中药黄芩抑菌作用研究进展∗
2023-03-22崔治家王振恒浩文婷刘康康
李 倩,晋 玲,崔治家,王振恒,林 丽,浩文婷,刘康康,马 毅
甘肃中医药大学药学院,甘肃 兰州 730000
黄芩Scutellaria baicalensisGeorgi为唇形科多年生草本植物,别名山茶根、黄金茶、烂心草[1],其干燥根入药为中药黄芩。黄芩味苦性寒,归肺、胆、脾、大肠、小肠经,具清热燥湿、泻火解毒、止血、安胎之效。黄芩常被用于治疗湿温、暑湿、胸闷呕恶、湿热痞满、泻痢、黄疸、肺热咳嗽、痈肿疮毒、胎动不安等症[2],其茎秆可提制芳香油,亦可代茶用,称为芩茶[3]。
现代药理学研究证实,黄芩对多种革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌等具抑制作用[4],可用于治疗或预防细菌、真菌感染等。近年来,抗生素滥用和误用现象日益严重,导致很多菌种产生多重耐药性。因此,对中药抑菌作用的研究,无疑是解决这个问题的一个新方向,而中药黄芩抑菌作用显著,抑菌谱广泛,值得深入研究。
1 对黄芩药材及提取物抑菌作用的研究
据报道,黄芩具有一定的抑菌活性,其水提物、醇提物、不同药用部位、不同炮制品的抑菌谱、抑菌强度以及抑菌机制均有不同。
1.1 黄芩水提物抑菌作用的研究李蕴玉等[5]利用平板琼脂打孔法和改良微量二倍稀释法分别测定含黄芩在内的24种中药水提物测定鸡源耐药性大肠埃希菌(Escherichia coli, E.coli)抑菌圈直径和最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC),实验表明黄芩的水提取物对其具有显著抑制作用。王洪彬等[6]、陈圣威[7]研究证实,黄芩水提物对大肠埃希菌和哈维氏弧菌具有较好的抑菌效果。其他相关研究还表明,黄芩水提物对罗非鱼无乳链球菌[8]、金黄色葡萄球菌[9]、肺炎克雷伯菌[10]、嗜酸乳杆菌、绿脓杆菌[11]、幽门螺旋杆菌[12]、耐药性鲍曼不动杆菌[13]等具有不同程度的抑制作用。朱健铭等[14]采用RNA-seq技术(转录组测序技术)研究,证实黄芩水提物对尿道致病性大肠埃希菌的显著抑制作用主要是通过影响其糖酵解、三羧酸循环、脂肪酸生物合成以及蛋白质翻译等过程产生的。王意等[15]研究发现,黄芩水提物可通过破坏嗜水气单胞菌细胞壁和细胞膜的形成、干扰肺炎克雷伯菌生物被膜过程而发挥抑制作用。
1.2 黄芩醇提物抑菌作用的研究刘影[16]通过研究二十多种中药醇提物对黑根霉菌的抑制作用,证实与其他中药相比,黄芩的醇提物对黑根霉菌的抑制效果最为显著。谢丽玲[17]、魏滋鸿等[18]研究证实黄芩醇提物对葡萄座腔菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant staphylococcus aureus,MRSA)等具抑制作用,且对副溶血性弧菌、单增李斯特菌的抑制作用较为显著。黄芩醇提物多通过干扰其生物膜的形成或对生物膜进行破坏达到抑制作用,如黑根霉菌、副溶血性弧菌[16-17,19]。但亦有特殊情况:黄芩醇提物对单增李斯特菌的抑制作用与单增李斯特菌活性无直接关系,而是对其进入细胞时的所需因子产生抑制,间接抑制单增李斯特菌[18]。王鑫等[19]对比黄芩水提物、醇提物对MRSA的抑制作用,证实黄芩水提物对其抑制作用优于黄芩醇提物。张有志等[20]研究证实,黄芩醇提物对金黄色葡萄球菌的体外抑菌效果较黄芩水提物好,但其在体内的抗感染保护作用较黄芩水提物弱。
