水半夏化学成分及生物活性研究进展

杨甲玺，付辉政，肖小武，王兰欣，赵敏敏，罗跃华

1.南昌大学药学院，江西 南昌 330019；2.江西省药品检验检测研究院,国家药品监督管理局中成药质量评价重点实验室,江西省药品与医疗器械质量工程技术研究中心,江西 南昌 330029

水半夏为天南星科植物鞭檐犁头尖Typhonium flagelliforme（Lodd.）Blume 的干燥块茎，形状呈长椭圆形或圆锥形，根痕较小，芽痕凹陷；性味气微，味辛辣，刺喉，嗅之刺鼻［1］。因其叶片呈戟状长圆形，又名戟叶犁头尖［2］。其内服多用于治疗呼吸道疾病，如止咳化痰等。外用则以皮肤表面出血肿胀、毒虫螯咬为主［3］。近年来随着有关研究的不断深入，发现其也具备一定的抗肿瘤作用［4］。最早可见载于二十世纪七八十年代的《广西本草选编》［5］。《中华人民共和国药典》1977 版曾以单独品种予以收载，现执行标准为1992 版《卫生部颁药品标准（中药材第一册）》，也可见于《江西省中药饮片炮制品规范（2008 年版）》《湖南省中药饮片炮制品规范（2010 年版）》等地方中药材标准。

水半夏主要分布于华南地区，以江西、广西、湖南等地人工栽培居多，其中江西省信丰县为全国水半夏产销量最大的生产基地，在我国南方中药材市场占据主导地位，其中大阿镇更是被誉为“江南水半夏第一镇”［1］。水半夏不仅资源丰富且功效稳定，具有显著的生物学活性，但由于其存在一定毒副作用，且与同科不同属药材半夏混用严重，在合理用药方面受到一定限制。因此，关于水半夏的系统研究就显得尤为重要。本文结合近年来有关水半夏化学成分及生物活性方面的最新进展对其进行系统阐述。

1 化学成分

随着现代药物分析方法与分析技术的发展，水半夏化学成分研究也在不断深入，已分离鉴定出许多不同种类的化合物，如黄酮类、生物碱类、脂肪烃与脂肪酸类、核苷类、氨基酸类、脑苷脂类、苯丙素糖苷类、甾醇类、无机元素等。

1.1 黄酮类

水半夏中黄酮类成分国内外均研究较少，有待进一步发掘，目前已知姚军强、丁为［5-6］利用高效液相色谱法测定了不同来源水半夏中黄酮类物质（图1）。指出水半夏中黄酮类包括芦丁、槲皮素、木犀草素、山柰酚、异鼠李素、异牡荆素，其含量随植物生长周期变化呈现出一定差异，黄酮类总含量以广东佛山产水半夏水提物最高。

图1 水半夏中黄酮类有机化合物结构式

1.2 生物碱类

生物碱广泛存在于自然界，具有复杂的环状结构，生物活性显著，是中草药中的有效成分之一。水半夏中分离出的生物碱有四种［7］，分别为脱镁叶绿酸-a、脱镁叶绿酸-a'、焦脱镁叶绿酸-a、焦脱镁叶绿酸-a 甲酯。该类化合物均为由四个吡咯环和四个甲烯基组成，除焦脱镁叶绿酸-a 甲酯外都含有羧基，大卟啉环为共有结构。见图2。

图2 水半夏中生物碱类有机化合物结构式

1.3 脂肪烃与脂肪酸类

脂肪烃与脂肪酸类在水半夏中含量丰富，是其重要的活性物质之一，目前已分离鉴定出的有76 种。见表1。刘布鸣等［8］通过乙醚加热回流提取水半夏中挥发油成分，并利用毛细管气相色谱、气相色谱-质谱-计算机分析技术对其挥发油化学成分进行鉴定，确定出以脂肪烃类和脂肪酸类为主的54 种化合物。对水半夏根茎部二氯甲烷提取物进行分离，鉴定出十六烷酸（棕榈酸）、亚油酸、13-苯基-十三烷酸等多种有机酸［9-14］。Korinek M 等［15］在对过敏反应用药研究中指出其还含有一系列含氧饱和、不饱和脂肪酸。

