冰片引经作用的探讨及其分子机制研究进展

赵洋洋,郭玉洪,黄汕梅,银帮巧,唐耀平,2

(1.广西中医药大学科学实验中心,广西 南宁 530200；2.广西中医药大学附属瑞康医院,广西 南宁 530011)

冰片(Borneol)在我国有着悠久的药用历史。冰片的主要来源为龙脑香科常绿乔木龙脑香DryobalanopsaromaticaGaertn. f.树脂和挥发油加工提取的结晶，是较纯粹的右旋龙脑。早在唐代《新修本草》中就有记载，冰片味辛、苦，性微寒，归心、脾、肺经，具有开窍醒神、清热止痛之功效[1]。《本草纲目》曾记载冰片具有“通诸窍，散郁火”的功效[2]。在古代冰片常作为佐使药配入处方当中，应用颇广，正如《本草衍义》所云：“独行则势弱，佐使则有功。”[3]冰片在临床应用范围广泛，常作为佐使药物应用于心脑血管系统等疾病[4]以及皮肤烧烫伤的治疗[5]。

引经是为引经报使之意，引经药是指在处方中对机体某部位有选择性向导作用的药物，能引领其他药物直达病所，显著提高治疗效果。尤在泾《医学读书记》曰：“药无引使，则不通病所。”[6]吴鞠通《医医病书》云：“药之有引经，如人之不识路径者用向导也。”[7]充分说明了引经药物在组方配伍中的重要性。大鼠体内的药代动力学实验结果表明，冰片主要分布于肝、脑、心、脾、肺等组织，与其脏腑络属关系具有一致性[8]。基于传统医学引经概念与现代医学靶向给药系统存在的互通性，为了进一步阐明冰片类似引经报使作用的科学内涵，为中药引经作用的现代化研究及临床应用提供参考，现就相关研究进行综述。

1 冰片引经的药理作用

1.1 冰片促进药物通过血脑屏障

血脑屏障是由脑微血管内皮细胞、星形胶质细胞为主形成的一个实质性结构，通过脑血管内皮细胞之间的特殊蛋白，将细胞膜缝合为一个完整而巨大的血脑物质交换屏障[9-10]。血脑屏障作为维持中枢神经系统的稳态和脑部内环境的重要结构以及动态生理屏障，对于中枢神经系统发挥正常功能起着至关重要的作用[11]。然而，药物的运输传递也受到血脑屏障的限制，阻碍了大多数药物成分进入脑部，降低了脑组织对大分子物质和离子等的摄取。因此，大多数抗脑肿瘤、抗癫痫、抗老年痴呆、抗脑损伤的药物通过血脑屏障的含量较少或不易通过血脑屏障，达不到治疗疾病的目的[12]，导致心脑血管疾病的治疗效果不佳。部分药物通过血脑屏障时，甚至还会破坏其正常生理功能，造成组织的药物性损伤，因此现代研究应以保护血脑屏障为前提寻找更科学有效的方法[13]。

冰片是一种双环单萜类化合物[14]，可以通过提高血脑屏障的通透性来促进药物在脑内的运输传递，发挥引经作用。Zhang等[15]报道冰片能提高血脑屏障的通透性，促进山柰酚向脑内的转运，增加山柰酚在脑内的蓄积量，且对山柰酚的脑内药代动力学参数存在剂量依赖性影响。Fan等[16]通过研究也发现冰片可以有效打开血脑屏障，促进维拉帕米和地高辛进入脑内发挥作用。Yu等[17]采用动物实验，研究冰片作用于SD大鼠后对血脑屏障开放程度的影响，结果发现冰片具有组织特异性的开放血脑屏障作用，以开放海马区与下丘脑区域更为显著。国内外学者通过研究也证实，在病理条件下，与冰片合用后，黄芪、梓醇、葛根素[18]、银杏内酯[19]、长春西汀[20]、顺铂[21]等多种药物在脑内的浓度都有明显提高，且表现出通过生物膜的吸收动力学过程[22]，证实了冰片透过血脑屏障提高药物在脑内分布的靶向增强作用，体现了冰片的引药之功。

Wu等[23]建立体外血脑屏障模型，研究发现冰片可显著增加普鲁醚和川芎嗪的累积渗透量，降低血脑屏障紧密连接蛋白-1(ZO-1)的表达，增加A1腺苷受体(A1AR)和A2A腺苷受体(A2AAR)的表达。体内药代动力学研究也证实，口服冰片可显著增加普鲁醚和川芎嗪的AUCbrain值。这些结果表明冰片是有效的脑内给药引经药。在揭示冰片具有改善血脑屏障通透性作用的同时，还观察到其对血脑屏障的结构性损伤可能性极小[24]。超声靶向微泡破坏(UTMD)是一种很有前景的辅助神经保护疗法，Zhang课题组[25]的实验研究表明，在缺血性脑卒中的情况下，UTMD干预会破坏血脑屏障。而冰片可以弱化局灶性脑缺血UTMD诱导的病理性血脑屏障开放，明显减轻UTMD对血脑屏障的不良影响，联合应用还有助于维持血脑屏障的完整性。这些研究表明，冰片不仅能促进血脑屏障的开放，发挥引药之功，还能在一定程度上保护血脑屏障的正常生理功能。

