鱼腥草注射液原料药材资源与质量控制研究进展
2020-04-19郝利军梁爱华宋经元
郝利军 梁爱华 宋经元
摘要 鱼腥草注射液的原料药材只有一味鱼腥草,鱼腥草的品质直接影响鱼腥草注射液的质量。鱼腥草野外分布较广,资源丰富,但随着其需求量不断提高,野生资源逐渐减少,当前鱼腥草供应以人工种植为主。2006年鱼腥草注射液不良反应事件引发了公众对中药注射剂的广泛关注,影响深远。本文综述了鱼腥草的鉴定、资源分布、品种选育、栽培种植、化学成分分析、农药残留和重金属检测等方面,以期规范化原料药材的生产,为中医临床用药和企业药品生产提供安全有效的药材,为鱼腥草注射液完善质量标准和上市后再评价提供理论依据,同时对其他中药注射剂原料药材研究具有示范作用。
关键词 鱼腥草;注射液;品种选育;栽培种植;贮藏保鲜;化学成分分析;重金属检测
Research Progress on the Raw Material Resources and Quality Control of Houttuynia Cordata Injection
HAO Lijun1, LIANG Aihua2, SONG Jingyuan1,3
(1 Key Lab of Chinese Medicine Resources Conservation, National Administration of Traditional Chinese Medicine of the People′s Republic of China, Institute of Medicinal Plant Development, Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College, Beijing 100193, China; 2 Key Laboratory of Beijing for Identification and Safety Evaluation of Chinese Medicine Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100700, China; 3 Engineering Research Center of Chinese Medicine Resource, Ministry of Education, Beijing 100193, China)
Abstract The raw material of Houttuynia cordata Injection is a single ingredient,H. cordata. The quality of H.cordata directly affects the quality of H.cordata injection.H.cordata is widely distributed in the wild with abundant resources.However, the wild resources of H.cordata have gradually declined with the increasing demand.At present, the supply of H.cordata is mainly from the agricultural planting.In 2006, the adverse events of H.cordata Injection aroused the public′s extensive attention with far-reaching influence on the traditional Chinese medicine injection.This paper summarizes the identification, resource distribution, breeding, cultivation, chemical composition analysis, determination of pesticide residue, and heavy metal elements of H.cordata, aiming to standardize the production of raw materials.It