虎耳草化学成分及药理活性研究进展

张 慧，李秋月，贺尚文，侯思鲁 ，徐媛媛，刘晓晔，董 虹*

(1.北京农学院，北京 102206；2.北京大学， 北京 100871)

虎耳草(SaxifragastoloniferaL. Meerb)为虎耳草科多年生草本药用植物，始载于我国南宋医药学家王介著的《履巉岩本草》。虎耳草性寒，味苦、辛，有小毒，归肺、脾、大肠经，具有祛风清热，凉血解毒之效。我国民间多用于治疗风疹湿疹、化脓性中耳炎、外伤出血、丹毒、肺热咳喘、肺痈、疖肿及慢性支气管炎等疾病[1]，在动物临床上通过将虎耳草捣汁滴耳来治疗化脓性中耳炎效果显著。虎耳草煎服可治疗肺热咳喘、虎耳草捶烂外敷在治疗皮肤荨麻疹、疖肿等方面效果显著。

我国中草药资源丰富，分布广泛，在兽医临床的使用历史悠久，多用于动物疾病的防治。此外，中草药作为饲料添加剂应用到畜牧养殖行业时还具有促进动物生长、提高动物机体免疫力、减缓应激反应、改善动物产品品质的特点[2]。随着全面禁抗时代的到来，抗生素已被禁止在饲料中使用，与使用抗菌肽、微生态制剂、金属离子制剂、有机酸来代替抗生素相比，中草药作为天然药物，其功效多重性、低毒性、无耐药性、无药物残留、绿色环保优势日益明显。

目前虎耳草的研究多集中在虎耳草的栽培种植、植物基因组和虎耳草有效成分的提取及其化学成分的鉴定，以槲皮素、岩白菜素等为代表的有效成分抗肿瘤抗炎抗氧化活性的研究。虎耳草中的活性成分主要为黄酮类、萜类、酚酸类及异香豆精类化合物[3]。张知侠[4]通过水蒸气蒸馏法获得虎耳草精油，利用GM-ES方法对其成分进行分析，并通过生长速率法进行抑菌试验，对虎耳草精油的抑菌活性进行测定，发现虎耳草精油具有显著抑菌效果。杨萍[5]对虎耳草的资源概况、化学成分及其提取工艺、药理活性方面进行了总结，并详细介绍了虎耳草在民间药方中治疗脓耳、肺痈、血崩及风疹等疾病的使用情况。Wu X D等[6]通过对虎耳草水煎剂建立高效液相色谱方法并使用相似性分析(SA)、层次聚类分析(HCA)和主成分分析(PCA)进行了评价，发现虎耳草水煎剂具有较好的抗前列腺增生的活性。本文对近年来虎耳草的化学成分、药理作用的相关研究进行总结，并对其在兽医临床上的应用进行分析，初步探讨药材现代药理作用与化学成分之间的关系，为合理有效地开发虎耳草类中草药奠定理论基础，为兽医临床中虎耳草类中草药的药用开发及其作为饲料添加剂的应用提供依据。

1 虎耳草有效化学成分

1.1 黄酮类

费曜等[7]对不同批次篦齿虎耳草(Saxifragaumbellulatavar.pectinata)成分进行了检测，发现篦齿虎耳草中黄酮类成分含量较高，平均含量可达7.0%以上，其中芦丁、槲皮素的总量可达0.08%以上。虎耳草中的黄酮类活性成分种类较多，包含山奈酚、山奈酚-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、山奈酚-3-O-ɑ-L-鼠李糖苷、芦丁、槲皮素、槲皮素-3-O-β-D-半乳糖-7-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-ɑ-L-鼠李糖苷、槲皮素-3-O-β-D-半乳糖苷[3,8-9](表1和图1)。

表1 虎耳草中黄酮类化合物

图1 黄酮类成分化学结构

1.2 萜类

虎耳草中所含的萜类成分主要为虎耳草皂苷A、虎耳草皂苷B、虎耳草皂苷C、薄荷酮、桧烯及桦木酸[6,8,10](表2)。其化学结构见图2。费曜[10]通过1H-NMR、13C-NMR、GC-MS等理化方法及光谱分析鉴定分离出新三萜皂苷类化合物虎耳草皂苷A、虎耳草皂苷B、虎耳草皂苷C。

