浅谈黄芪甲苷及其在畜牧生产上的应用前景

赵同渊，杨香芳，刘召明，刘玉静，王翠菊，魏嘉

（青岛易邦生物工程有限公司 山东青岛 266113）

黄芪（radix astragali）是豆科植物蒙古黄芪或荚膜黄芪的干燥根，古称黄耆又名绵芪或棉黄芪，其药用价值可追溯到2000 多年前《神农本草经》，主要分布在我国北方地区。现代药学研究表明黄芪的主要活性成分包括黄芪多糖、黄芪皂苷、黄芪异黄酮三种，均与黄芪扶正益气的效用有关，其中除黄芪多糖外，黄芪皂苷中的黄芪甲苷（astragaloside Ⅳ,AS-Ⅳ）研究较为系统，是《中国药典（2020年版）》和《中国兽药典（2020 年版）》规定的黄芪定性定量指标之一，是黄芪的药效物质基础。

1 黄芪甲苷概述

皂苷是由苷元和糖组成的一类大分子化合物，广泛存在于植物中，具有消炎、抗癌、抗过敏、抗病毒、心血管保护等多种生物活性和药理作用，有重要的应用价值，目前已在黄芪中提取出超过40种皂苷成分。黄芪甲苷作为其中的主要成分，是当前的一大研究热点，其分子式为C41H68O14，最早由王惠康等[1]在蒙古黄芪根中分离得到，在黄芪中含量在0.04%～0.1%之间，可经超声波、索氏提取等多种提取方法提取，采用高效液相色谱法（HPLC）进行测定，中国药典和兽药典均规定其干燥品中含量≥0.080%判为合格（2015 版为0.04%），药物动力学实验表明，黄芪甲苷在肝、肺分布浓度最高，脑部最低。

2 黄芪甲苷的作用和药学原理

和大多数皂苷成分一样，黄芪甲苷的主要作用有以下几点：

2.1 促进免疫调节和抗炎症

AS-Ⅳ通过调节先天和适应性免疫系统的多个方面，来产生抗炎和免疫调节作用。一方面，多途径刺激机体T、B 细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等多种免疫细胞的增殖和活性，促进免疫器官的生长发育。另一方面，通过抑制炎症因子表达，起到缓解炎症的作用。有研究表明，小鼠单核巨噬细胞白血病细胞（RAW264.7）在不同浓度的AS-Ⅳ浸润下，其IL-1β、TNF-α、IL-6 等免疫相关因子浓度升高，细胞凋亡程度明显降低[2]。并且可以激活造血细胞、刺激间充质间质细胞分泌细胞因子，从而调节造血功能；对上调中性粒细胞的产生和成熟同样具有作用。在大鼠子痫模型等多个病理模型下，能通过抑制免疫系统“哨兵”-Toll 样受体（toll-like receptors，TLR）的表达，来调节机体免疫功能，从而减轻炎症反应；通过与HMGB1 的拮抗作用，促进小鼠调节性T 细胞（TREG）发挥相应的免疫功能，减少机体的炎症损伤[3]。AS-Ⅳ能显著刺激暴露在吸烟提取物中的小鼠巨噬细胞的自噬进程（通过抑制TLR4/NF-κB 信号通路），抑制促炎细胞因子的释放，从而缓解上呼吸道炎症。

2.2 多器官保护作用

越来越多的研究表明，AS-Ⅳ对动物机体的多个器官具有一定的保护作用。可通过促进PPARγ（过氧化物酶体增殖物激活受体-γ）的表达来调节心脏脂糖代谢从而改善心脏功能和能量代谢[4]；亦可通过激活PI3K/Akt（与细胞代谢、增殖、存活和血管生成等相关）、TLR4/NF-kappaB（机体重要的炎症信号转导途径）等多个重要信号通路，来抑制心肌细胞氧化应激反应，减少心肌细胞凋亡，缓解心肌损伤[5-7]。并且在抑制心脏纤维化、减弱肾素-血管紧张素系统的过度激活、促进正性肌力作用等方面同样具有显著的保护作用，AS-Ⅳ被认为是治疗心力衰竭的潜在中药活性成分[8]。在肝脏中，AS-Ⅳ可降低肝脏胶原蛋白的表达，改善CC14 诱导的肝细胞坏死和炎症反应，缓解二甲基亚硝胺（DMN）诱导的肝纤维化，是治疗慢性肝病的有效传统药物[9]。在IgA 肾病大鼠模型中，AS-Ⅳ能有效降低脾脏的CD3+T 细胞、CD4+T 细胞、CD20+B 细胞数量，减少肾小球IgA 沉积，减少尿红细胞量，减少尿蛋白排泄，有助于脾脏免疫功能调节，具有一定改善胰岛耐受、降糖降脂的作用[10]。除此之外，AS-Ⅳ对改善肺部炎症细胞浸润及气道上皮细胞损伤[11]、抑制肾脏氧化应激损伤[9]、改善大脑神经炎症和记忆障碍、减缓视网膜神经节细胞氧化应激[12]、促进骨细胞增殖等方面也有一定作用。