1.3 黄芩不同部位提取物抑菌作用研究近年来,对黄芩非规定药用的部位,其茎、叶、籽种壳等的相关药理、化学研究逐渐深入,研究证实黄芩茎叶、籽种壳提取物对金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、绿脓杆菌、肺炎球菌、大肠埃希菌等多种菌种均具有不同程度的抑制作用[21-22]。
1.4 黄芩不同炮制品抑菌作用研究应群芳等[23]用试管二倍稀释法检测生黄芩片、煮黄芩片、蒸黄芩片以及酒黄芩对绿脓杆菌、白喉杆菌、肺炎链球菌等9类菌株的抑制作用,结果证实炮制后的黄芩片抑菌效果明显优于生黄芩片,故建议应用黄芩抑菌作用时,首选黄芩炮制品。
综上所述,黄芩水提物、醇提物对多种致病菌可通过不同机制发挥抑制作用,具有抑菌谱广、抑菌作用明确的特点。黄芩的茎叶、籽种壳等也具有一定抑菌作用,虽不属于规定药材,但可将其应用于动植物病菌感染、室内空气灭菌等其他领域,这对提高黄芩生物利用度、有效开发利用其资源具有重要意义。
2 对黄芩化学成分(组)抑菌作用的研究
黄芩所含化学成分多样,有黄酮类、酚类、醇苷、挥发油、氨基酸等[24],体外抑菌研究证实黄芩总黄酮类、黄芩苷、黄芩素具抑制多种致病菌的药理活性。
2.1 总黄酮类黄酮类化合物是黄芩的主要有效成分组,对多种致病菌具有抑制作用。曾超珍等[25]、王秋菊[26]研究证实,黄芩总黄酮类化合物对伤寒沙门氏菌、枯草杆菌、乙型副伤寒沙门氏菌、青霉菌、志贺菌等10种菌具有抑制作用,其中对金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌等革兰氏阳性菌的抑制作用较显著。
2.2 黄芩素许云华等[27]研究证实,黄芩素对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有显著抑制作用。张涛等[13]研究证实,黄芩素对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、枯草芽孢杆菌具有不同程度的抑制作用。闻平等[28]、陈禹先等[29]研究证实,黄芩素对MRSA具显著抑制作用。薛芳翰等[30]研究证实,黄芩素是通过干扰细菌细胞膜通透性对对鼠伤寒沙门氏菌(salmonella typhimurium.,STM)产生抑制作用。陈禹先等[29]研究证实,黄芩素是通过抑制DNA拓扑异构酶的活性,干扰其正常的复制与转录,进而抑制蛋白质翻译过程,对MRSA起到抑制作用。
2.3 黄芩苷邵世峰等[31]、肖红侠等[32]采用改良罗氏培养基分别研究黄芩苷对37株、107株结核分枝杆菌的抑制作用,结果证实黄芩苷对结核分枝杆菌具显著抑制作用。周智兴等[33]、李福明等[34]研究证实,黄芩苷对白色念珠菌呈抑制作用。赵丰权等[35]通过构建耐异烟肼结核分枝杆菌小鼠模型,设置对照组进行实验,结果证实黄芩苷是通过调控巨噬细胞核因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)和Toll样 受 体4(toll-like receptors,TLR4)的表达起抑制结核杆菌的作用。欧阳俊杰[36]通过研究证实,黄芩苷和8-(N,N-二甲基-胺甲基)-黄芩苷对近平滑假丝酵母、克柔假丝酵母、光滑假丝酵母均具有抑制作用,且8-(N,N-二甲基-胺甲基)-黄芩苷对这三种的菌株的抑制作用优于黄芩苷。还有报道证实,黄芩苷及其酯类衍生物对铜绿假单胞菌、甲型副伤寒沙门氏菌、乙型副伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等多种菌种亦具有抑制作用,其中黄芩苷甲酯、黄芩苷乙酯、黄芩苷己酯以及黄芩苷庚酯对抑制甲型副伤寒沙门氏菌效果显著,且黄芩苷乙酯抑制鼠伤寒沙门氏菌作用强于黄芩苷[37]。