1.2 冰片促进药物通过黏膜

黏膜给药是指借助合适的载体物质，使药物透过机体表面的黏膜上皮细胞，进入循环系统发挥局部或全身作用的给药方式[26-27]。黏膜给药方式拓宽了临床给药途径，提高了药物的生物利用度，然而黏膜的屏障作用在维持正常生理保护和清洁作用的同时，还能阻碍药物通过黏膜进入人体血液循环系统，有时无法达到满意的治疗效果。冰片通过发挥其引经作用，在口腔黏膜、鼻黏膜、眼角膜等黏膜给药方面具有广泛的应用。

研究表明冰片能促进其他药物透过口腔黏膜和鼻黏膜，优化治疗效果，且对黏膜刺激性较小，不良反应不甚明显。吴庆知等[28]评估不同浓度的冰片干预胰岛素经口吸收后的血糖浓度，发现0.12%浓度的冰片就能对胰岛素经口腔黏膜吸收途径产生显著的促进作用(P<0.05)。Lu等[29]采用高效液相色谱法(HPLC)测定京尼平苷单独鼻腔给药及与不同剂量的天然冰片合用后的血浆药物浓度，以静脉给药作为对照，结果表明天然冰片能促进京尼平苷在鼻腔内的迅速吸收，提高相对和绝对生物利用度，且存在剂量依赖性。陆洋等[30]以离体蛙皮为模型研究冰片对体外黏膜的渗透性实验，结果显示较高浓度的天然冰片可以提高栀子提取物的黏膜吸收度，减弱黏膜对栀子苷的降解作用，促进栀子苷的渗透，降低时滞，同时保护其不易被生物内源性物质破坏。

眼角膜是药物进入眼睛的重要通道，也是影响药物进入患处的主要屏障，许多有效的眼部促透剂在长期使用的情况下，会对眼部组织产生不良反应，甚至造成不可逆的损害，以至临床应用并不多见。相比之下，含有冰片的中药外用制剂多年来一直被用于治疗眼部疾病。现代研究表明冰片可有效促进药物如丹参素通过血眼屏障，促进药物入眼[31-32]。国外研究学者发现0.1%浓度的冰片就能增加角膜对药物的通透性[33]，且天然冰片与合成冰片对兔眼及角膜均不产生刺激性，长期应用亦无毒性伤害，有望作为引经促透剂广泛用于滴眼液配方[34-35]。沈爱祥等[36]评估了含有冰片的珍珠明目滴眼液联合自体血清治疗角膜溃疡的临床疗效，证实其疗效明显优于其他抗生素眼药水的稀释液，或可作为眼科外治方法的创新应用。由此可知，冰片可作为一种安全有效的天然引经药物，为开发某些治疗内眼疾病的药物和方法提供思路。

1.3 冰片促进药物通过胃肠道

口服给药作为最普遍的用药途径，从冰片发挥引经作用影响其他药物体内分布代谢过程的角度而言，其增强疗效的第一环节在于胃肠道吸收，故从胃肠吸收层面研究可初步阐明冰片发挥引经作用的生物学基础[37]。冰片作为一种良好的胃肠道促吸收剂，对于其他口服药物在消化道内的吸收具有调节作用，冰片通过抑制药物的首过代谢，改变药代动力学参数，使进入循环系统的药物浓度增加，药物在体内的生物利用度明显提高[38]，且天然冰片对胃肠道黏膜屏障的影响程度弱，几乎无不良影响[39]。

现有研究通过在体肠循环灌流实验证实了冰片能促进盐酸小檗碱以及麝香酮的胃肠道吸收浓度[40-41]。冰片还能提高川芎嗪、丹酚酸等其他药物或成分经胃肠道吸收的速度和程度，延长药物作用时间，更好地发挥扩张冠状动脉、改善心肌缺血、保护心血管系统、缓解心绞痛的作用[42]。肖衍宇等[43]选用消化道中十二指肠、空肠、回肠及结肠4个肠段，通过整体动物实验证明冰片能提高磷酸川芎嗪的生物利用度，一定浓度下具有促吸收作用且无明显的靶部位。He等[44]采用离体小肠扩散室系统，评价冰片对秋水仙碱和罗丹明123(Rho-123)在大鼠体内转运的效应。药代动力学研究表明，冰片对秋水仙碱和Rho-123在肠道内的转运吸收具有促进作用，且与浓度相关。

