草乌甲素原料来源、提取分离及其在临床中配伍应用的规律研究

摘要：草乌甲素为传统中药材提取物，具有对外周神经系统的非成瘾性抗炎、镇痛及免疫调节等功效。系统总结了近年来草乌甲素原料来源的植物种类、提取分离方法及在临床中配伍应用的规律研究。发现其原料来源乌头属植物有17种，实际生产为长喙乌头和直缘乌头；提取方法主要酸水提取法、醇类溶剂提取法和亲脂性有机溶剂提取法等；分离纯化溶剂体系主要有石油醚/乙酸乙酯，汽油/丙酮/二乙胺，石油醚/丙酮/二乙胺，环己烷/丙酮/二乙胺，石油醚/乙酸乙酯/三乙胺，石油醚/丙酮/三乙胺溶剂，石油醚/丙酮；草乌甲素单独用以治疗抗炎、镇痛为主；常与丹参、硫酸吗啡缓释片、甲氨蝶呤、非甾体抗炎药、筋骨痛消丸、雷公藤多甙片、低频脉冲超声、玻璃酸钠、加巴喷丁、红光照射、针灸等配伍使用治疗晚期癌性疼痛、膝关节骨性关节炎、类风湿关节炎、带状疱疹和腰椎间盘突出症，不仅体现了其增强镇痛效果，还减少其它镇痛药物使用量。

关键词：草乌甲素；原植物；提取分离；数据挖掘；应用规律

中图分类号：R284.2 文献标志码：A 文章编号：1007-2349（2024）12-0067-06

草乌甲素（Bulleyaconitine A）是从乌头属植物滇西乌头（Aconitum bulleyanum Diels）中分离出来的C19型双酯二萜生物碱类，同时是滇产乌头亚属的特征活性成分，属于现代植物药，具有抗炎、镇痛及免疫调节作用。草乌甲素被列入中国药典，并且草乌甲素片剂和注射液，早在上世纪八十年代就已经被国家食品药品监督管理局批准在临床上使用，在临床上广泛用于治疗类风湿性关节炎、神经病理性疼痛、腰腿痛、炎性疼痛和癌症疼痛。近年来，已有学者对草乌甲素的作用机制、药理作用、药理学、安全性和临床应用进行了相关报道^［1-4］，但尚未见对其原料来源植物资源、实际生产运用的植物、提取分离及其配伍应用的规律进行系统报道。鉴于此，笔者为了更好地对草乌甲素原料植物资源、实际生产运用的植物、提取分离、及配伍应用的规律进行了系统综述，以期为草乌甲素的开发利用提供科学参考。

1 草乌甲素的原料植物资源

草乌甲素曾称滇西嘟拉碱甲^［5］、粗茎乌头碱（crassicauline A）^［6］，根据文献含有草乌甲素的乌头属植物有滇西乌头和黄草乌^［7-8］等，乌头属植物及其含量参数见表1。

从表1可以知道，含有草乌甲素的原植物有17种，已经确定含量的有8种。但草乌甲素生产企业需要草乌甲素的含量不低于0.2%的乌头植物才能进行投入生产，因此仅有直缘乌头、拳距瓜叶乌头、长喙乌头才能满足工厂的要求。云南分布乌头属药用植物有69种，27变种，2变型种，3原变型^［20］，被筛选的乌头属植物很少，因此要进一步对云南分布的乌头属植物进行其草乌甲素含量的筛选研究工作，才能选择出草乌甲素含量最高的物种和最适应栽培的地区。

如今含有草乌甲素植物的栽培仅有直缘乌头、长喙乌头，且种植面积有限，而草乌甲素又是市场需求之物，因而草乌甲素生产单位亟需草乌甲素含量高、产量稳定的乌头植物为供货基地，然而草乌甲素的含量又受到乌头植物、植物栽培年限和栽培环境的影响，一直是困扰国内外学者的亟待解决的问题。

综上所述，分布在云南乌头属植物被以草乌甲素含量来筛选的植物很少，并实现含有草乌甲素植物产业化的更少，而乌头属植物在云南或我国分布较多，则需要进一步深入筛选富含草乌甲素的植物，同时对其进行驯化栽培研究。

2 草乌甲素的提取、分离和纯化

2.1 草乌甲素的提取 草乌甲素（C35H49NO10）为白色结晶或结晶性粉末，其不溶于水中，易溶于乙醇、三氯甲烷或乙醚中，极易溶解在稀盐酸或稀硫酸中^［21］的特性，因此从乌头属植物中提取乌头生物碱的方法主要有酸水浸渍取法^［22］、醇类溶剂浸渍提提取法^［23］或渗漉法或回流提取法和亲脂性有机溶剂提取法等，见表2。

