民族药三叉苦化学成分、药理作用研究进展及质量标志物(Q-Marker)预测分析

程艳薇,南惠玲,林青华,林宁,李学坚,陈清*

(1.广西中医药大学,广西 南宁 530200;2.广西中医药科学实验中心,广西 南宁 530200;3.广西壮瑶药工程技术研究中心,广西 南宁 530200;4.广西中医药大学药学院,广西 南宁 530200)

三叉苦,又名三叉虎、三丫苦、三桠苦、小黄散、跌打王等,傣药称“郎晚”,瑶药称“波查卯”,在我国主要分布在广西、广东、福建等地区,是岭南地区的道地药材。三叉苦来源在各标准及文献中不尽相同[1-2],其全身均可入药,现为保护其资源已逐渐改为其茎枝入药。在历版药典中,三叉苦的基原物种发生过一定的变化。三叉苦原属于芸香科吴茱萸属,拉丁学名Evodialepta(Spreng.)Merr.,1981 年 Hartley 根据三叉苦果实和种子的特征建议将其归于蜜茱萸属。随后经系列演变正名为芸香科蜜茱萸属植物三叉苦[Melicopepteleifolia(Champion ex Bentham) T.G.Hartley][1]。

本文所指三叉苦为芸香科蜜茱萸属植物三叉苦[Melicopepteleifolia(Champion ex Bentham)T.G.Hartley]的干燥茎枝。其味苦、性寒,有清热解毒、祛风除湿、消肿止痛等功效,主要用治温病发热、风热感冒、风湿痹痛、跌打损伤、疮疡、皮肤瘙痒等[3];其叶还可治黄疸型肝炎、风湿骨痛、疟疾、湿疹、皮炎、急慢性感冒和发烧[4];瑶医常用其治疗哈轮、更喉闷、崩闭闷、板岛闷、播冲、卡西闷、身谢等[5];傣医将其用于治疗小便热涩疼痛、调经、月经过多、乳腺增生症等疾病[6];海南地区的黎医用于治疗胃病和胃溃疡等[7];民间也常饮用三叉苦茶或用三叉苦药液进行洗浴,用于消暑、解毒、清热和美容,是一种应用历史悠久的民族中草药。

三叉苦作为常用药材,不仅是复方感冒灵、金牡感冒片、三九胃泰等成方制剂的原料药,也是凉茶制作过程中的原材料,极具开发价值。本文对近 40 年来三叉苦的化学成分、药理作用及质量控制等研究进行梳理归纳,并对三叉苦的质量进行科学评价,预测其潜在的质量标志物(quality marker,Q-Marker),以期完善对三叉苦药的质量控制方法,保证其临床疗效。

1 化学成分研究

三叉苦中含多种化学成分,已有文献报道从三叉苦中分离得到生物碱类、黄酮类、挥发油类、色烯、苯并吡喃类等多种化学成分,这些化学成分的研究可作为三叉苦及其制剂质量控制的重要指标。

1.1 生物碱类据文献,三叉苦的生物碱类成分是其一类活性显著成分,结构类型以喹啉类生物碱为主,目前研究者们已从三叉苦根和茎叶中分离鉴定出25个该类成分,具体化合物名称见表1,化合物结构如图1。

图1 三叉苦中生物碱类化合物的结构

表1 三叉苦中的生物碱类化合物

1.2 黄酮类黄酮类化合物是重要的抗氧化成分,一般以C6-C3-C6为基本碳链骨架,目前研究者们已从三叉苦中分离鉴定出22个该类成分,具体化合物名称见表2,部分化合物结构见图2。

图2 三叉苦中黄酮类化合物的结构

表2 三叉苦中的黄酮类化合物

1.3 苯并吡喃和色烯类有研究发现在三叉苦茎叶中含丰富的苯并吡喃和色烯类化学成分,根中少量,近年来在心血管疾病、老年痴呆、抗病毒等热点领域发现了其潜在的药用价值。目前研究者们在三叉苦中分离鉴定出39个该类成分,具体化合物名称见表3,部分化合物结构见图3。