provides safe and effective medicinal materials for clinical medicine of traditional Chinese medicine and production of pharmaceuticals for enterprises, and provides theoretical basis for perfecting quality standards of Houttuynia cordata Injection and evaluation after market.Meanwhile, it plays a guiding role in researches on the raw materials of other traditional Chinese medicine injections.
Keywords Houttuynia cordata; Injection; Breeding; Cultivation; Fresh keeping; Chemical composition analysis; Determination of heavy metal elements
中圖分类号:R286.0文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1673-7202.2020.05.001
鱼腥草别名折耳根,狗心草等,是一味传统常用中药,在我国应用历史悠久,《本草纲目》记载:鱼腥草辛,微温,有小毒。可散热毒痈肿,断店疾,解硇毒。现代研究发现鱼腥草有抗氧化、抑菌、抗病毒、抗肿瘤、抗炎、增强免疫、平喘利尿的作用,可清热解毒、消痈排脓、利尿通淋等[1-2],2002年鱼腥草被国家原卫生部认证为83种药食同源中药之一[3]。
20世纪70年代,我国自主研发了鱼腥草注射液,由鱼腥草鲜品用重蒸馏提取,再加入适量的增溶剂吐温80制成。鱼腥草注射液的主要活性成分为鱼腥草素和甲基正壬酮,多用于治疗呼吸系统疾病,亦可治疗流行感冒等传染性疾病及防止术后感染[4]。2003年“非典”期间,为应对疫情,全国防治“非典”指挥部科技攻关组迅速行动,筛选出8个中成药作为控制SARS不同阶段症状的最有效药物,鱼腥草注射液就在其中[5]。鱼腥草注射液对SARS患者有清热、解毒、镇咳平喘功效,能改善患者临床症状,减轻炎性反应,保护脏器功能[6]。由于出色的疗效,鱼腥草注射液被誉为“非典功臣”,“非典”过后,生产鱼腥草注射液的企业迅速增多。中药注射剂超过半数为独家品种,只由一家企业生产,但截止2020年1月,不同企业生产的不同规格鱼腥草注射液多达106种。一方面由于历史原因,鱼腥草注射液上市前临床试验数据不足,另一方面短时间内大量鱼腥草注射液被批准上市,其安全性有效性难以保证,鱼腥草注射液的不良反应问题随之日益突出。
早在1988年,鱼腥草注射液的不良反应就引起了关注,国家药品不良反应监测中心数据显示,1988—2006年间含鱼腥草中药注射剂的不良反应超过5 000例,其中222例为严重不良反应[7]。2003年发布的第4期《药品不良反应信息通报》中,对鱼腥草注射液引起严重不良反应的情况进行了通报[8]。2006年1月到5月,相关不良反应事件急剧增多,引起社会广泛关注。6月1日国家食品药品监督管理局发布《关于暂停使用和审批鱼腥草注射液等7个注射剂的通告》[9],宣布在全国范围内暂停使用鱼腥草注射液等7个注射剂,暂停受理和审批鱼腥草注射液等7个注射剂的各类注册申请,引发了中药注射剂行业的大地震,整个鱼腥草注射液产业链遭受巨大损失。直到9月5日《关于鱼腥草注射液等7个注射剂有关处理决定的通知》发布,鱼腥草注射液等品种才逐渐恢复使用[10]。
鱼腥草注射液事件影响巨大,严重损害了中药注射剂的公信力,事件发生后随着时间的发酵,波及整个中药注射剂行业,北京一些医院甚至全面禁止中药注射剂的使用[11]。中药注射剂不良反应的成因很多,从原料药材到临床使用的每一个环节出错都可能产生严重的不良反应。原料药材是中药注射剂生产的源头,原料药材的安全性和有效性是中药注射剂安全性和有效性的基础,本文拟以鱼腥草注射液为例,分析原料药材的鉴定、种植、质量控制、农药残留和重金属检测等,保证其安全有效,从源头上减少鱼腥草注射液不良反应的发生。
1 鱼腥草的鉴定
