腸道菌群對中藥有效成分代謝機制研究進(jìn)展*

馮文成 金麗萍 李海龍 胡昊 王偉明

（黑龍江省中醫(yī)藥科學(xué)院·150036）

隨著中藥現(xiàn)代化戰(zhàn)略的發(fā)展，關(guān)于中藥作用機制的研究亦越來越受到重視，中藥成分代謝的研究日益顯示出其重要性。在體內(nèi)口服藥物不可避免的要與腸道細(xì)菌接觸，參與腸肝循環(huán)的藥物(包括靜注、肌注或皮下注射的藥物)，當(dāng)其代謝物隨膽汁分泌到腸道中時，也可能被腸道細(xì)菌代謝。因此，腸道細(xì)菌對藥物代謝具有非常重要的影響。中藥有效成分的腸內(nèi)菌群代謝的研究，現(xiàn)已成為一個受國際關(guān)注的重要研究課題。

1 腸道菌群的研究進(jìn)展

1.1 腸道種群的分類

在人體腸道中寄生著一個龐大而富有活力的細(xì)菌菌群，是腸道微生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，菌群種類有300～500種，成人腸道細(xì)菌數(shù)量達(dá)到1012～1014 個[1-3]。在人體腸道菌群是一個復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng)，根據(jù)細(xì)菌16SrRNA序列的分類，發(fā)現(xiàn)腸道菌群的種類超過800種，主要有擬桿菌屬、梭菌屬、乳桿菌屬、大腸埃希菌屬和雙歧桿菌屬等[4-5]。

1.2 腸道細(xì)菌代謝酶

腸道細(xì)菌生長過程中會產(chǎn)生各種各樣的酶，這對中藥成分生物代謝轉(zhuǎn)化起到至關(guān)重要的作用。腸道菌群對中藥有效成分的代謝方式主要是以水解和還原為主。研究發(fā)現(xiàn)，中藥有效成分經(jīng)腸道菌群代謝后，轉(zhuǎn)化產(chǎn)生出具有較強藥理活性的代謝產(chǎn)物，尤其是具有水溶性的葡萄糖苷類成分，腸道細(xì)菌產(chǎn)生的代謝酶主要包括水解酶、裂解酶和轉(zhuǎn)移酶、氧化還原酶等。其中β-糖苷酶是目前研究較多的一種水解酶，可以將外源性的β-糖苷類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的苷元[6]。

2 腸道菌群對中藥有效成分的代謝

2.1 黃酮類化合物

這是目前研究最廣泛的一類化合物，它們既可以被組織酶降解，也可以被腸道菌叢代謝。黃酮苷類化合物，如黃芩苷、蘆丁、芹菜苷、葛根素、大豆苷元等，大多可以轉(zhuǎn)化為苷元或其他產(chǎn)物。

2.1.1 黃芩苷 黃芩苷(baicalin，BG)是黃芩中的主要黃酮類成分之一，在體外實驗中大腸桿菌能夠水解BG為其代謝產(chǎn)物黃芩素(baicalein，B)，BG口服給予大鼠，在血清中幾乎測不到代謝產(chǎn)物。但是在腸道內(nèi)容物中可以測得大量的代謝產(chǎn)B。無菌大鼠口服同樣濃度BG后，2h后在血中僅測到少量的BG。普通大鼠口服B后，在血中可迅速地測出BG，而未發(fā)現(xiàn)有B的存在。說明BG不能直接被吸收入血，在腸道菌群的作用下轉(zhuǎn)化為代謝產(chǎn)物B被吸收，再在體內(nèi)結(jié)合為BG，因此在血中測出BG[7]。

2.1.2 芹菜苷 在體外芹菜苷可被腸道細(xì)菌吉氏擬桿菌（Bacteroides distasonis Eggerth et Gagnon）和細(xì)枝真桿菌（Eubacterium ramulus Moore, Johnson et Holdeman）代謝轉(zhuǎn)化成芹菜素（4′,5,7-三羥基黃酮）、柑桔素（4,5,7-三羥基黃烷酮）和對羥基苯丙酸等主要代謝產(chǎn)物[8]。