图3 三叉苦中苯并吡喃和色烯类化合物的结构

表3 三叉苦中的苯并吡喃和色烯类化合物

1.4 苯乙酮类成分据文献报道,从三叉苦叶中分离得到了6个苯乙酮类成分,具体见表4,部分结构式见图4。

图4 三叉苦中苯乙酮类化合物的结构

图5 三叉苦中其他类化合物的结构

表4 三叉苦中的苯乙酮类化合物

1.5 挥发性成分对于三叉苦中挥发性成分的研究主要是其茎部和叶中挥发油的研究。毕和平等[28]对海南产三叉苦叶进行分析,鉴定了 42 个化合物,其中含氧有机化合物 22 种(包括醇、醚、醛、酸、酯类),烃类化合物 12 种,两者占大多数。纳智[29]对云南产三桠苦叶利用 GC-MS联用技术进行分析,共分离出 63 个峰并确认了 43 种成分,其中主要是单萜、倍半萜类化合物,马鞭草烯酮的含量最高。刁远明等[30]分析广东地区三叉苦叶挥发油成分,分离出 46 个成分并鉴定了其中 16 个成分,发现其主要成分为脂肪酸及脂肪酸酯成分,主要有十六酸、邻苯二甲酸二丁酯、双十一基邻苯二甲酸酯等。梁粤等[31]对广州产三叉苦茎挥发油进行GC-MS分析,共分离得到56个峰,其茎中量较多的成分是十六酸(20.881%)、十六酸十八烷基酯(8.191%)、δ-杜松油烯(8.017%)、新植二烯(6.590%)等。

1.6 其他成分除上述报道的生物碱类、黄酮类、苯并吡喃和色烯类、挥发油类及苯乙酮类外,该植物中也含有木脂素、萜类、香豆素类等化合物,具体化合物见表 5,部分化合物结构见图 5。此外,三叉苦亦含有矿质元素(Mg、Mn、Fe、B、Cu、Sr、Ni、Ba)、维生素、氨基酸等多种营养类成分[32-33],具有一定的药用价值。

2 药理作用研究

现代药理研究提示三叉苦有抗炎镇痛、抑菌抗病毒、调节血糖和血脂、抗肿瘤、护肝保肝、抗氧化及杀虫等作用,具体综述如下。

2.1 抗炎镇痛作用三叉苦中黄酮类等有效成分具有抗炎镇痛的作用,可用于治疗咽喉肿痛、风湿痹痛等。据文献,三叉苦提取物能够有效减少小鼠炎症组织中的 NO、PGE2,血清中的 COX-2[36],抑制大鼠血清中 TNF-α 和 IL-1β 的形成[37],此外还能显著减轻小鼠耳、足肿胀现象[37]。魏荷琳等[38]通过筛选分离得到的3个黄酮类化合物对 LPS诱导 BV-2 细胞产生 NO 的抑制率均较高,有较好的体外抗炎活性,此3个化合物有望开发成外用抗炎新药。

2.2 抑菌抗病毒作用三叉苦具有良好的抑菌、抗病毒作用,可用于治疗疮疡,皮肤瘙痒等症状。王兰英等[39]筛选了三桠苦内生真菌对各种病菌的拮抗作用,结果表明三桠苦内生真菌中 SCK-Y9 的拮抗效果最明显。邓琪等[40]的实验结果表明三丫苦的根、茎叶对乙型溶血性链球菌有一定的抑制作用,且根作用更强。廖建良等[41]通过平板稀释法、滤纸扩散法测定三叉苦叶提取液的抑菌活性,结果显示其对 5种供试菌皆有较强抑制活性。高英等[42]通过采用肉汤连续二倍微孔稀释法分别测定了三叉苦茎总提取物对常见致病菌如金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度(MIC),结果显示其体外对菌抑制、体内对染菌小鼠具保护作用。 此外,李国林等[43]进行研究发现三叉苦中的色烯类成分 leptol A具有一定的抗HIV活性的作用。

