半夏研究進(jìn)展及展望

楊立軍 高涵 羅偉 赫丁軒

（信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院，河南信陽(yáng) 464000）

半夏[Pinellia ternata(Thunb.)Breit]是天南星科、半夏屬的植物塊莖，又名麻芋頭、旱半夏、三葉半夏，是多年生草本植物[1]。半夏以塊莖入藥，其塊莖呈球狀，株高15～30 cm，葉片約3～5片，大多數(shù)呈橢圓狀或披針形，葉片兩面光滑，無(wú)毛，葉柄6～23 cm，花期5—7月，果8—9月成熟，漿果呈卵圓形，成熟時(shí)為紅色[2-3]。

半夏在全國(guó)范圍內(nèi)均有分布，主要集中分布在長(zhǎng)江流域。作為半夏屬運(yùn)用最廣泛的藥用植物[4]，半夏自古便有入藥的記載，《神農(nóng)百草經(jīng)》中記載其有“下氣，咽喉腫痛，頭眩，胸賬，咳逆腸鳴，止汗”等功效[5]。半夏的球莖入藥，憑借其所含物質(zhì)生物堿、揮發(fā)油、有機(jī)酸、甾醇類(lèi)、氨基酸、無(wú)機(jī)元素等多種化學(xué)成分，具有抗腫瘤，降血脂、降壓、抗抑郁、抗心律失常、治療呼吸疾病等藥理作用[6-10]。目前，隨著腫瘤，高血壓等疾病的頻發(fā)，高效藥品需求不斷上升，通過(guò)研究半夏的有效成分與其內(nèi)生菌作用機(jī)制，能夠加快有效部位的生產(chǎn)，為臨床應(yīng)用提供幫助。

1 化學(xué)成分及藥理作用

1.1 生物堿

半夏中的生物堿是半夏藥理作用的主要成效成分之一[11]。OSHIO等[12]從半夏中分離出5種生物堿，分別是L-麻黃堿、膽堿、胸苷、鳥(niǎo)苷、次黃嘌呤核苷；Jing等[13]從塊莖中分離出3種新的生物堿，并鑒定為9-（（5-甲氧基吡啶-2-基）甲基）-9H-嘌呤-6-胺、4-（2-（2）5-二氧代吡咯烷-1-基）乙基）苯基乙酸酯和N-（9-（（5-甲氧基吡啶-2-基）甲基）-9H-嘌呤-6-基）乙酰胺；胡一丹等[14]通過(guò)乙醇回流提取法分離得到7種生物堿成分，分別是胸腺嘧啶、尿嘧啶、肌苷、尿囊素、環(huán)（甘-丙）二肽、4-甲氧基喹啉-2-酮、N-苯甲?；?L-苯丙胺醇，其中后4種為首次分離鑒定得到；徐豐清等[15]通過(guò)對(duì)半夏進(jìn)行不同方法的炮制，得到生物堿含量由高到低依次為生半夏＞法半夏＞姜半夏＞清半夏，這為深入研究半夏炮制產(chǎn)生的生物堿含量變化提供了幫助。半夏總生物堿具有抗氧化、抗腫瘤、鎮(zhèn)咳止咳、抗心律失常、抗炎、鎮(zhèn)痛等作用[11]。此外，半夏總生物堿還有抗癲癇的作用。DENG等[16]在小鼠癲癇組中用毛果蕓香堿誘導(dǎo)癲癇持續(xù)狀態(tài)，同時(shí)給對(duì)照組和癲癇組小鼠注射半夏總生物堿，通過(guò)使用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法測(cè)量對(duì)照組和癲癇組小鼠體內(nèi)的γ-氨基丁酸（GABAergic）含量，發(fā)現(xiàn)半夏總生物堿能夠調(diào)節(jié)GABAergic水平，發(fā)揮抗癲癇的作用。

