玄参化学成分、药理活性研究进展及其质量标志物分析预测

李翎熙，陈迪路，周小江，2*

（1.湖南中医药大学，湖南长沙 410208；2.湖南省中药饮片标准化及功能工程技术研究中心，湖南长沙 410208）

玄参最早记载于《神农本草经》，列为中品。为玄参科植物玄参Scrophularia ningpoensisHemsl.的干燥根，具有清热凉血、滋阴降火、解毒散结的功效，用于热入营血、温毒发斑、热病伤阴、舌绛烦渴、津伤便秘、骨蒸劳嗽、目赤、咽痛、白喉、瘰疬和痈肿疮毒［1］。玄参主产地为浙江、湖南、湖北、陕西、四川等省，浙江磐安为其道地产区［2］。近年来，除在临床配方使用外，玄参在中成药和保健食品中的应用越来越广泛，但其质量控制方面存在一些问题，如药效物质不清晰；质量评价指标单一，质量控制体系不完善；传统功效与现代药理活性机制、物质基础的关联性不强等，因此，如何有效控制玄参的质量成为亟需解决的关键问题。本文综述了近年来玄参化学成分和药理活性的研究进展，并且，在此基础上，对玄参质量标志物（Q-marker）进行分析预测，以期为准确评价和控制玄参的质量提供思路。

1 化学成分

玄参已经发现的化学成分主要有环烯醚萜、倍半萜、三萜、苯丙素、黄酮、甾醇、脂肪酸、糖类等类型，其中环烯醚萜类和简单苯丙素类为其主要活性成分。

1.1 萜类 玄参中萜类化合物主要包括环烯醚萜类、倍半萜类、三萜类［3-20］。环烯醚萜是单萜衍生物，多以苷类的形式存在，且多具有较好活性，是玄参的特征性成分之一。从构型上分析，玄参中的环烯醚萜可分为环戊烷型、环戊烯型、环氧环戊烷型和变异型。其中化合物1～24 为环戊烷型环烯醚萜苷，化合物25～29 为环戊烯型环烯醚萜苷，化合物30～39 为环氧环戊型环烯醚萜苷，化合物40～41 为变异型环烯醚萜苷，化合物42～53 为非苷环烯醚萜类。玄参中萜类化合物除环烯醚萜外，还有倍半萜类和三萜类化合物，其中化合物54～55 为倍半萜；其中化合物56～58 为三萜皂苷，化合物59～62 为非苷三萜类化合物。见表1、图1。

表1 玄参中萜类化合物

续表1

图1 玄参中萜类化合物结构

1.2 苯丙素类

1.2.1 苯丙素类 苯丙素类化合物也是玄参的活性成分之一，玄参中的简单苯丙素多为不饱和苯丙酸与糖形成的苷类［21-28］。见表2、图2。

表2 玄参中苯丙素类化合物

1.2.2 黄酮类 绝大多数植物体内都含有黄酮类，通常与糖结合成苷类，小部分以苷元的形式存在。在玄参中发现4 个黄酮类化合物，其中包括，Li 等［6］在玄参叶发现2 个黄酮类化合物泽兰黄酮（110）、高车前苷（111）。见表3、图3。

图2 玄参中苯丙素类化合物结构

表3 玄参中黄酮类化合物

图3 玄参中黄酮类化合物结构

1.3 生物碱 在自然界中广泛存在生物碱，而大多数生物碱具有复杂的环状结构，氮元素多包含在环内，有显著的生物活性，是中药中重要的有效成分之一。研究表明，玄参中也含有生物碱，并且已经报道了10 种，其中Zhang等［27］从玄参干燥根茎中分离得到3 个生物碱ningpoensine A（121）、ningpoensine B（123）、ningpoensine C（124），并且提出了一种由哈巴苷和天然氨基酸合成ningpoensine A-C的生物合成途径。见表4、图4。

表4 玄参中生物碱类化合物

2 药理作用

有学者陆续报道玄参具有降压、抗炎、抗氧化、保肝、降血糖等药理活性。将玄参清热凉血、滋阴降火的传统功效与现代药理活性进行综合研究，对玄参活性成分（部位）研究以及临床应用具有很好的借鉴意义。

图4 玄参中生物碱类化合物结构

2.1 保护心血管系统 玄参活性成分对心血管系统的作用体现在舒张血管以及对心肌细胞的作用。李亚娟等［29］运用大鼠离体血管环功能实验装置，研究了玄参提取物对血管的作用，发现玄参提取物可通过调节血管平滑肌上钾通道，阻断钙通道以及调节细胞内钙离子浓度达到舒张血管的效果。