2.3 调节血糖和血脂作用胡向阳等[44-45]通过研究三叉苦叶提取物对高脂饮食的胰岛素抵抗大鼠和非酒精性脂肪肝大鼠的小肠脂肪代谢作用,采用实时 PCR技术检测和分析各组大鼠的 TC、TG、FBG、FINS等指标,结果分别表明三叉苦对高脂饮食胰岛素抵抗的脂质代谢和 GLP-1 mRNA有一定调节作用,还可降低 NAFLD 大鼠血脂及肝脂水平,减轻肠道血脂代谢紊乱,并发现其机制与干预肠道 CD36、Occludin和 ZO-1等表达有关。

2.4 抗肿瘤作用据文献,三叉苦提取物中的生物碱类活性成分会对不同的人类癌细胞系,如前列腺癌细胞 DU145、HCT116、人宫颈癌细胞 HeLa、人结肠癌细胞 SW-480 等有较好的抑制作用。李硕果等[46-47]试验发现白鲜碱对前列腺癌细胞 DU145和人类 HCT116、HeLa 癌细胞株等有一定的抑制作用。褚晨亮等[9]分析三叉苦的生物碱成分活性研究,发现生物碱类成分都会对人乳腺癌细胞 MCF-7、人结肠癌细胞 SW-480、人宫颈癌细胞 HeLa 等均有抑制作用,但不同生物碱类成分对同一种肿瘤细胞活性的抑制作用强度不同。Kabir 等[48]研究三叉苦叶提取物对4种不同的人类癌细胞系(HCC1937、MDA-MD-231、HCT116、HepG2)的活性,发现均有一定的抗增殖、凋亡诱导和抑制细胞周期的作用。

2.5 护肝保肝作用庞辉等[49]研究三叉苦醇提物时发现对于化学性肝损具有良好的保护作用,其作用机制可能是通过降低动物模型中血清丙氨酸转氨酶(ALT)、谷氨酸转氨酶(AST)、肝匀浆丙二醛(MDA)含量以及提高肝脏 GS H-Px 活性,且与药物剂量有关。

2.6 抗氧化作用自由基是生物体新陈代谢产生的一类具有高度氧化活性的基团,目前三叉苦的抗氧化机制主要体现在清除自由基上。毕和平等[50]应用化学发光法对三叉苦不同部位水提物的作用效果进行检测,发现各部位水提物对 H2O2、对邻苯三酚-CTMAB 体系产生的超氧阴离子自由基(O2·)及邻菲罗啉-抗坏血酸体系产生的羟自由基(·OH)均有明显的清除作用,其抗氧化活性具有明显的剂量-效应关系,且三叉苦水提取物清除 H2O2的能力由强到弱的顺序为:茎>根>叶。

2.7 其他药理作用三叉苦还具有杀虫作用,Sackett等[51]发现部分呋喃喹啉类生物碱如茵芋碱等对粉纹夜蛾的幼虫有一定的毒性和光毒性的作用,且幼虫的生长和消耗量随浓度的增加而减少;Jiang等[52]研究发现三叉苦根皮部的挥发油类成分对玉米象鼻虫和红面粉甲虫有较强的杀虫活性。

研究表明促神经突生长和预防神经元变性的生物活性物质,可能对阿尔茨海默病(AD)的医学治疗有用。Xu 等[53]发现三叉苦茎中的苯并二氢吡喃类衍生物、吴茱萸春碱等成分在PC12细胞中能促进神经生长因子介导的神经突生长,这为三叉苦成为治疗AD的潜在药物提供依据。

胡向阳等[54]通过检测三叉苦叶提取物对高尿酸血症(HUA)大鼠模型给药前后各组大鼠的尿酸合成相关酶水平,发现三叉苦叶膜分离提取物可降低 HUA 模型大鼠的尿酸合成相关酶的合成,说明三叉苦具有降低尿酸的药理活性,但其效应成分、量效和毒理学研究等尚需进一步研究。

此外,赖伟勇等[55]对海南三叉苦等植物进行小鼠最大剂量的急性毒性试验研究,结果表明三叉苦无毒,证明了三叉苦药食同源的传统功效和安全性。

3 质量标志物(Q-Marker) 预测分析

刘昌孝院士等[56]于 2016 年首次提出了中药质量标志物(quality marker,Q-Marker)的新概念,用于完善药材的质量控制标准。基于 Q-Marker 的概念以及确定 Q-Marker 的5 大原则,本文通过文献综述总结,分析预测三叉苦的Q-Marker,为完善建立三叉苦的质量控制方法提供相关依据。

