有毒中药闹羊花的现代研究进展*
2020-12-13郭小红冯靖雯陈鸿平刘友平
郭小红,冯靖雯,尤 强,陈鸿平,刘友平△
(1.重庆市中医院药剂科,重庆400021;2.成都中医药大学药学院,四川 成都611137)
闹羊花为杜鹃花科羊踯躅Rhododendron molleG.Don的干燥花,又名黄杜鹃、羊踯躅花、黄色映山红等,在我国分布广泛,特别是南方地区,具有祛风除湿、散瘀定痛之功效,用于治疗风湿痹痛、偏正头痛、跌扑肿痛、顽癣。古今均认为闹羊花有大毒,其始载于《神农本草经》,被列为下品(多为有毒之品),《植物名实图考》中被列入毒草类,《有毒中草药大辞典》中被列为有毒麻醉药,《医疗用毒性药品管理办法》中被列为毒性药品管理品种,现为2015年版《中国药典(一部)》10种大毒中药材之一。由于其毒性剧烈,有效剂量接近中毒剂量,安全窗较窄,导致临床中毒事件时有发生,现中医临床已较少应用,造成有毒中药资源的极度浪费。目前,国内外学者对闹羊花开展了大量研究,主要集中在化学成分、药理活性、毒性作用等方面。其化学成分主要为二萜类、黄酮类、三萜类、木脂素类,其中二萜类成分被认为是毒性成分,同时也是药效成分,毒效同源。闹羊花具有抗炎、镇痛、麻醉、降血压、杀虫、抗病毒、抗癌等药理活性,但使用不当亦可导致中毒,产生神经、心脏、肝肾等毒性,严重者可致死[1]。近年来,虽有学者从不同角度对羊踯躅这一植物的现代研究进行了概述[2-3],但至今对羊踯躅的花(闹羊花)仍缺乏全面、深入的综述。为此,查阅中医经典著作、中国知网、PubMed、SciFinder、Web of Science等数据库,对有关闹羊花的文献进行系统综述,为该药材的临床应用、质量标准建立及基础研究提供参考。
1 化学成分
闹羊花的主要化学成分包括二萜类(1~57)、黄酮类(58~72)、三萜类(73~76)、香豆素类(80)、木脂素类(81)、其他(77~79,82~84),共同构成闹羊花的药效物质基础。化学成分见表1。
二萜类:闹羊花中存在一系列以四环二萜类为主的二萜类物质,为杜鹃花属特有化学成分类型,该类成分有毒,用之不当易导致中毒,亦是药效成分。至今,已从闹羊花中分离得到了57个二萜类化合物,grayanane(1~42)、3,4-seco-grayanane(43~46)、kalmane(47~50)、1,5-seco-kalmane(51~52),rhomollane(53)、dimeric grayanoid(54~57)6种二萜骨架类型,其中以grayanane为主,又分为rhodomolleins、rhodomolin,grayanotoxin,rhodojaponin等亚型,其化学结构见图1。2017年,ZHOU等[15]从闹羊花中首次分离出二聚体二萜类化合物birhodomolleins A~C(55~57)。2019年,LI等[13]分离得到羊踯躅素XLⅢ(54),丰富了闹羊花中二萜类成分的多样性。闹羊花中二萜类成分丰富,但含量均很低,其中闹羊花毒素Ⅱ含量为0.05%~0.13%,产地不同,含量有差异[19];闹羊花毒素Ⅲ,Ⅳ含量分别为1.21,1.03 mg/g,闹羊花毒素Ⅲ含量最高也仅约为0.12%[5]。