玄参具有显著的抗心肌纤维化作用，黄小燕等［30］使用冠状动脉结扎法制作大鼠心室重构模型来探讨玄参活性部位对大鼠心血管作用及其机制，发现玄参活性部位具有明显抑制转化生成因子β1基因、Ⅲ型胶原mRNA 基因表达，降低Ⅰ、Ⅲ胶原比值的作用，从而抑制心肌细胞和间质胶原蛋白沉积，起到治疗心肌纤维化的作用。Woo 等［31］通过检测C57BL/6 小鼠主动脉缩窄所致的压力超负荷、心衰的变化，发现横主动脉收缩手术（TCA）后小鼠在连续口服玄参水提物过程中，小鼠左心室心肌肥大、溶质和局部纤维化组织学的改变显著且呈剂量依赖性。与TAC 对照相比，玄参水提物治疗显著抑制了心脏脂质过氧化，并且还增加了SOD 和CAT 活性和GSH 水平。

梁俭等［32］提取得到玄参环烯醚萜总苷，研究其对心肌梗死模型大鼠心肌细胞凋亡的作用，发现与模型组相比，给药组大鼠心肌细胞中Bcl-2 蛋白表达水平显著升高，Bax、Cyt C、Calpain 的蛋白表达水平均显著降低，同时，可通过抑制caspase-8、9、12 相关的3 条凋亡通路，继而抑制caspase-3 的激活，从而起到抗心肌细胞凋亡作用。此外，Zhu 等［22］发现化合物trans-caffeic acid methyl ester 和4-methylcatechol 在浓度为0.1 mmol/L 时对H2O2诱导的心肌细胞凋亡具有明显的保护作用。Chen 等［3］使用共聚焦激光扫描显微镜发现哈巴苷、哈巴俄苷、6″-O-咖啡酰哈巴苷通过抑制KCl 诱导的Ca2+浓度的增加，从而减轻大鼠心肌损伤，进一步证实玄参抗心肌细胞损伤的药理作用。

综合相关研究，玄参对心血管系统保护作用的机制可能是舒张血管；抑制TGF-β1 基因、化生成因子β1基因、Ⅲ型胶原mRNA 基因表达；抗氧化和抑制心肌细胞凋亡通路。

2.2 抗炎 近年来，对于玄参抗炎活性的研究逐步深入。多项研究表明［33-34］，玄参提取物具有降低炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6 的含有量、抑制动脉NF-кB 过量表达、提高抗炎因子IL-10 浓度的作用，能通过影响MAPK 通路实现抗炎作用。此外，张琳等［35］研究发现，玄参提取液能够明显降低二甲苯所致小鼠耳廓肿胀度，且具有提高小鼠痛阈、减少小鼠扭体次数的作用。

对于单体化合物的研究，在对BV2 细胞测量抗炎活性测定中，化合物（5R，7S）-isoxerine 在10 μmol/L 的浓度下抑制率为77.65%，比阳性对照姜黄素（69.75%）表现出更强的抗炎活性［26］。此外，哈巴俄苷对人支气管上皮细胞炎症因子的释放具有抑制作用［36］，verbascoside 可降低超氧化物自由基的含有量，从而降低iNOS 的表达和活性，达到抗炎效果［37］，进一步阐明了玄参抗炎机制。

2.3 抗氧化 玄参中酚类、环烯醚萜类化合物具有明显的抗氧化活性。刘质净等［38］发现，20%乙醇提取得到的玄参提取物具很强的清除DPPH 自由基能力和抗氧化活性。乐文君等［39］采用溶剂萃取法，得到玄参环烯醚萜类成分，发现玄参环烯醚萜类成分具有显著清除DPPH 自由基、超氧阴离子的作用，并且能够抑制H2O2诱导的小鼠血红细胞氧化溶血。黄晓燕［17］通过清除有机自由基DPPH 法发现，黄酮类化合物nepitrin 具有较强的体外抗氧化活性，其抗氧化活性与维生素C 相当。此外，scrophularianine A 能明显抑制RAW264.7 巨噬细胞脂多糖诱导的NO 产生［16］。