3.1 基于植物亲缘学及化学成分特有性的Q-Marker预测分析《中国植物志》中记载蜜茱萸属植物全世界约50种,主产于太平洋各岛屿和澳大利亚,亚洲大陆较少,我国有2种。蜜茱萸属植物主要含有生物碱类、黄酮类及香豆素类等化合物,具有抗炎镇痛、抑菌、抗病毒等药理活性,喹啉类生物碱成分被认为是其中主要的活性之一。

化学成分研究表明三叉苦富含苯并吡喃类、喹啉类生物碱、黄酮类及香豆素类成分等,与蜜茱萸属植物的化学成分相近。杨树娟等[57]研究比较了三叉苦的不同产地、季节和部位中的生物碱类如吴茱萸春、香豆素类如7-去甲基软木花椒素和 3-异戊烯基伞形花内酯、黄酮类成分 3,7-二甲氧基山柰酚和 3,7,3′-三甲氧基槲皮素及木脂素类成分芝麻素这 6 种成分,发现其分布差异较大,云南景谷和金平产三叉苦叶中吴茱萸春含量较高,而芝麻素只在云南产三桠苦叶中检测到;臧彬如等[58]通过HPLC法对广西省内不同产地的三叉苦茎采用9种不同的炮制方法所得炮制品中的吴茱萸春碱进行含量测定的方法等。综上,对蜜茱萸属植物亲缘学及成分特有性进行分析,可将黄酮类及生物碱类成分如吴茱萸春碱等作为三叉苦Q-Marker的参考选择。

3.2 基于化学成分与有效性相关证据Q-Marker预测分析

3.2.1 化学成分与传统药效的相关性中药传统功效是在中医理论的指导下,经过长期临床实践对其临床疗效的高度总结,影响着中药的临床使用。《岭南采药录》记载三叉苦“清热毒,治跌打发热作痛。”《南宁市药物志》记载三叉苦“清热解毒,舒筋活络,祛风湿,止痒。”《广西中药志》记载三叉苦“治风湿骨痛,感触痧气。”《常用中草药手册》记载三叉苦“清热解毒,燥湿止痒。”各记载表明,三叉苦具有清热解毒、祛风除湿及消肿止痛等传统功效;现代药理研究表明,三叉苦具有抗炎镇痛、抑菌抗病毒等作用,这些药理学研究与其传统功效“清热解毒,燥湿止痒”相对应,主要体现于三叉苦其化学成分如吴茱萸春碱、白鲜碱等具有抗炎、抗细菌和抗真菌活性祖尧,山柰酚、异鼠李素等黄酮类成分可抗氧化、抗菌、抗肿瘤作用等。综上,以上所述成分可以作为 Q-Marker 的选择参考。

3.2.2 化学成分与传统药性的相关性中药的性味归经是中药的基本属性,也是临症治法、遣药组方的重要依据,因此也可作为 Q-Marker 确定的依据之一。《岭南采药录》收录三叉苦“味苦,性寒。”《广西中药志》收录三叉苦“味苦、微辛,凉,无毒。归心、肝、胆三经。”三叉苦味苦,性寒,苦能清热解毒,寒则燥湿泻火。苦温药以挥发油为主要成分,而生物碱和苷类成分为苦寒药的主要性味来源[59]。药效物质基础研究表明,苦寒清热药在对抗炎性反应、抗过氧化损伤、抗菌等方面有良好的表现,其物质基础多以黄酮类、生物碱类为主。综上分析可认为三叉苦中的黄酮类和生物碱类成分是其苦味药的主要物质基础,可作为其 Q-Marker 选择的重要参考依据。