2015版《中华人民共和国药典》规定:鱼腥草为三白草科植物蕺菜Houttuynia cordata Thunb.的新鮮全草或干燥地上部分。药典中鉴别项包括性状鉴别、显微鉴别、理化鉴别和薄层鉴别[12]。而2011年7月29日国家药典委员会公布的鱼腥草注射液公示标准草案(下称公示标准)中鲜鱼腥草药材标准新增了指纹图谱项,要特异性鉴别22个特征峰。此外,药典中薄层鉴别只以甲基正壬酮为对照品,而公示标准中新增4-萜品醇对照品、α-松油醇对照品[13]。鱼腥草的伪品主要有巴东过路黄、百部还魂、抱茎眼子菜和水苦荬,其中巴东过路黄全体密布铁锈的柔毛且揉搓后无鱼腥气,此外鱼腥草有盐酸镁粉反应,而巴东过路黄的甲醇提取液经三氯化铝乙醇液显色后在紫外下有鲜黄色荧光,可据此与鱼腥草区分[14]。百部还魂则可根据其与鱼腥草叶形态-脉序图谱的不同加以区分,如鱼腥草表面有灰白色气孔小凸起而百部还魂无,鱼腥草托叶-叶柄鞘的舌状凸起明显而百部还魂不明显等[15]。魏艺聪等[16]还利用matK片段建立了两者特异PCR鉴别方法,进行快速的分子鉴定。文献报道甘肃省某些地区存在误把抱茎眼子菜和水苦荬当做鱼腥草使用,甚至制成鱼腥草注射液用于临床,宋学华总结了鱼腥草和两者的真伪鉴别方法,分别从性状、组织、理化方面给出了鉴别方法[17],张顺辰亦给出了三者性状鉴别和显微鉴别的特征[18]。总体来看,鱼腥草的混伪品并不多见,只在部分地区少量出现。推测与鱼腥草鲜明的特征有关:鲜鱼腥草有强烈鱼腥气,干燥后亦有鱼腥气,可与常见伪品区分。药典中鱼腥草的鉴别相对简单,而公示标准中鲜鱼腥草的标准更加详细,为其鉴别提供了明确依据。
2 鱼腥草的资源分布与品种选育
鱼腥草属于三白草科蕺菜属,为单属种植物,野外主要分布在我国南方各省,以四川、湖北、湖南、江苏等省居多[19]。唐代《新修本草》记载:“此物,叶似荞麦,肥地亦能蔓生,茎紫赤色,多生湿地、山谷阴处。山南江左人,好生食之,关中谓之菹菜也”。鱼腥草历代以来作为野菜广受欢迎,但随着鱼腥草注射液等药品的兴起,其需求量不断增大,野生资源也日渐减少,部分地区甚至出现毁灭性采挖,鱼腥草逐渐由野生驯化为家种[20]。
鱼腥草分布较广,种质资源非常丰富。但不同种源鱼腥草性状质量差别很大。蓝云龙研究分析了全国23个种源的鱼腥草,结果显示不同种源鱼腥草产量及其挥发油、黄酮类成分含量存在显著差异,且与形态特征相关[21]。关金枝[22]分析了湖北省的34个种质资源后发现,不同种源的鱼腥草形态学存在丰富变异,且其中部分与地理来源具有相关性。遗传分析发现不同种源鱼腥草亲缘关系与地理来源呈相关性,种内存在丰富的遗传变异。为了选育优良的品种,伍贤进等[23]利用湖南省野生鱼腥草,通过人工栽培和品比试验选育出优质高产的鱼腥草新品种“湘白鱼腥草”并对其进行了初步研究。钟军等[24]筛选符合条件的野生鱼腥草经过单株选留和地下茎无性繁殖方式使其扩种,又经过驯化栽培选育出高产优质的鱼腥草新品种“红玉”。
3 鱼腥草的栽培种植
鱼腥草既可有性繁殖也可无性繁殖,以无性繁殖为主:根茎繁殖、分株繁殖和插枝繁殖,其中根茎繁殖最为常用,在秋天选择健壮而无病虫害的老茎做种茎,将其埋在地下过冬,春天时挖出截成段植于苗床。黄放等[25]对鱼腥草各种繁殖方法进行了详细的介绍。不同种茎的长短、粗细、及生长年限有差异,各自的产量也不相同,研究发现15 cm切段长度时地上部分产量最高,粗种茎、10 cm切段长度时地下茎产量最高,鱼腥草当年生种茎比多年生种茎更有优势[26]。鱼腥草喜温暖阴湿环境,耐阴、耐涝、耐寒,对光照和土壤要求不严,适应性强,生命力旺盛,人工种植好管理。鱼腥草适宜的生态环境见表1所示[27-29]。
鱼腥草的主要活性成分包括挥发油和黄酮类物质,生态环境通过影响其活性成分的积累进而影响药材的质量。石文婷等[30-31]研究发现适度的遮光有利于鱼腥草挥发性成分的提高,吳丹等研究发现土壤条件包括养分、pH、微生物等会影响鱼腥草中多酚和黄酮类物质的代谢积累。
