蒙成药清肺十八味丸的质量研究新进展※

敖 星 王国英 籍学伟

(内蒙古自治区药品检验研究院,内蒙古 呼和浩特 010010)

蒙医历史悠久,它不仅是蒙古族人民长期同各种疾病斗争的经验总结,也吸收和继承了中医、藏医理论的优秀经验,最终形成颇具特色的蒙医体系[1]。清肺十八味丸是一味典型蒙医传统药方,由人工牛黄、蒜炭、麝香、石膏、黑云香、诃子[2]、肉豆蔻、北沙参、红花、檀香、苦参、草乌叶、甘草[3]、木香[4]、银朱、降香、拳参、沉香18种蒙药材配伍而成,具有清热解毒的功效,尤其在治疗呼吸系统疾病方面疗效显著。临床研究表明,清肺十八味丸能有效改善老年慢性阻塞性肺疾病(COPD)合并肺结核患者的肺功能,抑制炎症反应[5],清肺十八味丸还能有效缓解急性气管炎患者咳嗽、咯痰、气急等症状,且安全性高,不良反应少[6]。此外,清肺十八味丸中的诃子[7]、苦参[8]、木香[9]等还有抗菌、消炎等多重功效。因此,如何保证清肺十八味丸药品的质量尤为重要。有学者认为,混合检测方法准确性、可靠性、完整性较传统检测方法更高,对清肺十八味丸质量研究有较好的指导意义[10-11]。本文将从化学成分、药理活性、质量控制应用3个方面对清肺十八味丸的相关研究文献进行整理归纳,旨在为清肺十八味丸的质量研究和临床应用提供理论依据。

1 清肺十八味丸化学成分分析

清肺十八味丸的药物组成较多,故以分析方中石膏、草乌叶、红花、蒜炭、人工牛黄等具有清热解毒功效药物的化学成分为主。研究发现,清肺十八味丸中清热解毒药物的主要化学成分有水硫酸钙、生物碱、羟基甲苯酸、羟基红花黄色素、胡蒜素(A、B)、挥发油、氨基酸、蛋白质、皂苷类化合物、苯丙素类化合物、黄酮类化合物、胆固醇、无机盐、猪去氧胆酸、微量元素等,在这些化学成分中生物碱、挥发油、微量元素这三类物质在药物功效的发挥和对疾病发生、发展、转归影响的过程中作用举足轻重,故从这3类物质对清肺十八味丸方剂的化学成分进行探讨。

1.1 生物碱 生物碱是清肺十八味丸方剂发挥药理作用的关键活性成分,多种药物中均含有生物碱。现代药理学证实,生物碱是草乌叶的主要活性成分,含有去氧乌头碱、乌头碱、新乌头碱、北草乌叶总生物碱等多重生物碱类物质[12]。Yu H L等[10]运用光谱分析法从草乌叶乙醇提取物中提取出C19-乌头碱型二萜生物碱、8-乙氧基-14-苯甲酰基等成分。红花药理活性较为丰富,含化合物200多种,除黄酮类、木质素类、有机酸类、甾体类化合物外,生物碱含量同样丰富,高达13种,以5-羟色胺衍生物、抗氧化血清素衍生物为主,如N-(p-香豆酰辅酶)色胺、N-阿魏酰章鱼胺-色胺、N-[2-[5-(β-D-葡糖氧基)-1H-靛基质-3-yl]乙基]阿魏酸酰胺等[13-14]。除此,红花还含有5-羟色胺吲哚类衍生物等生物碱,多以单分子结构的方式存在,少为二聚体,如吲哚环和对羟基桂皮酰胺的基团[15]。Hiroji S等[16]证实,5-羟色胺吲哚类衍生物是一种天然抗氧化物质,极性较小,多存于红花油、红花籽粕之中,是天然的抗氧化物质。苦参中的生物碱成分也在不断被发现,喹诺里西啶类是其主要成分,少数为哌啶类和甾体类,根据生物碱结构骨架可分成苦参碱型(以苦参生物碱为主)、臭豆碱型、金雀花碱型、吲哚型、羽扇豆碱型等[17-24]类型。此外,清肺十八味丸方剂中除上述药物中含有丰富的生物碱外,拳参[25]、甘草[26]、木香[27]等也都含有丰富的生物碱。

