芦荟的安全性研究进展

何靖雯，仲辉，尚靖1,,3，夏靖友

（1.国家药品监督管理局化妆品研究与评价重点实验室，北京100050；2.中国药科大学中药学院，江苏 南京211198；3.中国药科大学天然药物活性组分与药效国家重点实验室，江苏 南京 210009；4.九面通科技有限公司，海南 海口 570100）

0 引言

近年来，本草保健产品在普通人群中的使用一直在迅速增长，而芦荟在提供健康益处方面具有悠久的历史，是世界上使用最广泛且频繁的本草之一。几千年来，从芦荟的果肉中提取的透明凝胶被用于治疗伤口、皮肤感染、烧伤和许多其他皮肤疾病，外皮内层的黄色浸出液通常被用作口服泻药。20世纪30年代，外用芦荟首次在美国流行起来，据报道，它在治疗X射线烧伤方面取得了成功[1]。今天，芦荟凝胶是成百上千种护肤液和防晒霜的成分[2]，声称它具有类似维生素A衍生物的抗衰老作用，从而推动了这种凝胶在化妆品中的使用。

虽然芦荟一直被认为是一种安全的功能性食品材料，可以口服和局部使用，但在很多情况下并不像通常认为的那样安全。由此引发急性肾炎、孕妇流产、出血性胃炎、皮肤过敏等毒性反应的报道日渐增多。芦荟全叶提取物在大鼠身上显示出明显的致癌活性[3]，在体外和体内研究中报道的对人体的不良反应以及基因毒性和致癌性中，提出了芦荟成分是否对人体有肿瘤促进作用的问题。1998年，国家癌症研究机构提名芦荟进入国家毒理学计划（NTP）致癌性研究的候选名单[4]。国际癌症研究机构（International Agency for Research on Cancer）将芦荟精华素（Aloe vera whole leaf extract）列为可能致癌的人类物质（2B类）[5]。于是1998年，国际芦荟协会（IASC）维持了一项认证计划，国际芦荟科学理事会标准建议最大允许量口服食用的芦荟原料中芦荟素含量少于10 ppm（百万分之一）；对于非医疗用途，建议限制为50 ppm或更低[6]。2002年，美国食品和药物管理局（FDA）发布了一项最终规定，芦荟作为非处方泻药不再被普遍认为是安全有效的。广泛的人类接触及其潜在的有毒和致癌活性引起了安全方面的关注。

化学分析表明，芦荟中浸出液部位主要含有蒽醌类化合物，摄入过多会引起腹泻、低钾血症、大肠杆菌假单胞菌病、肾功能衰竭以及光毒性和过敏反应。然而，芦荟在如此广泛的应用下，出现了许多毒性作用及不良反应，而关于芦荟毒理作用的研究较少，本文对目前芦荟毒理学评价的研究进展及出现的一系列不良反应进行总结及探讨。

1 芦荟毒性作用研究

1.1 芦荟毒性效应

芦荟浸出液中含有多种生物活性化合物，尤其是蒽醌类化合物。进行了多种体外和体内试验以评估浸出液中所含化学成分的毒性作用，尤其是芦荟大黄素、芦荟苷、大黄素等。Logarto Parra和他的同事们对芦荟提取物进行了体外和体内的毒性研究，发现经口给药芦荟叶提取物24h后，卤水虾的半数致死浓度（LC50）为3.59μg/mL，对白化小鼠的致死量（LC50）为120.65 mg/kg[7]。另一项急性毒性研究显示，用50%乙醇提取芦荟粉，并以400-500 mg/kg的初始剂量腹腔注射给成年小鼠，其最大耐受量为100 mg/kg体重，LC50为250 mg/kg[8]。此外，芦荟全叶还引起HeLa和HepG2细胞存活率的剂量依赖性下降，半数最大细胞抑制浓度（IC50）分别为413.9和439.0 mg/mL[9]。在4小时的给药处理后，当浓度达到1000 mg/mL时，它还引起HeLa细胞凋亡的剂量依赖性增加[8]。