门桂荣、印保林等[28-29]对鱼腥草的栽培技术进行了详细的总结,包括整地定植、田间管理、病虫害防治、采收和销售等。康公平等[27]总结了鱼腥草露地栽培、大棚栽培和套种栽培等技术,认为鱼腥草与其他作物套种可以取得更高的经济效益。魏新雨[32]介绍的高产栽培技术中提出可以通过排涝、防高温和间作套种提高鱼腥草的产量。不同的采收时间也会影响鱼腥草的质量,何刚等[33]利用气相色谱-质谱联用法测定了不同采收期鲜品鱼腥草中挥发油含量,发现挥发性成分随时间积累,8月中下旬后开始下降。雅安某公司对其鱼腥草种植(GAP)基地的建设做了概述,介绍了基地概况和GAP实施的情况[34]。李涛等[35]综述了鱼腥草主要病虫害及相应防治方法,为鱼腥草GAP标准化生产提供了保障。钟军等[36]在阐述鱼腥草药材道地性评价策略时亦对鱼腥草的栽培技术和产地加工提出了建议。
鱼腥草注射液的原料药材是鲜鱼腥草,采收后应特别注意保鲜问题。伍贤进等[37]研究发现鲜鱼腥草储存过程中,其活性成分挥发油类不断减少,药效降低。伍贤进等[38]后续进一步研究了不同储存温度对鱼腥草地下茎的保鲜效果,结果发现鱼腥草在(30±2)℃下2 d就开始腐烂,(19±1)℃下9 d开始腐烂,(4±1)℃下可以保存30 d,期间鱼腥草含水量不断降低。实验证明降低温度有利于鱼腥草的保存防腐。汤海燕[39]研究了在真空包装下温度对鱼腥草保鲜效果的影响,结果发现相比于常温保存,5 ℃时真空包装的鱼腥草保鲜效果最好,可以达到3个月,鲜重变化也最低。刘忠宇等[40]研究发现0~5 ℃条件下壳聚糖涂膜的保鲜能力最强。除了温度,李白鸽等[41]研究发现充气包装保鲜中不同气体比例同样影响保鲜效果,实验结果发现8% O2+30% CO2的空气可以提高过氧化氢酶活性并且降低过氧化物酶和多酚氧化酶活性,维持多酚和黄酮类含量。此外,添加保鲜剂同样可以延长鱼腥草贮藏时间,郭峰等[42]研究发现水杨酸、赤霉素、6-苄氨基嘌呤合适的配比可以保存鱼腥草30 d,徐俐等[43]实验发现2 000 nL/L1-甲基环丙烯处理后可使大部分鱼腥草保存60 d。
由于鱼腥草本身适应能力较强,其在野外分布较广,人工种植亦不困难。虽然其种质资源丰富,但不同品种质量良莠不齐,性状特征与生源环境相关性强,栽培时应选择优良品种,在合适生态环境中种植。由于鱼腥草气味特殊,虫害较少,主要关注白绢病的危害。此外,鱼腥草注射液的原料是鲜鱼腥草,药效成分随时间变化很大,采收和加工时应注意保鲜。
4 鱼腥草的质量控制
当前鱼腥草的法定质量标准主要是2015版《中华人民共和国药典》和公示标准中的鲜鱼腥草标准。两者区别见表2所示[12-13]。
由于鱼腥草注射液的原料药材是鲜鱼腥草,公示标准中只包含鲜鱼腥草的标准,而药典除了鲜鱼腥草外还包括干鱼腥草。药典中未明确药效成分的含量测定指标,而公示标准薄层鉴别新增了2个对照品,新增了指纹图谱、检查和含量测定项,贮藏项还对保存时间作了规定。鱼腥草的活性成分挥发油含量随时间减少,推测此规定旨在保证鲜鱼腥草有效成分的稳定性[44]。除了法定标准,周日宝等[45]分析了衡山县等地鱼腥草的水分、总灰分、酸不溶灰分、水溶性浸出物和醇溶性浸出物,并给出了相应标准供参考。
鱼腥草的化学成分复杂,主要有挥发油类、黄酮类、有机酸、生物碱和维生素等,其中癸酰乙醛(鱼腥草素)、甲基正壬酮和月桂醛是其抗菌和抗病毒的主要活性成分,以槲皮素和槲皮苷为代表的黄酮类成分同样有多种生物学活性[46-47]。法定标准中主要检查以甲基正壬酮为代表的挥发油类,但未提及黄酮类。研究发现即使浸出物检查项合格,不同鱼腥草黄酮类成分含量差异很大,张思荻等[48]建立了基于金丝桃苷和槲皮苷的鱼腥草质量分析方法,可为鱼腥草的质量标准提供参考。黄萍[49]在2005版《中华人民共和国药典》基础上,进行了鲜鱼腥草药材质量标准的探索,除了与上述法定标准相同的部分,还增加了杂质、Pb、Cb、As、Hg、Cu以及农药残留的测定。包括重金属和农药残留在内的外源污染物的检测见下一节。文献报道鱼腥草中还含有马兜铃酸类物质,对人体可能有肾毒性和致癌性,此类物质需要重点关注[50]。
药典质量标准中鲜鱼腥草占比重较小,公示标准进行了补充,但仍只重点关注了挥发油类成分。鱼腥草药理作用多样,其他活性成分的质量标准仍需探索。后续研究应与药理实验结合,探究鱼腥草中除挥发油外的活性成分,并完善相应的质量标准。
4 外源污染物检测
中药材的外源污染物检测一般包括:重金属和有害元素、黄曲霉素、二氧化硫、残留农药、有机溶剂的检测。因为鱼腥草注射液直接以鲜鱼腥草为原料,经水蒸气蒸馏提取[13],所以不涉及有机溶剂残留;鱼腥草的炮制过程也不涉及二氧化硫;鲜鱼腥草保存时间较短,保存过程不产生黄曲霉素。所以鱼腥草的外源污染物检测重点是重金属和有害元素污染以及农药残留的检测。
