藏藥植物藥內(nèi)源性生物堿類毒性成分的代謝轉(zhuǎn)化及減毒特征研究進展

王一妃，龔 瑩，秦玲玲，郭 磊，唐 麗

（1.中央民族大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，北京 100081；2.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院毒物藥物研究所，抗毒藥物與毒理學(xué)國家重點實驗室，北京 100850）

藏醫(yī)藥發(fā)展至今已有2300多年的歷史。藏醫(yī)在臨床實踐的指導(dǎo)下，形成了五源（土、水、火、風(fēng)、空）、六味（甘、酸、咸、苦、辛、澀）、三化味（藥物及飲食經(jīng)胃陽作用轉(zhuǎn)化為甘、酸、苦三味）、八性（重、潤、涼、鈍、輕、糙、熱、銳）、十七效（和、重、熱、潤、穩(wěn)、寒、鈍、涼、軟、淡、燥、澀、溫、輕、銳、烈、動）和三因?qū)W說（隆、赤巴、培根）等獨特的理論體系，同時留傳下許多珍貴古籍，如最古老的藏藥古籍《月王藥診》、藏醫(yī)藥形成的里程碑《四部醫(yī)典》、藏族經(jīng)典醫(yī)藥學(xué)著作《晶珠本草》等［1］。藏醫(yī)藥獨特的理論體系為藏族人民的繁衍昌盛和民族藥的發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻。近期調(diào)查表明，藏藥資源有2436種，植物藥2172種，動物藥214種，礦物藥50種，植物藥是藏藥資源的主要組成部分［2］。藏藥植物藥在長期高寒、輻射強、紫外線豐富、晝夜溫差大的環(huán)境中生長，具有不可替代的藥用價值，對高原性疾病、消化系統(tǒng)疾病、風(fēng)濕性疾病等的治療具有明顯優(yōu)勢。但某些藏藥植物藥中的活性成分，同時也是毒性成分。與由環(huán)境遷移等外部因素所引入的重金屬、真菌毒素等外源性有毒成分不同，藏藥植物藥的內(nèi)源性毒性成分不能完全消除，這就需要在掌握其活性（毒性）作用機制的基礎(chǔ)上，密切關(guān)注其體內(nèi)代謝毒性物質(zhì)基礎(chǔ)，為炮制減毒等提供理論依據(jù)，制定藏藥植物藥的內(nèi)源性毒性成分限量標(biāo)準(zhǔn)等也勢在必行。

《中國毒性民族藥志》中共記錄毒性藏藥植物藥164味，其中大毒植物28味，有毒植物56味，小毒植物80味［3］；《中華本草藏藥卷》收載了藏醫(yī)臨床常用、療效確切的藏藥材396味，植物藥309味，其中47種有毒［4］。藏藥中的毒性較高的植物主要包括瑞香狼毒、雪上一枝蒿、露蕊烏頭、工布烏頭、美麗烏頭、翠雀花、鐵棒槌、伏毛鐵棒錘、馬尿泡、三分三、天仙子、隴蜀杜鵑、羊角拗、馬錢子、相思子、高山大戟、藍鐘花、巴豆、曼陀羅、虞美人、罌粟、蓖麻、萱草和厚果崖豆藤等。這些毒性植物與中藥中的大毒植物既有相同又有其獨有品種，如瑞香狼毒、雪上一枝蒿、鐵棒槌、馬尿泡、隴蜀杜鵑和鐮形棘豆等是藏藥中的獨特品種。這些藏藥植物藥中的主要毒性生物堿包括烏頭類和甲基牛扁堿（methylly?caconitine，MLA）等二萜生物堿和莨菪烷類生物堿、士的寧、馬錢子堿、罌粟堿、苦馬豆素等。另外，還有一些藏藥植物藥中因含有毒蛋白（相思子毒蛋白、蓖麻毒蛋白）、黃酮（魚藤酮）、萜類、強心苷、羊角拗苷、毒毛旋花苷和浸木毒素等而起毒性作用。

