冰片引經(jīng)作用的探討及其分子機制研究進展

趙洋洋,郭玉洪,黃汕梅,銀幫巧,唐耀平,2

(1.廣西中醫(yī)藥大學(xué)科學(xué)實驗中心,廣西 南寧 530200；2.廣西中醫(yī)藥大學(xué)附屬瑞康醫(yī)院,廣西 南寧 530011)

冰片(Borneol)在我國有著悠久的藥用歷史。冰片的主要來源為龍腦香科常綠喬木龍腦香DryobalanopsaromaticaGaertn. f.樹脂和揮發(fā)油加工提取的結(jié)晶，是較純粹的右旋龍腦。早在唐代《新修本草》中就有記載，冰片味辛、苦，性微寒，歸心、脾、肺經(jīng)，具有開竅醒神、清熱止痛之功效[1]?！侗静菥V目》曾記載冰片具有“通諸竅，散郁火”的功效[2]。在古代冰片常作為佐使藥配入處方當中，應(yīng)用頗廣，正如《本草衍義》所云：“獨行則勢弱，佐使則有功?！盵3]冰片在臨床應(yīng)用范圍廣泛，常作為佐使藥物應(yīng)用于心腦血管系統(tǒng)等疾病[4]以及皮膚燒燙傷的治療[5]。

引經(jīng)是為引經(jīng)報使之意，引經(jīng)藥是指在處方中對機體某部位有選擇性向?qū)ё饔玫乃幬?，能引領(lǐng)其他藥物直達病所，顯著提高治療效果。尤在涇《醫(yī)學(xué)讀書記》曰：“藥無引使，則不通病所?！盵6]吳鞠通《醫(yī)醫(yī)病書》云：“藥之有引經(jīng)，如人之不識路徑者用向?qū)б?。”[7]充分說明了引經(jīng)藥物在組方配伍中的重要性。大鼠體內(nèi)的藥代動力學(xué)實驗結(jié)果表明，冰片主要分布于肝、腦、心、脾、肺等組織，與其臟腑絡(luò)屬關(guān)系具有一致性[8]?；趥鹘y(tǒng)醫(yī)學(xué)引經(jīng)概念與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)靶向給藥系統(tǒng)存在的互通性，為了進一步闡明冰片類似引經(jīng)報使作用的科學(xué)內(nèi)涵，為中藥引經(jīng)作用的現(xiàn)代化研究及臨床應(yīng)用提供參考，現(xiàn)就相關(guān)研究進行綜述。

1 冰片引經(jīng)的藥理作用

1.1 冰片促進藥物通過血腦屏障

血腦屏障是由腦微血管內(nèi)皮細胞、星形膠質(zhì)細胞為主形成的一個實質(zhì)性結(jié)構(gòu)，通過腦血管內(nèi)皮細胞之間的特殊蛋白，將細胞膜縫合為一個完整而巨大的血腦物質(zhì)交換屏障[9-10]。血腦屏障作為維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和腦部內(nèi)環(huán)境的重要結(jié)構(gòu)以及動態(tài)生理屏障，對于中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮正常功能起著至關(guān)重要的作用[11]。然而，藥物的運輸傳遞也受到血腦屏障的限制，阻礙了大多數(shù)藥物成分進入腦部，降低了腦組織對大分子物質(zhì)和離子等的攝取。因此，大多數(shù)抗腦腫瘤、抗癲癇、抗老年癡呆、抗腦損傷的藥物通過血腦屏障的含量較少或不易通過血腦屏障，達不到治療疾病的目的[12]，導(dǎo)致心腦血管疾病的治療效果不佳。部分藥物通過血腦屏障時，甚至還會破壞其正常生理功能，造成組織的藥物性損傷，因此現(xiàn)代研究應(yīng)以保護血腦屏障為前提尋找更科學(xué)有效的方法[13]。

