姜黄素与胡椒碱在剂型与临床上联合应用的研究进展

任金妹，马梦超，韩新宇，田思宇，谢 宁*

（1. 复旦大学附属中山医院青浦分院 药剂科，上海 201700；2. 哈尔滨医科大学 药学院，黑龙江 哈尔滨 150081）

姜黄素（Curcumin，CUR）是天然存在于姜黄根茎中的多酚化合物，在很多疾病的预防和治疗中起关键作用。根据公开数据库，第一篇关于姜黄素生物活性的论文发表于1949 年《Nature》杂志；第一项临床试验发表于1937 年《Lancet》杂志，从Pubmed可查的关于姜黄素论文数量逐年递增。针对多种疾病（如：心血管、内分泌系统疾病和癌症等）的进展和药理作用机制均有报道[1]，此外，姜黄素与其它中药，如：白藜芦醇、胡椒碱和儿茶素等具有协同作用。从http://www.clinicaltrials.gov 搜索关键字“curcumin”，显示目前有204 项临床试验，表明了该药的安全性以及对各种疾病的临床疗效。

CUR 药理作用广泛且安全性较高，但较低的生物利用度限制了其临床应用[2]。因此，如何改善生物利用度是研究热点。药剂工作者开发多种新剂型，如：环糊精复合物、固体分散体和自乳化等药物传递系统来解决该问题[3]。此外，与生物利用度增强剂，如胡椒碱（Piperine，PIP）的联合使用也是近年来的研究方向。PIP 是桂皮酰胺类生物碱，具有多种药理学特性，常作为生物利用度增强剂与其它药物联用[4]。机制可能是通过增加小肠的吸收面积，抑制P-gp 介导的外排，抑制药物代谢酶来增加药物在体内的作用时间，从而提高生物利用度。

本研究从姜黄素和胡椒碱药物代谢动力学、药理作用和剂型研究三个方面进行综述，为姜黄素和胡椒碱在临床上的联合使用以及新剂型的研发提供思路。

1 CUR 和PIP 药代动力学相互作用

CUR 在体内的消除主要是通过UDP-葡萄糖醛酸转移酶（UGTs）和磺基转移酶（SULTs），分别转化为其葡萄糖苷酸和硫酸盐代谢物。PIP 能够抑制UGTs 和SULTs，从而降低CUR 在体内的降解，增加其体内浓度。关于CUR 和PIP 药代动力学相互作用最早的研究由Shoba 团队进行，该项研究发现胡椒碱能够提高大鼠和健康人类志愿者体内姜黄素的生物利用度，分别增加1.54 倍和20 倍。VOLAK L P 等[5]发现CUR/PIP 组合能够协同抑制肠粘膜上CYP3A、CYP2C9、UGTs 和SULTs 等代谢酶的作用，因此，这两种药物还可能作为生物利用度增强剂，增加其它药物的临床疗效。ZENG X H 等[6]研究了PIP 增强CUR 生物利用度的作用机理，结果显示，CUR 和PIP 剂量比为20 : 1 时，CUR 的Cmax和AUC0-t分别增加了1.29 倍和1.67 倍；所有经过PIP 预处理（0.5 ～8 h）的大鼠，其体内CUR 浓度均明显增加。通过细胞实验发现PIP 能够时间依赖性抑制代谢酶UGTs 和SULTs 蛋白的表达。PIP 提高CUR 生物利用度的机制是多方面的。PATIL V M 等[7]结合了量子化学和分子对接技术，探讨PIP 增强CUR 生物利用度的原因，结果显示PIP 通过氢键嵌入到CUR 分子中，抑制CUR 的堆叠来增加其溶解度；同时，胡椒碱独特的结构成为很多代谢酶的结合位点，达到抑制CUR代谢酶的目的，从而增加了CUR 生物利用度。PIP是一种良好的天然生物利用度增强剂已经得到许多研究者的证实。