藥物毒性效應(yīng)的產(chǎn)生與代謝解毒密切相關(guān)。目前，大多數(shù)的研究模式包括通過觀測藥物在肝微粒體的體外代謝以及動物模型水平上的體內(nèi)代謝，對藥物在人體的代謝規(guī)律及特征進行預(yù)測，進而為產(chǎn)生毒性的作用機制提供依據(jù)。本文對藏藥植物藥中代表性的生物堿類內(nèi)源性毒性成分，歸納評述其毒性、代謝和減毒等特征。

1 有毒生物堿的種屬分布及毒性

藏藥植物藥中的毒性生物堿主要包括烏頭類、MLA等二萜生物堿、莨菪烷類生物堿、士的寧、馬錢子堿、罌粟堿和苦馬豆素。表1對藏藥植物藥種類、種屬、代表植物、分布地區(qū)、結(jié)構(gòu)式及毒性等進行歸納總結(jié)。

1.1 二萜類生物堿

1.1.1 烏頭類二萜雙酯生物堿

烏頭類二萜雙酯生物堿主要存在于毛茛科烏頭屬植物中，如雪上一枝蒿（藏藥名：榜那）、黃草烏（榜那）、露蕊烏頭（爭巴達車）、藤烏頭（榜阿那保）、工布烏頭（榜阿那保）、鐵棒錘（榜那）、伏毛鐵棒錘（榜阿那保）和美麗烏頭（邦瑪）等，主要用于強心、抗休克和抗心律失常等。但該類生物堿治療窗窄，屬于劇毒物質(zhì)，過量可中毒，主要通過作用于中樞神經(jīng)和周圍神經(jīng)，使其先興奮后抑制，直至麻痹，嚴(yán)重時可導(dǎo)致心源性休克，最終呼吸衰竭而亡。一般而言，烏頭堿（aconitine，AC）、中烏頭堿（mesacon?itine，MA）和次烏頭堿（hypaconitine，HA）均是劇毒物質(zhì)，AC和MA毒性尤強，小鼠灌胃半數(shù)致死量（LD50）為1.8～1.9 mg·kg-1［5-7］。

1.1.2 甲基牛扁堿

藏藥毛茛科翠雀屬植物中亦含有豐富的二萜類生物堿，其中MLA是翠雀屬植物中的主要有效單體，可用于臨床麻醉用藥，可對抗Aβ細胞毒性，也為抗阿爾茨海默病新藥研究提供思路［8］。但MLA是活性成分的同時也是劇毒物質(zhì)，小鼠靜脈注射LD50可達4.8 mg·kg-1［9］。服用不當(dāng)可引起肌無力甚至癱瘓，隨后引起呼吸衰竭甚至死亡。

1.2 莨菪烷類生物堿

莨菪烷類生物堿則主要存在于藏藥植物藥的茄科，如山莨菪屬的三分三（唐沖那保）、東莨菪、山莨菪（唐沖那保），曼陀羅屬的曼陀羅、天仙子屬的天仙子（唐沖莨菪澤）、馬尿泡屬的馬尿泡（唐沖嘎寶）等。廣泛分布于甘肅、青海、四川、西藏和云南等地。主要包括東莨菪堿、阿托品、山莨菪堿和樟柳堿等。該類生物堿是毒蕈堿型受體拮抗劑，廣泛用于急慢性疼痛、抗休克、有機磷中毒的治療等［17］。但該類生物堿毒性很強，使用不當(dāng)可造成神經(jīng)中毒，中毒后可出現(xiàn)口干、瞳孔散大、臉色潮紅，更甚者可使血壓下降，導(dǎo)致死亡。東莨菪堿和阿托品還能誘導(dǎo)人淋巴細胞凋亡和DNA斷裂，表現(xiàn)出基因毒性和細胞毒性等［18］。莨菪烷類生物堿中阿托品毒性最高，東莨菪堿和山莨菪堿次之，樟柳堿的毒性最低［19］。