表1（续）

1.4 核苷类

核苷类成分是参与DNA 的代谢过程的必备要素之一，对生物细胞维持生命活动发挥着不可替代的作用。王朋展等［16］、夏成凯等［17］利用HPLC共测定了水半夏中9 种核苷类的含量，其中江西产水半夏中四种核苷的含量由高到低依次为腺苷128.00 μg/g，肌 苷101.50 μg/g、尿 苷74.30 μg/g、鸟苷9.39 μg/g；甘肃产水半夏中核苷类依次为腺苷108.80 μg/g，次黄嘌呤核苷（肌苷）56.18 μg/g、尿苷246.70 μg/g、鸟苷208.20 μg/g、尿嘧啶154.80 μg/g、胞苷77.70 μg/g、次黄嘌呤146.60 μg/g、腺嘌呤65.89 μg/g、胸苷11.16 μg/g。

1.5 氨基酸类

刘布鸣等［18］分别对鲜品水半夏和水半夏药材中氨基酸成分进行了分析测定，共鉴定出甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、缬氨酸（Val）、亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）、蛋氨酸（Met）、脯氨酸（Pro）、丝氨酸（Ser）、酪氨酸（Tyr）、苯丙氨酸（Phe）、苏氨酸（Thr）、天门冬氨酸（Asn）、谷氨酸（Glu）、赖氨酸（Lys）、精氨酸（Arg）、组氨酸（His）、胱氨酸（Cys）共计17 种氨基酸，且主要以结合状态存在，因此水半夏在加工处理过程中其氨基酸含量无明显变化。

1.6 脑苷脂类与苯丙素糖苷类

脑苷脂类化合物为细胞膜的主要成分之一，在一些菌类和高等植物中分布广泛，表现出一定的神经保护，抗肿瘤，免疫调节等作用［19］。黄平等［20］从水半夏中分离鉴定出脑苷脂类成分1-O-β-吡喃葡萄糖苷-1-2-［（2-羟基十八烷基）氨基］-4,8-十八二烯-1,3-二醇。

苯丙素糖苷是一类天然化合物的总称，具有广泛的生物活性，如消炎、抗氧化等［21］，Priosoeryanto 等［22］从水半夏中分离鉴定出的苯丙素糖苷类松柏苷具有明显抗肝毒活性。

图3 水半夏中脑苷脂类（A）与苯丙素糖苷类（B）有机化合物结构式

1.7 甾醇类

甾醇是一类含有羟基的类固醇，用碱性溶剂提取动植物组织中的脂类成分可得，Hsu 等［14］、黄平等［20］通过对水半夏提取物生物活性实验指出，其中含有的甾醇类物质包括：植醇、菜油甾醇、豆甾醇、β-谷甾醇和β-胡萝卜甙。

图4 水半夏中甾醇类有机化合物结构式

1.8 无机元素

无机元素与中药药效之间存在着密切联系，如锌参与新陈代谢，锰可以提高机体免疫能力等。张瑾等［23］利用电感耦合等离子体质谱测定已通过微波法消解的样品，测得水半夏及其炮制品中无机元素含量。结果显示水半夏中重金属砷、铜、铅、汞和镉含量均远低于《中国药典》2015 年版有关标准;钠、铝、钾、钙、铁等元素的含量差异较大，最高为钾元素，其含量大于15 mg/kg；其次为钙元素，约为6 mg/kg。而铝元素、铁元素、钠元素均远低于5 mg/kg。