3.3 基于化学成分可测性的Q-Marker预测分析化学成分可定性或定量亦是 Q-Marker 预测的依据之一,很多学者采用液相、气相或质谱联用技术等对三叉苦中成分进行含量测定。《香港中药材标准》(第八期)中明确规定了三叉苦中吴茱萸春碱的测定方法和限度要求;三叉苦中多种生物碱类成分如吴茱萸春碱、白鲜碱、茵芋碱等和黄酮类成分可通过 HPLC 法[60-69]或紫外-分光光度法[66]等测定。综上,生物碱类和黄酮类成分可作为三叉苦 Q-Marker 的备选成分。

3.4 基于不同产地及炮制方法的三叉苦 Q-Marker 预测分析中药质量控制的源头环节是中药来源产地,与其有效成分及含量密切相关,同一药材会因不同产地生态环境影响其有效成分及含量。卢海啸等[67]研究采用 HPLC 法对广东、广西、福建等产区的19批三叉苦叶进行指纹图谱研究,共标定了12个共有峰,大部分都是黄酮类。臧彬如等[58]采用 HPLC 法研究发现三叉苦中吴茱萸春碱的含量在广西省内12地不同产区的含量差异较大。罗登花等[68]研究来自广东、广西、福建等地的不同产区的三叉苦,建立了28批三叉苦茎的 HPLC 指纹图谱,确定了 13个共有峰,大部分为生物碱类和黄酮类。

中药经加工炮制前后功效、药性发生变化的基础是化学成分的变化,因此确定炮制前后有效成分的变化对中药质量评价和控制具有重要意义。臧彬如等[58]采用 HPLC法研究发现三叉苦中吴茱萸春碱的含量在 9种炮制品中含量差异较大,主要是蜜炙>炒黄>烘干>酒炙>晒干>盐炙>炒焦>醋炙>阴干,并通过聚类实验可有效地对三叉苦不同炮制品进行区分。此研究可表明吴茱萸春碱可作为三叉苦炮制品 Q-Marker 重要指标成分。

以上研究表明,黄酮类成分及生物碱类如吴茱萸春碱、茵芋碱等成分可视为三叉苦较为合适的 Q-Marker 重要指标成分。

4 结语

三叉苦为岭南地区的常用药材,在很多古籍中都有记载,具有一定的临床应用基础,有着广泛的应用前景和开发利用价值。其植物资源丰富且分布广、生长适应性强、受用人群广泛,进一步合理开发利用可带来良好的生态效益、经济效益和社会效益。

在目前的研究报道中,三叉苦的研究较为零散,化学成分以及药理作用方面的研究仍不全面,分离提取更加有效的化学成分是目前的技术难点。为了能更科学、系统地评价三叉苦药材的质量,建议今后可从以下几方面考虑:①中药指纹图谱技术仅能反应中药化学信息,不能直接体现中药药理活性信息,可与药理药效研究相结合,开展三叉苦谱效学相关性研究,找出三叉苦与其药效活性相关的成分群,可建立多指标性成分的含量测定研究,从而建立能反映三叉苦药材内在质量的科学评价体系;②对三叉苦药材品质形成的影响因素做深入系统的研究,为三叉苦药材种植基地的选择提供科学依据,丰富其药材来源;③系统研究三叉苦不同部位的成分和药理活性,以完善临床不同用药部位的药理作用;④为完善三叉苦药材质量标准的建立,规范其统一标准,可开展三叉苦不同药用部位的药效物质基础及更多化学成分的定量比较研究。

三叉苦不仅可开发成中成药,还可能用于保健食品等的研制开发,前景广阔。本文通过总结三叉苦化学成分与药理作用,结合Q-Marker理论对三叉苦质量标志物的筛选和确定进行了多方面文献分析与论证,并建议将生物碱类(吴茱萸春碱、香草木宁、茵芋碱、白鲜碱等)、黄酮类(山柰酚、槲皮素、异鼠李素、汉黄芩素、千层纸素A等)及异吴茱萸酮酚、异紫花前胡内酯、等相关成分作为三叉苦Q-Marker筛选的备选物质。其研究成果可为开展基于民族药传统功效的质量控制研究提供了有益的参考,也为扩大三叉苦药用及其制剂研究等的进一步开发利用提供参考,对三叉苦种质资源的保护与利用、药材及其成方制剂的质量控制研究等方面具有一定的十分重要的意义。