2.4 保肝 张宁等［40］通过对模型大鼠灌胃玄参提取物，发现玄参提取物可能通过改善大鼠肝脏中21 个相关潜在生物标志物以及相关代谢通路，达到保肝的效果，发挥治疗甲亢的作用。Wang 等［41］从玄参中分离得到的化合物鼠李糖吡咯烷酮作用于CCl4诱导的急性肝损伤模型小鼠，与对照组比较，发现其能够显著抑制LPO 进程和肝细胞凋亡。此外，Acteoside、decaffeoylacteoside、cistanoside F 等多种苯丙素类化合物具有较好的肝保护作用，能够对由D-GalN诱导的小鼠肝损伤起保护作用［42］，刘青坡等［8］使用MTT法检测化合物对HL-7702 细胞成活率的影响，发现与阳性对照药双环醇比较，桃叶珊瑚苷在10 μmol/L 浓度下肝细胞存活率更高，表现出一定的肝保护活性。

2.5 降血糖 Lu 等［43］研究发现，玄参提取物可通过清除自由基对脂质过氧化具有保护作用，从而呈剂量依赖性治疗链脲霉素（STZ）诱导的糖尿病小鼠。张宁等［44］研究发现，玄参中环烯醚萜类组分能降低高脂饲料喂养并结合小剂量STZ 注射所导致的2 型糖尿病大鼠的血糖。田金凤等［45］采用人肝癌细胞HepG2 建立高糖细胞模型，发现质量浓度为0.1～2.5 μg/mL 时，哈巴俄苷在HepG2 细胞中降糖活性最好。此外，玄参中的桃叶珊瑚苷可保护糖尿病大鼠海马神经元丢失，增强抗氧化酶活性，表现出神经元保护作用，其机制可能与调控Bcl-2 与Bax 基因表达有关，并且，桃叶珊瑚苷还具有降低血糖水平与肝和肾的脂质过氧化水平的作用，能够增加抗氧化酶活性，同时，还能减轻胰腺损伤，增加免疫活性细胞数目［46］。

2.6 其他 玄参还具有抗癌、抗菌、杀灭疟原虫的作用。伍庆华等［47］发现玄参水提液可抑制BCL-2 与C-myc 表达，且呈量效关系，从而诱导甲状腺癌SW579 细胞凋亡。Scrokoelziside A 对β-溶血性链球菌有抗菌活性，MIC 和MBC 分别为1.5、6.0 mg/mL［7］。此外，环烯醚萜类化合物8-O-（threo-2，3-dihydroxyl-3-phenyl-propionoyl）-harpagide对白藤壶属幼虫有一定的抗虫效果，IC50为13.5 μg/mL［11］。

3 玄参质量标志物分析预测

基于中药化学成分结构类型的多样性以及生源途径的复杂性，刘昌孝院士于2016 年提出了Q-marker 新概念，旨在对中药产品进行质量控制［48］。Q-marker 是指存在于中药产品中固有的或加工过程形成的、与中药功能属性密切相关的、可定性定量的化学物质，是反映中药安全性和有效性的标示性物质。Q-marker 与中药材质量息息相关，与临床用药的安全有效性关系密切。一般情况下，先采用中药鉴定学方法鉴定中药材的品种，再采用HPLC、GC、LCMS 等对Q-marker 定量来控制中药材的质量。因此，对玄参质量标志物进行分析预测，有利于建立科学、严谨的玄参质量控制标准。

3.1 基于植物亲缘学及化学成分特有性证据 中药化学成分多样且复杂，其中次生代谢产物差异极大，因此，可以在明确玄参有效组分的基础上，选择具有特异性、代表性的化学成分，通过分析其生源途径以及特异性，筛选其质量标志物。玄参属植物全球有200 余种，分布在欧、亚大陆的温带，地中海地区尤多，我国玄参属植物资源丰富，有36 种［49］。玄参属中化学成分众多，目前已经从玄参属植物中分离出环烯醚萜类成分约53 种，苯丙素类约50 种，具有系统分类价值的环烯醚萜类成分有哈巴苷、哈巴俄苷、桃叶珊瑚苷等，苯丙素类成分有安格洛苷C、类叶升麻苷、毛蕊花糖苷等。玄参中主要活性成分为环烯醚萜类和苯丙素类，哈巴苷和哈巴俄苷是植物玄参中代表性的环烯醚萜类化合物。王胜男等［50］对10 批不同产地的玄参药材中12个主要指标成分进行含有量测定，其中有4 个为环烯醚萜，6 个为苯丙素类化合物。然而，植物玄参与玄参属中其他植物如北玄参的环烯醚萜类成分类别上有显著区别［51］，玄参中目前发现的具有活性的环烯醚萜类化合物大部分为环戊烷型和环戊烯型环烯醚萜，这也是玄参属其他植物不能等同于玄参使用的原因之一。从生源途径分析，玄参中的已知环烯醚萜类化合物多为环烯醚萜类，有其区别于裂环环烯醚萜类化合物的生源途径。以桃叶珊瑚苷为例，玄参中环烯醚萜类化合物可能的生源途径见图5。此外，从不同结构类型的环烯醚萜和苯丙素类化合物在各种群的分布情况可以反映出这些种群之间的亲缘关系及进化状况，因此，环烯醚萜和苯丙素类成分可作为玄参属药用植物Qmarker 筛选的重要参考。

