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水飞蓟宾酯化物的药理学研究进展*

2012-02-14刘俊芳李鹏旺

天津药学 2012年5期
关键词:蓟宾水飞琥珀酸

刘俊芳,李鹏旺

(1.天津市公安交通管理局,天津 300040; 2.天津市医药集团有限公司,天津 300204)

水飞蓟素(silymarin)系指从菊科植物水飞蓟(Silybum marianum L)的种子中提取的一类黄酮木脂素类成分,其主要活性成分是水飞蓟宾(silybin)。研究显示水飞蓟具有较强的肝脏保护作用,可以保护肝细胞膜,促进肝细胞再生,临床上用于治疗各种急慢性肝炎、肝硬化和肝中毒等症。目前国内市售的水飞蓟类制剂有水飞蓟素制剂(利肝隆,Legalon)、水飞蓟宾磷脂复合物(水林佳)和水飞蓟宾葡甲胺盐(西利宾安片)等。因为水飞蓟宾极难溶于水,且生物利用度较差,其给药途径受到一定限制,目前上市的主要是口服剂型。而水飞蓟宾成酯后水溶性显著改善,水飞蓟宾酯化物是在水飞蓟宾的基础上合成的水溶性酯类药物。国内外对于水飞蓟、水飞蓟素、水飞蓟宾磷脂复合物和水飞蓟宾葡甲胺盐的文献报道较多,而对于水飞蓟宾酯化物进行系统报道的文献较少。本文将对水飞蓟宾酯化物的药理学研究进展做一综述。

水飞蓟宾酯化物是由水飞蓟宾和酸性化合物在一定条件下发生化学反应生成的,目前国内外上市的代表性药物主要是水飞蓟宾二偏琥珀酸酯(SDH)。SDH是由德国Madaus公司首先开发的,该品种的冻干粉针剂已在德国、西班牙、比利时、瑞士、匈牙利、希腊等欧洲国家上市,商品名Legalon®SIL,主要以水飞蓟宾二偏琥珀酸酯钠盐的形式存在。水飞蓟宾二偏琥珀酸酯钠盐是水飞蓟宾二偏琥珀酸酯与氢氧化钠在一定条件下发生反应得到,主要单用或与抗生素联合应用于鬼笔鹅膏中毒的肝脏解毒剂。除此,国内外还在开展水飞蓟宾乙酰阿魏酸单酯、水飞蓟宾氨基酸酯、水飞蓟宾没食子酸酯、水飞蓟宾二羧酸酯、水飞蓟宾磷酸酯、水飞蓟宾邻苯二甲酸酯、水飞蓟宾乙酰化物[1]和水飞蓟宾-23-D葡萄糖[2]等的合成和药理研究工作,初步研究显示酯化物的合成不仅增加了水溶性,而且提高了生物活性,具有更好的保肝护肝作用。

1 肝脏保护作用

1.1 动物实验 鲁小梅[3]为了提高水飞蓟宾的溶解度和生物利用度,制备了23-O-甘氨酰水飞蓟宾、23-O-苯丙氨酰水飞蓟宾、23-O-亮氨酰水飞蓟宾和23-O-丝氨酰水飞蓟宾等一系列水飞蓟宾23位伯羟基上的氨基酸衍生物,并以四氯化碳所致急性肝损伤小鼠为模型初步评价了它们的生物活性。研究结果显示,这4种酰化产物预防肝损伤的效果均优于阳性对照药水飞蓟宾,且药效随着浓度的增大而提高;23-O-丙氨酰水飞蓟宾在低浓度下也有护肝作用,但需要达到300 mg/kg的浓度,方才显示优于水飞蓟宾的效果。与300 mg/kg水飞蓟宾23位酰化物组比较,这5种水飞蓟宾酰化产物单独用药浓度达300 mg/kg时,小鼠血清中AST和ALT的活力值均接近于正常组(P>0.05)无差异性,证明药物是安全的。

1.2 临床案例 水飞蓟宾琥珀酸酯(SDH)是上市多年的药物,虽然在治疗蘑菇中毒方面尚没有系统的临床试验研究,但是有一些典型案例和回顾性研究的报道,在临床应用过程中已得到充分证实,对于中毒的动物和病人,水飞蓟宾琥珀酸酯通过阻止肝肠循环过程中毒素的吸收来发挥抗肝损伤作用[4]。