黄酮类:黄酮类化合物是天然植物和草本中常见的具有多种药理活性的成分,在闹羊花中含量很高,总黄酮含量约占生药材的8.80%。2005年,王素娟等[17]从闹羊花中分离得到5个二氢查耳酮化合物(67~71)。2009年,刘有强[16]等分离得到9个黄酮类、黄酮醇类化合物(58~66)。2014年,王璇等[18]分离得到杜荆素(72)。至今,已从闹羊花的干燥花中分离出15个黄酮类化合物。其结构见图2。
三萜类:目前,已从闹羊花中分离出4种三萜类化合物,包括齐墩果烷型、乌苏烷型。2012年,张枝润[5]分离出2α,3β,24-trihydroxy urs-12-en-28-oic acid(73)。2014年,王旋等[18]分离出asiatic acid、oleanic acid、2αhydroxy-oleanolic acid(74~76)。其结构见图3。
其他:闹羊花中还含有少量香豆素类、木脂素类、甾体类等成分。2012年,张枝润[5]从闹羊花中分离出1种香豆素类化合物6,8-dimethoxy coumarin(80),1种木脂素类化合物pinoresinol(81)。2013年,CHEN等[12]分离得到benzyl 2,6-dihydroxyl-benzoate-6-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1→3)-β-D-glucopyranoside(78)。2014年,王璇等[18]分离出2E,4Zabscisic acid(77)、dibutyl phthalate(79)、β-sitosterol(82)、steraric acid(83)、benzyl glucoside(84)。其结构见图4。
2 药理作用
闹羊花在我国药用历史悠久,有祛风除湿、散瘀定痛之功效,用于治疗风湿痹痛、偏正头痛、跌扑肿痛、顽癣等。大量现代药理研究表明,闹羊花具有抗炎、镇痛、降血压、抗心律失常、抗病毒、杀虫等药理作用,详见表2。
抗炎作用:闹羊花作为一种传统中药,广泛用于多种炎性疾病的治疗,对风湿性关节炎、类风湿关节炎、慢性肾小球肾炎、跌打损伤有很好的临床疗效。ZHOU等[20]采用RAW264.7细胞试验发现,闹羊花毒素Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅵ,Ⅶ,2-O-methylrhodomolleinⅪ,6-O-acetylrhodomolleinⅩⅪ有抗炎作用,根据结构-抗炎活性关系,推测6-OAc基团对抗炎活性至关重要,而14-OAc基团可能导致该成分无抗炎活性[20]。姚禹民等[21]以RAW264.7细胞体外试验发现,闹羊花水煎液、闹羊花毒素Ⅲ均可抑制白细胞介素(IL)-1β的水平,且体内试验发现两者均可显著降低模型小鼠的耳廓肿胀度,表现出较强的抗炎活性。QIU等[22]研究发现,闹羊花毒素Ⅱ能减弱阿霉素肾病小鼠的肾损伤,其作用机制为下调转化生长因子(TGF)-β1水平,抑制Smad3磷酸化,恢复Smad7水平。
镇痛作用:闹羊花古今常作为止痛药用于各种疼痛。张覃沐[23]研究发现,木藜芦毒素Ⅱ的最小有效剂量为0.5 mg/kg。陈锦明等[24]将闹羊花毒素Ⅱ与哌替啶进行对比发现,闹羊花的镇痛作用较哌替啶更好。WANG等[14]从闹羊花中分离得到secorhodomollolides A~D,并发现secorhodomollolides D有镇痛活性,而其他3种化合物无该活性。LI等[13]采用醋酸扭体试验法发现闹羊花中kalmanol的镇痛效果最强(0.4 mg/kg时抑制率为34.3%),羊踯躅素XLⅦ、2-O-甲基闹羊花毒素Ⅵ次之(2 mg/kg时抑制率为46.0%~39.4%),羊踯躅素XLⅣ,XLⅧ,LⅢ,Ⅺ,seco-rhodomollone镇痛作用最弱(20 mg/kg时抑制率为41.9%~91.6%)。