冰片是一種雙環(huán)單萜類化合物[14]，可以通過提高血腦屏障的通透性來促進藥物在腦內(nèi)的運輸傳遞，發(fā)揮引經(jīng)作用。Zhang等[15]報道冰片能提高血腦屏障的通透性，促進山柰酚向腦內(nèi)的轉(zhuǎn)運，增加山柰酚在腦內(nèi)的蓄積量，且對山柰酚的腦內(nèi)藥代動力學(xué)參數(shù)存在劑量依賴性影響。Fan等[16]通過研究也發(fā)現(xiàn)冰片可以有效打開血腦屏障，促進維拉帕米和地高辛進入腦內(nèi)發(fā)揮作用。Yu等[17]采用動物實驗，研究冰片作用于SD大鼠后對血腦屏障開放程度的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)冰片具有組織特異性的開放血腦屏障作用，以開放海馬區(qū)與下丘腦區(qū)域更為顯著。國內(nèi)外學(xué)者通過研究也證實，在病理條件下，與冰片合用后，黃芪、梓醇、葛根素[18]、銀杏內(nèi)酯[19]、長春西汀[20]、順鉑[21]等多種藥物在腦內(nèi)的濃度都有明顯提高，且表現(xiàn)出通過生物膜的吸收動力學(xué)過程[22]，證實了冰片透過血腦屏障提高藥物在腦內(nèi)分布的靶向增強作用，體現(xiàn)了冰片的引藥之功。

Wu等[23]建立體外血腦屏障模型，研究發(fā)現(xiàn)冰片可顯著增加普魯醚和川芎嗪的累積滲透量，降低血腦屏障緊密連接蛋白-1(ZO-1)的表達，增加A1腺苷受體(A1AR)和A2A腺苷受體(A2AAR)的表達。體內(nèi)藥代動力學(xué)研究也證實，口服冰片可顯著增加普魯醚和川芎嗪的AUCbrain值。這些結(jié)果表明冰片是有效的腦內(nèi)給藥引經(jīng)藥。在揭示冰片具有改善血腦屏障通透性作用的同時，還觀察到其對血腦屏障的結(jié)構(gòu)性損傷可能性極小[24]。超聲靶向微泡破壞(UTMD)是一種很有前景的輔助神經(jīng)保護療法，Zhang課題組[25]的實驗研究表明，在缺血性腦卒中的情況下，UTMD干預(yù)會破壞血腦屏障。而冰片可以弱化局灶性腦缺血UTMD誘導(dǎo)的病理性血腦屏障開放，明顯減輕UTMD對血腦屏障的不良影響，聯(lián)合應(yīng)用還有助于維持血腦屏障的完整性。這些研究表明，冰片不僅能促進血腦屏障的開放，發(fā)揮引藥之功，還能在一定程度上保護血腦屏障的正常生理功能。

1.2 冰片促進藥物通過黏膜

黏膜給藥是指借助合適的載體物質(zhì)，使藥物透過機體表面的黏膜上皮細胞，進入循環(huán)系統(tǒng)發(fā)揮局部或全身作用的給藥方式[26-27]。黏膜給藥方式拓寬了臨床給藥途徑，提高了藥物的生物利用度，然而黏膜的屏障作用在維持正常生理保護和清潔作用的同時，還能阻礙藥物通過黏膜進入人體血液循環(huán)系統(tǒng)，有時無法達到滿意的治療效果。冰片通過發(fā)揮其引經(jīng)作用，在口腔黏膜、鼻黏膜、眼角膜等黏膜給藥方面具有廣泛的應(yīng)用。

