霍山石斛化学成分及其药理活性研究进展*

钱程程，欧金梅△，戴亚峰，杨燕杰

(1.安徽中医药大学 药学院，安徽 合肥 230012；2.九仙尊霍山石斛股份有限公司，安徽 六安 237000)

霍山石斛(Dendrobium huoshanense C.Z.Tang et S.J.Cheng)，记载于清代《本草纲目拾遗》中，具有益胃生津，滋阴清热的功效，被誉为“九大仙草”之首。近年来，霍山石斛因较好的临床疗效，被2020版《中国药典》收录为常用中药。研究发现，霍山石斛含有多糖、氨基酸、蛋白质及生物碱等多种化学成分，具有提高机体免疫力、抗肿瘤、抗氧化和降血糖等多种临床作用[1]。霍山石斛作为安徽道地药材，也广泛应用于茶饮和食品，有着较好的研究前景和综合利用价值。

霍山石斛因其独特的生长环境，孕育出它的性状、成分、功效与其它石斛相比有着显著不同。通过林下仿野生抚育研究，使得霍山野生种质得到了保存和扩大[2]，为进一步开展化学成分和生物药理活性研究提供了基础。《药典》中同时收录了铁皮石斛、金钗石斛、马鞭石斛、鼓槌石斛5个石斛品种，品种的内在遗传因素差异造成外在性状、化学成分的显著差异[3]，目前对铁皮石斛、铜皮石斛研究多于其它品种[4-6]。本文对霍山石斛的化学成分、分子遗传学和药理活性方面的最新研究进展进行梳理，旨在为霍山石斛的现代研究和应用提供参考。

1 化学成分

迄今为止，国内外学者们对石斛属植物成分进行研究，从中分离鉴定出活性多糖、生物碱、夏佛塔苷[7]、三萜皂苷[8]等多种成分，但对霍山石斛中的石斛多糖、蛋白质、氨基酸、石斛碱等研究报道却是很少。

1.1 糖类 霍山石斛中的糖类以多糖为主体成分，主要含有由葡萄糖、半乳糖、甘露糖等单糖组成的DHP1-2、DHP2-1、DHP2-2 3 种多糖。多糖经分离纯化后获得均一性多糖HPS-1B23，结构显示为α吡喃型[9]。霍山石斛的不同部位中的多糖成分含测，叶＞根＞茎，且3年生＜1年生＜2年生，以2年生茎中多糖含量最高[10]。单糖主要为D-甘露糖、D-葡萄糖和果糖，半乳糖、D-阿拉伯糖、D-木糖含量较低[11]。郑晓倩等[12]采用高效液相CAD法测定3种药用石斛中均含有果糖、蔗糖等成分，但品种不同，含量均存在差异，3种药用石斛中霍山石斛的单、双糖类成分总含量最高，主要是蔗糖、D-无水葡萄糖的含量，铁皮石斛最低，铜皮石斛中所含果糖含量最高。当前，DHP的提取工艺被不断改进，提取效率和提取率也有了极大提高，DHP的分子量与化学成分间的关系也被进一步明确，针对霍山石斛多糖成分还有许多学者进行了研究，如优化多糖提取的工艺[13]、结构特性、多糖不同组分的分离与理化性质、化学物质等对霍山石斛多糖的影响等。

1.2 氨基酸和蛋白质 霍山石斛中含有丝氨酸、组氨酸、苏氨酸、甘氨酸等多种氨基酸，人体内的赖氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、色氨酸和苯丙氨酸等7种必需氨基酸在霍山石斛中均有分布。氨基酸是霍山石斛中主要的营养成分之一，游离的氨基酸发挥着重要的功效，石斛类以霍山石斛的氨基酸成分最佳[14-15]。对于安徽霍山铜皮石斛、铁皮石斛和霍山石斛3种石斛[16]，其游离氨基酸的含量与生长期和部位存在一定联系，针对根、叶及不同生长期茎中17种游离氨基酸含量，发现大多数氨基酸含量呈现根＜4年生茎≈2年生茎＜3年生茎＜叶＜1年生茎的规律，且铜皮石斛与霍山石斛最为相似。胱氨酸在根中含量最高，精氨酸在3年生的茎中最高，可达2.01 mg/g。不同石斛的蛋白质含量有明显差异[17]，霍山石斛干花的粗蛋白成分和必需氨基酸成分均高于铁皮石斛干花。

