药用植物小叶榕研究进展
2020-12-21何孟璐陈新泉王继华
刘 敏,何孟璐,梅 瑜,陈新泉,王继华
(1. 广东省农作物遗传改良重点实验室/广东省农业科学院作物研究所,广东 广州 510640;2. 广东罗浮山国药股份有限公司,广东 惠州 516100)
小叶榕(Ficus microcarpa)为桑科榕属常绿阔叶乔木,异名落地金线,广泛分布在热带、亚热带地区,包括印度、缅甸和马来西亚等东南亚国家以及我国广西、广东、福建、台湾、浙江南部、云南和贵州等地区。小叶榕喜暖热多雨气候及酸性土壤,自然界中常生长于村边或山林中[1]。小叶榕是我国常用的传统中草药,民间早有使用,以叶入药,味淡、性凉,具有清热解表、解毒消肿和祛湿止痛的功效,可用于治疗流感、慢性支气管炎、扁桃体炎、目赤、牙痛和跌打损伤等[2]。用小叶榕浸膏作为主要成分的哮喘和慢性支气管炎治疗药咳特灵胶囊已收载在部颁标准中。现代医学中,小叶榕干浸膏及西药马来酸氯苯那敏共同组成的中西复方制剂咳特灵多年来一直占据同类药的绝大部分市场份额[3]。
随着技术的发展,小叶榕的功效逐渐被开发,具有广阔的应用前景。但目前对小叶榕的研究以栽培和繁育居多,药用还是以小叶榕浸膏为主要产品,对其深加工及技术开发的研究并不多见。同时,小叶榕浸膏的质量评价标准尚不够完善、药效成分及其发挥机制不明确、优良种质资源评价体系缺乏等一系列问题均会影响小叶榕后续产品的开发和利用。对小叶榕亟需开展的研究内容较多,涉及种植、园林应用、中药质量工艺和药效机制等。本文主要围绕生药学、化学成分、质量工艺、药理活性及临床应用等方面的研究进行综述。
1 小叶榕生药学研究
1.1 生物学特性
小叶榕为常绿小乔木,树冠伞形或圆形。叶狭椭圆形,长5~10 cm,宽1.5~4 cm,全缘,先端短尖至渐尖,基部楔形,两面光滑无毛,干后灰绿色,基生侧脉短,侧脉4~8对,小脉在表面明显;叶柄短,长1~2 cm;托叶披针形,无毛,长约1 cm。榕果成对腋生或3~4个簇生于无叶小枝叶腋,球形,直径4~5 mm;雄花、瘿花、雌花同生于一榕果内壁;极少数雄花生于榕果内壁近口部,花被片2,披针形,子房斜卵形,花柱侧生,柱头圆形;瘿花与雌花相似,花柱线形而短;榕果无总梗或不超过0.5 mm。花果期3—6月[4-5]。
1.2 药学特性
小叶榕具有清热祛湿、止咳化痰、活血散瘀的功效。研究表明,小叶榕所含化学成分非常丰富,主要包括三萜类、黄酮类、酚酸类等化合物[6-9],这些化合物的生物活性主要表现在止咳平喘、治疗心血管疾病、抗炎抑菌、抗肿瘤等方面[10]。因此近年来对小叶榕的研究主要集中在根、叶化学成分的提取、药效鉴定、有效成分确定等方面,但对其药效发挥机制的认识依然很匮乏。随着中药学的发展,人们逐渐认识到小叶榕药效并不是单一成分作用,也不是多种成分简单相加,而是多个功能组分的整体表现,是多成分、多靶点协同作用的结果[11]。因此,对小叶榕药学特性的研究热点应集中在多组分药效之间的协同作用机制上,这也更加符合现代中医学的要求。
2 小叶榕化学成分研究
2.1 三萜类化合物
小叶榕作为传统中药对镇咳、抗炎等相关疾病具有较好效果,但其有效成分早期并不明确。直到1986年,有国外学者首次从小叶榕提取物中分离出了表木栓醇等三萜类化学成分,1998—2005年间又陆续分离出更多的三萜类化合物。通过药效活性实验证明,其中的一些三萜类有明显的抗肿瘤活性[10]。随着技术的进步和研究的深入,截至2019年,国内外学者从小叶榕中分离得到的三萜类化合物多达100多种,主要可分为蒲公英烷型三萜、乌苏烷型三萜、齐墩果烷型三萜、羊毛脂甾烷型三萜、羽扇豆烷型三萜、木栓烷型三萜、环菠萝密烷型三萜及其他类型三萜,归纳起来主要有如下代表化合物:表木栓醇、马斯里酸、β-香树酯醇乙酸醇、β-香树酯醇、羽扇豆醇乙酸酯、羽扇豆醇、β-香树酯酮、β-谷甾醇[12]、3β-羟基-11-羰基-乌苏烷-12-烯、3β-乙酸酯-11-羰基-乌苏烷-12-烯、齐墩果酸、3β-羟基-齐墩果烷-11,13(18) -二烯-28 酸、白桦酸、Pyracrenic acid、Platanic acid[13]等。