研究表明冰片能促進其他藥物透過口腔黏膜和鼻黏膜，優(yōu)化治療效果，且對黏膜刺激性較小，不良反應(yīng)不甚明顯。吳慶知等[28]評估不同濃度的冰片干預(yù)胰島素經(jīng)口吸收后的血糖濃度，發(fā)現(xiàn)0.12%濃度的冰片就能對胰島素經(jīng)口腔黏膜吸收途徑產(chǎn)生顯著的促進作用(P<0.05)。Lu等[29]采用高效液相色譜法(HPLC)測定京尼平苷單獨鼻腔給藥及與不同劑量的天然冰片合用后的血漿藥物濃度，以靜脈給藥作為對照，結(jié)果表明天然冰片能促進京尼平苷在鼻腔內(nèi)的迅速吸收，提高相對和絕對生物利用度，且存在劑量依賴性。陸洋等[30]以離體蛙皮為模型研究冰片對體外黏膜的滲透性實驗，結(jié)果顯示較高濃度的天然冰片可以提高梔子提取物的黏膜吸收度，減弱黏膜對梔子苷的降解作用，促進梔子苷的滲透，降低時滯，同時保護其不易被生物內(nèi)源性物質(zhì)破壞。

眼角膜是藥物進入眼睛的重要通道，也是影響藥物進入患處的主要屏障，許多有效的眼部促透劑在長期使用的情況下，會對眼部組織產(chǎn)生不良反應(yīng)，甚至造成不可逆的損害，以至臨床應(yīng)用并不多見。相比之下，含有冰片的中藥外用制劑多年來一直被用于治療眼部疾病?，F(xiàn)代研究表明冰片可有效促進藥物如丹參素通過血眼屏障，促進藥物入眼[31-32]。國外研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)0.1%濃度的冰片就能增加角膜對藥物的通透性[33]，且天然冰片與合成冰片對兔眼及角膜均不產(chǎn)生刺激性，長期應(yīng)用亦無毒性傷害，有望作為引經(jīng)促透劑廣泛用于滴眼液配方[34-35]。沈愛祥等[36]評估了含有冰片的珍珠明目滴眼液聯(lián)合自體血清治療角膜潰瘍的臨床療效，證實其療效明顯優(yōu)于其他抗生素眼藥水的稀釋液，或可作為眼科外治方法的創(chuàng)新應(yīng)用。由此可知，冰片可作為一種安全有效的天然引經(jīng)藥物，為開發(fā)某些治療內(nèi)眼疾病的藥物和方法提供思路。

1.3 冰片促進藥物通過胃腸道

口服給藥作為最普遍的用藥途徑，從冰片發(fā)揮引經(jīng)作用影響其他藥物體內(nèi)分布代謝過程的角度而言，其增強療效的第一環(huán)節(jié)在于胃腸道吸收，故從胃腸吸收層面研究可初步闡明冰片發(fā)揮引經(jīng)作用的生物學(xué)基礎(chǔ)[37]。冰片作為一種良好的胃腸道促吸收劑，對于其他口服藥物在消化道內(nèi)的吸收具有調(diào)節(jié)作用，冰片通過抑制藥物的首過代謝，改變藥代動力學(xué)參數(shù)，使進入循環(huán)系統(tǒng)的藥物濃度增加，藥物在體內(nèi)的生物利用度明顯提高[38]，且天然冰片對胃腸道黏膜屏障的影響程度弱，幾乎無不良影響[39]。

現(xiàn)有研究通過在體腸循環(huán)灌流實驗證實了冰片能促進鹽酸小檗堿以及麝香酮的胃腸道吸收濃度[40-41]。冰片還能提高川芎嗪、丹酚酸等其他藥物或成分經(jīng)胃腸道吸收的速度和程度，延長藥物作用時間，更好地發(fā)揮擴張冠狀動脈、改善心肌缺血、保護心血管系統(tǒng)、緩解心絞痛的作用[42]。肖衍宇等[43]選用消化道中十二指腸、空腸、回腸及結(jié)腸4個腸段，通過整體動物實驗證明冰片能提高磷酸川芎嗪的生物利用度，一定濃度下具有促吸收作用且無明顯的靶部位。He等[44]采用離體小腸擴散室系統(tǒng)，評價冰片對秋水仙堿和羅丹明123(Rho-123)在大鼠體內(nèi)轉(zhuǎn)運的效應(yīng)。藥代動力學(xué)研究表明，冰片對秋水仙堿和Rho-123在腸道內(nèi)的轉(zhuǎn)運吸收具有促進作用，且與濃度相關(guān)。