镇静、麻醉作用:闹羊花是古代蒙汗药(麻醉药)之一,我国著名医学家发明的麻沸散中含有闹羊花,可用于外科手术的麻醉。闹羊花小剂量有镇静催眠作用,大剂量有麻醉作用,闹羊花作为术前麻醉剂,通常与洋金花进行联合麻醉。陈锦明等[24]研究发现,闹羊花毒素Ⅱ有镇静、麻醉作用。WANG等[14]研究发现,secorhodomollolides B,D有镇静作用,23 mg/kg剂量下增加入睡率分别为66.7%和100.0%。
表1闹羊花中已分离鉴定的化学成分
图1闹羊花中二萜类化合物化学结构
图2闹羊花中黄酮类成分化学结构
图3闹羊花中三萜类成分化学结构
降压作用:1977年版《中国药典》收载的八里麻毒素(又名闹羊花毒素Ⅲ)及2种八里麻毒素制剂(八里麻毒素片及八里麻毒素注射液)均有降血压作用,可用于治疗高血压。樊红鹰等[35]认为,木藜芦毒素Ⅱ能抑制整体动物心脏,并通过抑制减压反射而减慢心率。MAO等[26-27]研究发现,降低心率是闹羊花毒素Ⅲ抗高血压的重要原因。CHEN等[25]研究发现,20μg/mL闹羊花乙醇提取物颅内注射有显著的中枢降压作用,其机制与激活α-adrenergic受体有关。QIU等[22]研究发现,闹羊花毒素Ⅲ能增加心房心室舒张阀,延长心房心室不应期,其降压机制为降低AngⅡ和增加eNOS。
图4闹羊花中其他类成分化学结构
杀虫作用:闹羊花作为杀虫剂在我国南方地区广泛使用,对斜纹夜蛾、小菜蛾、致倦库蚊、柑橘全爪螨等害虫均有很强的毒杀作用。汪晓红等[36]发现,植物源性农药(0.1%闹羊花毒素,安徽昌山日化有限公司)对防治菜青虫有很好的作用。ZHONG等[32]对0.1%闹羊花毒素Ⅲ的进一步研究发现,其对Pieris rapae(L.)larvae(油菜幼虫)的不同年龄期的杀虫效果不等,在96 h时对3,5龄期半数抑制浓度(IC50)分别为2.84,9.53 mg/L;对3龄期的接触毒性几乎是5龄期的30倍。ZHONG等[6]研究发现,rhodomolins A,B和闹羊花毒素Ⅰ对Spodoptera frugiperda(sf-9)有细胞毒性,有杀虫作用。程东美等[31]研究指出,闹羊花素Ⅲ是通过影响斜纹夜蛾Spodoptera litura离体培养细胞,对Na+和K+吸收迅速,进而产生杀虫效果。CHENG等[28]体外试验结果显示,闹羊花毒素Ⅲ能强烈抑制Spodoptera frugiperda(Sf-9)细胞增殖,通过诱导细胞内Ca2+,pH变化和细胞周期阻滞,在G2/M能干涉细胞周期和增殖抑制。此外,研究还发现闹羊花对狭胸散白蚁、东亚飞蝗有杀虫作用[29-30]。
其他:闹羊花还有抗病毒、抗肿瘤、正性肌力作用。LI等[33]研究发现,rhodomollins A,B在体外对A/95e359流感病毒感染的MDCK细胞具有抑制作用,且rhodomollins B的IC50为19.24 mmol/L。姚敏等[37]研究发现,secorhodomollolide B对Bel-7402肝癌细胞系有细胞毒性,IC50为0.97μmol/L,表明该化合物对肿瘤细胞有显著的细胞毒性作用。刘慧等[34]研究发现,闹羊花毒素Ⅲ对猫心房肌有正性肌力作用,且对豚鼠心室乳头肌有浓度依赖性的正性肌力作用,主要是促进钠-钙交换电流,而不是增加钙电流。