1.2 挥发油 檀香的化学成分多达200多种,以檀香挥发油为最多,单萜类、木质素类物质次之[25],除此之外檀香中还含有酚酸类[29-30]、脂肪酸类[31]成分。檀香挥发油中含有大量倍半萜类化合物,达148种,如檀香醇(α、β)、佛手烯、喇叭醇、没药烯醇、反式-α-香柠檬烯等,其中檀香醇(α、β)在调节胃肠道功能、抗肿瘤、抗癌等方面效果显著,是其发挥治疗作用的主要成分[28]。红花的化学成分较多,挥发油成分主要为倍半萜类化合物,其中又以长春花甙、二氢红花菜豆酸-3-O-β-D-葡萄糖为主[32]。苦参中挥发油的成分占有一定比例,有学者鉴定出47种之多,结构类型以烯烃为主,烷烃、醇类次之,还包含酚类、酸类、醛类、酮类等类型[33-35]。黑云香的挥发油种类也很丰富,刘淑琴[36]通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术在黑云香中鉴定出22个组分(尚有28种无法准确定性),占挥发油组分总量的69.24%。主要化学成分有4,6,6-三甲基-(1S)-双环[3,1,1]-3-庚烯-2-酮、(1S-endo)-1,7,7-三甲基双环[2,2,1]-3-庚醇、冰片等。肉豆蔻的种仁与假种皮皆可入药,不仅含有苯丙素、黄铜、酚类等化合物,同样也含有挥发油。Lima R K等[37]采用水蒸气蒸馏法和GC-MS鉴定后发现,肉豆蔻中共含有24种挥发油类化合物,主要成分由高到低为萜烯-4-醇、香桧烯、γ-松油烯。赵祥升等[38]也在肉豆蔻的叶片和种仁中发现了挥发油,前者共计46种,后者共计41种,两者的主要成分均为单萜类和芳香类化合物,化学成分基本相同,只是含量存在一定偏差。

1.3 微量元素 石膏的化学成分以水合硫酸钙(CaSO4·2H2O)为主,同时还含有多种微量元素,主要包括钙、钠、镁、铝、铬、锰、锌等15种微量元素[39-41]。蒜炭作为一种常见蒙药,药物活性极其丰富,研究表明其含有丰富的微量元素,包括锌、镁、铜、铁、铝、汞、锰等[42]。银朱也是蒙医中的常用药物,约44%的蒙药中有配伍,以鲜红、疏松者为上,主要化学成分2种,一是硫磺,二是硫化汞(α、β),其中α-硫化汞是银朱的主要成分,除此之外还含有单质硫、砷、硒等杂质,因为受炮制工艺的影响,银朱化学成分和外观会发生变化,故应用时应重视[43]。麝香中的微量元素含量较低,约3.62%,除钙、钠、镁、钾、铁、铝外,还有硫酸盐、磷酸盐等[44]。人工牛黄的化学成分种类繁多,主要成分除了含有胆红素、去氧胆酸、猪胆酸、牛羊胆酸、胆固醇等,还含有丰富的钙、铁、铜、镁、钾、钠、磷等微量元素[46-47]。

2 药理活性分析

2.1 生物碱的药理活性 传统蒙医理论认为,草乌叶味辛、涩,性平,有小毒,功效众多,既可清热解毒又可止痛。据《中华人民共和国药典》和《内蒙古药材标准》记载,草乌叶可与麝香、麦冬、乌头等配伍发挥镇痛、消炎、降压、麻醉、抗癌等药效,蒙医多用于发热、泄泻、头痛、流行性感冒等病症的治疗。草乌叶别名甘露叶、榜嘎菌纳布其等,据统计目前300多种蒙药成方中,应用草乌叶的达20多种[48]。生物碱作为草乌叶的有效成分之一,主要发挥抗炎、镇痛、解热的功效[11]。乌力吉特古斯等[49]证实,在草乌叶众多生物碱中,草乌叶总碱的抗炎作用最显著,但会受药物浓度的影响,草乌叶煎剂的浓度越高(浓度：50%>25%)抗炎作用越显著,高浓度的草乌叶煎剂的草乌叶总碱(0.05%)在用药后4 h即可参与抗炎,消肿率达35%,与低浓度的草乌叶煎剂相比显著更高。草乌叶的镇痛作用主要与草乌叶总生物碱相关,浓度为25%的草乌叶煎剂可有效抑制小白鼠的扭体运动[50]。草乌叶的解热作用与生物碱息息相关,脂溶性乌头碱有显著的解热之效,但由于加热之后易水解,故掌握草乌叶的最佳煎煮时间和最佳剂量极为关键[51]。红花的生物碱种类较多,主要以5-羟色胺衍生物为主,药理活性涉及抗炎镇痛、抗肿瘤、抗菌、抗疲劳等方面[15]。研究数据表明,红花中的生物碱亚精胺类衍生物能选择性抑制脑组织中的S6细胞或突触体中5-羟色胺的摄取,通过对5-羟色胺传递的调节,改善神经性疾病[52]。体外实验研究发现,红花中生物碱抗氧化血清素类衍生物对心脏具有保护作用[53]。目前木香中的生物碱主要包括芦丁、紫罗兰醇(α、β)、香豆精A、β-谷甾醇、clemaphnol A等,其中芦丁药理活性较为多样,如抗炎、抗氧化、抗细胞凋亡、抗肿瘤等,芦丁可通过调节活性氧(ROS)含量和氧化激酶的活性,抑制万古霉素所致的细胞凋亡[54],减轻硝普钠诱导的PC12神经细胞损伤,对神经元有保护作用[55]。β-谷甾醇也是一种较好的抗炎物质,可抑制Toll 样受体4(TLR4)、MyD88、白细胞介素-1受体相关激酶(IRAK1)的过度表达,降低白细胞介素6(IL-6)、IL-1β水平,对细胞炎症信号通路起到抑制作用[56]。苦参含有多种化学成分,生物碱是其主要结构类型之一,有抗炎、抗菌、清热之效。研究表明,苦参碱可通过肿瘤坏死因子(TNF)信号通路作用于TNF、IL-6、牛胱天蛋白酶3(CASP3)等炎性因子,抗炎作用较好,在新型冠状病毒肺炎治疗方面效果显著[22]。苦参中的槐果碱具有抗炎作用,可抑制柯萨奇病毒对宿主细胞的附着和穿刺[57]。