1.3 士的寧和馬錢子堿

士的寧和馬錢子堿等則主要存在于馬錢科馬錢屬的馬錢子（果齊拉）和長籽馬錢中；廣泛分布于云南和福建等地，成熟種子中含1.5%～5%的總生物堿，而士的寧和馬錢子堿占總生物堿中的45%～50%，主要用于鎮(zhèn)痛和抗炎等用途。士的寧和馬錢子堿的正常劑量和中毒劑量非常相近，例如，成人口服士的寧5～10 mg便可出現(xiàn)中毒現(xiàn)象，口服馬錢子生藥7 g可致死［20］。2種生物堿可破壞反射過程，將興奮擴大到整個脊髓，并有強的強制性痙攣作用，同時對神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和消化系統(tǒng)均存在毒性作用。士的寧含量雖與馬錢子堿相當(dāng)，但毒性為馬錢子堿的20倍，毒性強于馬錢子堿［14］。另外，值得注意的是藏藥植物藥所處獨特的生長環(huán)境對藥物毒性的影響。高原地區(qū)長期處于低壓缺氧環(huán)境，機體對藥物的反應(yīng)存在不同，高原地區(qū)的馬錢子堿毒性更大［21］，推測高原地區(qū)可能會使某些植物藥的毒性大小發(fā)生改變，不可一味照搬非高原地區(qū)用藥，尤其是毒性較強的藥物更應(yīng)慎重。

1.4 罌粟堿

罌粟堿{1-〔（3，4-二甲氧基苯基）甲基〕-6 ，7-二甲氧基異喹啉}主要存在于罌粟科罌粟屬的虞美人（加曼）和罌粟等，廣泛用于緩解痙攣。罌粟和虞美人全株有毒，果實毒性最高，主要對中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生毒性。罌粟堿不能選擇性地松弛平滑肌，可因腸道松弛而致血壓持續(xù)降低，甚至嚴(yán)重心律失常，最終導(dǎo)致死亡。在3200 m的高原地區(qū)，鹽酸罌粟堿對小鼠的LD50顯著降低，毒性的增加可能與高原缺氧有關(guān)，同時也警示人們高原用藥的特殊性［22］。

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1.5 苦馬豆素

藏藥中的棘豆系豆科棘豆屬植物，主要分布在西藏、青海、甘肅和四川等地，多用于抗炎鎮(zhèn)痛、抗膿毒和抗氧化等［23］?？煞譃楹诎?種，其中甘肅棘豆和小葉棘豆歸為白棘豆，黃花棘豆和鐮形棘豆歸為黑棘豆，黑棘豆毒性強于白棘豆。鐮形棘豆（莪大夏），草藥之王，藏醫(yī)常用的“三抗炎藥”之一，極性較大的吲哚里西啶類生物堿是其主要毒性成分，以苦馬豆素（swainsonine，瘋草毒素）及其類似物為主［24］。苦馬豆素可在體內(nèi)蓄積，抑制甘露糖苷酶活性，改變糖蛋白合成，導(dǎo)致靶器官實質(zhì)性細胞漿空泡變性和溶酶體蓄積［25］。該類生物堿多集中在鐮形棘豆正丁醇萃取部分，高濃度可致突變［26］。小鼠灌胃LD50為226.24 mg·kg-1［16］，毒性較強。

2 有毒生物堿的代謝和減毒特點

2.1 二萜類生物堿

2.1.1 烏頭二萜雙酯類生物堿

烏頭類二萜雙酯生物堿的毒性主要與其結(jié)構(gòu)中的C14位苯甲酰酯、C8位乙酰酯基和C13位羥基相關(guān)，其C1，C6，C16和C18位甲氧基也存在一定的毒性關(guān)系［27-28］，經(jīng)由代謝后，上述毒性相關(guān)位置發(fā)生一定轉(zhuǎn)變，主要通過C8位水解去乙酰基，轉(zhuǎn)化成單酯AC（苯甲酰AC、苯甲酰HA、苯甲酰MA）；或經(jīng)過去烷基、羥基化等過程增加極性，從而達到代謝減毒的目的［29］。例如，烏頭的體內(nèi)代謝模型中，大鼠膽汁中可檢測到去N-去乙基、N-氧化、3，13-乙酰化、6，16-去二甲基AC及3，13-乙酰化AC；尿液中可檢出14-乙?；疉C、3，5-甲氧基AC、AC-甘氨酸加合物、15-羥基氧化AC、烏頭原堿及MA；糞便中可檢測到苯甲酰AC［30］等。MA經(jīng)代謝后可在大鼠尿中檢測到羥基化MA、1-O-去甲基MA、去氧MA和中烏頭次堿等4個Ⅰ相代謝產(chǎn)物，中烏頭堿與葡萄糖醛酸的結(jié)合物Ⅱ相代謝產(chǎn)物。