10.虎耳草皂苷A;11.虎耳草皂苷B;12.虎耳草皂苷C;13.薄荷酮;14.桧烯;15.桦木酸10.Saxifraga saponin A;11.Saxifraga saponin B;12.Saxifraga saponin C;13.Menthone;14.Sabinene;15.Betulinic acid

表2 虎耳草中萜类化合物

1.3 酚酸类

虎耳草中的酚酸类成分主要为原儿茶酸、没食子酸、琥珀酸及绿原酸等[7,11-12](表3)。其化学结构见图3。秦红英[11]建立了梯度洗脱高效液相色谱法测定虎耳草中没食子酸、原儿茶酸和岩白菜素的含量，将没食子酸、原儿茶酸和岩白菜素的检测作为质量控制的依据。

16.原儿茶酸;17.没食子酸;18.琥珀酸;19.绿原酸16.Protocatechuic acid;17.Gallic acid;18.Succinic acid;19.Chlorogenic acid

表3 虎耳草中有机酸类化合物

1.4 异香豆精类

虎耳草中异香豆精类成分主要为岩白菜素(bergenin)，分子式为C14H16O9，具有镇痰止咳抗炎之功效，广泛用于慢性支气管炎的治疗，其化学结构如图4。虎耳草中岩白菜素含量与其生长的海拔及其采集时间关系密切，虎耳草采集时以花后采集为佳。李子璇等[13]通过HPLC法测定西藏不同产地虎耳草中岩白菜素含量，发现同一种虎耳草采集海拔不同，采集时间不同，岩白菜素含量差别很大；采集时间早、海拔低时岩白菜素含量较高。

图4 岩白菜素的化学结构

2 药理活性及机制

药理研究发现虎耳草的抗菌作用主要表现在其对铜绿假单胞菌、结核分支杆菌等的显著抗菌活性方面[14-15]。虎耳草还具有抑制IL-6和TNF-α等细胞炎症因子的表达、显著清除羟基自由基、促进肿瘤细胞及癌细胞的凋亡和免疫增强等作用[16-17]。

2.1 抗菌作用

姚芬[18]通过水、石油醚、乙酸乙酯、正丁醇对虎耳草进行提取后，发现虎耳草正丁醇提取物对铜绿假单胞菌的抑菌效果最强，并且随着药量减少，抑菌效果减弱。且正丁醇提取物在1/4 MIC时，细菌毒力因子的表达量均有不同程度降低，生物膜的形成和绿脓菌素的产量也被抑制。水蒸气蒸馏法提取的虎耳草精油对番茄早疫病菌、玉米大斑病菌、小麦全蚀病菌、苹果腐烂霉菌等10种病原菌均表现不同程度的抑菌活性，对小麦全蚀病菌和番茄早疫病菌的抑菌活性最强[4]。这充分显示虎耳草提取物具有显著抑菌活性。虎耳草中的岩白菜素能够通过激活结核分支杆菌感染后的巨噬细胞的MAPK途径从而在结核分支杆菌中提供保护性宿主免疫并产生各种效应分子，显示抗分支杆菌活性[15]。

2.2 抗炎作用

虎耳草具有较好的抗炎效果。虎耳草水煎液对大鼠慢性增生性前列腺炎治疗效果显著。虎耳草中的岩白菜素也具有一定的抗炎活性，口服岩白菜素能显著减轻右旋糖酐硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎小鼠的疾病症状，其中岩白菜素通过调节PPA Rγ/SIRT1/NF-κB-p65通路抑制巨噬细胞活化，对结肠组织IL-6和TNF-α的mRNA和蛋白表达有明显的抑制作用，进而可改善小鼠结肠炎[16,19]。