2.1.3 葛根素 人的糞便樣本中，大豆苷幾乎能被所有的腸道細(xì)菌所水解，但只有很少量的細(xì)菌如屎腸球菌Streptococcus faecium Orla-JensenS-9、雙岐桿菌 Bifidobacterium longum ReuterH1和直腸真桿菌 Eubacterium rectale (Hauduroy et al.) PrevotA-44能將葛根素轉(zhuǎn)化為大豆苷元[9]。棒狀桿菌Niu-O16能轉(zhuǎn)化染料木黃酮和大豆苷元，形成去氫染料木黃酮和去氫大豆苷元。大豆苷元、去氫大豆苷元能在革蘭陽性菌do03、Eggerthella sp.YY7918作用下轉(zhuǎn)化成S-牛尿酚。細(xì)菌細(xì)枝真桿菌能將去氫大豆苷元轉(zhuǎn)化為6-羥基去甲安哥拉紫檀素和O-去甲安哥拉紫檀素[10]。

2.1.4 蘆丁 在厭氧培養(yǎng)條件下，用黃曲霉(Aspergillus flavus)進(jìn)行蘆丁體外代謝，得產(chǎn)物間-苯三酚羧酸、原兒茶酸、2-(3，4-二羥基苯甲酸基)4，6-二羥基苯甲酸[11]。

2.2 木脂素類成分

腸道細(xì)菌能對牛蒡苷、落葉松脂素、羅漢松脂素、亞麻籽木脂素、芝麻脂素等木脂素進(jìn)行糖苷水解、脫甲基、脫羥基、不對稱加氫、環(huán)合作用，代謝形成具有生物活性的腸內(nèi)脂（ENL）、腸二醇（END）。

2.2.1 亞麻籽木脂素 亞麻籽木脂素（SDG）在人體腸道細(xì)菌Clostridiumsaccharogumia的作用下，在結(jié)腸中脫掉2個糖基形成異松樹脂醇二酯（SECO），SECO在黏液真桿菌Eubacterium limosum (Eggerth) Prevot、Blautia producta、真桿菌變種Eubacterium sp.SDG-2和遲緩埃格特菌Eggerthella lenta等腸道細(xì)菌的作用下先后在橫腸中脫去甲基與羥基，形成(+)-END。而(+)-END又可經(jīng)瘤胃球菌變種END-2作用環(huán)合形成 (+)-ENL[12]。

2.2.2 牛蒡苷元。從糞便中分離出一種真桿菌變種ARC-2，其產(chǎn)生的甲基轉(zhuǎn)移酶能將牛蒡苷元脫甲基，生成(－)-2,3-二-(3,4-二羥基苯甲基)-丁內(nèi)酯（DHENL）。遲緩埃格特菌變種SDG-2又能將(－)-DHENL進(jìn)行脫羥基，形成(－)-ENL[13]。

2.3 萜類化合物

2.3.1 當(dāng)藥苦苷 Adell E.S,Hattori M.kawata等對環(huán)烯醚萜類天然化合物等的人腸內(nèi)細(xì)菌代謝進(jìn)行了大量研究[14]。首先，經(jīng)腸內(nèi)細(xì)菌的β-葡萄糖醛酸苷酶的作用產(chǎn)生其配基，再經(jīng)脫水，雙醛中間體等轉(zhuǎn)化為赤式失車菊素，還原后產(chǎn)生終產(chǎn)物。

2.3.2 京尼平苷 京尼平苷,是從梔子中提取的一種環(huán)烯醚萜苷,其苷元京尼平（genipin）能夠促進(jìn)膽汁分泌。代謝過程為京尼平苷通過腸道細(xì)菌的β-葡萄糖醛酸苷酶水解生成京尼平[15]。