肝作為人體最重要的代謝解毒器官，主要通過細胞色素P450酶系進行代謝。研究者常通過描繪藥物在肝微粒體的代謝情況，對藥物在人體的代謝規(guī)律及特征進行預(yù)測，進而也有助于預(yù)測藥物毒性效應(yīng)的作用特點。烏頭二萜雙酯類生物堿在人和大鼠肝微粒體中的代謝產(chǎn)物及其參與的細胞色素P450同工酶如（圖1）所示。烏頭類二萜雙酯生物堿在人與大鼠肝微粒體產(chǎn)物相比，主要代謝轉(zhuǎn)化途徑既有相同之處，但亦存在不同之處。AC，MA和HA經(jīng)人肝微粒體和大鼠肝微粒體代謝共產(chǎn)生35個代謝產(chǎn)物，多經(jīng)去烷基、酯水解、羥基化、烷基化過程，其中三者均可代謝產(chǎn)生1-去甲基、16-去甲基、2-羥基化產(chǎn)物，MA和HA可代謝產(chǎn)生6-去甲基產(chǎn)物，AC和MA均可產(chǎn)生3-去氫、8-去乙?；a(chǎn)物，AC和HA可代謝產(chǎn)生15-去氫產(chǎn)物1，6-去二甲基、6，16-去甲基產(chǎn)物，HA經(jīng)羥基化轉(zhuǎn)化成MA。人肝微粒體同工酶CYP3A4，3A5和2D6主要參與AC，MA和HA代謝，大鼠肝微粒體CYP2D，2C和3A主要參與三者代謝，但CYP2E1不參與AC和MA代謝。三者經(jīng)肝微粒體代謝多產(chǎn)生極性增加產(chǎn)物，利于排出體外，減少對機體損害。另外，去N-乙基AC、羥基化MA、去氫MA及3個單酯型生物堿-苯甲酰烏頭原堿和苯甲酰次烏頭原堿、苯甲酰中烏頭原堿，可作為雙酯型生物堿在大鼠肝微粒體中的代謝特征產(chǎn)物［31］。

烏頭屬植物中毒事件屢見不鮮，配伍減毒和炮制減毒多有記載。如甘草、干姜、大黃、人參、白芍、防己、訶子與烏頭類植物藥配伍減毒等。在炮制減毒方面，傳統(tǒng)藏醫(yī)對烏頭類藏藥主要通過青稞酒制、訶子制［32］、糌粑拌炒、牦牛奶拌炒和牦乳牛脂肪包裹［33］183等進行炮制?！恫厮幉款C標(biāo)準(zhǔn)》還收錄了鐵棒槌的炮制方法：入鐵鍋微炒或加水煮沸，取出晾干，即得。炮制減毒的基本原理是通過C18位乙?；?，使毒性減為原生物堿的1/200、但仍有藥效的苯甲酰烏頭原堿類單酯生物堿，若再進一步水解則C14位失去苯甲?；罱K形成藥理作用弱、毒性更弱的烏頭原堿類生物堿［34］。