Mengs U[5]等对发生在欧洲、南亚和印度的1 500件蘑菇中毒的临床案例进行了回顾性的统计分析,结果显示Legalon®SIL(SDH)静脉注射在治疗蘑菇中毒方面非常有效,甚至对于严重中毒的病人如肝衰竭也可以逆转其肝损伤的发生。水飞蓟宾通过与肝转运蛋白相互作用来阻断细胞毒素的再摄取和干扰肝肠循环的毒素,从而发挥其保肝护肝作用。

Carducci等[6]报道,那不勒斯一家医院,一家4口蘑菇中毒后发生了严重肝损伤。采用标准方法治疗3天后病人没有好转,于是采用SDH静脉治疗,病人症状快速消退。13d后所有病人出院。2个月后随访,影像学检查没有发现肝脏任何形态学的改变。可见SDH在治疗急性肝损伤,保护肝脏方面具有重要作用。

Enjalbert F等[7]对北美和欧洲多家医院的2 108名蘑菇中毒住院病人的临床治疗数据进行了系统回顾性研究,对病人的存活率和病死率等进行了统计学分析,结果显示SDH在治疗蘑菇中毒方面效果较好,可以单独或联合应用于临床。

HerbalGram[8]报道,在美国加利福尼亚发生一起一家6口食用毒蕈的中毒事件,在医院治疗期间,没有专门解毒剂。于是向FDA紧急申请,将Legalon®SIL作为紧急新试验药进入美国。病人在给予Legalon®SIL与青霉素、活性炭联合治疗后,其中5人完全恢复出院,仅有一位83岁的老者因体质较差死于肾功能衰竭。

2 清除自由基和抗氧化特性

SDH的保肝作用应部分归功于其清除氧自由基和抗氧化效应,多项研究显示SDH对于超氧阴离子基团、过氧化氢、游离羟基和次氯酸等有关氧化剂具有很强的抗氧化活性,同时对三价铁/维生素C、扑热息痛、苯肼中毒和顺铂、长春新碱等药物引起的毒性损害所诱导的脂质过氧化反应有明显抑制效应,而且与脂质过氧化反应强度呈现明显的剂量相关性。朱琳等[9]静脉注射SDH的钠盐给四氯化碳急性肝损伤的小鼠模型,考查其抗肝损伤活性,结果显示SDH能降低损伤小鼠的血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)值,对于受损及处于受损的肝细胞有保护和修复作用。

刘伟等[10-12]以水飞蓟宾为活性先导物,向母体化合物分子中引入亲水性基团,制得了N-苄氧羰基-甘氨酸-3-水飞蓟宾酯和水飞蓟宾-23-乙酰阿魏酸单酯,通过改变其溶解性达到提高生物利用度的目的,同时采用清除1,1-二苯基 -2-三硝基苯肼(DPPH)活性、还原能力、总抗氧化能力等多种化学模型及肝微粒体脂质过氧化等生物学模型考查了水飞蓟宾及其酯化衍生物的抗氧化活性,结果显示具有较好的自由基清除和抗脂质过氧化能力,而且均高于母体化合物。

Zarrelli A等[13]为了改善水飞蓟宾的水溶性,将水飞蓟宾23羟基基团转换成硫酸、磷酸二酯和氨基基团等,新的化合物采用体内细胞模型来评价其氧化特性,研究结果显示与水飞蓟宾相比,新化合物显示了更高的抗氧化活性,能够阻止过氧化氢诱导的细胞内活性氧簇的增殖,而且大多数的化合物还显示了很好的亲水特性。

Di Cesare Mannelli L等[14]建立了奥沙利铂诱导的大鼠神经病变的模型,奥沙利铂是具有细胞毒作用的抗癌药,可引起蛋白质和脂质的过氧化如蛋白质羰基化和硫代巴比妥酸反应物质明显增加,进而引发其神经病变。随后,给予抗氧化剂水飞蓟宾治疗,1次/d,结果显示其能够改善运动协调,通过阻断氧化应激反应来有效治疗化疗诱导的神经病变。