1.4 冰片促进药物通过皮肤

经皮给药系统(Transdermal drug delivery system，TDDS)是指通过皮肤表面直接给药，能有效避免肝脏的“首过效应”、胃肠道毒性和刺激及与其他药物相互作用等影响药物吸收的负面因素，给药方便，患者无痛苦感，较其他给药方式具有独特的优点，在临床实践中应用广泛，已成为制剂开发研究的重点和热点之一[45]。但由于皮肤角质层的屏障功能，且使用中易受给药面积和药物性质等影响，大多数药物的透皮吸收难以达到治疗水平所需要的剂量，TDDS制剂的开发受到严重影响[46]，因此需要借助天然产物作为安全有效的透皮吸收促进剂来改善TDDS的临床应用缺陷[47]。中药挥发油类透皮吸收促进剂临床应用反馈良好，对皮肤刺激性小，有促透和治疗的双重作用，正日益受到广泛关注[48-49]。

冰片是一种现代医学中临床应用较广泛的中药挥发油类透皮吸收促进剂，在许多外用制剂如心脉通贴剂、通络祛痛膏、伤湿止痛膏、麝香壮骨膏[50-53]等药膏中都有配伍应用。蔡晓盛等[54]报道单用冰片或单用青鹏软膏治疗胺碘酮所致静脉炎疗效均无明显改善，联合应用后疗效显著优于50%硫酸镁溶液湿敷治疗。Yi等[55]研究冰片对5-氟尿嘧啶(5-Fu)、安替比林、阿司匹林、水杨酸和布洛芬5种模型药物的引经促进透皮吸收作用，结果表明与成熟的标准透皮吸收促进剂氮酮相比，冰片能有效地促进以上模型药物的透皮吸收，对相对亲水性药物的渗透活性更优，且细胞毒性或刺激性更低。Hu等[56]对雄性SD大鼠进行皮肤渗透实验研究，结果表明在以微乳为基础的透皮治疗系统中，冰片促进了川芎嗪的经皮吸收和脑分布。张春凤等[57]报告，以冰片、樟脑和氮酮分别作为透皮吸收促进剂，观察得出以冰片为促透剂时川芎嗪的透皮量为最大。可以看出冰片参与外用制剂组方中可作为“引经药”广泛配伍应用，有效提高药物经皮吸收的生物利用度。

2 冰片发挥引经作用的机制

2.1 抑制转运蛋白外泵功能

P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)是一种由人类多药耐药基因-1编码的ATP依赖性转运蛋白，分布在血脑屏障内皮细胞上并依赖ATP执行外排等功能[58]。P-gp存在很多底物，如抗肿瘤、抗癫痫、抗癌类药物等脂溶性物质。P-gp与不同底物的亲和力具有差异，亲和力大的容易与P-gp相结合，可被泵出细胞外；亲和力小的与P-gp相结合得少，容易蓄积在细胞内。因此，P-gp参与血脑屏障的转运、外排、屏障等作用，能够限制治疗中枢系统疾病和脑部疾病的药物进入脑内。因此，抑制P-gp的活性，能够降低P-gp与药物的结合，促进药物通过血脑屏障提高机体的吸收效率[59]。

Fan等[16]建立体外血脑屏障模型，观察冰片对P-gp底物跨血脑屏障转运的影响，并检测P-gp在脑微血管内皮细胞(BMECs)中的功能和表达，以及调控P-gp表达的信号通路。结果显示冰片能增加Rho-123的胞内积聚，增强维拉帕米和地高辛对体外模型血脑屏障的渗透作用，抑制mdr1a mRNA和P-gp的表达。冰片可激活NF-κB，并以泛素蛋白酶体抑制剂(苄氧基亮氨酸羧基)和抑制肽隐藏冰片引起的P-gp降低，抑制NF-κB的表达。提示冰片通过NF-κB信号传导机制抑制血脑屏障体外培养BMECs中的P-gp功能。Wang等[60]利用高效液相色谱法证实冰片可以显著增加Rho-123在长春碱预处理Caco-2(VB-Caco-2)细胞中的摄取，提高Rho-123的肠道吸收率和渗透系数，并使Rho-123在VB-Caco-2细胞单层转运过程中的外排比从6.52降至2以下。重要的是冰片降低了VB-Caco-2细胞中P-gp的蛋白和ABCB1 mRNA水平，表明冰片可通过抑制P-gp功能和表达途径有效逆转多药耐药性。总的来说，冰片与P-gp具有较高的亲和力，当冰片与治疗药物配伍时，可优先与P-gp结合抑制其活性，促使血脑屏障生理性开放，使不易于穿过血脑屏障的有效成分在脑细胞内积蓄，从而促进脑组织吸收。