2.2 黄酮类化合物
小叶榕含有丰富的化学成分,其中黄酮类化合物是最早被研究证实具有抗炎和抗氧化作用的有效成分之一[14-15]。国内对于小叶榕的研究起步较晚,因此大多数热点研究都集中在对小叶榕总黄酮提取工艺的改进方面,并未真正分离纯化出有效的单体成分。直到2008年,李彦文[13]采用多种色谱技术对小叶榕提取物进行分离,提取出17个单体化合物,且抗炎药效活性实验显示,主要物质为黄酮类化合物的醇提物作用强于水提物。截至2019年,国内外学者从小叶榕中分离得到的黄酮类化合物达50多种,根据这些化合物结构的不同,可分为黄酮、黄酮醇、黄烷醇、异黄酮、二氢黄酮和二氢黄酮醇等六大类,主要有如下几种代表化合物:Isowigtheone、Myrsininone A、Derrone、Alpinumisoflavone、牡荆素、荭草苷、异牡荆苷、胡萝卜苷[12,16]等。
2.3 其他化合物
小叶榕的气味是民间药农用来判断其品质好坏的常用标准,因此小叶榕的挥发油成分、酚酸类、酯类等化合物也具有极高的研究价值,而且相关研究表明这些化合物对抗炎、抗氧化也具有一定作用。目前在小叶榕提取物中还分离出一些醇、酸、酯类等化合物,主要为香豆素、甾醇、木脂素、生物碱等,主要有如下几种代表化合物:十八烷酸、十五烷酸、三十二烷醇、二十八烷醇、二十六烷酸、原儿茶酸甲酯[12,16]、苯甲酸、水杨酸、对羟基苯乙酸、3',5'-二甲氧基-4'-羟基苯甲酸、领羟基苯丙酸、对羟基苯丙酸、2-羟基-3-甲基丁酸、3',5'-二甲氧基-4'-羟基苯乙酮、对羟基苯甲酸仲丁酯[17]等。
3 小叶榕药用质量工艺研究
3.1 质量评价标准
小叶榕具有广泛的应用前景,但如何评价小叶榕中药材的质量一直没有固定的标准。民间对中药材资源的评价仍以品质为主,因此近年来对中药资源的评价研究主要集中在品质研究上[18]。黄酮类化合物作为小叶榕的有效成分之一,早期采用分光光度计比色法对小叶榕中的黄酮类成分含量进行定量,建立的小叶榕质量标准得到了中药学领域的认可[19]。目前小叶榕浸膏仍然执行《卫生部药品标准》第14册“咳特灵片”项下的标准内容。但中药及其制剂为多组分复杂体系,药理活性及其发挥机制均不能单一而论,并且随着研究的进步,现行标准缺乏有效化学成分含量控制指标、水溶性无机盐类杂质控制水平较低、薄层层析控制指标不够准确等缺陷逐渐被放大,早已与中药学的发展不相匹配[19]。因此,单一的显微鉴别、理化鉴别和含量测定等方法都不足以成为评价小叶榕质量的标准,而中药指纹图谱的建立则解决了这一难题。中药指纹图谱能较为全面地反映中药中所含化学成分的种类、数量及含量,进而对药品质量进行整体评价[20]。李彦文[13]、戴臻等[21]采用HPLC指纹图谱法确定小叶榕叶中牡荆素、异牡荆苷为有效成分,并以此建立了小叶榕对应的指纹图谱,为小叶榕质量标准控制打下了基础。随后黄洋等[11]在证明药效活性的基础上,进一步对苯甲酸、对羟基苯乙酸、3,5二甲氧基-4-羟基苯乙酮3种化合物建立指纹图谱,完善了小叶榕质量控制标准。他们的研究均显示秋冬季的小叶榕中牡荆素含量较高、夏季较低,而夏秋两季的小叶榕中总黄酮含量最高。这表明小叶榕的品质最佳时期为10—12月,为小叶榕质量控制提供了时间节点。除此以外,中草药中微量元素的种类和含量也对其有效成分发挥功能起着重要作用[22-24]。付金娥等[25]建立了一种微波消解-ICP-OES-法测定小叶榕药材中微量元素的体系,将微量元素也纳入到质量评价标准,进一步完善了小叶榕质量评价标准。但小叶榕的品质再好,如果产量低,也无法得到广大药农的认可。据此,韦树根等[18]开展了小叶榕种质资源综合指数定量评价研究,从小叶榕的药材品质、产量等方面建立了一套更加完善的综合评价标准。综上所述,小叶榕质量的评价标准,并不能仅以某单一有效成分的含量来界定,而要将品质、产量等多方面全部纳入考量范围,建立更加完善的综合评价体系。