在一项慢性毒性研究中，88只大鼠以2、4和8g/kg的芦荟全叶粉（饲料中的芦荟含量分别为2.5%、5%和10%）喂养90天[10]。所有剂量的芦荟都增加了大鼠的排便，高剂量组的大鼠也表现出厌食和体重的降低。给药8g/kg的雄性大鼠比所有剂量的雌性大鼠的相对肾脏重量均显著增加。各给药组大鼠肾小管、肠系膜淋巴结和结肠粘膜固有层色素沉着的发生率明显增加，且肠系膜淋巴结增生较为明显。每天口服芦荟提取物100 mg/kg，相当于药理活性剂量的五分之一，持续3个月后观察到生殖毒性，与对照组相比，表现为显著的精子损伤、血液学改变、炎症和死亡率的增加[11]。

为了确定芦荟浸出液的存在是否会改变全叶提取物的理化性质，对脱色的芦荟全叶进行了毒性研究。脱色提取物是通过活性碳吸附全叶提取物（1%，w/w）来去除植物的浸出液部分，主要是蒽醌类化合物，这些成分使芦荟具有通便作用。化学分析表明，芦荟浸出液的主要蒽醌为芦荟苷，在未过滤和过滤提取物中的浓度相差100倍（全提取物为 8 mg/g，脱色提取物为 0.08 mg/g）[12]。高效液相色谱（HPLC）分析显示两种提取物之间存在很大差异，表明活性炭过滤去除了提取物中蒽醌类成分[13]。采用7周龄F344/N雄性大鼠4只，雌性F344/N大鼠4只，B6C3F1小鼠雌雄各4只，分别给予0.5%-3%芦荟全叶提取物和脱色提取物溶液，0.5%-3%芦荟全叶提取物和脱色提取物的苹果酸含量分别为970-5820μg/g和1240-7440μg/g，芦荟苷含量分别为 70-422μg/g和0.8-4.5μg/g[14]。给药处理14天后，1.5%和3%的脱色提取物可显著降低雌性大鼠的血尿素氮水平，而3%的全叶提取物大鼠的体重、耗水量、胃肠道通过时间以及肝、心、脾、胸腺和肾的重量均明显低于对照组。雄性和雌性大鼠的白细胞和红细胞数目以及红细胞压积均显著升高。相反，只观察到服用2.0%未脱色全叶提取物的雌性小鼠的耗水量显著增加[14]。

与本研究相比，给予F344/DU大鼠浓度2%的脱色芦荟全叶（总蒽醌＜1ppm）[15]，在慢性暴露13周后没有严重的毒性作用发现[14]。一项类似的研究也显示，F344大鼠口服市售芦荟脱色提取物饮料13周后，对行为学、粪便、体重、饲料消耗、器官重量和肠道粘膜形态进行评估，发现并没有毒性作用[16]。这些结果表明，蒽醌可能是芦荟引起不良反应的主要贡献者。

1.2 芦荟中蒽醌的毒性作用机制

目前认为芦荟中主要的蒽醌类成分是芦荟苷和芦荟大黄素。芦荟苷在体外高温碱性条件下可转化为芦荟大黄素（Aloe-emodin，AE），已有报道芦荟苷可在肠道细菌作用下水解成芦荟大黄素。芦荟大黄素是一种蒽醌衍生物单体，存在于芦荟表皮中，是芦荟的重要成分之一。越来越多的研究报道了芦荟大黄素的不良反应，包括芦荟大黄素可引起肝毒性和肾毒性，特别是在高剂量和长期使用时。然而，芦荟大黄素是否是其主要的毒性成分尚未得到系统的研究。芦荟大黄素的临床毒性尚不清楚，这些发现强调了对人类暴露于芦荟大黄素的风险评估的必要性。

芦荟大黄素的细胞毒性已被广泛研究。芦荟大黄素能够通过多种机制诱导人膀胱癌T24细胞的凋亡[17]和人早幼粒白血病HL-60细胞的G2/M期阻滞[18]。在芦荟大黄素和大黄素诱导人肺鳞癌细胞（CH27）和人肺癌细胞（H460）凋亡过程中，胞浆细胞色素c、半胱氨酸、天冬氨酸蛋白酶-3（caspase-3）活性和蛋白激酶c（PKC）同工酶发生变化。另一项研究表明，芦荟大黄素能显著抑制成人角质形成细胞的增殖并诱导其凋亡[19]。芦荟大黄素的浓度远低于商业产品的行业标准时，可以观察到抑制角质形成细胞增殖的作用。