1.3 生物碱 生物碱类是最早从霍山石斛中分离出的化合物，包括石斛碱、石斛次碱、石斛铜碱、石斛胺等。多数学者对石斛属生物碱及其药理作用的研究侧重于金钗石斛，对霍山石斛的化学成分研究较少，仅有少数学者对其生物碱展开讨论，例如用溴甲酚氯酸性染料比色法测定石斛中总生物碱碱含量[18]，结果显示，霍山石斛中茎部总生物碱的含量约为0.029 1%，从含量分布来看，石斛总生物碱含量均为叶大于茎和根，成熟期的茎与根中的生物碱含量相近，故临床应用和药理实验应综合考虑到根、茎、叶的开发与利用；与氨基酸含量规律不同，霍山石斛总生物碱含量呈现1年茎＜2年茎＜3年茎＞4年茎，因此，应第3年采收为宜[10]。关于提取方法，崔楠楠[19]采用分光光度法测定霍山石斛中生物碱的含量，设置酶解pH、时间、温度等变量，对提取液进行萃取、大孔树脂纯化等方面研究，为进一步开发利用霍山石斛提供依据。

1.4 其他 近代药理实验发现霍山石斛独特的药用功效可能与其种类繁多的化学成分共同作用相关，其中微量元素在中药药效中发挥着特殊的协同作用[20]。霍山石斛中含有Ca、Fe、Zn等微量元素，其中茎、根、叶3个部位中所含元素的种类和含量均有差异[21]。人体必需微量元素在霍山石斛中均有分布，以锌、铜和铁含量最高，其中根中 V、Fe、Ni、Al、P 含量最高，叶中 B、Ba、Mg、Ca、Mn 含量最高，茎中 Cu、Cr、B 含量最低。除了微量元素外，霍山石斛中还含有菲类化合物、联苄类化合物、石斛酚等有效成分。

2 分子遗传学研究

目前市场有多种石斛品种流通，常通过药材色泽、密度、口尝和水试等方法来辨别真伪。内在遗传特征的的差异造成品种不同外观性状，金国虔[22]用APPCR方法证实霍山石斛与铜皮石斛亲缘关系最近，两者形态比较相似；丁小余等[23]用ITS区序列对石斛属植物进行鉴定，得出霍山石斛与铜皮石斛关系最近的结论。鉴于此，《药典》中根据石斛的性状差异增加了DNA分子鉴别方法研究。

分子标记技术在霍山石斛的遗传研究、品种鉴定、植物代谢组学等也发挥着重要作用。汪曙等[24]采用霍山石斛和铜皮石斛培育出一种杂交石斛，其生长指标，主要药效含量多糖及总生物碱都发生了明显变化，特别是生物碱含量明显逐年增高，由此，霍山石斛可以通过杂交扩大其遗传多态性。洪克前[25]对霍山石斛叶片进行转录组SSR位点测序，结果基元类型均为AG/CT，表明霍山石斛与铁皮石斛、金钗石斛等近缘种转录组SSR基元相似，开发的SSR标记为霍山石斛种质资源研究和遗传多样性提供技术支持。

3 药理活性

霍山石斛免疫调节作用、抗肿瘤、抗氧化、抗白内障和肝损伤保护等方面显示出较强的药理活性。

3.1 免疫调节作用 霍山石斛作为食品原料，一直被认为具有增强机体免疫功能的能力。霍山石斛多糖(DHP)经口服后对小肠免疫系统和全身免疫功能均有免疫调节作用[26]，DHP可以促进骨髓细胞的增殖、增强肠道免疫、增殖脾细胞，增加干扰素(IFN)的分泌以及显著刺激肝细胞的增殖和IFN的分泌，在高剂量下能显著升高白细胞介素(IL-4)的分泌。有学者[27]推测霍山石斛多糖可能是通过刺激巨噬细胞释放TNF-a触发信号，从而刺激免疫系统调节作用，且不同多糖组分之间存在免疫细胞相互作用。