2.2 挥发油的药理活性 挥发油是檀香的主要活性成分,因具有行气止痛、散寒调中的功效,而广泛用于心血管、肠道、癌症等疾病的治疗。郭建生等[58-59]发现,檀香挥发油对小鼠回肠平滑肌具有双向调节作用,可降低组胺,拮抗乙酰胆碱、氯化钡等所致的离体肠痉挛。檀香挥发油中含有丰富的萜类化合物,研究发现檀香挥发油对2,2-二羟甲基丁酸(DMBA)引发的皮肤癌有预防作用,经檀香挥发油预处理之后,雄性CD-1小鼠乳头状癌的发生率得到了有效抑制,且对正常细胞不会造成明显的损伤[60-62]。苦参的挥发油成分含量虽低,但种类丰富,生物学功能强大。王华等[63]研究发现,经苦参虫挥发油干预之后,可明显减轻因巴豆油所致的小鼠耳朵肿胀,和因鸡蛋清、右旋糖酐、琼脂及甲醛等致炎物质所致的大鼠足肿胀,说明苦参虫挥发油抗炎作用显著。此外,苦参挥发油中的月桂酸能有效降低前列腺癌患者的BDKRB2基因表达,修复其信号通路,从而抑制肿瘤形成[64]。Patro B S等[65]研究发现,肉豆蔻的挥发油活性成分可阻止铁离子和2,2’-偶氮二异丁基脒二盐酸盐诱导的小鼠肝脏线粒体脂质的过氧化,原因可能与其对自由基和螯合铁离子有较好的清除能力有关。此外,肉豆蔻挥发油还有很好的抗癌作用,对乳腺癌表皮皮肤癌细胞株具有明显的细胞毒性,也可抑制结肠癌细胞株的体外增长[66-68]。

2.3 微量元素的药理活性 微量元素含量虽在人体内极低,但其生物学功能极其重要,微量元素失衡与疾病的发生息息相关。石膏是治疗热病之要药,具有解热、抗炎的功效[40]。夏怡等[41]研究发现,石膏可显著促进小鼠的肠蠕动,且在复方中的疗效较单方更显著,认为石膏中的CaSO4·2H2O经胃酸作用可增加机体的血液浓度,抑制肌肉兴奋性,有镇静、解痉的功效。赵娇[69]研究认为,钙离子(Ca2+)单用时石膏的清热作用会受阻,但若Ca2+与复方中的其他成分共同存在时,其清热效果可明显提高,由此推断石膏的清热作用可能是其他杂质、微量元素和CaSO4·2H2O等共同作用的结果。蒜炭是大蒜经武火煅成的碳化物之一,蒙名为赛日木斯格,含有丰富的微量元素,其中锌能增强细胞抗病能力,对免疫系统、防御功能和抗体形成有促进作用,铜及血浆铜蓝蛋白有氧化活性,可增强机体抗病能力,铁可促进淋巴细胞生成,增加外周血T淋巴细胞数量,提高IL-2水平[42]。牛黄含有钙、铁、钠、铜、钾、镁、磷等微量元素,始载于《神农本草经》,国内用药史已超两千年,但因稀少目前临床上多以人工牛黄代替。研究证实,牛黄及其替代品在中枢神经、心血管、消化、血液循环、免疫等系统疾病的治疗中效果显著[46],其微量元素的药理活性与石膏、蒜炭等相似。

