[3]。早在1989年德国就将紫锥菊列入最常用的2000个处方中的第131位，1982年紫锥菊单一及复合制剂的种类已达到300多种[4]。目前，紫锥菊在美国的销售量连续数年稳居前列，在欧洲以紫锥菊为原料的产品年销售量也已连续数年居于前列，尤其是在德国，紫锥菊已成为用途最广、用量最大的药用植物[5-7]。我国于20世纪70年代成功引种紫锥菊，因其具有免疫调节和抗炎双重作用，正逐渐受到国内学者关注。本文就紫锥菊的资源分布、化学成分和药理活性的研究进行总结，以期为紫锥菊在国内的进一步开发利用提供依据。

1 资源分布

紫锥菊原产于美国得克萨斯州和加拿大萨斯碦彻温省及西部的落基山脉到明尼苏达州的广大地区[8]。19世纪引种到欧洲，后在欧洲广泛使用，现在紫锥菊及其制剂在法国和德国已成为家庭常备药[6,9]。欧洲药物评审组织（EMEA）对紫锥菊的报告中描述，紫锥菊无胚胎毒性、生殖毒性和致突变毒性，在动物的临床应用中也未表现出明显的毒性，说明紫锥菊为一种相对安全的天然药物[10]。近年，紫锥菊在韩国、日本和澳大利亚也有广泛应用，在我国一些省区均有大规模种植[5,11]。

紫锥菊中的化学成分含量受产地、采收季节、药用部位影响很大，目前的研究主要以总多酚和菊苣酸为指标。其中，总多酚含量以盛花期前后为界，盛花期之前各部位总多酚含量整体呈下降趋势，盛花期之后各部位的含量呈上升趋势并逐渐稳定；整个生长周期中，根和叶中总多酚含量较高，茎中较低；不同干燥方法下，多酚含量排序为晒干＞阴干＞烘干（40 ℃）。紫锥菊中菊苣酸含量在盛花期前后最高，花期过后各部位中菊苣酸含量总体呈现下降趋势，且根＞叶＞茎＞花；不同干燥方法下菊苣酸百分含量从高到低依次为：晒干＞阴干＞烘干（40 ℃）。另外，两年生紫锥菊中菊苣酸含量较一年生紫锥菊含量高，各部位含量叶＞花＞根＞茎[5]。因此可根据需求选择合适的采收时间和加工方法。

2 化学成分

目前从紫锥菊中分离得到的化学成分较多，主要包括咖啡酸类及其衍生物、烷基酰胺类化合物、多糖及糖蛋白、挥发油等化合物[12-13]。

2.1 咖啡酸类及其衍生物

紫锥菊中主要含咖啡酸（caffeic acid）及18种咖啡酸类衍生物，包括绿原酸（chlorogenic acid）、对羟基苯甲酸（p-hydroxybenzoic acid）、阿魏酸（ferulic acid）、菊苣酸（cichoric acid）、菊苣酸甲酯（cichoric acid methyl ester）、原儿茶酸（3, 4-dihydroxybenzoic acid）、丁香酸（siringic acid）、异绿原酸A（isochlorogenic acid A）、香草酸（vanillic acid）、对香豆酸（p-coumaric acid）、海胆苷（echinacoside）、洋蓟素（cynarin）、咖啡酸乙酯（ethyl caffeate）、咖啡酰酒石酸（caftaric acid）、二阿魏酰基酒石酸（di-diferuloyl tartaric acid）、2-咖啡酰基-3-阿魏酰基酒石酸（2-caffeoyl-3-feruloyl tartaric acid）、2-阿魏酰基酒石酸（2-feruloyl tartaric acid）及2-咖啡酰基-3-香豆酰基酒石酸（2-caffeoyl-3-coumaroyl tartaric acid）[7,14]。

2.2 烷基酰胺类化合物

紫锥菊中的烷基酰胺类化合物为不饱和脂肪酰胺，经分离鉴定得到的化合物见表1。

2.3 多糖和糖蛋白

紫锥菊多糖中菊糖含量最高[9]。Egert等[19]从紫锥菊中分离出3种相对分子质量（Mr）分别为17 000，21 000，30 000的糖蛋白，糖基部分主要含阿拉伯糖、葡糖胺、半乳糖，蛋白质部分主要含天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸及丙氨酸。Proksch等[20]对紫锥菊的地上部分进行提取分离，得Mr为35 000的4-甲氧基-葡糖醛酸-阿拉伯糖-木聚糖聚糖（PS I，4-O-methyl-glucuronoarabi-noxylan）和Mr为45 000的酸性阿拉伯糖-鼠李糖-半乳糖聚糖（PS II，arabinorhamnogly-lactan）。张莹等[21]从紫锥菊细胞培养液中获得了3种与地上部分不同的多糖，包括2种中性半乳糖木糖聚糖（Mr分别为10 000和25 000）和1种酸性阿拉伯半乳糖（Mr为75 000）。

2.4 挥发油类化合物

曾栋等[22]采用传统回流提取法和固相微萃取法（SPME）从紫锥菊干根中分离得到数种脂肪族碳氢化合物，包括1, 11-十二烷双烯、n-十六烷酸和大根香叶烯D, 1-十五烯等；还得到了芳香族碳氢化合物，包括异氰酸苯，苯胺，丁化羟基苯甲醚，丁化羟基甲苯，9, 12-十八烷二烯酸甲酯，14-甲基-十五酸甲酯，2, 3-二氢-3, 5-二氢-6-甲基-4-氢-吡喃酮，环十四烷，3-乙基-环辛烯，十六酸乙酯，n-十六烷酸。薛亚峰[7]利用水蒸气蒸馏法结合GC-MS提取分析紫锥菊的花蕾，鉴定出石竹烯，(1S-顺)-1,2, 3, 5, 6, 8α-六氢-4, 7-二甲基-1-(1-甲基亚乙基)-萘，[S-(E,E)]-1-甲基-5-亚甲基-8-(1-甲基亚乙基)-1, 6-芳癸二烯和n-棕榈酸等化合物；利用SPME-GC/MS分析鉴定出1R-α-蒎烯，α-水芹烯，α-月桂烯，α-蒎烯，乙酸，1-甲基-3-(1-甲基乙基)-苯等化合物。