“我上一次到访查谟-克什米尔大君的斯里那加宫殿时, 他们端出了三十个盘子,如果我说任何一个盘子上的宝石都能在市场卖得到一百万元,恐怕是远远低估了这些宝物的美及它所代表的财富。”
表2闹羊花的药理作用
表3闹羊花药材及化合物的急性毒性
3 毒理作用
3.1 急性毒性
闹羊花的毒性反应症状早在秦汉时期的《本草经集注》就有记载“羊误食其叶,踯躅而死”,踯躅者,以足击地。现代大量临床中毒案例表明,闹羊花的毒性极大,且中毒潜伏期短,服用0.5 h后即有明显中毒反应。闹羊花的毒性反应主要表现为恶心、呕吐、腹泻、腹痛,心跳缓慢,血压下降,动作失调,呼吸困难,昏迷,病情严重者可因呼吸停止而死亡。详见表3。
SCOTT等[38]研究发现木藜芦毒素Ⅰ,Ⅲ的半数致死浓度(LD50)分别为1.28,0.908 mg/kg,木藜芦毒素Ⅱ的毒性最小,LD50>4 mg/kg。HIKINO等[39]测定多种木藜芦烷型二萜类对Artemia Salina产生痉挛反应效果的半数有效浓度(ED50),发现其闹羊花毒素Ⅲ(0.40μg/mL)、闹羊花毒素Ⅴ(0.75μg/mL)、木藜芦毒素Ⅲ(0.84μg/mL)、闹羊花毒素Ⅵ(1.23μg/mL)、木藜芦毒素Ⅰ(1.31μg/mL)、闹 羊 花 毒 素Ⅱ(18.50μg/mL)、木 藜 芦 毒 素Ⅱ(26.10μg/mL)、闹羊花毒素Ⅳ(>100μg/mL),并认为以木藜芦烷型骨架结构对毒性是必须的,3β-OH、2β,3β-氧环、6β-OH决定了此类化合物的高毒性;C-2α位无取代,可产生最大毒性。张智等[40]发现,闹羊花粉剂的LD50为2.32 g/kg,仅次于斑蝥、蟾酥、马钱子,闹羊花的LD50是临床用量的93倍,安全性最低。岑靖屿等[41]研究发现,闹羊花水煎剂的LD50为2.12 g/kg。姚禹民等[21]将闹羊花水煎剂及闹羊花水煎剂上大孔树脂洗脱,结果水洗脱部位、30%乙醇洗脱部位、95%乙醇洗脱部位的LD50均明显大于闹羊花毒素Ⅲ,Ⅵ,且以95%乙醇部位(LD50为88.54 mg/kg)毒性最大。
3.2 中毒机制
闹羊花对多脏器均有毒性,目前已分离鉴定的57种二萜类化合物为毒性物质基础。ZHANG等[42]采用液相色谱-质谱(LC-MS)法建立了闹羊花毒素Ⅲ的检测方法,并运用于代谢动力学。给小鼠静脉注射(0.06 mg/kg)或口服(0.24 mg/kg)后,闹羊花毒素Ⅲ口服吸收快(达到峰值时间0.08 h),口服生物利用度好(73.6%)。此外,经静脉或口服给药后,闹羊花毒素Ⅲ迅速消除,半衰期分别为0.19 h和0.76 h。口服后广泛分布于肾、肺、心、脾、胸腺等组织。
肝肾毒性:张智等[43]给大鼠长期服用闹羊花粉剂后观察血液指标变化,发现闹羊花能升高血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、血葡萄糖(GLU)、尿素氮(BUN)指标,降低胆红素(BIL)指标,有肝肾功能损伤。姚敏等[44]研究发现,闹羊花水煎剂会导致血清中ALT明显升高,肝脏病理切片均有损伤,表现为不同程度肝细胞胞质疏松、水样性、肝组织坏死、细胞浸润、淤血等,并发现栀子导致闹羊花毒性降低。