基于上述提取工艺，酸水提取法常用0.1～1 %的硫酸、盐酸或醋酸、酒石酸溶液作为提取溶剂，采用浸渍法或渗漉法并用单因素与正交试验或响应面法结合的方式来提取。研究显示，酸水提取法能使生物碱的大分子有机酸盐变为小分子无机酸盐，增大在水中的溶解度，提取方法比较简便。但此法需要大量的提取液，而且水溶性杂质多，在后续浓缩和纯化时困难，因此酸水提取液要先用阳离子树脂交换法处理，其次用溶液碱性，然后用有机溶剂提取，回收溶剂，最后浓缩提取液可得到总生物碱。

醇类溶剂提取法常用甲醇、乙醇进行醇浸渍法或回流法或渗漉法。研究显示，醇类溶剂提取法能对不同碱性生物碱或其盐均可选用，且溶剂中多糖和蛋白质的杂质较少，但是脂溶性杂质多。因此醇提取液回收醇后要加稀酸水搅拌，放置，滤过，溶液调碱性后以适合的亲脂性有机溶剂萃取，回收溶剂即得总生物碱。

亲脂性有机溶剂提取法常用氯仿、苯、乙醚以及二氯甲烷等溶液作为提取溶剂，采用浸渍、回流或连续回流提取。研究显示亲脂性有机溶剂提取法得到的溶液中水溶性杂质少，但是所用的亲脂性有机溶剂的穿透力弱，安全性差，对设备要求高等。因此亲脂性有机溶剂提取法先要将药材用少量碱水湿润；其次用亲脂性有机溶剂提取，滤过；然后滤液层碱化亲脂性有机溶剂萃取，最后回收溶剂即得中生物碱。

2.2 草乌甲素的分离 每种乌头属植物提取得到的总生物碱浸膏样品中的生物碱种类不全相同，一般含有草乌甲素或粗茎乌碱甲、滇乌碱等二萜生物碱、淀粉、蛋白质、色素和脂质等杂质，需用酸水、碱水分别处理，将总提取物分成酸性、碱性、中性三个部分，调节pH后用有机溶剂萃取，分离去除杂质后，得到含有草乌甲素的总生物碱溶液。

用酸水提取法得到的生物碱浸膏中小分子物质通常采用多次醇沉去除，而生物碱浸膏中的淀粉经过酸化，然后过滤去除，再用碱溶液碱化，进一步过滤，得到的生物碱溶液；生物碱盐在水中可解离出生物碱阳离子，能和树脂上的阳离子进行交换，交换完全后，用中性水或乙醇洗除柱中的杂质；已交换上生物碱的树脂从色谱柱中倒出，用碱碱化至pH值为10左右，再用氯仿或乙醚、石油醚、乙酸乙酯和三乙胺等有机溶剂回流提取，浓缩提取液可得到较纯的总生物碱。

用醇类物质提取法得到的生物碱浸膏，一般用酸（HCl，H2SO4）酸化使溶解（pH调到2）并过滤，滤液用碱（NaOH，氨水）碱化使滤液的pH调到为9～10，再用乙酸乙酯有机溶剂回流提取，浓缩提取液可得到较纯的总生物碱。

亲脂性有机溶剂提取法得到的生物碱浸膏，用氧化铝柱分离纯化，以石油醚-丙酮系统梯度洗脱，得分离非生物碱部分，非生物碱部分经氧化铝柱反复（石油醚-丙酮系统梯度洗脱），经乙醇反复结晶得草乌甲素。

2.3 草乌甲素的纯化

2.3.1 草乌甲素的分离纯化 较纯的总生物碱是利用生物碱的碱性、生物碱盐溶解度、生物碱特殊官能团差异进行分离或色谱法进行分离。乌头属植物中的草乌甲素的分离纯化主要采用柱色谱法、分步淀法和超滤法等^{［18，29，30］}，其中以硅胶柱色谱应用最为广泛，通常采用石油醚/丙酮/三乙胺/乙酸乙酯溶剂体系梯度洗脱分离^［30-31］。乌头属植物中草乌甲素的纯化方法见表3。

2.3.2 草乌甲素的结晶纯化 总生物碱用乙酸乙酯溶解后，经过硅胶柱层析，然后用溶剂系统进行洗脱，收集含草乌甲素的洗脱液并将洗脱液用旋转蒸发仪0.02～0.04 MPa真空浓缩即得草乌甲素粗品结晶；草乌甲素粗品用乙酸乙酯溶解，在0.02～0.04MPa真空浓缩至1/3体积，用石油醚边加边振摇至晶体析出，静置使结晶完全，过滤，最后用石油醚洗涤结晶至颜色成均一的白色结晶，干燥，即为草乌甲素纯品^［31］。

