贯叶金丝桃抗菌作用研究综述
2010-12-01江君郭树仁赵君贤张燕尹志超刘平兰
江君,郭树仁,赵君贤,张燕,尹志超,刘平兰
贯叶金丝桃(Hypericum Perforatum L.)又名贯叶连翘,是藤黄科多年生草本植物,在欧美也称圣·约翰草(St·John's Wort),为一传统的药用植物,分布广泛,主要分布于亚洲、欧洲和北美,在我国主要分布于湖北、四川、贵州、甘肃、山西、江西、江苏、山东等地,作为药用植物已有两千多年的药用历史,在欧洲一些国家被用来治疗各种皮肤损伤、烧伤和神经痛等。我国传统中医认为贯叶金丝桃具有清心明目、调经活血、止血生肌和解毒消炎等功效,现代药理学研究表明贯叶金丝桃具有抗抑郁、抗肿瘤、抗病毒、抗菌、神经保护、抗氧化、治疗创伤和镇痛等作用。贯叶金丝桃提取物的抗菌作用早在1954年即有报道,研究发现贯叶金丝桃提取物对革兰阳性菌有很强的杀菌和抑菌作用,对极少数革兰阴性菌菌株有较弱的抑菌作用,无杀菌作用,对部分真菌也有抗菌作用。一些其他的金丝桃属植物提取物也发现有明显的抗菌作用。
1 贯叶金丝桃提取物的抗菌作用
贯叶金丝桃提取物的抗菌作用很早既有发现,在欧洲的一些国家,贯叶金丝桃的水提取物或茶剂一直被用来治疗浅表烧伤、难治创伤和红疹等。早在1954年,Neuwald和Hagenstrom等[1]就报道过贯叶金丝桃的抗菌作用,他们研究发现贯叶金丝桃开花植株和干花的石油醚和丙酮提取物可有效抑制金黄色葡萄球菌活性。意大利科学家 Barbagallo和Chisari 对贯叶金丝桃开花植株地上部分的石油醚、甲醇、三氯甲烷及水提取物的抗菌作用进行了研究,发现石油醚提取物具有广泛的抗菌活性,可明显抑制革兰阳性及部分革兰阴性细菌的活性,甲醇和三氯甲烷提取物的抗菌作用稍小,而水提取物则完全没有抗菌活性。1975年俄国科学家也证实贯叶金丝桃具有明显抗菌活性,分离并鉴定出了其抗菌活性物质,并命名该物质为贯叶金丝桃素。1999年,Schempp等[2]首次报道贯叶金丝桃素在1.0μg/ml 浓度时可抑制金黄色葡萄球菌多重耐药菌株的生长。同年Yesilada等[3]研究发现贯叶金丝桃提取物可明显抑制幽门螺旋杆菌菌株的生长。2001年,Reichling等[4]对贯叶金丝桃的各种茶制剂的抑菌作用进行了研究,发现其可抑制革兰阳性菌活性,特别是甲氧西林耐受的金黄色葡萄球菌,但不能抑制革兰阴性菌或白色念珠菌活性。而意大利的Kasper[5]对贯叶金丝桃甲醇提取物的抗菌作用研究发现其对革兰阳性菌(包括金黄色葡萄球菌、肠球菌和藤黄微球菌)和革兰阴性菌(包括奇异变形杆菌、普通变形杆菌和大肠杆菌)有很好的抗菌作用。Pistelli等[6]研究了贯叶金丝桃己烷、氯仿、甲醇、醋酸乙酯和丁醇的提取物及组分的抗菌作用,发现其对大多数细菌均有很好的抑菌作用。其中甲醇粗提取物及其组分的抑菌作用最强。Males等[7]的研究也发现贯叶金丝桃地上部分甲醇、二氯甲烷和石油醚提取物可有效抑制金黄色葡萄球菌、粪肠球菌、枯草杆菌和表皮葡萄球菌的生长。国外的这些研究均表明贯叶金丝桃提取物有很好的抗菌作用,部分研究还对其抗菌作用的有效成分进行了初步探讨。
在国内,李宏和姜怀春[8]研究了贯叶金丝桃总提取物对临床分离的11 种对常用抗生素耐药的革兰阳性菌(β 溶血链球菌、凝固酶阴性葡萄球菌、肠球菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌等)的抗菌作用,研究发现其对研究的所有菌株均有较强的抑菌和杀菌作用。此外,李宏和姜怀春[9]还用平板抑菌法检测了贯叶连翘总提取物的抗菌谱范围,发现其对所有供试的革兰阳性菌菌株均有较强的抑菌和杀菌作用,对极少数革兰阴性菌菌株有较弱的抑菌作用,无杀菌作用。贯叶金丝桃制剂最严重的不良反应为光毒性,李宏和姜怀春[10]的研究发现贯叶金丝桃总提取物的抗菌作用无光依赖性,因此用于临床作抗菌药可避免光敏化副作用,对人体是安全的,还可控制患者因细菌感染可能引起的抑郁症状,此外贯叶金丝桃这些研究表明其可用于控制临床上对多种抗生素有耐药性的革兰阳性菌株所致的感染,具有较好的临床应用价值。
2 其他金丝桃属植物提取物的抗菌作用