2.3 抗氧化作用

虎耳草有机溶剂提取物表现显著的抗氧化能力，乙酸乙酯提取物抗氧化能力最强，其中主要活性成分为黄酮类、多糖及酚酸类[20]。虎耳草提取物具有较好的体外抗氧化活性，卢玉栋等[21]研究发现，在虎耳草提取液的抗氧化效果最明显时，拥有最高的羟基自由基清除率。虎耳草中含有的槲皮素、山奈酚、芦丁、没食子酸均具有不同程度的抗氧化能力[7,11]，因此虎耳草提取物能够表现显著的抗氧化能力。此外，虎耳草中的岩白菜素也具有一定的体内抗氧化活性，研究表明岩白菜素通过激活细胞中的Nrf2通路来抑制肾小球系膜细胞的氧化应激从而对细胞外基质的产生发挥抑制作用，进而发挥其体内抗氧化作用[22]。

2.4 保肝作用

虎耳草中的黄酮类成分对肝脏具有一定的保护作用，虎耳草提取物对CCl4引起的小鼠急性肝损伤有一定防治作用，但与虎耳草生长的环境有关，高海拔地区生长的虎耳草效果显著[23]。崔玮等[24]研究发现甘青虎耳草的总黄酮通过促进肝细胞的合成而起到对肝脏的保护作用。此外，虎耳草中的岩白菜素也具有一定的保护肝脏的作用，通过建立反相高效液相色谱方法检测正常和CCl4所致肝损伤的大鼠血浆中岩白菜素的含量变化，发现肝损伤改变了岩白菜素的药代动力学，增加了岩白菜素的吸收剂量，从而促进药物的治疗效果[25]。

2.5 抗肿瘤作用

虎耳草的总黄酮类具有较显著的抗癌抗肿瘤作用。崔玮等[24]利用肝癌原位移植瘤小鼠模型，对其灌胃给予甘青虎耳草总黄酮，之后对肝癌诊断指示酶(ALP、GGT、AFU)等指标进行检测后发现，甘青虎耳草黄酮各剂量组ALP、GGT与AFU显著降低，提示合成分泌这些酶的肝癌细胞数量亦有减少，说明甘青虎耳草黄酮具有良好的抗肿瘤疗效。刘东等[26]通过对Lewis肺癌移植瘤小鼠模型进行口服虎耳草提取物处理，15 d后发现小鼠肿瘤被明显抑制。其机制主要是虎耳草提取物能够促进该模型小鼠肿瘤组织中抑癌基因p53、Sox30和凋亡基因Bax的表达，同时抑制抗凋亡基因Bcl2的表达，从而促进该模型小鼠肺肿瘤细胞的凋亡。虎耳草黄酮类中的槲皮素、山奈酚均具有一定的抗癌活性[27]，槲皮素可以以浓度和时间依赖性方式诱导DNA链断裂，抑制癌细胞的DNA的合成，从而诱导人胃腺癌细胞BGC-823的凋亡[28]。

2.6 对急性肺损伤的保护作用

虎耳草中的岩白菜素对肺脏具有一定的保护作用。研究发现虎耳草水煎液能够通过促进肺脏表面物质相关蛋白质的合成从而缓解并减轻百草枯中毒所致的急性肺损伤[29]。虎耳草中所含的岩白菜素对于慢性阻塞性肺脏病的大鼠不仅可显著改善其的肺功能和相关指标，其组织病理学也有显著改善[30]。

2.7 止咳作用

虎耳草中的岩白菜素还具有镇咳祛痰的效果，并且不同炮制方法对虎耳草中岩白菜素含量及镇咳效果有较大影响，因为岩白菜素在酸性环境中的溶解度提高，醋制工艺使得虎耳草中岩白菜素含量高于其他炮制工艺，从而增强虎耳草止咳效果。临床上将虎耳草和吉祥草、百尾参、桔梗、桑白皮等中药一起制成的咳速停胶囊，作为贵州特色苗药产品，其止咳效果显著[31]。