3.2 基于入血成分 中药化学成分多样复杂，但只有入血成分及其代谢产物达到一定血药浓度才能发挥药理作用，因此，入血化学成分与药效关系密切，应将其作为筛选玄参Q-marker 的重要参考。迟森森等［52］对四妙勇安汤（玄参是其主要组分）的入血成分进行分析，发现大鼠口服后，有14 种可入血成分，包含4 个代谢产物和哈巴苷、哈巴俄苷、安格洛苷C3 个玄参中的原型成分，因此，哈巴苷、哈巴俄苷、安格洛苷C 可作为玄参Q-marker 的备选成分。

3.3 基于传统功效（药性）-物质基础 传统功效（药性）的现代药理学研究结果以及其明晰的物质基础能使中药临床使用的方向更加明确，这对于中药质量控制也具有重大意义。因此，基于传统功效（药性）-物质基础的Qmarker 分析预测成为了中药质量控制研究的方向之一。

3.3.1 基于传统功效-物质基础 玄参始载于《神农本草经》，在《本草经集注》《本草纲目》均有记载，是一味常用中药。2015 年版《中国药典》一部收载有玄参，具有凉血滋阴、解毒散结、清热降火的功效，能除血分、营分邪火，主要用于热入营血、温毒发斑、骨蒸潮热等疾病。而玄参具有抗肿瘤、抗炎、解热、抗血栓的药理作用，与传统功效“凉血”相一致。同时，玄参中环烯醚萜类成分具有抗心肌细胞凋亡、降血糖、保肝、抗炎的作用；苯丙素类成分具有保肝、抗凝血、抗氧化作用；多糖具有抗肿瘤、降血糖、增强免疫力、抗氧化等作用，这3 类成分与玄参传统功效“凉血滋阴”相一致的，是玄参的物质基础之一［53］，因此，预测环烯醚萜类、苯丙素类和多糖可作为玄参玄参Q-marker 筛选的备选物质。

图5 玄参中环烯醚萜类化合物可能的生源途径

3.3.2 基于传统药性-物质基础 玄参味甘、苦、咸，归肺、胃、肾经。根据中药药性，“甘味”的物质基础应具有能缓、能和、能补的功能属性。常学辉等［54］认为甘味药多含有苷类、糖类、蛋白质、氨基酸及维生素等成分，这与玄参中环烯醚萜苷类、多糖类成分对应。严永清等［55］通过研究460 种常用苦味中药中的化学成分，发现苦味药中多含生物碱，其次为萜类、苷类。白宇［56］通过对玄参及其组方的药理活性研究，建立化学成分、药理指标以及药味的相关性，研究结果显示，其中大极性环烯醚萜组分具有解热、外周镇痛、抗炎的活性，可能是玄参苦味和甘味的物质基础；其中苯丙素苷组分有中枢镇痛、抗炎、抗肿瘤的活性，可能是玄参“苦、甘、咸”味的物质基础。根据以上分析，玄参中的环烯醚萜苷类、生物碱类成分应分别是其性味甘、苦的主要物质基础，因此，这些成分可以作为玄参Q-marker 筛选的备选物质。

3.4 基于临床使用 中药临床使用的安全性、有效性与中药质量息息相关，如何全面控制中药质量和筛选合适的质量标志物，可以从中药临床使用情况出发。

3.4.1 基于中药配伍 中药配伍是中药临床运用发挥药效的主要形式，同一中药在不同配伍中发挥的作用及其药效物质基础不完全相同。玄参根据临床不同的病症配伍不同的药物，如苍术-玄参药对，其配伍始见于《施今墨对药》，有滋阴清热、健脾滋肾的功效，临床上用于治疗糖尿病。刘利利等［57］选用了不同配比的苍术-玄参，发现不同配比对有效成分的溶出率有较大影响，玄参中有效成分哈巴苷和安格洛苷C 的溶出率随苍术比例的增加而升高。