芦荟中的芦荟大黄素是一种蒽醌衍生物的单体，是芦荟的重要有效成分。有学者将芦荟叶肉以500 mg/kg 的剂量喂食小鼠，未发现任何急性毒性反应，但以高剂量的芦荟饮食进行90d的长期研究时发现，除了使小鼠中枢神经系统活动减弱外，还能导致死亡率增加、红细胞数降低、精子损失严重。若长期过量服用一些含有芦荟等成分的药物，其中过量的蒽醌化合物会破坏肠黏膜屏障，促进肿瘤坏死因子释放，从而导致结肠黏膜上皮细胞凋亡，产生凋亡小体，凋亡后的细胞被单核巨噬细胞吞噬，在溶酶体的作用下，凋亡小体分解转化为脂褐素，堆积于黏膜固有层，在结肠固有层形成棕色色素，结肠黏膜就会慢慢变成黑色，最终发展为典型的结肠黑变病。近10年来，已有大量报道表明芦荟大黄素具有肝肾毒性。体内研究表明，芦荟大黄素可能是芦荟中引起肝和肾毒性的主要化学成分[20]。芦荟大黄素抑制HepaRG和HL-7702细胞增殖，诱导细胞周期阻滞和凋亡，很可能是通过一种涉及Fas死亡途径和线粒体途径的机制导致ROS的产生，并证实芦荟大黄素可抑制HepaRG和HL-7702细胞的增殖，诱导细胞周期阻滞和凋亡[21]。芦荟大黄素处理能显著抑制斑马鱼肝脏发育，降低肝型脂肪酸结合蛋白的表达。其肝毒性机制主要与激活NF-κB-p53炎症-凋亡通路有关，而对IL-6和JAK3无明显影响[22]。此外，芦荟大黄素可在体内彗星试验中对小鼠肝和肾的DNA造成原发损伤[23]。2012年，首次发现芦荟大黄素通过内质网应激触发的信号通路抑制HK-2细胞增殖并诱导其凋亡[24]。因此，芦荟使用的剂量上限是研究人员需要特别关注的问题，只有控制好药物的安全剂量才能在治疗疾病时避免副作用的发生。

2 芦荟的临床不良反应

外用和口服芦荟会导致皮肤过敏、荨麻疹、抽筋和腹泻，使那些对百合科（例如洋葱和郁金香）等其他植物过敏的人产生过敏反应。关于芦荟产品对人体的毒性或过敏性，有几个病例报道，但没有公开发表的对照毒理学研究。芦荟的通便作用早已被认识，并已被经验地用于缓解便秘。最早记录芦荟治疗用途的医学作家是公元一世纪的希腊内科医生Dioscorides[25]，随后，芦荟浸出液在许多国家的草药泻药制剂中被广泛使用。因此，在临床研究中已经报道了大量因摄入浸出液而引起的不良反应。长期使用出现腹泻、腹痛、呕吐、低钾血症、结肠假性黑色素沉着症，长期使用蒽醌类泻药导致患结肠癌的风险增加[26]。

2.1 皮肤不良反应

目前，已有报道长期外用芦荟出现荨麻疹[27]、接触性皮炎[28-30]、和广泛皮炎等过敏性反应[31]。然而，一项对702名患者进行的斑贴试验研究显示，浓缩的芦荟凝胶涂抹在皮肤上时，没有不良反应[32]。从叶子中心制成的芦荟制剂主要含有碳水化合物，这些产品不太可能导致过敏。一项随机试验报告显示，在复杂的妇科手术后，外用芦荟凝胶可延迟伤口愈合[33]。因此，外用芦荟可能不利于促进术后切口愈合。在一个病例报告中，一名65岁的妇女在激光术后2周将芦荟叶汁涂抹在她的皮肤上，产生了刺痛、硬结和红斑。给病人开了氢化可的松和苯海拉明软膏，皮炎随着时间的推移消退[34]。还有一个芦荟诱导过敏性紫癜的病例报告[35]。