2015版《中華人民共和國藥典》推薦使用AC，MA和HA的總含量（HPLC-UV法）作為烏頭屬植物藥的安全性評價指標(biāo)。但該法的前提是三者活性相同，實際上AC，MA和HA的活性依次遞減［35］，該評價方法不夠準(zhǔn)確。另外，藏藥植物藥本身是一個多組分多靶點的復(fù)雜體系，不同組分之間存在著協(xié)同和拮抗等作用，一個或幾個活性成分的簡單定量定性分析并不能代表該植物藥的整體藥效和毒性。針對該問題，Qin等［36］提出利用生物效價法，通過LD50和最小致死劑量（minimum lethal doses，MLD），直觀、準(zhǔn)確地得到藥物毒性。但該法需要大量的實驗動物，不適合大規(guī)模檢測。在此基礎(chǔ)上，Zhang等［37］測定了AC，MA和HA的MLD，歸一化得到AC，HA和MA的毒性校準(zhǔn)系數(shù)，從而建立有毒劑量指數(shù)（toxic constituents index，TCI）方程，對比發(fā)現(xiàn)TCI與毒性效力（toxic potency，TP）有很強的相關(guān)性，從而可進一步利用TCI方程來評價毒性效力。該法快速、準(zhǔn)確、具有普適性，有利于烏頭類生

物堿毒性的準(zhǔn)確評價和控制，適用于烏頭類植物及減毒產(chǎn)品的質(zhì)量評價。

圖1 烏頭堿（AC）、中烏頭堿（MA）和次烏頭堿（HA）在大鼠肝微粒體和人肝微粒體中的代謝產(chǎn)物.HLM：人肝微粒體；RLM：大鼠肝微粒體；虛線圓圈：變化基團.

2.1.2 甲基牛扁堿

MLA是毒性最強的翠雀屬生物堿，屬于高毒的N-甲基琥珀堿安茴酰牛扁堿型（MSAL）生物堿，其結(jié)構(gòu)中C18位的酯基和C14位甲氧基被認(rèn)為是該類生物堿的毒性基團。MLA在體內(nèi)分布、排泄迅速，20 min即可在血、腦、肝、腎和骨骼肌等檢測出［38］。藏醫(yī)古籍對該類植物炮制、配伍減毒等方面的研究尚不明確。目前在動物模型層面已進行了初步的解毒措施研究，包括注射疫苗［39］或重復(fù)多次靜脈注射少量的毒扁豆堿［40］等。

2.2 莨菪烷類生物堿

4種莨菪烷類生物堿在肝微粒體和肝勻漿等體外代謝體系中主要經(jīng)Ⅰ相代謝，包括水解和去甲基等過程；在大鼠尿液中檢測到的代謝產(chǎn)物主要包括N-去甲基、N-氧化和與葡萄糖醛酸或者磺酸的結(jié)合物等；在腸內(nèi)菌和糞便中的代謝產(chǎn)物則以水解成莨菪品為主［41］。一般認(rèn)為，莨菪烷類生物堿的神經(jīng)毒性主要與其結(jié)構(gòu)中N上連接的甲基相關(guān)［42］，體內(nèi)代謝時一般經(jīng)由N-去甲基過程減毒。

1977年《中國藥典》即開始收載的藥材三分三中包括本種及同屬鈴鐺子、塞莨菪及天仙子（莨菪子），均含有莨菪烷類生物堿，在中藥古籍中炮制方法頗多，如《肘后方》中的酒漬、《千金藥方》中的醋制、《證類-雷公炮灸論》中的醋牛乳制、《外治》、《證類本草》中的炒制、《圣濟總錄》中的石灰水制、礬制等。該類生物堿通過水解成氨基醇酯類、加熱破壞莨菪烷結(jié)構(gòu)或醋制轉(zhuǎn)化成無毒氫溴酸東莨菪堿、消旋山莨菪堿和硫酸阿托品等進行炮制減毒，但莨菪烷類生物堿目前并未形成統(tǒng)一規(guī)范的炮制工藝［43］。