表1 烷基酰胺类化合物

此外，紫锥菊中还含有黄酮类、生物碱类、甾体类化合物以及多种无机元素等[23]。

3 药理学作用

现代药理学研究表明，紫锥菊主要有免疫调节、抗炎、抗菌抗病毒、抗氧化、清除自由基等多种生物活性[24-25]。

3.1 免疫调节作用

紫锥菊乙醇提取物可通过增强机体的巨噬细胞、中性粒细胞、自然杀伤细胞（NK细胞）的功能增强机体免疫力，还可促进细胞因子的分泌[26]。伊佳宁等[27]通过对小鼠腹腔注射环磷酰胺，使小鼠具有免疫抑制作用，灌服紫锥菊提取物后，小鼠体内血清细胞因子白介素2（IL-2）、IL-6、肿瘤坏死因子α（TNF-α）含量显著提高，说明紫锥菊提取物可促进小鼠IL-2、IL-6、TNF-α分泌，提高小鼠的免疫力。紫锥菊中的多糖也有显著的免疫增强作用[23]，张艳英等[28]用脂多糖（LPS）刺激大鼠小肠上皮细胞（IEC-6），导致细胞因子IL-6 mRNA的分泌增加，给予不同浓度的紫锥菊多糖后，发现其可抑制LPS刺激细胞分泌的IL-6 mRNA的表达，作用有浓度依赖性。另外，Goel等[29]对大鼠肺泡巨噬细胞进行体外试验，表明紫锥菊所含的烷基酰胺类化合物可提高巨噬细胞的吞噬活性和吞噬指数。

3.2 抗炎作用

贾青辉[30]通过动物试验证实了紫锥菊中的多糖具有抗炎作用。BALB/C小鼠鼻腔吸入LPS，使其肺组织呈病理损伤状态，促炎因子TNF-α和IL-1β等显著提高，对小鼠进行紫锥菊多糖灌胃后，发现紫锥菊多糖可显著抑制IL-1β、IL-6、TNF-α和IL-8分泌的增加，抑制肺组织IL-1β、IL-6、TNF-α、Toll样受体4（TLR4）和一氧化氮合酶（iNOS）mRNA的表达。对小鼠肺泡巨噬细胞RAW264.7进行LPS预处理，然后给予紫锥菊多糖，发现可显著抑制促炎因子的分泌及mRNA的表达，从而抑制了细胞核因子κB（NF-κB）的激活和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号的转导。Fast等[31]研究表明，紫锥菊水提取物能抑制三酰脂肽（Pam3csk40）诱导人单核细胞THP-1分泌TNF-α。Attila等[32]通过体外和临床试验表明，紫锥菊中的烷基酰胺类制成的乳剂可治疗特应性湿疹（AE）。紫锥菊提取物中的烷基酰胺是通过大麻素2（CB2）受体调节人巨噬细胞和单核细胞中TNF-α mRNA的表达，还可抑制LPS刺激的TNF-α表达，从而起到抗炎作用。

3.3 抗菌、抗病毒

Sharma等[33]研究表明，紫锥菊65 %乙醇提取物能灭活引起呼吸道感染的细菌，还能逆转细菌在上皮细胞中引起的炎症反应。这些细菌包括化脓性链球菌、流感嗜血杆菌、嗜肺军团菌、金黄色葡萄球菌、耻垢分枝杆菌和白色念珠菌等，可引发咽喉痛和严重的肺部感染。

Selvarani等[34]研究表明，流感病毒A（H3N2）通过上调细胞间黏附分子-1（ICAM-1）、纤连蛋白和血小板活化因子受体（PAFr）的表达，增加了流感嗜血杆菌和金黄色葡萄球菌对支气管上皮细胞的黏附，而紫锥菊65 %乙醇提取液显著降低了ICAM-1、纤连蛋白和PAFr的表达，从而降低了两种菌株的黏附力，达到抗病毒的作用。

3.4 抗氧化与清除自由基

紫锥菊中的酚类化合物具有抗氧化清除自由基的作用。Ivana等[35]向含1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）的乙醇溶液中加入不同浓度的紫锥菊70 %提取液，发现对DPPH的清除能力与紫锥菊的浓度呈剂量依赖性，紫锥菊提取液的浓度越高，对DPPH的清除能力越强。

4 结语

紫锥菊含多种活性成分并表现出不同的药理活性，可用于治疗多种疾病。紫锥菊作为天然的抗生素[36]，因其无毒副作用，具有广阔的开发和应用前景。在国外，紫锥菊提取物及其制剂已大量用于临床治疗各种类型的感染和伤口，但其特异性免疫调节作用仍有待阐明[37]。

紫锥菊在我国部分省区引种成功，解决了原料问题，又因其成分含量较原产区高，为紫锥菊在我国的开发利用打下了良好基础。但因其引种时间短，还未载入中国药典，对其临床应用的研究也较少。因此，规范紫锥菊的鉴别及质量评价方法，明确其具体的活性成分成为亟待解决的问题。