2.2 胃肠道不良反应

口服芦荟后出现偶尔的腹部抽筋和腹泻，连续使用芦荟等泻药超过7天可能会加重便秘或产生依赖性。长期使用或滥用含有蒽醌类的泻药超过1年会增加患结直肠癌的风险，风险是非蒽醌类滥用者的3倍。存在1例口服芦荟的57岁妇女急性肝炎的病例报告。一位74岁的女性在长期服用蒽醌泻药数十年后，出现了令人印象深刻的全结肠深黑色色素沉着。出现了各种各样的腺瘤，这些腺瘤被归类为癌前病变，但并没有发现结直肠癌[36]。一名18岁的高加索女孩，在14个月至5-6岁期间接受含有5mL丹参酮的混合泻药治疗以改善便秘，最终表现为小肠平滑肌肉瘤广泛的分部[37]。虽然有1例病例并不能证明丹参酮与患肠癌的风险有关，但作者得出结论，儿童早期应避免长期口服丹参酮。此外，建议孕妇不要服用芦荟浸出液，因为它的宣泄特性可能会刺激子宫收缩，从而增加早产或流产的风险。此外，哺乳母亲不应该服用泻药，因为蒽醌可能会导致婴儿出现腹泻。

2.3 肝脏不良反应

肝毒性被认为是草本植物膳食补充剂引起的最常见的不良反应之一[38]。第1例因摄入芦荟提取物而引起的急性肝炎于2005年在德国被报道[39]。之后，土耳其[40]、美国[41]、阿根廷[42]、和韩国都报告了芦荟中毒性肝炎的病例[43]。共有6名女性和2名男性在服用芦荟制剂3-260周后因急性肝炎入院治疗[44]。所有8名患者在停药后病情都有所改善。这些病例强调了将植物非处方药视为肝毒性的致病因素的重要性。

2.4 肾脏不良反应

根据口服芦荟浸出液的通便特性，长时间使用可能会导致钾的耗竭，虽然这方面的文献很少，但也有一些关于低钾的事件报道。有1例27岁女性因长期服用泻药（双可定、番泻苷和芦荟提取物）而患上酸性尿酸铵结石的报道。一名47岁的男子在摄入芦荟角（一种先前描述的肾毒素）后出现急性少尿性肾功能衰竭和肝功能障碍。一名来自巴基斯坦的52岁男性患者在服用了从四到五片芦荟叶提取的果汁10天后，出现严重的关节痛、明显的紫癜和腹痛。喝了果汁24小时后，这名男子开始出现腿部皮疹和轻微的脚踝关节痛。在接下来的几天里，他的症状恶化了，并出现了弥漫性绞痛和腹痛。肾活检显示出了明显的节段性坏死和新月体形成。肾功能障碍和肾炎被认为是大剂量使用芦荟所导致的结果[45]。

2.5 心血管不良反应

理论上，根据坊间关于钾耗竭的报道以及芦荟的通便特性，长期使用口服芦荟浸出液可能会增加心律失常的风险。有1例病例的报告称，接受麻醉剂七氟醚和口服芦荟的外科患者出血过多。一位35岁的妇女在腿部疼痛手术前口服芦荟片剂两周后出现大量术中出血症状。芦荟中含有的化合物可以减少前列腺素的合成，从而抑制血小板的二次聚集。而七氟醚是一种全身麻醉剂，通过抑制环氧合酶活性来抑制血栓素的形成。由于七氟醚和芦荟都有抗血小板作用，出血可能是由于芦荟和七氟醚之间的草药相互作用造成的。

3 结语

芦荟植物含有多种具有潜在有益和毒理活性的成分。芦荟在食品中用作调味品似乎是安全的，化妆品成分审查专家小组评估结果中[46]，内部凝胶衍生的多糖材料无细胞毒性。但是，由于蒽醌具有细胞毒性，致突变性和致癌性[47]，因此监测芦荟全叶提取物和浸出液中这些酚类化合物的含量至关重要。但由于芦荟中成分的复杂性，对芦荟成分的研究并不深入，对于其中产生毒性作用的化学成分并不十分清晰，除目前研究较多的蒽醌类物质外，其他化学成分是否在发挥毒性作用中占有一定的比重不得而知，这在为来的研究中需要进一步的分析及探讨。