又如玄参在四妙勇安汤［58］中的配伍，其方由金银花、玄参、当归、甘草组成，最早载于汉代《华佗神医秘传》，具有清热解毒活血的功效，现代临床常用其治疗热毒型血栓闭塞性脉管炎，玄参中安格洛苷C 通过升高大鼠血小板内环磷酸腺苷（cAMP）浓度，降低血浆血栓素B2（TXB2）和6-酮前列腺素（6-keto-PGF10），大幅度升高6-keto-PGF10/TXB2 的比值，从而起到抗血小板的作用［59］，是抗动脉粥样硬化的基础。

再如玄参牛子利咽汤，可以滋阴利咽、化痰散结，用于治疗慢性咽炎，玄参在方中起到了泻火解毒的作用。王晴等［60］通过研究玄参指纹图谱与抗内毒素性急性肺损伤活性之间的谱效关系，初步确定玄参抗内毒素性急性肺损伤的物质基础为哈巴苷、安格洛苷C、毛蕊花糖苷。

综上，哈巴苷、安格洛苷C、毛蕊花糖苷可作为玄参Q-marker 筛选的备选物质。但由于不同配方达到治疗不同疾病的目的，其物质基础也不相同，因此，确定玄参Qmarker 时应充分考虑病因、病机和治法治则。

3.4.2 基于新临床应用 随着现代研究逐步深入，玄参在现代临床应用上，除传统配伍方剂的功效外，还被发现其他新的临床应用，如玄参汤联合精神心理治疗对轻度Ⅱ型便秘具有显著的临床疗效［61］。玄参甘桔汤能降低放疗的不良反应，可有效治疗和预防放射性食管炎，还具有治疗急性放射性食管炎的作用［62］。此外，玄参中哈巴苷可以通过保护脑神经细胞、抑制caspase 非依赖性细胞凋亡过程达到抗急性脑缺血的作用［63］；桃叶珊瑚苷抑制急性脑缺血后大鼠血肿组织白介素-1β（IL-1β）及核转录因子-κB（NFκB）的表达，从而保护脑出血后神经元损伤［64］，表明哈巴苷和桃叶珊瑚苷是抗急性脑缺血的中药物质基础，因此，哈巴苷和桃叶珊瑚苷可作为玄参Q-marker 筛选的备选物质。

4 讨论

玄参作为一味传统中药，其药用历史悠久，具有凉血解毒、滋阴功效。本文通过综述，总结了玄参的化学成分和药理活性，成分主要包括环烯醚萜类、倍半萜类、三萜类、简单苯丙素类、黄酮类、生物碱、有机酸及多糖类。具有舒张血管、抗心肌纤维化、抗氧化、保肝、降血糖、抗炎、抗癌、抗菌、杀灭疟原虫的作用。并且，在此基础上，对玄参的质量标志物进行分析预测，以期为解决玄参药效物质不清晰，质量控制体系不完善，传统功效与现代药理活性机制、物质基础的关联性不强等问题提供思路，为制定玄参的高水平质量控制标准和质量评价提供参考。

本文在综述了玄参的化学成分和药理活性基础上，从植物亲缘学及化学成分特有性证据、入血成分、传统功效（药性）-物质基础和临床使用的角度对玄参Q-marker 进行分析预测，建议将环烯醚萜类、简单苯丙素类、生物碱类、多糖类根据玄参不同的临床用途分别作为玄参Q-marker 筛选的备选物质；单一成分建议将哈巴苷、哈巴俄苷、桃叶珊瑚苷、安格洛苷C、毛蕊花糖苷作为玄参Q-marker 筛选的备选物质。

玄参分布广，资源丰富，产量大，是全国的100 种大宗药材之一，具有良好的开发利用前景。正是由于玄参药材产地较多，导致质量差异较大，同时，在采收加工、炮制、贮藏和制剂的过程中，玄参活性成分含有量变化较大。因此，在进行玄参质量Q-marker 筛选的基础上，从多角度评价玄参的质量，建立更加科学、客观、全面的质量评价体系和制定高水平的质量控制标准尤为重要。基于Qmarker 的多角度质量评价体系的建立也是目前中药现代化的一个方向。