2 CUR 和PIP 联合使用的药理作用

2.1 对COVID-19 的抗病毒作用

新型冠状病毒（COVID-19）在世界范围内大流行，研究者正在寻找预防或治疗该种疾病的有效疗法，包括基于抗病毒、抗炎、免疫调节、抗纤维化和抗氧化等作用机制的治疗方案。多项研究显示CUR/PIP 是辅助治疗COVID-19 感染患者的潜在方案[8]。ASKARI G 等[9]进行了一项随机、双盲、安慰剂平行对照临床试验，将60 名入住ICU 且确诊为新冠肺炎患者随机分为干预组（CUR-PIP）或对照组（安慰剂），探讨补充CUR-PIP 对新冠肺炎患者氧化应激因子、临床症状和死亡率的疗效。该方案于2021年5 月13 日注册，试验已在伊朗临床试验注册处注册，注册号为 IRCT20121216011763N52。TEGEN D 等[10]筛选了埃塞俄比亚治疗病毒性疾病的药用植物，并建议将56 种药用植物作为抗COVID-19 的候选植物，其中包含姜黄素和胡椒碱。PAWAR K S 等[11]通过一项随机、双盲对照试验，发现轻、中、重度新冠肺炎患者在补充姜黄素/胡椒碱后，症状恢复较快（发烧、咳嗽、喉咙痛和呼吸困难），恶化程度较轻，缩短了中、重症患者的住院时间，且治疗组死亡人数更少。由此推测，口服CUR 和PIP 来辅助治疗新冠肺炎患者能够显著降低发病率和死亡率，减轻医疗系统的负担，但CUR 和PIP 的最佳剂量和服药疗程还需进一步研究。

2.2 抗炎作用

CUR 和PIP 均具有抗炎作用，协同给药后抗炎效果大幅度提升。TOYODA T 等[12]评估CUR、PIP和辣椒素对幽门螺杆菌诱发胃炎的抑制作用，发现上述三种化合物均能抑制幽门螺杆菌的体外增殖，其中，CUR 最为有效，表明使用CUR 和PIP 可预防幽门螺杆菌相关性胃癌。

2.3 降脂作用

PANAHI Y 等[13]进行了一项随机、双盲安慰剂对照试验，发现2 型糖尿病伴有血脂升高的患者在补充CUR 后，心血管事件发生风险降低。MIYAZAWA T 等[14]将47 只雄性小鼠给予高脂饮食喂养来诱导肥胖，发现饮食中含有CUR+PIP 的小鼠能够降低更多脂肪，同时，由高脂饮食引起的炎症和代谢综合征风险大大降低。CICERO A F G 等[15]探讨含磷脂酰丝氨酸和PIP 的CUR 磷脂体对胰岛素抵抗的影响，发现给予含有PIP 的CUR 磷脂体（Curserin®）能够改善超重和空腹血糖受损患者的肝功能和血清皮质醇水平。

2.4 抗肿瘤作用

姜黄素可通过抑制蛋白激酶-B、肿瘤坏死因子等机制来抑制肿瘤细胞的增殖。结肠癌与mTORC1信号的持续激活有关，KAUR H 等[16]发现CUR 与PIP 都有下调mTORC1 信号表达的作用，而联合给药时能够进一步抑制该信号的表达。HATAB H M 等[17]发现CUR、PIP 和牛磺酸联合治疗能够显著降低患者血清中IL-10 和miR-21 的水平，同时上调血清中miR-141 表达水平，从而提高患者的平均生存时间。据统计，90%的肿瘤化疗失败是由于肿瘤细胞耐药性的产生。TANG J L 等[18]将具有P-糖蛋白（P-gp）抑制作用的生育酚聚乙二醇琥珀酸酯（TPGS）与Brij 78 作为表面活性剂，制备包载PIP 与CUR 的固体脂质纳米粒，该纳米传递系统通过避开细胞膜表面P-gp 的外排作用，在一定程度上克服了肿瘤细胞的多药耐药现象。LI N 等[19]发现CUR 与PIP 均能显著抑制HL60 细胞的生长，诱导线粒体介导的细胞凋亡过程，增强凋亡蛋白Bax 的表达，是临床上治疗白血病的潜在方案。

2.5 神经保护作用

在帕金森症的治疗过程中，血脑屏障是药物通过神经传递的主要障碍。KUNDU P 等[20]制备载CUR和PIP 的甘油单油酸酯纳米粒，发现在帕金森症小鼠模型中，该复合纳米粒能够透过血脑屏障，抑制多巴胺能神经元变性。ABDUL MANAP A S 等[21]发现CUR 和PIP 对乙酰胆碱酯酶抑制剂具有一定的亲和力，神经母细胞瘤（SH-SY5Y）结果显示两药联用可以预防β 淀粉样蛋白诱导的神经元损伤，逆转β淀粉样蛋白诱导的神经元氧化应激上调（P＜ 0.01）。JANGRA A 等[22]研究证实了CUR 预处理后，可减轻脂多糖诱导的神经行为和神经化学缺陷，而PIP 能够增强CUR 的神经保护作用。