由上述报道可见,黄芩总黄酮类化合物具有一定的抑菌活性,对多种菌种具显著抑制作用。其单一成分黄芩素、黄芩苷的体外抑菌研究较深入,黄芩素与黄芩苷对不同菌种作用机制不同,但多是通过破坏生物膜或干扰其被膜过程达到抑菌效果,其中黄芩苷对结核杆菌的抑制作用尤为明显,这对治疗肺结核等上呼吸道感染具有重大研究价值。值得重点关注的是,黄芩苷的衍生物亦具有一定的抑菌活性,有的衍生物其抑菌作用甚至优于黄芩苷,故在黄芩苷的基础上进行人工结构修饰,能改变原成分的性质及药理活性,有望在提高其生物利用度的同时增强药效,这是现代药用化学研究中不可或缺的研究思维。
3 黄芩复方制剂抑菌作用的研究
黄连解毒汤首载于《外台秘要》。药理研究表明其具有抑菌的药理活性[38],对铜绿假单胞菌、幽门螺旋杆菌、肺炎克雷伯菌以及副溶血弧菌等抑制效果尤为显著[39]。双黄连由“银翘散”精简而成,药理研究表明其具有抑菌活性[40],对溶血性链球菌、肺炎球菌、金黄色葡萄球菌等具有显著抑制作用[41]。方群等[42]研究证实,黄芩苦参合剂对能够引起继发侵袭性肺部真菌感染的真菌具有直接或间接的抑制作用。张俊威等[43]研究证实,芩百粉针对肺炎支原体具有显著的抑制作用。张涵等[44]通过建立肺炎小鼠模型对芩百浓缩丸的作用机制进行研究,证实其与下调NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3,NLRP3)炎性体表达有关。
上述报道可见,黄芩复方制剂的抑菌作用研究不仅限于体外抑菌,许多临床试验的研究报道证实不同黄芩复方制剂对致病性感染菌具有抑制作用,可用于临床治疗或预防一系列由真菌、细菌感染引起的疾病。
4 黄芩与化学药物联用抑菌作用的研究
张怡等[45]采用牛津杯法、微量二倍稀释法和棋盘法证实黄芩与葡萄糖酸锌联合使用对痤疮致病菌具有协同抑制作用。张晓玲等[46]研究证实,黄芩苷与氨曲南联用对多重耐药鲍曼不动杆菌具明显协同抑制作用。张迎冰等[47]研究证实,黄芩苷同氨基糖苷类药物联用对鸡源性大肠杆菌具有相加的抑菌效果。还有报道证实黄芩苷与左氧氟沙星、头孢他啶联用对眼表菌株也具有一定的协同抑制作用[48]。朱利霞等[49]研究表明,黄芩和阿米卡星联用对嗜水气单胞菌和水貂源铜绿假单胞菌的抑制作用具有相加的效果,黄芩和环丙沙星联用对嗜水气单胞菌抑菌作用也表现为相加的效果,但对水貂源铜绿假单胞菌的抑制作用表现为无关。
上述报道可见,将黄芩或者黄芩单一成分与抗生素类化学药物联合使用,其抑菌作用多呈协同或相加效果。故黄芩与化学药物科学联用可成为增强药物抑菌作用、扩大抗菌药药源的一大途径。要注意的是,中药与化学药物联用虽然可增强疗效、降低毒副作用、减少药量并缩短疗程,但由于中药与化学药物成分复杂,又缺乏丰富的研究,这对中药与化学药物联用的研究造成很大的阻碍,使用不当可能会降低疗效、增加毒副作用[50]。所以在联合使用时要加强对其基础理论和临床试验的研究,保证药物联用的科学性、安全性。
5 结论
黄芩是我国临床常见的中药,其成分复杂,作用机理广泛。黄芩提取物、茎叶等不同部位、不同炮制品以及化学成分能通过不同的作用机制对多种菌种发挥抑制作用,与化学药物联用还能增强其抑菌强度,其有效成分通过消除其耐药质粒而降低一些耐药菌的耐药性[51],复方制剂可用于临床预防和治疗真菌、细菌感染等。其抑菌作用还可有其他用途,如食品保鲜剂[52-53]、防腐剂[54]、杀菌剂[55-56]等,应用前景广阔,有巨大的研究价值。