草乌甲素粗品用5～8体积倍数的丙酮溶解，真空浓缩至1/4体积，再进行结晶和重结晶，至晶体颜色成均一的白色，得草乌甲素纯品^［32］。

草乌甲素粗品用质量体积比（g/mL）为1∶5～1∶20的甲醇或乙醇溶解，过滤，室温结晶；过滤，用甲醇或乙醇反复洗涤结晶，即得草乌甲素。

3 草乌甲素的应用规律

草乌甲素为白色结晶或结晶性粉末，在临床中草乌甲素被制备成草乌甲素口服溶液、草乌甲素片、草乌甲素软胶囊、草乌甲素胶丸、草乌甲素滴丸、注射剂（肌注）、经皮给药等。为了更好地掌握草乌甲素在医临床中的使用情况，充分发挥草乌甲素的药理作用广泛的优势，笔者以医学基础理论为依据，采用数据挖掘方法对草乌甲素的主治疾病和应用配伍规律等进行分析。分析结果：草乌甲素单独用以治疗轻、中度的癌痛^［33］，治疗过敏性哮喘小鼠肺部炎症^［34］，治疗膝关节骨折术后运动性疼痛^［35］，抗内脏痛及抗焦虑^［36］，缓解疼痛^［37］，治疗神经病理性疼痛^［38］，治疗坐骨神经痛，治疗骨关节炎和类风湿关节炎^［39］，治疗风湿性关节炎和类风湿性关节炎^［40］等症状，草乌甲素单独用的作用机理是草乌甲素阻断背根神经节细胞膜上的钠离子通道，减少异位和高频放电；草乌甲素联合甲氨蝶呤及非甾体抗炎药^［41］治疗类风湿关节炎起效更快；草乌甲素联合丹参^［42］、硫酸吗啡缓释片共治疗晚期癌性疼痛；草乌甲素联合筋骨痛消丸^［4］、雷公藤多甙片^［43-44］和低频脉冲超声治疗膝骨关节炎；草乌甲素联合针灸理疗治疗腰椎间盘突出症^［45］；草乌甲素联合加巴喷丁^［46］和红光照射治疗带状疱疹^［2］；草乌甲素与其他联合治疗疾病，不仅能增强镇痛效果，还减少其它镇痛药物使用量，但是作用机理还需要进一步研究。

4 讨论

全世界乌头属（Aconitum）约350种，我国约有167种，云南约69种^［20］，被检测分析还有草乌甲素的乌头属植物有17种，并草乌甲素含量受品种、生长环境和采收时间等因素的影响，其含量有明显的差异，综合研究草乌甲素文献和实际草乌甲素生产单位分析，实际在生产中为长喙乌头和直缘乌头。因此面对云南和我国的乌头属植物资源丰富，还要继续寻找和扩大草乌甲素原料药种类，筛选优良种源，尽快实现草乌甲素原料药人工种植提供依据。

草乌甲素是从乌头属植物（长喙乌头和直缘乌头）中经过提取、分离纯化、结晶加工而成，其提取方法和分离纯化方法多，且工序复杂、时间长、需控制的参数多，而草乌甲素具有热不稳定性，不能长久置于高温（≥70℃）环境中^［28］。因此在草乌甲素提取、浓缩等工艺步骤中，应控制温度（温度低于70℃）及加热时间（提取时间在30min左右），才能避免草乌甲素降解。从表2和表3可知道，草乌甲素各提取方法的溶剂和分离纯化溶剂多，但是它们的之间的提取率、安全系数和经济成本没有进行系统的对比，从同种植物中提取和分离草乌甲素，需要进一步系统研究分析，才能得出最佳的提取和分离工艺；而从乌头属植物提取和分离草乌甲素，因不同乌头品种中生物碱的官能团也有很大的区别，则提取和分离草乌甲素的方法要以其生物碱的官能团来选择提取和分离溶剂。

草乌甲素在医药临床上应用比较广泛，疗效较好，主要用于抗炎、镇痛、膝骨关节炎、带状疱疹、腰椎间盘突出症、晚期癌性疼痛，疼痛缓、类风湿关节炎的治疗。草乌甲素单独用的作用机理：草乌甲素是一种状态依赖型钠离子通道阻滞剂，可状态依赖性地抑制激活状态下细胞外钠离子地内流，阻滞疼痛地传导，减少炎性介质的释放，达到强大的镇痛抗炎效果。而草乌甲素联合其它治疗疾病时，它们的机理作用不同，但是它们不仅能达到减量增效，还能降低药物的不良反应的发生率和不良反应。因此使用草乌甲素与常规药物联合这种多模式治疗疾病具有重要的价值，为临床治疗带有疼痛类疾病提供一个新的治疗思路，值得继续寻找能和草乌甲素联合应用的药物并进一步研究与推广，这样不仅节约草乌甲素的原料，还能提高草乌甲素的药效。

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（收稿日期：2024-04-05）