2.6 心脏保护作用

CHAKRABORTY M 等[23]将大鼠分为两组，分别给予CUR 以及CUR+PIP，观察对环磷酰胺诱导的大鼠心脏毒性的疗效，结果显示与CUR 单独治疗组相比，PIP 与CUR 联合给药（剂量分别为50 mg/kg和25 mg/kg）具有明显的心脏保护作用（P＜ 0.01）。

2.7 其它

CUR 与PIP 联合用药在诸多领域都有报道。PANAHI Y 等[24]发现CUR 联合PIP 能够改善非酒精性脂肪肝患者的严重程度。柏利霞等[25]以聚乙烯吡咯烷酮为载体，制备CUR-PIP 复配物（质量比为5 ∶1），证实了CUR-PIP 复方制剂能显著改善小鼠的肝脏损伤。王一鑫等[26]发现CUR-PIP 在40 ∶1 时对细菌和真菌的抑菌率显著提高，防腐时间延长，更耐高温，为保障食品储存方面的研究提供了参考。DELECROIX B 等[27]认为运动前后补充CUR 和PIP 可以减轻肌肉损伤。此外，CUR 与PIP 共同给药后的抗抑郁作用，也明显强于两种药物单独给药时的药效[28]。

3 CUR 和PIP 在不同剂型上的联合使用

CUR 与PIP 均由于水溶性低、体外稳定性差、体内生物利用度低等缺点限制了临床应用，纳米粒、固体分散体等新剂型的研发很好的解决了这一问题。新剂型的优点是增加了难溶性药物的溶解度、稳定性等，不同制备方法可能出现的缺点如：工艺费时、溶剂残留、设备要求高、不适合大批量生产等。

3.1 聚合物胶束

聚合物胶束由两亲性聚合物在水性介质中自组装形成，具有生物相容性良好、缓释性能、减少药物被网状内皮系统摄取等优点[29]。梁宇飞等[30]采用薄膜水化法制备CUR-PIP 聚合物复方胶束，该胶束中药物包封率较高，CUR 载药量为5.63%、溶解度为1.27 mg/mL、包封率为86.86%；PIP包封率为77.54%，该复方胶束粒径均匀，其冻干制剂稳定性增加，复溶效果良好。聚合物胶束的核心能够装载难溶性药物，从而提高其溶解度，增加口服生物利用度，缺点是对有机溶剂的要求比较高、工艺费时。

3.2 纳米制剂

纳米粒作为难溶性药物的良好载体，能够增强药物稳定性和溶解度，防止降解[31]。BASPINAR Y等[32]使用电喷雾法制备了载CUR 和PIP 壳聚糖纳米粒，粒径为550 nm，CUR 和PIP 包封率分别为89%和87%，CUR 浓度为10 ～ 25 g/mL 时能够使神经母细胞瘤的细胞存活率下降约50%，具有良好的肿瘤细胞抑制作用。CUR 和PIP 具有协同的药理活性，但极性不同，因此，CHEN S 等[33]使用反溶剂沉淀和逐层沉积相结合的方法制备核-壳多层纳米粒，CUR 包封率和载药量分别为90.4%和5.7%，PIP 分别为86.4%和5.4%。该复方纳米粒在模拟胃肠环境中能够缓慢释放CUR 和PIP。SLIKA L 等[34]通过自组装纳米沉淀法制备载CUR 和PIP 聚合物纳米粒，粒径80 ～ 100 nm，具有缓释特性。体内外研究结果均证实了CUR 聚合物纳米粒能够抑制结肠癌细胞的增殖，而PIP 进一步增加了CUR 生物利用度，使其对结肠癌更有效。但是制备工艺复杂、稳定性差和胃内降解是纳米技术给药系统效果不佳的主要原因。

