水半夏化學成分及生物活性研究進展

楊甲璽，付輝政，肖小武，王蘭欣，趙敏敏，羅躍華

1.南昌大學藥學院，江西 南昌 330019；2.江西省藥品檢驗檢測研究院,國家藥品監(jiān)督管理局中成藥質(zhì)量評價重點實驗室,江西省藥品與醫(yī)療器械質(zhì)量工程技術(shù)研究中心,江西 南昌 330029

水半夏為天南星科植物鞭檐犁頭尖Typhonium flagelliforme（Lodd.）Blume 的干燥塊莖，形狀呈長橢圓形或圓錐形，根痕較小，芽痕凹陷；性味氣微，味辛辣，刺喉，嗅之刺鼻［1］。因其葉片呈戟狀長圓形，又名戟葉犁頭尖［2］。其內(nèi)服多用于治療呼吸道疾病，如止咳化痰等。外用則以皮膚表面出血腫脹、毒蟲螯咬為主［3］。近年來隨著有關(guān)研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)其也具備一定的抗腫瘤作用［4］。最早可見載于二十世紀七八十年代的《廣西本草選編》［5］。《中華人民共和國藥典》1977 版曾以單獨品種予以收載，現(xiàn)執(zhí)行標準為1992 版《衛(wèi)生部頒藥品標準（中藥材第一冊）》，也可見于《江西省中藥飲片炮制品規(guī)范（2008 年版）》《湖南省中藥飲片炮制品規(guī)范（2010 年版）》等地方中藥材標準。

水半夏主要分布于華南地區(qū)，以江西、廣西、湖南等地人工栽培居多，其中江西省信豐縣為全國水半夏產(chǎn)銷量最大的生產(chǎn)基地，在我國南方中藥材市場占據(jù)主導(dǎo)地位，其中大阿鎮(zhèn)更是被譽為“江南水半夏第一鎮(zhèn)”［1］。水半夏不僅資源豐富且功效穩(wěn)定，具有顯著的生物學活性，但由于其存在一定毒副作用，且與同科不同屬藥材半夏混用嚴重，在合理用藥方面受到一定限制。因此，關(guān)于水半夏的系統(tǒng)研究就顯得尤為重要。本文結(jié)合近年來有關(guān)水半夏化學成分及生物活性方面的最新進展對其進行系統(tǒng)闡述。

1 化學成分

隨著現(xiàn)代藥物分析方法與分析技術(shù)的發(fā)展，水半夏化學成分研究也在不斷深入，已分離鑒定出許多不同種類的化合物，如黃酮類、生物堿類、脂肪烴與脂肪酸類、核苷類、氨基酸類、腦苷脂類、苯丙素糖苷類、甾醇類、無機元素等。

1.1 黃酮類

水半夏中黃酮類成分國內(nèi)外均研究較少，有待進一步發(fā)掘，目前已知姚軍強、丁為［5-6］利用高效液相色譜法測定了不同來源水半夏中黃酮類物質(zhì)（圖1）。指出水半夏中黃酮類包括蘆丁、槲皮素、木犀草素、山柰酚、異鼠李素、異牡荊素，其含量隨植物生長周期變化呈現(xiàn)出一定差異，黃酮類總含量以廣東佛山產(chǎn)水半夏水提物最高。

圖1 水半夏中黃酮類有機化合物結(jié)構(gòu)式

1.2 生物堿類

生物堿廣泛存在于自然界，具有復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，生物活性顯著，是中草藥中的有效成分之一。水半夏中分離出的生物堿有四種［7］，分別為脫鎂葉綠酸-a、脫鎂葉綠酸-a'、焦脫鎂葉綠酸-a、焦脫鎂葉綠酸-a 甲酯。該類化合物均為由四個吡咯環(huán)和四個甲烯基組成，除焦脫鎂葉綠酸-a 甲酯外都含有羧基，大卟啉環(huán)為共有結(jié)構(gòu)。見圖2。

圖2 水半夏中生物堿類有機化合物結(jié)構(gòu)式

1.3 脂肪烴與脂肪酸類

脂肪烴與脂肪酸類在水半夏中含量豐富，是其重要的活性物質(zhì)之一，目前已分離鑒定出的有76 種。見表1。劉布鳴等［8］通過乙醚加熱回流提取水半夏中揮發(fā)油成分，并利用毛細管氣相色譜、氣相色譜-質(zhì)譜-計算機分析技術(shù)對其揮發(fā)油化學成分進行鑒定，確定出以脂肪烴類和脂肪酸類為主的54 種化合物。對水半夏根莖部二氯甲烷提取物進行分離，鑒定出十六烷酸（棕櫚酸）、亞油酸、13-苯基-十三烷酸等多種有機酸［9-14］。Korinek M 等［15］在對過敏反應(yīng)用藥研究中指出其還含有一系列含氧飽和、不飽和脂肪酸。

