穿心莲内酯药动学及对细胞色素P450影响的研究进展

薛松，高静，王砚

(1.华中科技大学同济医学院附属同济医院药学部，武汉 430030;2.湖北省荆门市石化医院药剂科，448000)

穿心莲内酯(andrographolide)是中药穿心莲(Andrographis paniculate Ness)的主要有效成分之一［1］。 其 化 学 名 称:2(3H)-Furanone，3-［2-［decahydro-6-hydroxy-5-(hydroxy-methyl)-5， 8adimethyl-2-methylene-1-naphthalenyl］ ethylidene］dihydro-4-hydroxy。穿心莲内酯最先从中药穿心莲中分离得到，故将其命名为穿心莲内酯。穿心莲内酯具有清热解毒、凉血消肿等功效［2］。现代药理学研究表明穿心莲内酯具有抗炎抗菌［3］、抗病毒［4］、抗肿瘤［5］、免疫调节［6］、保肝利胆［7］和治疗心血管疾病［8］的作用。笔者综述了近年来人们在穿心莲内酯的药动学及其对细胞色素P450影响等方面的研究进展。

1 穿心莲内酯的药动学研究进展

1.1 吸收 穿心莲内酯大鼠灌胃给药后，采用 H标记方法［9］或高效液相色谱法、毛细管电泳、气相色谱-质谱联用等方法［10］测定血浆中穿心莲内酯的浓度，发现穿心莲内酯被快速吸收入血。人体服用穿心莲内酯片，利用高效液相-质谱联用测定其血药浓度，脱水穿心莲内酯在体内吸收迅速，血药浓度在1.5～2.0 h达峰，其消除半衰期为 3.62 h［11］。

1.2 分布 利用同位素标记法研究穿心莲内酯的体内过程，穿心莲内酯静脉给药后，迅速透过血-脑屏障并出现在中枢神经系统的各部位，在脊髓中的含量最高，在直肠和十二指肠有较高的浓度［12］。穿心莲内酯灌胃给药后，胃、小肠于30 min，其余脏器于60 min达到最高浓度。以胆、胃、肝、小肠的浓度最高，子宫、肾、卵巢、肺次之，直肠、脾、心、脑等较低［9］。

1.3 代谢 祝晨等［13］发现大鼠口服穿心莲内酯后大便中可以检测到原药，并且还可以检测到脱水穿心莲内酯、脱氧穿心莲内酯和一个未知化合物，在尿液中检测到两个未知化合物。说明穿心莲内酯可能在消化道内发生了一些代谢改变。

采用传统和现代多种分离方法，可从大鼠灌胃给予穿心莲内酯后的尿液、大便、小肠和血液中分离得到14种穿心莲内酯的代谢产物［14-15］。通过各种化学和波谱学方法确定了13种代谢产物的结构，均为新化合物结构。穿心莲内酯在大鼠体内的代谢反应主要发生在α、β不饱和内酯的双键上，磺酸化途径是其主要代谢途径，代谢物的水溶性大大增加，更容易排出体外。此外还有一些羟基的脱水和甲基化反应，同时也有一定的硫酸酯类代谢产物。相对于α、β不饱和双键而言，内酯结构较稳定，没有发现内酯发生变化的代谢物。

有学者对穿心莲内酯在人体尿液中的代谢产物进行了全面的系统性研究，通过收集人口服穿心莲内酯片后的尿液样本，采用多种分离技术对尿液中的代谢物进行分离和提纯，共得到23种穿心莲内酯的代谢产物，利用多种化学及波谱手段，鉴定了其中18种代谢产物的结构。这18种代谢产物均是首次发现的穿心莲内酯的代谢产物。同时根据质谱的图谱和碳谱的数据，又推测了另外2个微量代谢产物的结构［16-18］。穿心莲内酯在人体内存在着多种代谢途径包括氧化还原、异构化、葡萄糖醛酸化、硫酸酯化、脲结合、半胱氨酸结合、肌酸酐结合、肼结合等。上述途径还可能发生交叉，生成次级代谢产物。穿心莲内酷的代谢反应主要发生在α，β-不饱和内酯的β-碳以及19位和3位羟基上，同时伴有一些异构化现象。

研究中发现，穿心莲内酯在人体和大鼠体内的代谢中存在较大的种属差异，在大鼠的体内代谢中，代谢产物主要以磺酸化和硫酸化产物为主，而在人体的代谢产物主要以葡萄糖醛酸、硫酸化和脲结合产物为主。

1.4 排泄 利用正反相高效液相色谱、电喷雾质谱、3高效薄层色谱等方法，在大鼠胆汁中都没有检测到穿心莲内酯的代谢物，说明穿心莲内酯在大鼠体内可能不通过胆汁排泄，而是通过肾脏和大便排泄［14-15］。也有学者研究认为肾脏不是其主要排泄途径［10］。

汪宝琪等［19］采用化学发光法研究家兔体内穿心莲内酯的药动学，该药在兔血浆中的处置过程符合二房室模型，达峰时间为1 h，K21为(0.633±0.060)h-1，K12为(0.336 ±0.010)h-1，K21和 K12差异无统计学意义(P＞0.05)，消除半衰期(t1/2)为12.12 h，属于长半衰期药物，在兔血浆中能保持较长时间的血药浓度。马玉芳等［20］和金晶等［21］分别研究了穿心莲内酯在家兔和亚硫酸氢钠穿心莲内酯在Beagle犬体内的药动学，并一致认为穿心莲内酯和亚硫酸氢钠穿心莲内酯的体内过程都符合一级吸收二室模型，并且吸收和消除快速。