3.2 提取工艺
研究表明,黄酮类物质是小叶榕的有效成分之一,因此对小叶榕的工艺研究多以小叶榕总黄酮提取率为主要考察指标。目前对小叶榕叶中黄酮的提取分离主要采用水提醇沉工艺、超声波提取工艺及大孔吸附树脂吸附法等3种。叶荣科等[26]使用水提醇沉法提取小叶榕中总黄酮的含量,以烘干叶50%~60%乙醇沉淀后含量最高,自然干燥叶以35%~50%醇沉最高。因此,在生产中采用自然干燥叶时,使用35%~50%的乙醇沉淀能保证出膏率高、产率稳定,并且能降低成本、减少环境污染、保证安全。黄涛等[27-28]采用超频震动膜过滤法替代传统的醇沉分离和加热浓缩中总黄酮的分离、浓缩工艺,极大地减少了提取工序,提高了效率,缩短了周期,降低了成本,提高了安全指数。陈化等[29]采用超声波乙醇浸提法从小叶榕中提取总黄酮类物质,结果显示此法的回收率为100.16%,且得到的黄酮类物质纯度较高。目前虽然水提醇沉法和超声波提取法对小叶榕总黄酮类物质的提取率能达到4.12%,但由于成本高昂,因此工业化前景较差。冯丹丹等[30]、刘力恒等[31]通过使用大孔吸附树脂纯化小叶榕总黄酮类物质,结果显示大孔吸附树脂能有效提高小叶榕叶水提物浸膏的黄酮含量,是一种性能优良、价格低廉、可实现工业化生产的吸附剂。因此,在小叶榕工业化生产中可将3种不同提取工艺相结合,以大幅提高小叶榕黄酮提取率,降低生产成本。
4 小叶榕药理活性及临床应用研究
4.1 镇咳平喘
小叶榕干浸膏对镇咳具有独特的疗效,是我国著名中药“咳特灵”的主要原料。张静等[3]通过小鼠氨水引咳实验表明小叶榕干浸膏具有止咳、祛痰、抗炎、平喘等药效;陈艳芬等[32]分别比较小叶榕水提物和醇提物的镇咳和祛痰作用,结果显示二者均有明显的镇咳祛痰作用;韦锦斌等[33]、陈路等[34]、李彦文等[35]观察小叶榕水提物、醇提物镇咳平喘作用的实验结果也显示,小叶榕水提物和醇提物低、中、高3组剂量均能明显延长咳嗽潜伏期、减少咳嗽次数及延长豚鼠哮喘的潜伏期,但醇提物的作用稍强于水提物;黄涛阳[36]采用血清药物化学法对含药血清进行检测显示血清中有7个入血的成分,大致确定其入血成分的极性部位主要位于乙酸乙酯层,正丁醇层也有5个入血成分,这与小叶榕醇提物的药效作用强于水提物的研究结论相吻合,但出现这种结果的机制却并不清楚。小叶榕提取物镇咳平喘的有效成分及发挥机制一直未见有报道。直到2017年,黄华花等[37]通过UHPLC-MS对小叶榕止咳化痰有效部位的成分进行分析,从中分析鉴定出可能起作用的6种成分,分别为阿福豆素、表阿夫儿茶精、platanic acid、牡荆素、异牡荆苷、β-香树酯酮;胡海荣等[38]通过检测引咳小鼠体内白细胞总数和嗜酸粒细胞(EOS) 百分率、血清中白细胞介素5(IL-5)、白细胞介素4(IL-4)、血清免疫球蛋白E(IgE) 含量,结果显示用药后的白细胞总数和EOS百分率、血清中IL- 5、IL-4、IgE含量明显降低;秦飞等[39]通过小叶榕干浸膏给药治疗慢性支气管炎小鼠的研究,同样显示给药后小鼠体内肿瘤坏死因子(TNF-α)降低,白细胞介素-4(IL-4)、白细胞介素-10(IL-10)水平升高。上述研究均表明小叶榕的镇咳平喘作用机制可能与调节参与炎症反应的细胞因子IL-4、IL-5以及血清中IgE和EOS减少有关,而更加明确的机制还有待进一步研究。
4.2 抗炎抑菌