3 质量控制应用分析

前文以化学成分、药理活性为基础,分别从生物碱、挥发油、微量元素3方面对清肺十八味丸进行了分析,同样对其质量控制、真伪鉴别也将从生物碱、挥发油、微量元素的角度出发阐述。目前,蒙药生物碱、挥发油、微量元素含量的检测较常用的是高效液相色谱(HPLC)法。有学者通过HPLC测定蒙药材草乌叶中有效成分的含量,但其准确性可受药物不同采收期的影响,如草乌叶中乌头碱、次乌头碱、新乌头碱、北草乌碱的含量会随着采收期的延长呈现出先减后增的趋势,最佳采收期为花蕾期[70],且采收过早或过晚草乌叶的毒性均高于花蕾期[71]。β-谷甾醇是红花中的一种生物碱,朱婕欣等[72]研究表明利用HPLC法可对其很快完成检测,且可行性高,稳定性好。荆敏琪等[73]对苦参单煎液、藜芦单煎液与不同配伍比例合煎液进行HPLC法测定,找出了氧化苦参碱、苦参碱的变化规律,为中药的“十八反”提供了科学依据,初步阐述了苦参方剂中生物碱配伍的禁忌机制。甘草含有一定量的生物碱,卢瑞琦[74]利用HPLC法对乌头汤中的总生物碱部位的特征图谱分析发现,盐酸黄麻碱、总生物碱部位在一定范围内可抑制大鼠星形胶质细胞(RA)增殖,并建立了HPLC谱图分析条件,方法可行。彭程等[34]通过对苦参与荆芥、蛇床子、黄柏、地龙、车前草等配伍的生物碱成分分析后认为,配伍苦参可能导致生物碱发生改变,导致氧化苦参碱转化为苦参碱,同时找出了苦参方挥发油的主要成分有胡薄荷酮、薄荷酮等,确定了挥发油在配伍后的成分及量的变化情况,明确了苦参方剂配伍后有效成分的基本变化规律。针对牛黄的化学成分检测,柳温曦等[75]认为,因为牛黄成分复杂,HPLC-UV、HPLC-ELSD法在质量控制、真伪鉴别方面存在一定局限性,故而推荐使用灵敏性、选择性更高的液相-质谱(LC-MS)联用法,尽管如此,该研究同样肯定了HPLC-UV、HPLC-ELSD法在牛黄测定中的良好成效,可将HPLC法作为牛黄化学成分检测的专属性检测方法之一。周瑛等[76]利用HPLC-ICP-MS法顺利实现了对食品中的硒和砷的测定,获得了二者的生物有效性相关数据,证明硒、砷及其他微量元素参与了生物体的代谢活动。国外学者Suzuki K T等[77-78]通过HPLC-ICP-MS法测定了砷在生物体内的基本形态与代谢过程。Infante HG等[79]利用HPLC-ICP-MS法对体内的硒的分布情况进行针对性研究时,找到了癌细胞。周坤等[80]证实UPLC-Q-Exactive Qrbitrap-MS在诃子和毛诃子的化学成分识别与鉴定方面有明显的优势,操作简单,耗时短,其高分辨质谱给出的分子离子峰和碎片离子峰数据可为两者的质量控制及药效阐明提供参考依据。但目前专门将HPLC法应用于清肺十八味丸中药物微量元素分析的文献则几乎没有涉猎。

4 结语

综上所述,清肺十八味丸的药物种类繁多,大致可分为植物、动物和矿物三类,是治疗呼吸道疾病的常用药物之一,其清热、止咳、祛痰的功效在一定程度上与药物中的生物碱、挥发油及微量元素等息息相关,但这3类化学成分的药理活性是否存在相关性,仍有待进一步研究证实。HPLC法是一种简单、快速,准确的测定方法,在清肺十八味丸相关药物的生物碱、挥发油测定中优势明显,真实、宏观、整体、综合,信息量丰富,能明显观测相关药物中的生物碱及挥发油的整体成分变化规律,通过有效成分的追踪,化学成分的定向转移和不同提取工艺的鉴别,为药材中生物碱的整体质量控制提供参考依据,但在清肺十八味丸相关药物微量元素的检测方面却鲜有涉猎,这无疑需要弥补,以便为清肺十八味丸整体质量的控制提供依据,满足蒙医对清肺十八味丸的质量控制要求,提高蒙成药质量,避免相关药物生物碱、挥发油、微量元素结构测定的技术瓶颈。