2 穿心莲内酯对肝微粒体细胞色素P450酶的影响

JARUCHOTIKAMOL 等［22］采用 Western-blot、逆转录-聚合酶链反应等方法研究，发现穿心莲内酯可明显增加大鼠CYP1A1、CYP1A2的mRNA表达，作用呈剂量依赖性。但并没有增加CYP1B1和多环芳烃受体(多环芳烃类是CYP1A的诱导剂)的表达。穿心莲内酯有诱导 CYP1亚族的能力，同时还能显著增强UGT1A6 mRNA(多环芳烃受体介导的基因)的表达。当穿心莲内酯和多环芳烃受体的抑制药(白藜芦醇)合用后这种诱导作用消失。因此穿心莲内酯诱导CYP1A1表达可能是通过多环芳烃受体介导的，但是由于多环芳烃受体的抑制药(白藜芦醇)还有很多其他的药理活性，同时参与了很多其他途径的信号转导，所以尚不能确定穿心莲内酯对CYP1A1的诱导是通过该路径介导。这是对穿心莲内酯具有诱导CYP1A1作用的首次报道，但是对这种诱导作用的机制还有待进一步研究，同时穿心莲内酯对其他类型CYP450的影响也未作阐述。

PEKTHONG等［23］采用体外酶孵育方法对穿心莲内酯及中药穿心莲的总提取物对大鼠和人细胞色素P450影响等方面做了系统性研究。结果发现，穿心莲的总提取物对大鼠和人体CYP1A2和CYP2C活性有抑制作用，同时对人体CYP2E1有明显抑制作用。穿心莲内酯除了对大鼠CYP2E1有微弱抑制作用外，对其他细胞色素P450没有明显作用。随后，PEKTHONG等［23］采用 Western-blot、逆转录-聚合酶链反应等方法，从CYP酶mRNA的表达、酶蛋白的表达和活性等方面做了全面研究。发现穿心莲内酯体内实验中对大鼠CYP2C11有明显抑制作用，对其他酶的抑制作用差异无统计学意义;体外实验中对人和大鼠 CYP1A2、CYP2E1、CYP3A1和CYP2C11活性都有明显抑制作用［24］。酶蛋白表达方面穿心莲内酯对大鼠CYP2C11表达有明显抑制作用。同时穿心莲内酯对大鼠CYP3A1、CYP2C11、CYP1A2 mRNA 表达和对人体CYP2C9/3A4/1A2mRNA的表达都有明显抑制作用。

JARUKAMJORN等［25］研究了关于穿心莲内酯对细胞色素P450影响的性别差异。发现穿心莲内酯和3-甲基胆蒽(CYP1的诱导剂)合用显著增加CYP1A1表达。但是，这种协同作用只表现在雄性大鼠体内。切除睾丸的雄性大鼠这种协同作用也随之消失，补充睾丸酮后这种协同作用又出现。并且穿心莲内酯对CYP1A1表达的诱导作用只出现在有多环芳烃受体的B6雄性大鼠，而在没有多环芳烃受体的D2雄性大鼠体内则没有明显的诱导作用。提示了这种协同作用可能与JARUCHOTIKAMOL等［22］所提到的多环芳烃受体介导的途径有关。但是对于这种协同作用的机制还处于探讨阶段，CHATUPHONPRASERT等［26］采用逆转录-聚合酶链反应方法，结果显示穿心莲内酯、CYP1诱导剂单独使用时只能对少数的基因有影响，但当两者合用时所能调节的基因数量显著增多。其中CYP1A1/1B1 mRNA的表达增加最为明显。研究还发现穿心莲内酯对多种还原性酶表达都有一定的增强作用，穿心莲内酯可能有一定的抗氧化作用。推测穿心莲内酯的这种协同作用可能是通过抗氧化途径介导的。

临床上由于药物之间相互作用或药物与外源性物质之间的相互作用而引发的问题很突出。细胞色素P450参与了各种内源性和外源性物质代谢，同时参与了药物、食物和中草药之间的相互作用。国内外已广泛研究了植物中化学成分介导的对细胞色素P450活性的影响。例如贯叶连翘对细胞色素P450有一定的影响，但是至今还没有发现贯叶连翘中的任何成分对细胞色素P450的影响作用象穿心莲内酯这样明显［27］。药物的血药浓度增高很有可能是由于其相关代谢酶的抑制作用而引起的。穿心莲内酯对细胞色素P450的影响很有可能影响其他药物的血药浓度，尤其是与一些治疗窗窄或毒副作用强的药物联用时更应十分慎重。因此该方面研究为临床上的药物相互作用评价及合理用药提供了重要的实验基础。但是国内外在穿心莲内酯对细胞色素P450影响方面的研究还只是初步阶段，其研究结果并不完全一致，并且其相应的机制还没有阐明。

3 结束语

穿心莲内酯是我国的传统中药穿心莲的主要有效成分，其药动学特征主要表现为体内吸收快、药效长、经尿液和大便排泄。穿心莲内酯在体外无药理活性，在体内的药理活性很有可能是由其代谢产物产生的。比如体内的一个代谢物亚硫酸氢钠穿心莲内酯是莲必治注射液的主要成分，由于其水溶性好，生物利用度高，所以有更好的药理活性。因此穿心莲内酯代谢产物的研究对制备更有效的穿心莲内酯衍生物具有一定的指导意义。

穿心莲内酯对体内细胞色素P450的影响在近年是一个比较活跃的研究领域，但是这些研究仍处于一个前期的探索阶段。对于穿心莲内酯在体内对酶的影响还需要采用特定酶的探针药物做更进一步的系统研究。同时对于已经发现的一些影响细胞色素P450作用的具体机制也未有明确的报道，这方面也是以后研究的重点内容。

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