3 抑制DNA裂解,保护细胞膜

Wang F等[15]设计和合成了一系列的C-23酯化的水飞蓟宾衍生物,进而用DPPH、超氧化物阴离子自由基清除能力、亚铁离子螯合作用和大鼠肝匀浆脂质过氧化的抑制作用来评价这些化合物的抗氧化特性,同时还观察了在过氧化氢诱导的DNA损害的抑制作用。结果显示,合成的系列酯类化合物不仅具有优于水飞蓟宾的抗过氧化活性,而且可剂量依赖性抑制DNA的裂解,具有明显的抗过氧化和DNA保护作用,从而稳定肝细胞膜,发挥保肝护肝的作用。

4 抑制丙肝病毒(HCV)RNA的浓度

Ahmed-Belkacem A等[16]研究了水飞蓟宾及相关化合物如静脉输注Legalon SIL对丙型肝炎病毒酶功能和RNA浓度的影响,结果显示其可明显抑制HCV RNA依赖性RNA聚合酶的功能和活性,也可抑制细胞培养中HCV基因型1b复制子和HCV基因型2a系JFH1的复制。

5 对肝脏酒精代谢的影响

通过大鼠酒精中毒模型研究证实,SDH可使酒精代谢率下降,还可抑制微粒体乙醇氧化系统。SDH抑制微粒体乙醇氧化系统与其抗氧化特性有关,可以清除与乙醇代谢酶系统有关的自由基,自由基诱导的微粒体脂质过氧化是酒精性肝脏疾病的病因,所以SDH对于酒精中毒有治疗作用[17]。

6 调节眼内压

Mohammed HM等[18]将不同浓度的 SDH经角膜滴入家兔眼内,观察SDH对家兔正常眼内压的影响,结果显示不同浓度的SDH明显降低了家兔的眼内压,提示SDH在眼内压调节方面具有开发价值。

7 抗肿瘤作用

研究证实,水飞蓟素类药物可作用于癌变的不同阶段,如抑制癌细胞增殖、调节细胞周期、诱导自体吞噬细胞凋亡[19]、抑制新生血管形成、抑制癌细胞侵入和转移以及抗炎等,对于前列腺癌、皮肤癌、膀胱癌、肺癌和结肠癌等均具有抑制作用。

此外,水飞蓟素与多柔比星、顺铂和卡铂等抗肿瘤药物联合应用具有协同增效作用,同时还可减轻某些化疗药物的毒性。虽然该品种具有广阔的抗肿瘤活性,但由于受到溶解度等各方面的影响,其作用强度有限,只能作为抗肿瘤辅助用药。

为了进一步提高和改善活性,Gažák R 等[20]合成了水飞蓟宾单没食子酸酯,进而用人体脐静脉上皮细胞体外试验来评估其抗血管生成活性。研究结果显示没食子酸酯水飞蓟宾不仅具有很强的抗血管生成活性,而且与水飞蓟宾相比,其抗血管生成活性更强。

Theodosiou E等[21]合成了新的水飞蓟宾二羟酸酯化衍生物,进而评价水飞蓟宾单酯对K562人淋巴母细胞瘤细胞血管内皮生长因子分泌的调节活性和他们的抗增殖效应,同时与水飞蓟宾进行比较。结果显示,该化合物具有与水飞蓟宾同样的抗增殖等生物学活性,而且比水飞蓟宾更有效,同时还提高了其抗肿瘤和抗血管生成的活性。

8 展望

国内外研究资料显示,新合成的水飞蓟宾脂类化合物不仅具有与水飞蓟宾同样通过清除氧自由基、抗氧化、抑制DNA裂解、保护细胞膜、抑制丙肝病毒RNA浓度、抑制微粒体乙醇氧化系统等药理作用进而发挥保肝护肝的作用,而且与水飞蓟宾相比,其水溶性更好、治疗疗效更为显著。同时,水飞蓟宾在作为抗肿瘤辅助用药方面前景广阔,可以与化疗药物联合应用,在发挥抗肿瘤活性的同时减轻化疗药物的毒性,其酯化物的合成也明显提高了其抗肿瘤的活性。此外,水飞蓟宾酯化物还可以调节眼内压,虽然作用机制尚不明确,但其在眼内压调节方面具有开发潜力。

目前国内外专家学者在提高水飞蓟宾水溶性、改善其生物利用度方面做了大量的工作,合成了琥珀酸酯、磷酸酯、氨基酸酯、没食子酸酯等等一系列的化合物,也初步证明其在肝脏保护、抗肿瘤等方面有一定的药理作用和临床疗效,并具一定的优越性。但是尚需要对其进一步研究,包括结构改造、新制剂技术的开发、大规模的动物实验研究以及临床研究的证实,在提高水溶性的基础上全面提高其生物利用度,以研制出一种活性更强、疗效更好、毒性更低,并可应用于临床的水飞蓟宾酯类衍生物。