2.2 调节生物化学物质水平

国内外学者研究证实冰片发挥引经作用的机制与调节机体各组织中生物化学物质[如5-羟色胺(5-HT)、组胺、一氧化氮(NO)等]的水平密切相关。冰片作为一种渗透增强剂，可以选择性地提高脑内特定亚区纳米脂质体的脑靶向能力，尤其是神经元靶向能力[61]。增加血管舒张性神经递质，抑制离子通道的主动转运[62]，使大鼠下丘脑中透明质酸、组胺和5-HT的含量明显提高[63-64]，改善长时连续作业大鼠模型中去甲肾上腺素和5-HT含量的降低[65]。王刚等[66]给小鼠灌胃冰片和槲皮素，若干天后取脑组织检测槲皮素及5-HT的含量变化。结果发现冰片不仅使5-HT在脑组织中的含量增加，而且可使脑组织中的槲皮素含量增加。冰片还能显著促进梓醇、葛根素透过局灶性脑缺血大鼠模型的血脑屏障，该作用被证实与上调β2-肾上腺素能受体，增加内皮型一氧化氮合酶(eNOS)和NO的表达有关[67]。由此得出，冰片可通过直接影响神经递质水平，或同时调节2种或多种生化物质水平来发挥其引经作用。

2.3 改变皮肤角质层结构变化

根据Lipid Protein Partitioning(LPP)理论[68]，促透剂发挥促透作用的机理一般与以下3个方面有关：①与角质层细胞间脂质相互作用；②改变角蛋白构象；③增加药物在角质层的分配[69]。因此对于冰片引经机理有以下研究：Yi等[55]采用衰减全反射傅立叶变换红外光谱法(ATR-FTIR)检测冰片对角质层脂质分子的影响，分子机制研究表明冰片通过扰乱角质层脂烷基链结构，抽提部分角质层脂质，导致皮肤屏障渗透性改变。傅大莉等[70]研究发现冰片的经皮促透作用机制可能与其影响角质细胞内的钙离子浓度，改变表皮角质活性，使皮肤角质层形成细胞膜电位和膜流动性有关。Wang等[71]采用体外渗透研究和粗粒分子动力学相结合的方法研究得出冰片对5-Fu的促透作用机制，包括破坏角质层双层，增加5-Fu的扩散系数，诱导暂时性孔隙的形成等。Zhang等[72]考察冰片对川芎嗪的促透机理，包括脂质的提取和无序化，涉及促渗剂与底物之间的C-H拉伸和氢键作用的位移变化，且双环单萜类化合物中羟基的渗透能力优于酮基。

2.4 疏松内皮细胞紧密连接结构

研究发现冰片还能有效疏松内皮细胞的紧密连接结构，这在很大程度上启发了冰片引药的作用机制研究。冰片可使大鼠BMECs之间的紧密排列变得疏松[73]，对血脑屏障紧密连接的完整性产生解离效应[74]，使物质在细胞间通道内的转运速度加快[75]，从而成为开放血脑屏障的有效促透剂，Jin等[76]发现冰片能使雌性Wistar大鼠血-视神经屏障上的紧密连接膜蛋白密封蛋白-5(clautin-5)和闭合蛋白(occludin)的结构功能性分布发生移位，使内皮细胞的紧密连接结构更加疏松，且这种移位是可逆的。樊岚岚等[77]研究表明冰片作用于家兔角膜上皮细胞可使细胞膜磷脂分子链的排列有序性增大，能有效改善角膜上皮细胞对药物的吸收。Chen等[78]发现冰片对京尼平苷跨人鼻黏膜上皮细胞(HNEC)转运的促进作用可能与其显著增强细胞膜流动性、解离紧密连接完整性有关，该过程也是可逆的。见图1。

图1 冰片引经药理作用及分子机制示意图

3 讨论与展望

综上基于引经概念初步阐释了冰片参与组方应用的药理作用和分子机制，值得肯定的是其在药理应用中或能减少其他药物使用剂量，增加药物效应，减少药物毒副作用所发挥的临床应用价值。通过归纳总结也发现，冰片的现代药理学研究多体现于动物实验阶段，在人体的研究依据稍显不足。众多研究探讨了冰片促进药物通过血脑屏障、人体各器官黏膜、胃肠道和皮肤等发挥的类似引经作用，但大部分研究未能区分天然冰片或艾片与合成冰片作用差异之处，没有针对具体研究对象展开研究，对冰片发挥类似引经药理作用的物质基础尚未有明确解释说明。基于传统医学的引经概念与现代医学的靶向给药系统的互通性，中药引经作用的现代化研究具有良好的应用前景，现阶段尚处于积极探索期，未来可期。