金丝桃属植物包含 400 多个种类,广泛分布于温带地区和热带山脉。金丝桃属药用植物的生药学研究表明,经高压液相指纹图谱测定,多种金丝桃属植物均具有相似的活性成分(包括芦丁、金丝桃苷、槲皮素、贯叶金丝桃素和金丝桃素等)[11]。因此,很多其他金丝桃属植物抗菌作用的研究结果也可类推到贯叶金丝桃上。在约旦、印度、金丝雀岛和土耳其等地的植物提取物抗菌的筛选中都发现金丝桃属植物有很好的抗菌作用。
Al-Bakri和Afifi[12]对约旦本土金丝桃属植物的研究发现其提取物具有很强的抑菌作用。Dulger和Gonuz[13]对一种金丝桃属植物叶的多种提取物的抗菌作用进行了研究,发现所有的提取物对枯草杆菌、大肠杆菌、肺炎克雷伯菌属、绿脓杆菌金黄色葡萄球菌都有明显的抗菌活性。Dall'Agnol等[14]发现 6 种金丝桃属植物甲醇提取物对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌有明显的抗菌作用,对大肠杆菌和啤酒酵母细胞没有抗菌作用。Mukherjee等[15]研究发现两种金丝桃属植物茎和叶的提取物对枯草杆菌、芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等都有广泛的抗菌活性。对白色念珠菌、热带念珠菌和新型隐球菌等真菌也有很好的抗真菌作用。Rabanal等[16]对金丝雀岛上多种金丝桃属植物的多种提取物和组分的抗菌作用进行了研究,发现其对 4 种革兰阳性菌(蜡状芽孢杆菌、藤黄微球菌、金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌)和革兰阴性菌(支气管炎博德特菌)有很强的抗菌作用,但没有发现其抗真菌作用。Mukherjee等[17]研究发现某种金丝桃属植物的提取物对洋葱假单胞菌、枯草杆菌、巨大芽孢杆菌、凝结芽胞杆菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌有明显的抗菌活性。Schwob等[18]对多种金丝桃属植物对甲氧西林耐受的金黄色葡萄球菌的抗菌作用进行了研究,发现其中 34 种金丝桃提取物表现出很好的抗菌活性,对多重耐药细菌有很强的抗菌活性。Kizil等[19]对三种金丝桃属植物的芳香油类化合物的抗菌活性进行研究,发现其在80μg/ml 浓度时都表现出广泛的抗菌活性,对蜡状芽孢杆菌、短芽孢杆菌、生脓链球菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌和酵母等都有很好的抗菌作用。
3 金丝桃属植物抗菌谱
在贯叶金丝桃及许多其他金丝桃属植物的研究发现贯叶金丝桃提取物对革兰阳性菌有很强的杀菌和抑菌作用,对革兰阴性菌的结论各异,有研究发现金丝桃属植物提取物对大肠杆菌、绿脓杆菌和白喉杆菌等革兰阴性菌有抗菌作用,但也有研究发现没有明显抗菌作用,目前较为接受的意见为金丝桃属植物提取物对极少数革兰阴性菌菌株有较弱的抑菌作用,无杀菌作用,对真菌的研究结论也各异,但基本为对部分真菌也有抗菌作用。
现将文献中报道过的金丝桃属植物可抗菌和抑菌的革兰阳性和革兰阴性细菌及部分真菌归纳如下,见表1。
表1 金丝桃属植物可抗菌及抑菌的革兰阳性和阴性细菌及部分真菌
4 贯叶金丝桃抗菌成分研究
贯叶金丝桃提取物中至少含有 10 多种药理活性成分,主要可分为苯并二蒽酮类、黄酮类、间苯三酚类及芳香油类化合物[20]。对贯叶金丝桃提取物中各种药理活性成分的抗菌作用也有不少研究。贯叶金丝桃素(hyperforin)被认为是贯叶金丝桃抗菌的主要活性成分,也有很多别的研究发现其他间苯三酚类和芳香油类化合物也有抗菌活性。
4.1 贯叶金丝桃素抗菌研究
贯叶金丝桃素(hyperforin)是一种酰基间苯三酚型复合物,具有亲脂性[2],俄国科学家们发现其可有效地抑制革兰阳性菌的活性,但对革兰阴性菌和真菌活性较小。1999年,余文海[21]发现贯叶金丝桃素在浓度低达 0.1μg/ml的情况下仍可观察到其对所有革兰阳性菌的生长抑制,而对革兰阴性菌或白色念珠菌无生长抑制作用。对多重性耐药的金黄色葡萄球菌有很好的抗菌作用。Vajs等[22]研究发现贯叶金丝桃素及其降解产物对革兰阳性金黄色葡萄球菌有强抗菌活性,对革兰阴性菌和产芽胞菌都没有抗菌活性,对酵母有轻度抗菌作用。Hübner[23]对贯叶金丝桃对金黄色葡萄球菌的抗菌作用进行分析,发现其对金黄色葡萄球菌有明显抗菌活性,且不会产生耐药性。