1 朱琳,李伟,李金柱.水飞蓟宾乙酰化物的选择性合成.合成化学,2009,17(2):262

2 Shimoda K,Imai H,Mandai T,et al.Regioselective formation of silybin-23-beta-D-glucoside by glucosylation of silybin with cultured plant cells of Eucalyptus perriniana.Nat Prod Commun,2012,7(4):531

3 鲁小梅.水飞蓟宾的氨基酸酰化物的合成及其对抗CCl4所致小鼠急性肝损伤的肝脏保护作用.江苏大学,2010:48

4 Pradhan S C,Girish C.Hepatoprotective herbal drug,silymarin from experimental pharmacology to clinical medicine.Indian J Med Res,2006,124(5):491

5 Mengs U,Pohla R T,Mitchell T.Legalon®Sil:The Antidote of Choice in Patients with Acute Hepatotoxicity from Amatoxin Poisoning.Curr Pharm Biotechnol,2012,13(10):1964

6 Carducci R,Armellino M F,Volpe C,et al.Silibinin and acute poisoning with Amanita phalloides.Minerva Anestesiol,1996,62(5):187

7 Enjalbert F,Rapior S,Nouguier-Soule J,etal.Treatmentof amatoxin poisoning:20-year retrospective analysis.J Toxicol Clin Toxicol,2002,40(6):715

8 American Botanical Council.Intravenous Milk Thistle Compound Used to Save Victims of Poisonous Mushroom.HerbalGram,2007,74:16

9 朱琳,李金柱,卞惠敏,等.水飞蓟宾琥珀酸单酯的合成及其保肝活性研究.亚太传统医药,2009,5(1):46

10 刘伟,许宾宾,曹树稳.N-苄氧羰基-甘氨酸水飞蓟宾单酯的合成及其抗氧化活性.合成化学,2012,20(2):220

11 刘伟.水飞蓟宾酯化修饰物的合成、表征及抗氧化活性研究.南昌大学,2011:24

12 刘伟,余燕影,曹树稳.新型水飞蓟宾乙酰阿魏酸单酯的合成.合成化学,2011,19(3):349

13 Zarrelli A,Sgambato A,Petito V,etal.New C-23modified ofsilybin and 2,3-dehydrosilybin:synthesis and preliminary evaluation of antioxidant properties.Bioorg Med Chem Lett,2011,21(15):4389

14 Di Cesare Mannelli L,Zanardelli M,Failli P,et al.Oxaliplatin-induced neuropathy:oxidative stress as pathologicalmechanism.Protective effect of silibinin,2012,13(3):276

15 Wang F,Huang K,Yang L,et al.Preparation of C-23 esterified silybin derivatives and evaluation of their lipid peroxidation inhibitory and DNA protective properties.Bioorg Med Chem,2009,17(17):6380

16 Ahmed-Belkacem A,Ahnou N,Barbotte L,etal.Silibinin and related compounds are direct inhibitors of hepatitis C virus RNA-dependent RNA polymerase.Gastroenterology,2010,138(3):1112

17 Jos F.Van Pelt,Chris Verslype,Tina Crabbé,et al.Primary human hepatocytesare protected against prolonged and repeated exposure to ethanol by silibinin-dihemisuccinate.Alcohol& Alcoholism,2003,38(5):411

18 Mohammed H M,Abdulrazzaq M H,Hussain SA.Effects of silibinin hemisuccinate on the intraocular pressure in normotensive rabbits.Saudi Med J,2007,28(9):1397

19 Fan S,Li L,Chen S,et al.Silibinin induced-autophagic and apoptotic death is associated with an increase in reactive oxygen and nitrogen species in HeLa cells.Free Radic Res,2011,45(11-12):1307

20 Gažák R,Valentová K,Fuksová K,etal.Synthesis and antiangiogenic activity of new silybin galloyl esters.JMed Chem,2011,54(20):7397

21 Theodosiou E,Loutrari H,Stamatis H,et al.Biocatalytic synthesis and antitumor activities of novel silybin acylated derivatives with dicarboxylic acids.N Biotechnol,2011,28(4):342

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