2.3.3 梔子苷 研究發(fā)現(xiàn)梔子苷被能被具核梭桿菌Fusobacterium nucleatum Knorr、脆弱擬桿菌Bacteroides fragilis (Veillon et Zuber) Castellani et Chalmers ssp、厭氧消化鏈球菌Peptostrep tococcus Anaerobius(Natvig) Kluyver et van Niel 等腸道細(xì)菌代謝為梔子寧堿，且混合細(xì)菌的代謝量比單一菌株的代謝量大很多[16]。

2.3.4 莫羅忍冬苷 莫羅忍冬苷在腸道菌群作用下，代謝形成兩個主要的含氮代謝產(chǎn)物莫羅忍冬堿mor-1 和mor-2[17]。

2.3.5 人參皂苷 人參皂苷在胃液作用下只發(fā)生輕微的水合反應(yīng)，代謝產(chǎn)物在腸道菌群代謝酶的作用下，水解糖苷鍵，將連接在C3,C6或C20位的逐步從末端斷裂下來，形成一些中間產(chǎn)物最終生成Compound K或20 (S)原人參三醇，Compound K還可以進(jìn)一步降解成20 (S)原人參二醇[18]。

2.4 蒽醌類化合物

蘆薈大黃素苷(barbaloin)在人的腸道菌群作用下可以代謝為蘆薈大黃酸蒽酮(aloe—enodin anthone)。人的糞便中已分離出一種可裂解蘆薈大黃c-c鍵的代謝菌(Eubacuteriumsp．BAR)[19]。

2.5 甾體類化合物

甾體皂苷是麥冬治療冠心病的主要活性成分，麥冬皂苷D在大鼠腸道菌作用下均能被代謝成薯蕷皂苷元，且最終在血液、尿液中也檢出薯蕷皂苷元。由此推測，麥冬皂苷D在消化道以其苷元的形式吸收進(jìn)入血液[20]。

2.6 生物堿類

烏頭堿屬于二萜類生物堿，將烏頭堿與人腸道菌群中的脆弱擬桿菌(Bacteroides fragilis)在厭氧條件下溫孵培養(yǎng)，轉(zhuǎn)化生成的產(chǎn)物在薄層色譜板上顯示出四個斑點，其中兩個鑒定為苯甲酰烏頭胺(benzoylaconine)或稱苯甲酰烏頭原堿(picraconitine)和原形藥物烏頭堿,另外的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物是苯甲酰烏頭胺的c8位羥基與脂及酸結(jié)合成酯的混合物[21]。

3 討論

隨著中藥代謝學(xué)的發(fā)展，對于中藥有效成分在人體的代謝機理研究愈發(fā)迫切，而體內(nèi)的代謝途徑的研究是其中重要的環(huán)節(jié)之一。但由于檢測技術(shù)和分析手段的限制，給復(fù)雜的中藥腸道菌群代謝的研究造成了很大的困難。隨著色譜-色譜，色譜-質(zhì)譜等先進(jìn)分析方法的應(yīng)用與成熟，腸道菌群對中藥化學(xué)成分代謝的復(fù)雜產(chǎn)物的分析成為了可能，并且極大地縮短了分析時間，提高了檢測靈敏度，這為代謝產(chǎn)物的分析提供了有力的技術(shù)保障。

研究腸道菌群對中藥各類成分代謝規(guī)律有利于了解其在體內(nèi)的整個代謝過程并闡明發(fā)揮藥效的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著各國腸道菌群對中藥成分的代謝研究的逐步重視，其研究取得了很大成果，尤其在黃酮類化合物，但對其它化合物的研究卻很少。各類成分的代謝規(guī)律、參與代謝的細(xì)菌種類及其產(chǎn)生的酶仍不清楚，且十分復(fù)雜。因此，闡明其代謝過程中是哪種細(xì)菌產(chǎn)生何種酶參與哪些具體的代謝環(huán)節(jié)，這對揭示腸道細(xì)菌轉(zhuǎn)化中藥成分的代謝機制具有非常重要的作用。

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