心脏毒性:姚敏等[37]研究发现,闹羊花水提取物液能导致小鼠血清中酪蛋白激酶(CK)值明显上升,心脏组织匀浆中超氧化物歧化酶活性明显下降、丙二醛含量明显升高,表明其对心脏有损伤。刘春霞[45]在临床使用闹羊花治疗类风湿关节炎时出现中毒、休克、心律失常,心电图示窦性心动过缓、交界性自主心律、Ⅱ度窦房传导阻滞。BAYRAM等[46]发现,闹羊花毒素Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ对心肌有明显损伤,且乳酸脱氢酶(LDH),肌酸激酶同工酶(CK-MB)呈剂量依赖性,导致心房颤动合并缓慢心室呼吸。
神经毒性:姚敏等[37]研究发现,小鼠在灌胃闹羊花水煎剂后,毒性表现为小鼠呈醉酒状,四肢不稳或异常安静,翻正反射消失;小剂量时翻正反射能恢复,大剂量时小鼠死亡,其中毒率、翻正反射消失率、死亡率随着剂量的增加而增高,且翻正反射恢复率与剂量呈反比。KOBAYASHI等[47]发现,低剂量木藜芦毒素Ⅰ(1~100μg/kg)能诱发动物的传入神经、迷走神经、肌神经、颈神经、颈动脉神经和皮质神经产生强烈的突发效应,同时可特异性地增加心肌、肌梭等部位的神经细胞和肌肉细胞静息膜对Na+的通透性,提高细胞膜内Na+浓度,从而影响神经冲动传导,表现为强烈神经毒性。KIM等[48]研究发现,木藜芦毒素Ⅲ通过增加自发性γ-氨基丁酸神经元和谷氨基酸神经元的突触后电流频率,增加下丘脑腹内侧核神经元递质的释放,增加Ca2+流入Na+通道,激活下丘脑腹内侧核神经元突触,增加γ-氨基丁酸和谷氨酸释放,是木藜芦毒素Ⅲ中毒的根本原因。
4 结语
闹羊花含有丰富的二萜类、黄酮类、三萜类、木脂素类等,其中二萜类成分被认为是闹羊花的毒性成分,同时也是主要药效成分,毒效同源,用量大小决定其是毒还是效,低剂量表现为抗炎、镇痛、麻醉、杀虫、降血压等药理作用,高剂量表现为神经毒性、心脏毒性、肝肾毒性,严重者因呼吸衰竭而死亡。
毒性限制其临床应用:由于其毒性大,2015年版《中国药典(一部)》限制了其用量用法,用量为0.6~1.5 g,浸酒或入丸散,外用适量,煎水洗。不宜多服、久服;体虚者及孕妇禁用。因其毒性剧烈,限制了其临床应用,2015年版《中国药典(一部)》中仅纳入2种含有闹羊花的复方制剂(六味木香散、生发搽剂)。据文献报道,羊踯躅花和果实的毒性大,根和叶的毒性较小,是否能开发其根和叶,有待进一步研究。因其有杀虫效果,可作为农业的天然杀虫剂。
缺乏毒-效的系统研究:虽在化学成分、药理活性、毒理作用领域对闹羊花展开了大量研究,但临床研究和药代动力学的系统研究还很缺乏,这些领域的补充数据对充分了解该植物的药理作用和潜在应用也非常重要。因此,应进一步加强对其毒理学、临床研究和药代动力学的研究。闹羊花有大毒,毒性成分及其靶器官的研究也应予以重视,寻找潜在的方法来减轻这种植物的毒性也很重要,如配伍减毒、炮制减毒等。
质量标准不完善:至今,闹羊花质量标准尚不完善,在2015年版《中国药典(一部)》10种大毒中药中,闹羊花是唯一尚无含量测定、毒性成分限量规定的大毒中药。质量标准极不完善是导致临床中毒事件发生和现临床避之不用的主要原因之一。因此,有必要对其质量标准进行完善,以保证临床用药安全、有效。