1.4 冰片促進藥物通過皮膚

經(jīng)皮給藥系統(tǒng)(Transdermal drug delivery system，TDDS)是指通過皮膚表面直接給藥，能有效避免肝臟的“首過效應(yīng)”、胃腸道毒性和刺激及與其他藥物相互作用等影響藥物吸收的負面因素，給藥方便，患者無痛苦感，較其他給藥方式具有獨特的優(yōu)點，在臨床實踐中應(yīng)用廣泛，已成為制劑開發(fā)研究的重點和熱點之一[45]。但由于皮膚角質(zhì)層的屏障功能，且使用中易受給藥面積和藥物性質(zhì)等影響，大多數(shù)藥物的透皮吸收難以達到治療水平所需要的劑量，TDDS制劑的開發(fā)受到嚴重影響[46]，因此需要借助天然產(chǎn)物作為安全有效的透皮吸收促進劑來改善TDDS的臨床應(yīng)用缺陷[47]。中藥揮發(fā)油類透皮吸收促進劑臨床應(yīng)用反饋良好，對皮膚刺激性小，有促透和治療的雙重作用，正日益受到廣泛關(guān)注[48-49]。

冰片是一種現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中臨床應(yīng)用較廣泛的中藥揮發(fā)油類透皮吸收促進劑，在許多外用制劑如心脈通貼劑、通絡(luò)祛痛膏、傷濕止痛膏、麝香壯骨膏[50-53]等藥膏中都有配伍應(yīng)用。蔡曉盛等[54]報道單用冰片或單用青鵬軟膏治療胺碘酮所致靜脈炎療效均無明顯改善，聯(lián)合應(yīng)用后療效顯著優(yōu)于50%硫酸鎂溶液濕敷治療。Yi等[55]研究冰片對5-氟尿嘧啶(5-Fu)、安替比林、阿司匹林、水楊酸和布洛芬5種模型藥物的引經(jīng)促進透皮吸收作用，結(jié)果表明與成熟的標準透皮吸收促進劑氮酮相比，冰片能有效地促進以上模型藥物的透皮吸收，對相對親水性藥物的滲透活性更優(yōu)，且細胞毒性或刺激性更低。Hu等[56]對雄性SD大鼠進行皮膚滲透實驗研究，結(jié)果表明在以微乳為基礎(chǔ)的透皮治療系統(tǒng)中，冰片促進了川芎嗪的經(jīng)皮吸收和腦分布。張春鳳等[57]報告，以冰片、樟腦和氮酮分別作為透皮吸收促進劑，觀察得出以冰片為促透劑時川芎嗪的透皮量為最大?？梢钥闯霰瑓⑴c外用制劑組方中可作為“引經(jīng)藥”廣泛配伍應(yīng)用，有效提高藥物經(jīng)皮吸收的生物利用度。

2 冰片發(fā)揮引經(jīng)作用的機制

2.1 抑制轉(zhuǎn)運蛋白外泵功能

P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)是一種由人類多藥耐藥基因-1編碼的ATP依賴性轉(zhuǎn)運蛋白，分布在血腦屏障內(nèi)皮細胞上并依賴ATP執(zhí)行外排等功能[58]。P-gp存在很多底物，如抗腫瘤、抗癲癇、抗癌類藥物等脂溶性物質(zhì)。P-gp與不同底物的親和力具有差異，親和力大的容易與P-gp相結(jié)合，可被泵出細胞外；親和力小的與P-gp相結(jié)合得少，容易蓄積在細胞內(nèi)。因此，P-gp參與血腦屏障的轉(zhuǎn)運、外排、屏障等作用，能夠限制治療中樞系統(tǒng)疾病和腦部疾病的藥物進入腦內(nèi)。因此，抑制P-gp的活性，能夠降低P-gp與藥物的結(jié)合，促進藥物通過血腦屏障提高機體的吸收效率[59]。