4.2 芳香油类化合物的抗菌研究
Couladis等[24]分析了一种贯叶金丝桃属植物地上部分提取物的芳香油类的组成,发现 α-蒎烯约占 43.80%、β-蒎烯约占 9.82%、脱水香枝烯约占 6.81%、α-胡椒烯约占5.41%。体外研究表明这些芳香油类化合物对金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、绿脓杆菌等 6 种革兰阴性和阳性细菌有中度的抗菌活性,并对白色念珠菌、热带假丝酵母(Candida tropicalis)和光滑念珠菌(Candida glabrata)等 3 种真菌表现出强烈的抗菌活性。Toker等[25]分析了两种金丝桃属植物芳香油类的化学组成和抗菌作用,发现石竹烯氧化物为其植物芳香油类的主要物质,约占 30.8%,石竹烯氧化物在浓度 60~80μg/ml 时对大肠埃希杆菌、短芽胞杆菌、酿脓链球菌、绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌等 9 种微生物有抗菌活性。Kizil等[19]对三种金丝桃属植物的芳香油类化合物的抗菌活性进行了研究,研究发现这三种金丝桃属植物的芳香油类化合物在80μg/ml浓度时都表现出广泛的抗菌活性。有研究发现金丝桃属植物地上部分的挥发性组分主要由 α-姜黄烯组成,研究发现其可对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌和酿酒酵母菌有明显的抗菌作用,其中对金黄色葡萄球菌的抗菌作用最强[26]。
4.3 间苯三酚类化合物的抗菌研究
Gibbons等[27]用 NMR 光谱分析和质谱法研究了一种金丝桃植物的抗菌活性成分,分离并鉴定出了一种酰基间苯三酚类化合物,在抗菌研究中发现其对多种多重耐药性金黄色葡萄球菌有抗菌作用,最小抑制浓度为16~32μg/ml。Shiu和Gibbons[28]研究了重金丝桃属植物地上部分的二氯甲烷提取物中的酰基间苯三酚类物质的抗葡萄球菌活性,研究发现酰基间苯三酚类物质对多重耐药的金黄色葡萄球菌株的最低抑制浓度为16~32μg/ml。
4.4 其他金丝桃化学组分的抗菌研究
对贯叶金丝桃提取物其他组分的抗菌作用也有很多研究。Pistelli等[6]对贯叶金丝桃各种提取物及其中分离出的各种组分(包括绿原酸甲酯、槲皮素、槲皮苷、I3, II8-biapigenin、未知物质和芒果素等)的抑菌作用进行研究,发现醋酸乙酯的提取物的抑菌活性依赖于I3, II8-biapigenin,而槲皮素可能和提取物中的其他成分起拮抗作用。Shiu和Gibbons[29]研究发现二苯呋喃化合物在对多重耐药的金黄色葡萄球菌表现出微弱的抗菌特性,而吡喃酮在512μg/ml 浓度时没有活性。Tanaka等[30]从一种金丝桃属植物的甲醇提取物分离出色原酮和二氢色原酮的糖苷类物质。经研究发现其对幽门螺旋杆菌有明显的抗菌作用。Dall'agnol等[31]研究了6 种金丝桃属植物的甲醇提取物的抗菌作用发现其中苯吡喃类物质有明显的抗菌作用。
5 总结
贯叶金丝桃提取物抗菌作用的研究发现其对革兰阳性菌有很强的杀菌和抑菌作用,对极少数革兰阴性菌菌株有较弱的抑菌作用,无杀菌作用,对部分真菌也有抗菌作用。此外人们还发现其他金丝桃属植物的提取物也多有很好的抗菌作用,由于均属金丝桃属植物,这些研究成果也可适用于贯叶金丝桃上。对于贯叶金丝桃抗菌作用的机制人们发现其主要活性成分贯叶金丝桃素有很好的抗菌作用,其他活性成分如间苯三酚类和芳香油类等也有一定的抗菌作用。
由于抗生素的滥用,目前临床上各种耐多种抗生素的细菌接连出现,严重危害人们的生命安全,新的抗菌物质的开发,尤其是自然来源的抗菌物质的研发将可能为治疗各种耐多种抗生素的超级细菌引起的感染提供新的思路。贯叶金丝桃做为一种纯天然的植物药,很多研究发现其具有很好的抗菌作用,对其抗菌作用的研究及抗菌成分的提取将可能为新的有效的抗菌药物的研发提供方向。贯叶金丝桃作为一传统的药用植物在我国分布广泛,如果能将其开发成抗菌和抗抑郁药物,既可有效利用植物资源,对人民健康事业做出一份贡献,还能带来较大的经济效益。
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