在抗炎研究方面,方道硕[40]通过二甲苯诱导小鼠耳肿胀模型、角叉菜胶诱导的大鼠足跖肿胀模型研究显示小叶榕叶总黄酮具有抗炎镇痛作用;陈路等[34]的研究表明小叶榕水提物、水提醇沉物对二甲苯及棉球肉芽肿致肿大鼠动物模型的炎症均有抑制效果;张静等[3]、李彦文等[35]分别采用小叶榕水提物、醇提物低、中、高3种剂量对小鼠耳肿胀、足趾肿胀进行抗炎试验,结果显示小叶榕不同部位提取物的不同剂量均具有抗炎效果,且其对剂量有一定依赖性。上述研究均表明小叶榕对炎症具有一定的抑制作用,但目前还未见其抑制炎症的机制研究报道。
谢主兰等[41]对小叶榕的醇提物进行了多种病菌的抑菌试验,结果显示小叶榕醇提物对青霉、黑曲霉和面包酵母菌的生长均具有一定的抑制作用。谢冬惠等[42]通对小叶榕不同部位提取物的抗氧化活性进行评价,结果显示,小叶榕抗氧化活性与总酚酸含量之间存在着显著的线性相关,与黄酮类物质含量间也有一定的相关性,以酚酸类成分的抗氧化活性最强。刘力恒等[43]的研究也指出,随着小叶榕提取液总黄酮含量的增加,对羟自由基的清除能力也逐渐增强。胡英杰等[44]还从小叶榕提取液中分离到(+)(2R,3S)阿夫儿茶素、(-)(2R,3R)表阿夫儿茶素2种黄烷化合物,经鉴定它们对单纯疱疹病毒(HSV-2)具有抑制作用。这些研究均显示小叶榕提取物具有抑致病菌和病毒、抗氧化的作用,但其作用机制还有待进一步研究。邓雪萍等[45]从小叶榕内筛选得到一种内生真菌,其培养液对革兰氏阴性菌铜绿假单胞菌、大肠埃希菌及黑曲霉菌具有很强的抑制作用。王平等[46]将小叶榕气生根水提液加入大花蕙兰组织培养基中,结果显示其能诱导或提高原球茎增值率、分化生根率。而有研究表明健康植物体内存在一些植物内生菌,它们能产生抗肿瘤、抗菌、抗氧化、促进植物生长等多种活性成分[47]。这表明小叶榕具有抗炎抑菌效果可能与其体内的内生真菌产生活性物质有关。
4.3 临床应用进展
小叶榕在我国具有悠久的使用历史和明确的临床疗效。目前小叶榕已被制成胶囊、片剂、颗粒剂等多种剂型供临床使用[35],同时市场上也已开发出多种小叶榕的药品和保健食品[10]。
现代临床医学用“咳特灵”治疗慢性气管炎,结果显示对咳、痰、喘三症均有效,治疗显效率为83.85%,治疗有效率为96.56%,主要临床副作用是口干、口苦、头晕、倦睡等,部分患者转氨酶有所升高,但原因尚不明确[48]。
其次,口服小叶榕叶片水煎煮液,治疗急性细菌性痢疾,治愈(临床症状消失,细菌培养与脓细胞转阴)率达90%,好转(临床症状减轻,但仍有较多脓细胞)率为4.5%,无效(临床症状无改善,脓细胞虽减少,但细菌培养仍呈阳性)率为5.5%,无效者均为小儿患者,可能与年龄过小有关[49]。
5 展望
小叶榕在我国南方地区资源极其丰富,其叶片、气生根入药治疗相关疾病的历史悠久。相关研究表明小叶榕含有丰富的药用化学成分,至今已从小叶榕中获得多达200多种化学单体,但大部分药理活性试验还停留在粗提物水平,化学成分和药理活性相结合的研究还不多,这也是现行的小叶榕浸膏质量标准不能准确反映其量效关系的根本原因。因此,有必要深入对其化学成分药理毒理作用进行研究,系统的建立小叶榕有效成分及指纹图谱。
目前小叶榕的繁殖方式主要有种子繁殖和扦插繁殖。小叶榕用种子繁殖容易获得大量整齐的苗,且成本较低,但小叶榕的果期长,种子小,采收困难,且种子繁殖生长慢,不能快速育成达到采收标准的药用植株;扦插繁殖为快速化、规模化的培育药用小叶榕提供了捷径,但其难点在于插穗生根困难,必须辅助以植物生长调节剂才能保证存活率。而随着小叶榕经济效益被发掘,要满足国内市场需求,估计每年需要60多万t小叶榕鲜叶原料,按每667 m2产量3 t鲜叶计,种植面积需要逾1.4万hm2[50]。因此,若要填补这巨大市场需求的空缺,开发小叶榕资源的快速繁育手段,非常有必要建立GAP种植基地,这也将为后续小叶榕的深入研究及深加工、开发与利用提供基础。