Fan等[16]建立體外血腦屏障模型，觀察冰片對P-gp底物跨血腦屏障轉(zhuǎn)運的影響，并檢測P-gp在腦微血管內(nèi)皮細胞(BMECs)中的功能和表達，以及調(diào)控P-gp表達的信號通路。結(jié)果顯示冰片能增加Rho-123的胞內(nèi)積聚，增強維拉帕米和地高辛對體外模型血腦屏障的滲透作用，抑制mdr1a mRNA和P-gp的表達。冰片可激活NF-κB，并以泛素蛋白酶體抑制劑(芐氧基亮氨酸羧基)和抑制肽隱藏冰片引起的P-gp降低，抑制NF-κB的表達。提示冰片通過NF-κB信號傳導(dǎo)機制抑制血腦屏障體外培養(yǎng)BMECs中的P-gp功能。Wang等[60]利用高效液相色譜法證實冰片可以顯著增加Rho-123在長春堿預(yù)處理Caco-2(VB-Caco-2)細胞中的攝取，提高Rho-123的腸道吸收率和滲透系數(shù)，并使Rho-123在VB-Caco-2細胞單層轉(zhuǎn)運過程中的外排比從6.52降至2以下。重要的是冰片降低了VB-Caco-2細胞中P-gp的蛋白和ABCB1 mRNA水平，表明冰片可通過抑制P-gp功能和表達途徑有效逆轉(zhuǎn)多藥耐藥性?？偟膩碚f，冰片與P-gp具有較高的親和力，當冰片與治療藥物配伍時，可優(yōu)先與P-gp結(jié)合抑制其活性，促使血腦屏障生理性開放，使不易于穿過血腦屏障的有效成分在腦細胞內(nèi)積蓄，從而促進腦組織吸收。

2.2 調(diào)節(jié)生物化學(xué)物質(zhì)水平

國內(nèi)外學(xué)者研究證實冰片發(fā)揮引經(jīng)作用的機制與調(diào)節(jié)機體各組織中生物化學(xué)物質(zhì)[如5-羥色胺(5-HT)、組胺、一氧化氮(NO)等]的水平密切相關(guān)。冰片作為一種滲透增強劑，可以選擇性地提高腦內(nèi)特定亞區(qū)納米脂質(zhì)體的腦靶向能力，尤其是神經(jīng)元靶向能力[61]。增加血管舒張性神經(jīng)遞質(zhì)，抑制離子通道的主動轉(zhuǎn)運[62]，使大鼠下丘腦中透明質(zhì)酸、組胺和5-HT的含量明顯提高[63-64]，改善長時連續(xù)作業(yè)大鼠模型中去甲腎上腺素和5-HT含量的降低[65]。王剛等[66]給小鼠灌胃冰片和槲皮素，若干天后取腦組織檢測槲皮素及5-HT的含量變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)冰片不僅使5-HT在腦組織中的含量增加，而且可使腦組織中的槲皮素含量增加。冰片還能顯著促進梓醇、葛根素透過局灶性腦缺血大鼠模型的血腦屏障，該作用被證實與上調(diào)β2-腎上腺素能受體，增加內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)和NO的表達有關(guān)[67]。由此得出，冰片可通過直接影響神經(jīng)遞質(zhì)水平，或同時調(diào)節(jié)2種或多種生化物質(zhì)水平來發(fā)揮其引經(jīng)作用。