3.3 自微乳给药系统

自微乳给药系统是由药物、油相、表面活性剂和助乳化剂构成，能够增加疏水性药物的溶解度。自微乳制剂在体内通过胃肠道的蠕动能自发形成水包油型微乳，提高药物的生物利用度[35]。SHUKLA M等[36]通过SD 大鼠的药动学和原位肠灌流研究发现，CUR 磷脂复合物的自微乳给药系统CPC-SNEDDS在大鼠体内循环时间较长，相对生物利用度提高了5 255.7%。李秋萍等[37]以Capryol 90 为油相、Cremophor RH40 为表面活性剂、Transcutol HP 为助表面活性剂，采用单纯形网格法结合伪三元相图优化CUR-PIP 自微乳处方。CUR 和PIP 载药量分别为（40.90 ± 0.70） mg/g 和（0.97 ± 0.02） mg/g，包封率分别为（94.98 ± 2.37）%和（90.96 ± 2.72）%，显著改善了CUR 水溶性和稳定性。吴雪梅等[38]以油酸聚乙二醇甘油酯为油相，聚乙二醇硬脂酯15 为乳化剂，二乙二醇单乙基醚为助乳化剂制备复方自微乳给药系统，CUR 和PIP 载药量分别为10 mg/g 和0.2 mg/g，提高了难溶性药物的溶解度。KAZI M 等[39]制备载CUR 和PIP 纳米乳传递系统，具有良好的自乳化性能，并能够缓慢释放药物。自乳化给药系统可通过选择合适的乳化剂和油相同时包载CUR 和PIP，并根据载药量等指标进行优化，获得理想的复方自微乳制剂。

3.4 固体分散体

固体分散体是药物以分子状态、微晶或无定形等形式均匀分散在固态载体中，形成高度分散体系，能够增加难溶性药物的溶解度和溶出率。黄容等[40]采用溶剂挥发法将CUR 和PIP 包载于SD 中，大鼠药动学实验结果显示，CUR 生物利用度提高2.71 倍，PIP 提高2.68 倍（P＜ 0.05），有效改善了体外溶出度及生物利用度。WANG R N 等[41]通过熔融淬冷法制备CUR-PIP 无定型系统，大鼠肠微粒体孵育实验结果证实PIP 可抑制CUR 代谢酶葡萄糖醛酸酶的活性，Caco-2 细胞模型实验显示非晶型CUR-PIP 固体分散体能够有效提高CUR 细胞膜渗透性，此外，CUR 的Cmax和AUC0-24h均明显提高（P＜0.01）。陆昕怡等[42]以PVP K30 为载体制备了CUR 和PIP 固体分散体，体外溶出结果显示CUR 和PIP 溶出速率得到了显著改善。固体分散体的缺点是不同的制造工艺和基质对药物的溶解度、生物利用度具有不同的影响。随着材料学的发展，一些新材料和新方法已经运用到该剂型的制备中，SD 将成为一种潜在的提高CUR 溶解度和生物利用度的载体。

3.5 透皮给药

CUR 与PIP 联合用于透皮给药系统的研究较少。有报道将PIP 用作透皮促进剂，使醋氯芬酸和瑞格列奈的经皮渗透增加约2 倍～ 8 倍。JANTARAT C 等[43]采用铸膜法和溶剂蒸发法制备上层由CUR 组成、下层由PIP 组成的复合膜透皮给药系统。采用雄性小鼠背部皮肤和改良Franz 扩散池研究其体外透皮给药后释放药物行为，结果显示含有7.41%PIP 的复合膜能够使CUR 渗透率提高1.89 倍，表明PIP 能促进CUR 的渗透，且渗透速率与PIP 用量有关。由于PIP作为皮肤渗透促进剂的机制可能与增加皮肤的血流供应有关，需进一步研究PIP 在动物体内的皮肤渗透作用，以阐明其机制。

4 结语

CUR 和PIP 均具有多种药理作用，如:抗COVID-19、抗肿瘤、降脂等，将两种药物采用新剂型包载，不仅增加了药物的溶解度和稳定性，同时也提高了药理作用方面的协同效果。开发具有临床应用价值的剂型还需不断探索，以克服不同剂型面临的缺点。在抗COVID-19 方面需要大规模随机对照临床试验来证实其临床疗效，CUR 和PIP 最佳剂量以及具体机制仍需进一步研究。