伍钧等[51]研究发现鱼腥草可在Pb污染严重的土地中生存,对Pb和Zn有富集作用,部分自然生长的鱼腥草叶中Pb含量超标。杨昱等[52]分析贵阳市金阳、乌当等地5个鱼腥草种植区土壤中的Pb、Cd、Hg、As、Cu、Zn的含量,结果发现不同地区重金属污染情况与当地产业建设有关,其中某区鱼腥草中Hg污染最严重,为中等级别。鲁连芳等[53]用微波消解-火焰原子吸收光谱法测定了铜仁区鱼腥草中微量元素及重金属的含量,结果表明鱼腥草中对人体有益的微量元素含量较高,而重金属Cd和Pb含量低于我国食品卫生标准的限量标准,可以食用。李娜等[54]采用国标方法分析了煤矿区产鱼腥草中重金属的含量,结果显示与非矿区相比,矿区鱼腥草植株可食部分中的Pb和Cr含量超过国标限量。李雅萌等[55]建立了电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法,可同时测定鱼腥草中14种重金属的含量,且精密度、准确性和重复性較好。高智席等[56]建立了干灰化原子吸收光谱法测定鱼腥草中微量元素和重金属含量,该方法具有较高灵敏度和准确度,可同时测定微量元素和重金属。不同检测方法统计整理见表3。
鱼腥草的栽培过程中常用农药有百草枯和乙草胺,李俊等[57]试验建立了测定鱼腥草中百草枯和乙草胺残留物的三重四级杆气相色谱质谱方法。拟除虫聚酯类农药是一类优质的杀虫剂,在药材种植中有较多使用,魏进等[58]建立了气相色谱法检测鱼腥草中的3种菊酯类农药残留的方法。虽然有机氯农药在20世纪80年代就已经被禁止使用,但由于其曾经用量很大且难于降解,其在鱼腥草中的检测不能忽视,陈顺琴等[59]提出了一种超声提取-气相色谱法测定鱼腥草中有机氯农药残留方法,为鱼腥草农药检测提供了参考。为保证农药的合理使用,李涛等[60]制定了鱼腥草种植基地农药管理与使用标准操作规程,对GAP基地的建设很有借鉴意义。
鱼腥草的外源污染物较少,污染情况并不严重,其中重金属污染主要与产地环境有关,建立种植基地时应重点关注土壤中重金属含量。农药残留问题则要重点关注农药的合理使用,从源头上减少农药残留的风险。
5 结语
中药注射剂是我国医药卫生事业的重要组成部分,2017年中药注射剂的销售总规模已达千亿[61],发展中药注射剂有利于推进中药现代化和产业化,助力我国医药事业发展。与其他中药注射剂相比,鱼腥草注射液处方饮片的原料药材只有一味鱼腥草,作为传统中药,鱼腥草口服制剂的安全性经历了国人的考验,制成鱼腥草注射液后却多有不良反应发生。张美玉等[7]分析归纳了鱼腥草注射液产生不良反应的原因:药材本身因素,制剂工艺和临床不合理应用。药材本身因素可以通过优良品种的选育,规范化的生产种植,合理的质量评价,严格的污染物监测予以控制,降低发生不良反应的风险。本文对鱼腥草以上几个方面进行了综述,提出以下建议。
5.1 推广鱼腥草规范化种植,建设GAP基地 虽然鱼腥草在野外分布较广,野生资源丰富,但随着其需求量不断扩大,野生资源正不断减少。相比于人工种植,野生资源往往无法保证质量均一稳定,增加了制剂不良反应的风险。此外鱼腥草适应能力强,病虫害较少,易于管理,建设GAP基地可为临床用药和制药企业提供优质、稳定、无公害的药材,推动鱼腥草产业的健康发展。
5.2 加强鱼腥草优良品种的选育 鱼腥草野生种质资源丰富,为品种选育提供了基础。但其质量不一,不同种源鱼腥草的活性成分如挥发油类、黄酮类含量有显著差异,产量差异也十分明显,其品质往往受产地生态环境影响较大,选育出优质、高产、抗病虫害的品种不仅可保证鱼腥草质量,同时有较大经济意义。
5.3 补充完善鱼腥草标准 鱼腥草功能主治并不单一,相应活性成分也有许多,但当前标准中往往只关注其中的挥发油成分,其他如黄酮类成分等并不检测,无法全面评价鱼腥草质量。仍需要开展更多的基础研究,阐明鱼腥草发挥药效的物质基础并制定相应的质量标准,为其临床用药和成方制剂的应用提供理论依据。
5.4 加强重金属检测 鱼腥草对重金属有较强的富集能力,可用于修复重金属污染的土壤。因此鱼腥草本身的重金属检测需要格外关注,在种植鱼腥草时应重点关注土壤重金属含量,避免药材重金属超标。此外,重金属在鱼腥草不同部位富集,全草入药时应全面检查各部位含量。
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(2020-02-10收稿 责任编辑:徐颖)