2.3 改變皮膚角質(zhì)層結(jié)構(gòu)變化

根據(jù)Lipid Protein Partitioning(LPP)理論[68]，促透劑發(fā)揮促透作用的機理一般與以下3個方面有關(guān)：①與角質(zhì)層細胞間脂質(zhì)相互作用；②改變角蛋白構(gòu)象；③增加藥物在角質(zhì)層的分配[69]。因此對于冰片引經(jīng)機理有以下研究：Yi等[55]采用衰減全反射傅立葉變換紅外光譜法(ATR-FTIR)檢測冰片對角質(zhì)層脂質(zhì)分子的影響，分子機制研究表明冰片通過擾亂角質(zhì)層脂烷基鏈結(jié)構(gòu)，抽提部分角質(zhì)層脂質(zhì)，導(dǎo)致皮膚屏障滲透性改變。傅大莉等[70]研究發(fā)現(xiàn)冰片的經(jīng)皮促透作用機制可能與其影響角質(zhì)細胞內(nèi)的鈣離子濃度，改變表皮角質(zhì)活性，使皮膚角質(zhì)層形成細胞膜電位和膜流動性有關(guān)。Wang等[71]采用體外滲透研究和粗粒分子動力學(xué)相結(jié)合的方法研究得出冰片對5-Fu的促透作用機制，包括破壞角質(zhì)層雙層，增加5-Fu的擴散系數(shù)，誘導(dǎo)暫時性孔隙的形成等。Zhang等[72]考察冰片對川芎嗪的促透機理，包括脂質(zhì)的提取和無序化，涉及促滲劑與底物之間的C-H拉伸和氫鍵作用的位移變化，且雙環(huán)單萜類化合物中羥基的滲透能力優(yōu)于酮基。

2.4 疏松內(nèi)皮細胞緊密連接結(jié)構(gòu)

研究發(fā)現(xiàn)冰片還能有效疏松內(nèi)皮細胞的緊密連接結(jié)構(gòu)，這在很大程度上啟發(fā)了冰片引藥的作用機制研究。冰片可使大鼠BMECs之間的緊密排列變得疏松[73]，對血腦屏障緊密連接的完整性產(chǎn)生解離效應(yīng)[74]，使物質(zhì)在細胞間通道內(nèi)的轉(zhuǎn)運速度加快[75]，從而成為開放血腦屏障的有效促透劑，Jin等[76]發(fā)現(xiàn)冰片能使雌性Wistar大鼠血-視神經(jīng)屏障上的緊密連接膜蛋白密封蛋白-5(clautin-5)和閉合蛋白(occludin)的結(jié)構(gòu)功能性分布發(fā)生移位，使內(nèi)皮細胞的緊密連接結(jié)構(gòu)更加疏松，且這種移位是可逆的。樊嵐嵐等[77]研究表明冰片作用于家兔角膜上皮細胞可使細胞膜磷脂分子鏈的排列有序性增大，能有效改善角膜上皮細胞對藥物的吸收。Chen等[78]發(fā)現(xiàn)冰片對京尼平苷跨人鼻黏膜上皮細胞(HNEC)轉(zhuǎn)運的促進作用可能與其顯著增強細胞膜流動性、解離緊密連接完整性有關(guān)，該過程也是可逆的。見圖1。

圖1 冰片引經(jīng)藥理作用及分子機制示意圖

3 討論與展望

綜上基于引經(jīng)概念初步闡釋了冰片參與組方應(yīng)用的藥理作用和分子機制，值得肯定的是其在藥理應(yīng)用中或能減少其他藥物使用劑量，增加藥物效應(yīng)，減少藥物毒副作用所發(fā)揮的臨床應(yīng)用價值。通過歸納總結(jié)也發(fā)現(xiàn)，冰片的現(xiàn)代藥理學(xué)研究多體現(xiàn)于動物實驗階段，在人體的研究依據(jù)稍顯不足。眾多研究探討了冰片促進藥物通過血腦屏障、人體各器官黏膜、胃腸道和皮膚等發(fā)揮的類似引經(jīng)作用，但大部分研究未能區(qū)分天然冰片或艾片與合成冰片作用差異之處，沒有針對具體研究對象展開研究，對冰片發(fā)揮類似引經(jīng)藥理作用的物質(zhì)基礎(chǔ)尚未有明確解釋說明。基于傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的引經(jīng)概念與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的靶向給藥系統(tǒng)的互通性，中藥引經(jīng)作用的現(xiàn)代化研究具有良好的應(yīng)用前景，現(xiàn)階段尚處于積極探索期，未來可期。