表1（續(xù)）

1.4 核苷類

核苷類成分是參與DNA 的代謝過程的必備要素之一，對生物細胞維持生命活動發(fā)揮著不可替代的作用。王朋展等［16］、夏成凱等［17］利用HPLC共測定了水半夏中9 種核苷類的含量，其中江西產(chǎn)水半夏中四種核苷的含量由高到低依次為腺苷128.00 μg/g，肌 苷101.50 μg/g、尿 苷74.30 μg/g、鳥苷9.39 μg/g；甘肅產(chǎn)水半夏中核苷類依次為腺苷108.80 μg/g，次黃嘌呤核苷（肌苷）56.18 μg/g、尿苷246.70 μg/g、鳥苷208.20 μg/g、尿嘧啶154.80 μg/g、胞苷77.70 μg/g、次黃嘌呤146.60 μg/g、腺嘌呤65.89 μg/g、胸苷11.16 μg/g。

1.5 氨基酸類

劉布鳴等［18］分別對鮮品水半夏和水半夏藥材中氨基酸成分進行了分析測定，共鑒定出甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、纈氨酸（Val）、亮氨酸（Leu）、異亮氨酸（Ile）、蛋氨酸（Met）、脯氨酸（Pro）、絲氨酸（Ser）、酪氨酸（Tyr）、苯丙氨酸（Phe）、蘇氨酸（Thr）、天門冬氨酸（Asn）、谷氨酸（Glu）、賴氨酸（Lys）、精氨酸（Arg）、組氨酸（His）、胱氨酸（Cys）共計17 種氨基酸，且主要以結(jié)合狀態(tài)存在，因此水半夏在加工處理過程中其氨基酸含量無明顯變化。

1.6 腦苷脂類與苯丙素糖苷類

腦苷脂類化合物為細胞膜的主要成分之一，在一些菌類和高等植物中分布廣泛，表現(xiàn)出一定的神經(jīng)保護，抗腫瘤，免疫調(diào)節(jié)等作用［19］。黃平等［20］從水半夏中分離鑒定出腦苷脂類成分1-O-β-吡喃葡萄糖苷-1-2-［（2-羥基十八烷基）氨基］-4,8-十八二烯-1,3-二醇。

苯丙素糖苷是一類天然化合物的總稱，具有廣泛的生物活性，如消炎、抗氧化等［21］，Priosoeryanto 等［22］從水半夏中分離鑒定出的苯丙素糖苷類松柏苷具有明顯抗肝毒活性。

圖3 水半夏中腦苷脂類（A）與苯丙素糖苷類（B）有機化合物結(jié)構(gòu)式

1.7 甾醇類

甾醇是一類含有羥基的類固醇，用堿性溶劑提取動植物組織中的脂類成分可得，Hsu 等［14］、黃平等［20］通過對水半夏提取物生物活性實驗指出，其中含有的甾醇類物質(zhì)包括：植醇、菜油甾醇、豆甾醇、β-谷甾醇和β-胡蘿卜甙。

圖4 水半夏中甾醇類有機化合物結(jié)構(gòu)式

1.8 無機元素

無機元素與中藥藥效之間存在著密切聯(lián)系，如鋅參與新陳代謝，錳可以提高機體免疫能力等。張瑾等［23］利用電感耦合等離子體質(zhì)譜測定已通過微波法消解的樣品，測得水半夏及其炮制品中無機元素含量。結(jié)果顯示水半夏中重金屬砷、銅、鉛、汞和鎘含量均遠低于《中國藥典》2015 年版有關(guān)標準;鈉、鋁、鉀、鈣、鐵等元素的含量差異較大，最高為鉀元素，其含量大于15 mg/kg；其次為鈣元素，約為6 mg/kg。而鋁元素、鐵元素、鈉元素均遠低于5 mg/kg。

2 生物活性

2.1 呼吸系統(tǒng)