3.2 抗肿瘤 近年来，石斛抗肿瘤活性受到国内外学者的广泛关注[28]。霍山石斛能抑制荷SiHa宫颈癌小鼠肿瘤组织的生长[29]。鲍丽娟[30]等采用含10%新生小牛血清在培养基RPMI-1640中37℃和5%CO2条件下处理过的人宫颈癌细胞HelaS3和人肝癌HepG2细胞，研究发现，霍山石斛水提物能良好的抑制HelaS3细胞和HepG2细胞，半致死抑制浓度IC50分别是11.63%和10.40%。黄森等[31]对石斛属多糖组分纯化分离，探讨多糖作用时间、多糖浓度对抑瘤率的影响，通过DHP抑制人胃腺癌细胞SGC-7901探讨DHP肿瘤相关基因与抗肿瘤之间的相关性。张丹丹等[32]研究了DHP对人胃癌细胞的作用，结果显示给药多糖后的胃癌细胞形态蜷缩，明显凋亡，说明霍山石斛能够起到一定的抑制人胃癌细胞生长的作用。

3.3 抗氧化 历代草本记录石斛具有轻身延年的功效，即抗氧化、抗衰老作用，氧化与衰老都与体内自由基和氧化反应相关[13]，霍山石斛多糖具有体外抗自由基和抗脂质过氧化作用。DHP1A是霍山石斛中一种潜在的抗氧化成分[33]，DHP1A对FeCl2诱导的脂质过氧化有显著的抑制作用，DHP1A经预处理后降低了丙二醛的产生，用四氯化碳处理小鼠后，其肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和过氧化氢酶(CAT)等活性恢复，谷胱甘肽(GSH)水平保存稳定。DHP具有改善高脂饮食肥胖小鼠氧化应激的功能[34]，经霍山石斛多糖干预后小鼠的胰岛素、血清游离脂肪酸显著降低，血糖下降，丙二醛降低，GSH-Px、T-AOC、SOD显著升高，达到降低肥胖小鼠氧化应激的效应。在阴虚状态下霍山石斛能增强机体抗氧化能力，抗氧化性远优于铁皮石斛[35]。此外，DHP提取方式对其抗氧化能力也有一定影响[36]，用超声波法提取所得DHP氧化能力优于热水提取的多糖。

3.4 抗炎 抗炎是指致炎因子刺激机体，发生防御反应消除炎症的病理过程。先前对霍山石斛调节免疫等功能研究较多，对炎症方面还有待商榷讨论，因此研究抗炎活性具有一定的药理意义。急性炎症早期，会出现肿胀和渗出，症状常伴有红、肿、热、痛等表现，这些都是评估抑制急性炎症反应重要的指标。汪蒙蒙等[37]指出霍山石斛能够降低大鼠耳肿胀和足肿胀的发生率，减少慢性炎症后期产生的结缔组织，让棉球肉芽肿大鼠血清中的IL-2，IL-6和IFN-γ含量变少，抗炎机制体现在通过降低相关细胞因子的产生来调节机体内抗炎作用。苏双巧[38]分离得到霍山石斛茎中的3个联苄类化合物和6个其他化合物，抗炎活性测试结果显示联苄类化合物具有显著的抗炎活性，其机制可能是通过抑制核转录因子、Akt信号通路和丝氨酸蛋白激酶—MAPKS发挥抗炎作用。

3.5 抗白内障以及其他作用 糖尿病性白内障发病机理比较复杂，霍山石斛多糖为一种良好的糖尿病性白内障防治药物。DHP通过干预氧化和蛋白糖基化途径[39-40]，从而抑制SD大鼠体内晶状体蛋白的糖基化终产物AGEs形成，多糖含量在200 mg/(kg·d-1)时为最佳，最终达到防治糖尿病性白内障的目的。李志强[41]通过种植不同模式的霍山石斛，得出生态种植模式的霍山石斛保护小鼠肝损伤效果最好；DHP还可以通过辅助饮食调节改善SD大鼠非酒精性脂肪性肝(NAFL)损伤，这种改善保护作用可能是通过恢复机体脂质代谢平衡而实现的；DHP还能够使小鼠的游泳时间延长，使小鼠肝糖原储备值有所升高，乳酸累积下降，抗运动疲劳；霍山石斛生物碱能缓解巴比妥中毒症状[20]，达到消除余毒目的，且能使血压和心率下降，呼吸平缓，同时能够产生抗菌、发挥抗癌作用等。

4 结语

当前霍山石斛作为常用中药和保健品，其药理活性研究取得了初步进展，但霍山石斛的药效物质基础研究还不够深入，使药理作用研究缺乏理论基础，影响了霍山石斛的综合利益。后续要以仿林下野生种植栽培模式，增强霍山石斛种质的保护和扩大资源，在霍山石斛多糖DHP发挥全面作用的机理和其它有效活性成分方面开展更深入的研究。