2.3 士的寧和馬錢子堿

士的寧及馬錢子堿在大鼠體內(nèi)外的主要代謝途徑如表2所示，既有相同亦有不同代謝途徑。士的寧主要經(jīng)羥基化、水解、甲基化-氧化、去氫和N-氧化［44］等Ⅰ相代謝途徑及與葡萄糖醛酸結(jié)合［45］等Ⅱ相代謝過程。馬錢子堿則主要經(jīng)過羥基化、N-氧化、連續(xù)去甲基和連續(xù)氧化等Ⅰ相代謝過程及與葡萄糖醛酸結(jié)合Ⅱ相代謝過程［46］。代謝產(chǎn)物中N-氧化士的寧毒性為士的寧毒性的1/10［46］，N-氧化馬錢子堿毒性為馬錢子堿毒性的1/15［47］。士的寧主要在血液中代謝，肝中最慢，馬錢子堿除約20%經(jīng)尿排出外，主要經(jīng)肝代謝，但排出較慢，存在蓄積［14］256，［47］。近來，Lin 等［48］發(fā)現(xiàn)馬錢子植物中的一些生物堿可抑制士的寧和馬錢子堿的吸收，影響其在體內(nèi)的滯留時間，減輕士的寧和馬錢子堿毒性，其總生物堿比單體生物堿毒性更低。提示需注意藏藥植物藥的整體性。

馬錢子的治療劑量跟中毒劑量相近。配伍減毒方面，馬錢子常與甘草、赤芍、洋金花、蘇木、白術(shù)和生地黃等配伍減輕毒性。藏藥常用佐塔（水銀洗煉八珍八鐵而成的特殊藥劑）與馬錢子配伍，促進馬錢子堿和士的寧的吸收，提高清除速率，亦可達到減毒增效作用［49］。炮制減毒方面，馬錢子傳統(tǒng)炮制方法有砂燙、油炸、醋泡、醋灸、尿泡、直接黃牛奶或犏牛奶煮、熱草木灰埋悶后奶煮、陽江九制馬錢子等，且砂燙法已被中國《藥典》收錄為法定方法。近些年還出現(xiàn)了改良的爆壓法、烘烤法、清炒法、微波法和大米砂炒等炮制減毒方法［50］。經(jīng)過砂燙和高溫加熱等炮制方法，可使醚鍵斷裂轉(zhuǎn)化成毒性較低的馬錢子堿氮氧化物、士的寧氮氧化物、異士的寧和異馬錢子等。研究發(fā)現(xiàn)，馬錢子中起鎮(zhèn)痛抗炎作用的主要是馬錢子堿，與士的寧幾乎無關(guān)［51］，因此可先將士的寧從植物中提取棄去，達到減毒目的，且不影響功效。

表2 士的寧和馬錢子堿在大鼠體內(nèi)外不同代謝途徑［44-45］

2.4 罌粟堿

罌粟堿是芐基異喹啉類生物堿，體外代謝產(chǎn)物多經(jīng)過去甲基、羥基化過程，體內(nèi)主要通過肝選擇性地代謝為4-羥基罌粟堿，最終以葡萄糖醛酸鹽形式排出［52］。罌粟堿的配伍、炮制減毒書籍和文獻記載尚不明確。

2.5 苦馬豆素

《基礎(chǔ)藏藥炮制學(xué)》記錄短序棘豆與珍寶配伍時，需加工炮制［33］176-177。例如，萌芽的短序棘豆去皮、研碎后，以堿花鹽調(diào)制，加以驢尿、新收芝麻、少許童便和酒，最終呈現(xiàn)為黑色光澤的炮制形態(tài)。棘豆還可以用馬奶和驢奶等炮制。

3 結(jié)語

藏醫(yī)藥在長期發(fā)展過程中，形成了獨特的理論體系，也存在其獨特的炮制減毒或配伍減毒方法。藏藥植物藥中的毒性成分，往往也是活性成分。現(xiàn)代藥物研究思路古今結(jié)合，化毒為利，為藏藥植物藥的臨床合理利用提供科學(xué)依據(jù)。在測定、控制其毒性成分含量的基礎(chǔ)上，以生物學(xué)方法與化學(xué)檢測等相結(jié)合，從整體性出發(fā)，對藏藥植物藥中的毒性成分進行安全性評價；結(jié)合長期驗方，全面挖掘包括生物堿在內(nèi)的毒性成分的代謝產(chǎn)物、代謝途徑，明確其具體的毒物代謝轉(zhuǎn)化過程及毒性代謝規(guī)律，亦可為新型減毒方法的研制提供基礎(chǔ)支撐，為今后臨床用藥和減毒治療提供科學(xué)依據(jù)。

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