2 生物活性

2.1 呼吸系统

水半夏具有化痰燥湿的功效，其原料药混悬液对由于呼吸道刺激引起的咳嗽表现出较好的止咳作用，在治疗上呼吸道疾病的方剂中最为常见，特别是其中含有的天冬氨酸具有明显的镇咳平喘祛痰的功效，在支气管炎的治疗中功效明确稳定，表现出良好的临床治疗效果。钟正贤等［24］通过对照试验，以咳特灵为阳性对照，发现水半夏无论是醇提物、水提物或酯提物均能明显延长由于呼吸道刺激引起的咳嗽潜伏期并降低咳嗽的频率，其大剂量应用时与阳性对照效果相当，止咳效果明显；傅红等［2］以水半夏的不同提取部位对豚鼠进行灌胃实验，发现可以明显缓解由氨水引起的豚鼠咳嗽症状，使其酚红在气管中的排出量增多，从而延长由于喷雾所导致的呼吸疾病症状的潜伏期；刘继林等［25］通过小鼠实验证明其也存在一定祛痰效果。

2.2 消化系统

水半夏相较于常见易混品半夏，虽无止呕作用［26］，但两者均可显著抑制由毛果芸香碱引起的唾液分泌，出现类似阿托品样作用，也体现了其“燥湿”功效［27］。

2.3 神经系统

钟正贤等［24］以阿司匹林作为阳性对照组，发现其还具有良好的镇痛效果，表现为能明显减少由于醋酸引起的小鼠扭体次数，镇痛率较高，且中枢抑制作用显著，能够明显缩短小鼠自发性活动走动时间，减少小鼠自发性双前肢向上抬举次数，具有镇静作用。

2.4 免疫系统

水半夏提取物能显著降低毛细血管通透性以及使得小鼠棉球肉芽组织重量减轻，对由组织胺所致小鼠被动皮肤过敏反应、迟发型超敏反应等的过敏反应均具有较强的抑制作用；在体外，水半夏的根和茎叶的醇提物细胞毒性虽然较弱，但氯仿提取物细胞毒性依然较高，对淋巴细胞的生长仍具有明显抑制的作用［12］。Mohnan 等［10］发现水半夏的二氯甲烷提取物对白血病的治疗也具有一定的积极意义，其作用机制主要是通过线粒体途径抑制细胞的生长和诱导程序性细胞的凋亡，当IC50 约为24.0 μg/mL 时，能使白血病Balb/c 小鼠外周血液中的单核细胞和幼稚粒细胞数量明显减少，从而抑制白血病小鼠脾脏肿瘤细胞的生长。Putra 等［28］通过对其块茎提取物的研究，发现其除了抗炎镇痛作用外，对肺癌，乳腺癌，前列腺癌和结肠癌细胞等多种癌细胞的凋亡均具有诱导作用，特别是对乳腺癌干细胞凋亡，诱导作用明显。Priosoeryanto 等［22］指出水半夏的乙醇提取物与原核表达犬重组干扰素（rCaIFN）结合后也具有明显的抗增殖活性，这也为肿瘤疾病的治疗提供了另一种全新的选择。

3 展望

我国水半夏资源丰富，炮制品应用广泛［29］，市场潜力大。在江西省境内大面积人工种植，由于其目前廉价易得，在市场上与半夏混用严重［30］，且两者可辨别方法有限，因此关于水半夏的特征指标将会成为下一步的研究重点之一［31］。

本文通过查阅各种文献资料发现，对关于水半夏的化学成分、生物活性研究颇多，但多以和半夏对比研究为主，很少对水半夏进行单独深入研究。近年来，关于肿瘤疾病治疗成为重点领域之一，在东南亚地区有学者提出水半夏也可用于肿瘤疾病的治疗，且功效显著，未来或可能成为治疗癌症的替代药物［32］。

由于对水半夏缺乏系统研究，下一步可先对其药材道地性进行对比筛查，进而对其各种炮制品，同科不同属植物进行系统全面的研究，为水半夏有关药品资源的扩大化、标准化和深入化发展阐明方向，不断推动水半夏有关领域研究创新发展。