3 在动物临床上的应用

3.1 治疗化脓性中耳炎

化脓性中耳炎是由金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、化脓性链球菌及铜绿假单胞菌等细菌混合感染引起的中耳化脓性炎症[32]。虎耳草提取物对金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌具有较好的体外抑菌效果，因此虎耳草外用对化脓性中耳炎的治疗效果较好。中医对化脓性中耳炎也早有记载，《诸病源候论·卷二十九·耳病诸候》聤耳候：热气聚则生脓汁,故谓之聤耳，其中聤耳是我国对慢性化脓性中耳炎最早的叫法，现在化脓性中耳炎的中医称谓为脓耳[33]。传统观点认为脓耳的病因主要有以下5种：劳伤气血,热邪乘袭；风水入耳,积热上壅；肾气结热；肝风妄动；肝胆火盛。虎耳草具有祛风清热、凉血解毒之功效，因此对于化脓性中耳炎具有较好的治疗效果。虎耳草治疗耳炎在我国民间兽医中很早就有记载，其中《福建中兽医草药图说》记载虎耳草治牛耳内流脓方：虎耳草1握，食盐少许。洗净捣烂，绞汁滴耳，每日1次，连滴3 d～5 d。《广西中兽医药用植物》亦有记载虎耳草、黄花草(败酱)各适量。先用黄花草煎洗患处，再用虎耳草捣汁滴耳。《黔南兽医常用中草药》记载着对于家畜烂耳，虎耳草60 g，捣烂配硼砂水外擦。

3.2 治疗肺热咳喘

虎耳草中的岩白菜素具有显著镇咳祛痰的功效，并且对肺损伤具有较好的保护效果，因此对于肺热咳喘，虎耳草在兽医临床上单用或和其他药物合用治疗效果均显著，在中医《中兽医手册》中便记载有治猪肺热咳喘方，鲜金丝荷叶草，杏香兔耳风，共同捣烂取之服。

3.3 预防口蹄疫

中医认为口蹄疫为湿热疫毒，属时疫、温病，由其临床症状和病理发展进程发现口蹄疫与心经积热型和胃火熏蒸型口疮类似[34]，由此具有清热解毒之功效的虎耳草在兽医临床上与其他药物合用作为口蹄疫预防的药物，将虎耳草与其他药物合用时，其对口蹄疫的预防效果显著[35]。

4 展望

虎耳草分布广泛、资源丰富、价廉易得，具有较好的清热凉血，消肿止毒之功效。随着近年来分离技术的不断成熟，从虎耳草中分离鉴定出的天然活性成分越来越多，其中含量较高的成分为黄酮类中的槲皮素、异香豆精类中的岩白菜素、酚酸类中的原儿茶酸。此外，不同地区、不同海拔、不同品种虎耳草有效成分之间存在有较大差异，由此导致的药效也出现较大差异，生长在西藏、青海、甘肃、四川、云南等高海拔地区篦齿虎耳草以芦丁、槲皮素为主的黄酮类为主要成分，同时含有多种四环三萜类皂苷成分，此类皂苷成分常具有保肝、强心、抗疲劳及增强免疫力等药理作用。而唐古特虎耳草、青藏虎耳草与篦齿虎耳草相比，所含的三萜皂苷类种类及含量都较少[10]，因此明确不同种虎耳草中的有效活性成分种类是亟待解决的问题。

虎耳草在我国药用历史悠久，药用价值突出，价廉易得，虎耳草在兽医临床上主要用来治疗动物的化脓性中耳炎及肺热咳喘，而虎耳草的其他方面的药理作用如抗癌抗肿瘤等方面尚未在兽医临床上得到应用，由于虎耳草有效成分复杂，对其药理活性及机制认识不够清楚，这使得虎耳草在兽医临床上的使用有限。近年来，对虎耳草的研究主要集中于槲皮素的抗癌活性、岩白菜素的抗炎活性等方面，但虎耳草成分复杂，临床疗效与有效成分种类、含量及其作用靶点等问题尚未得到解决，由此制约了虎耳草的发展。因此，应着重于虎耳草的有效成分种类及其作用靶点的探究，为更好的开发虎耳草这一天然药物资源提供有力的理论指导。我国具有丰富多样的中草药资源，但是我们对于中草药的利用有限，其主要原因是中草药的有效成分复杂多样，其药理活性、作用机制尚不清楚，因此我们应着重于中草药有效成分、作用机制的研究，为进一步开发利用中草药资源提供思路。