2.3 抗肿瘤

目前认为黄芪是宫颈癌、肺癌、肝癌等多种恶性肿瘤治疗的常用药物。AS-Ⅳ可在肿瘤细胞的增殖、凋亡、侵袭和迁移等多个方面产生作用。这与多个信号通路有关，可通过下调AKt 磷酸化对应的酶蛋白表达，从而抑制基底样人乳腺癌细胞的增殖；可通过增强细胞内抗氧化物质活性、增强细胞清除自由基作用，抑制人肺癌细胞的增殖；通过上调半胱氨酸酶-3，抑制P-AKt，诱导人食管癌肿瘤细胞凋亡；通过上调细胞凋亡促进基因Bax 蛋白表达，诱导肺腺癌细胞（SPC-A-1）凋亡；通过抑制基质金属蛋白酶（MMP）家族成员的表达等多个途径，有效抑制肺癌、原发性乳腺癌、胶质瘤、外阴鳞状细胞癌、卵巢癌等癌细胞的侵袭和转移。还可以影响耐药性相关的多个信号通路，是潜在的多药耐药逆转剂。通过增强巨噬细胞功能，促进多种T 淋巴细胞增殖来提高机体免疫力，从而起到抗肿瘤的作用。

2.4 其他作用

LI 等[12]发现，AS-Ⅳ通过激活机体Nrf2 抗氧化信号通路对由对乙酰氨基酚（APAP）诱导的肝毒性具有很强的保护作用；Zhang 等[13]研究了AS-Ⅳ对乙肝病毒、柯萨奇病毒、腺病毒等的拮抗作用，揭示黄芪甲苷在抗病毒上存在一定作用；除此之外，在皮肤创伤治疗、抗衰老、改善机体消化微生态等上有一定作用。同时，有研究表明，AS-Ⅳ对动物胚胎具有一定的毒性，应用时应充分考虑[14]。

3 讨论和思考

在实际动物生产上，黄芪常作为饲料添加剂或免疫强化剂拌料或伴水食用，单一成分的黄芪提取物的应用在畜牧生产上并不普遍，目前中国兽药典上仅收录黄芪、炙黄芪和黄芪多糖注射液三种，这与药物配伍、临床效果、养殖成本等多方面有关。黄芪作为天然的免疫增强和饲料添加剂在实际应用中的作用已被证实，对促进动物泌乳、产蛋、生长等均具有积极意义，在增强动物体抗力、断奶仔猪过渡、重大动物疫病预防、疫苗佐剂上的应用也较普及，特别是2018 年我国确诊首例非洲猪瘟以来，养殖行业“防重于治”的观念已深入人心，中兽药以“扶正祛邪”的特点在“后非洲猪瘟”时代有着不可替代的作用，当前常见的以黄芪为主的中兽药配伍研究已较成熟，可供广大养殖业主参考（表1）。

表1 黄芪的中兽药配伍

但也有关于其急性和长期毒性的相关报道。利用现代技术手段，将黄芪中的有效成分提炼出来，最大化的摒弃毒性成分而发挥其效用，对人类和动物健康具有积极的意义。黄芪甲苷作为典型的皂苷类物质，与人参皂苷（人参中的重要活性成分）具有类似的保健和治疗效用，但培植、保存、提取难度及价格成本远低于人参，也许可作为人参皂苷的平价替代，在畜牧生产和动物保健行业同样具有广阔的发展前景。

需提醒的是，目前市面上黄芪制剂名称较多，黄芪甲苷更被个别商家夸大称为“超级黄芪多糖”作为噱头进行营销宣传。但广大养殖业主应明白，黄芪多糖和黄芪甲苷都是中药黄芪的重要活性成分，两者之间存在共同性和差异，应注意甄别。黄芪多糖作为黄芪的另一重要活性成分，在医学临床和畜牧生产上被广泛使用，黄芪甲苷作为另一研究热点，其现实利用可以黄芪多糖作为参考，两者在动物实验上的效果区别也可作为下一个研究方向，为不断扩大使用范围和影响力，加大药物的提取工艺、联合用药等多个方面的进一步深化，为促进动物生产的药物选择提供更多参考。■