水半夏具有化痰燥濕的功效，其原料藥混懸液對由于呼吸道刺激引起的咳嗽表現(xiàn)出較好的止咳作用，在治療上呼吸道疾病的方劑中最為常見，特別是其中含有的天冬氨酸具有明顯的鎮(zhèn)咳平喘祛痰的功效，在支氣管炎的治療中功效明確穩(wěn)定，表現(xiàn)出良好的臨床治療效果。鐘正賢等［24］通過對照試驗，以咳特靈為陽性對照，發(fā)現(xiàn)水半夏無論是醇提物、水提物或酯提物均能明顯延長由于呼吸道刺激引起的咳嗽潛伏期并降低咳嗽的頻率，其大劑量應(yīng)用時與陽性對照效果相當，止咳效果明顯；傅紅等［2］以水半夏的不同提取部位對豚鼠進行灌胃實驗，發(fā)現(xiàn)可以明顯緩解由氨水引起的豚鼠咳嗽癥狀，使其酚紅在氣管中的排出量增多，從而延長由于噴霧所導(dǎo)致的呼吸疾病癥狀的潛伏期；劉繼林等［25］通過小鼠實驗證明其也存在一定祛痰效果。

2.2 消化系統(tǒng)

水半夏相較于常見易混品半夏，雖無止嘔作用［26］，但兩者均可顯著抑制由毛果蕓香堿引起的唾液分泌，出現(xiàn)類似阿托品樣作用，也體現(xiàn)了其“燥濕”功效［27］。

2.3 神經(jīng)系統(tǒng)

鐘正賢等［24］以阿司匹林作為陽性對照組，發(fā)現(xiàn)其還具有良好的鎮(zhèn)痛效果，表現(xiàn)為能明顯減少由于醋酸引起的小鼠扭體次數(shù)，鎮(zhèn)痛率較高，且中樞抑制作用顯著，能夠明顯縮短小鼠自發(fā)性活動走動時間，減少小鼠自發(fā)性雙前肢向上抬舉次數(shù)，具有鎮(zhèn)靜作用。

2.4 免疫系統(tǒng)

水半夏提取物能顯著降低毛細血管通透性以及使得小鼠棉球肉芽組織重量減輕，對由組織胺所致小鼠被動皮膚過敏反應(yīng)、遲發(fā)型超敏反應(yīng)等的過敏反應(yīng)均具有較強的抑制作用；在體外，水半夏的根和莖葉的醇提物細胞毒性雖然較弱，但氯仿提取物細胞毒性依然較高，對淋巴細胞的生長仍具有明顯抑制的作用［12］。Mohnan 等［10］發(fā)現(xiàn)水半夏的二氯甲烷提取物對白血病的治療也具有一定的積極意義，其作用機制主要是通過線粒體途徑抑制細胞的生長和誘導(dǎo)程序性細胞的凋亡，當IC50 約為24.0 μg/mL 時，能使白血病Balb/c 小鼠外周血液中的單核細胞和幼稚粒細胞數(shù)量明顯減少，從而抑制白血病小鼠脾臟腫瘤細胞的生長。Putra 等［28］通過對其塊莖提取物的研究，發(fā)現(xiàn)其除了抗炎鎮(zhèn)痛作用外，對肺癌，乳腺癌，前列腺癌和結(jié)腸癌細胞等多種癌細胞的凋亡均具有誘導(dǎo)作用，特別是對乳腺癌干細胞凋亡，誘導(dǎo)作用明顯。Priosoeryanto 等［22］指出水半夏的乙醇提取物與原核表達犬重組干擾素（rCaIFN）結(jié)合后也具有明顯的抗增殖活性，這也為腫瘤疾病的治療提供了另一種全新的選擇。

3 展望

我國水半夏資源豐富，炮制品應(yīng)用廣泛［29］，市場潛力大。在江西省境內(nèi)大面積人工種植，由于其目前廉價易得，在市場上與半夏混用嚴重［30］，且兩者可辨別方法有限，因此關(guān)于水半夏的特征指標將會成為下一步的研究重點之一［31］。

本文通過查閱各種文獻資料發(fā)現(xiàn)，對關(guān)于水半夏的化學成分、生物活性研究頗多，但多以和半夏對比研究為主，很少對水半夏進行單獨深入研究。近年來，關(guān)于腫瘤疾病治療成為重點領(lǐng)域之一，在東南亞地區(qū)有學者提出水半夏也可用于腫瘤疾病的治療，且功效顯著，未來或可能成為治療癌癥的替代藥物［32］。

由于對水半夏缺乏系統(tǒng)研究，下一步可先對其藥材道地性進行對比篩查，進而對其各種炮制品，同科不同屬植物進行系統(tǒng)全面的研究，為水半夏有關(guān)藥品資源的擴大化、標準化和深入化發(fā)展闡明方向，不斷推動水半夏有關(guān)領(lǐng)域研究創(chuàng)新發(fā)展。