1.2 有機(jī)酸

半夏中的有機(jī)酸組分是半夏有效成分之一[17]，包括油酸、硬脂酸、亞油酸、11-二十碳烯酸、10，13-二十碳二烯酸、山酸、二十五烷琥珀酸（丁二酸）、十六烷酸乙酯、花生酸、十七烷酸等[18]。XUE等[19]利用代謝組學(xué)，分析確定了在陰影環(huán)境中，半夏中幾種豐富的有機(jī)酸：甲羥戊酸、12，13-二羥基-9Z-十八烯酸、尿刊酸和GABAergic，劉園等[20]依據(jù)生半夏HPLC指紋圖譜研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)酸類(lèi)的成分：草酸、檸檬酸、L-蘋(píng)果酸。半夏中有機(jī)酸的測(cè)定由直接電位滴定法演變?yōu)殡娢环吹味ǚāPLC法，有機(jī)酸的檢測(cè)更加簡(jiǎn)便、精確。駱霞等[21]通過(guò)電位反滴定法檢測(cè)半夏不同炮制品中有機(jī)酸含量的差距，發(fā)現(xiàn)清半夏和姜半夏中的有機(jī)酸含量相對(duì)較高；張慧慧等[22]通過(guò)電位反滴定法測(cè)得半夏經(jīng)硫熏后琥珀酸含量降低；張鈺祺等[23]采用自動(dòng)電位滴定法測(cè)定半夏曲中有機(jī)酸的含量，檢測(cè)出市售與自制2種半夏曲中有機(jī)酸含量為0.42%～0.87%。半夏有機(jī)酸具有止咳平喘、抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的藥理作用[24]。此外，XUE等[25]發(fā)現(xiàn)半夏湯中多肽和有機(jī)酸能夠拮抗小鼠氣道炎癥。

1.3 揮發(fā)油

半夏的揮發(fā)油類(lèi)成分有防止白細(xì)胞降低的藥理作用[31]。趙國(guó)虎等[26]通過(guò)索氏提取法對(duì)半夏中揮發(fā)油進(jìn)行提取分離和鑒定，共檢測(cè)到18種揮發(fā)油類(lèi)成分，其中烯烴含量較多，通過(guò)水蒸氣蒸餾法共檢測(cè)到28種揮發(fā)油類(lèi)成分；劉布鳴等[27]先用乙醇加熱回流法提取水半夏中的揮發(fā)油，再用毛細(xì)管氣相色譜對(duì)揮發(fā)油進(jìn)行鑒定，結(jié)果顯示水半夏中揮發(fā)油主要成分是脂肪烴類(lèi)和脂肪酸類(lèi)；IWASA等[28]采用毛細(xì)管氣相色譜儀分析了半夏干燥根莖中精油的化學(xué)成分，結(jié)果顯示存在114種化合物；彭加兵等[29]采用水蒸氣蒸餾法、乙醚提取法和蒸餾萃取法提取潁半夏中的揮發(fā)油，發(fā)現(xiàn)水蒸氣蒸餾法未能提取到揮發(fā)油，蒸餾萃取法鑒定的揮發(fā)油種類(lèi)高于乙醇提取法，但是蒸餾萃取法揮發(fā)油的得率相對(duì)較低。不同的提取方法結(jié)果也不同，獲得成分主要有烯類(lèi)、炔類(lèi)、烷烴類(lèi)、醛酮醇醚類(lèi)、萜類(lèi)、酯類(lèi)、雜環(huán)類(lèi)和芳香族等[30]。

1.4 氨基酸

氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位，可以維持人體的正常的代謝活動(dòng)，其中天冬氨酸具有止咳、祛痰的功效[31]。許衛(wèi)鋒等[32]利用氨基酸分析儀測(cè)定出半夏及水半夏中含有17種氨基酸，通過(guò)對(duì)半夏以及水半夏氨基酸含量測(cè)定，發(fā)現(xiàn)半夏總氨基酸含量低于水半夏；李先端等[33]從半夏中檢測(cè)到蘇氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、天冬氨酸、精氨酸、胱氨酸、谷氨酸、4-氨基丁酸等17種氨基酸；Stark等[34]從半夏中分離得到了一種新的氨基酸類(lèi)化合物環(huán)-（纈氨酸-酪氨酸）；張浩波等[35]通過(guò)采用不同的加工方法檢測(cè)半夏中氨基酸含量變化，發(fā)現(xiàn)硫磺熏制和焦亞硫酸鈉拌制的半夏中氨基酸含量大幅下降。

1.5 蛋白質(zhì)

半夏中的總蛋白質(zhì)主要有半夏蛋白、半夏胰蛋白酶抑制劑、半夏凝集素[36]。楊紅兵等[37]研究蛋白質(zhì)的提取方法發(fā)現(xiàn)，Tris-HCl緩沖液法提取蛋白質(zhì)得率較高，其次為堿提法，鹽提法最低；彭煜策等[38]對(duì)南充產(chǎn)半夏先用植物活性蛋白質(zhì)提取試劑盒提取蛋白質(zhì)，接著用考馬斯亮藍(lán)對(duì)蛋白質(zhì)染色，經(jīng)質(zhì)譜儀得到2種含量較高的蛋白質(zhì)組分。半夏凝集素（PTA）在成熟葉片中的表達(dá)量高達(dá)可溶性蛋白總量的9.2%，純化PTA顯示出與雪花蓮凝集素相似的血凝活性[39]。臨床研究證明半夏有抑菌、抗早孕的生理活性，另外半夏胰蛋白酶抑制劑是一種具有抗腫瘤活性的絲氨酸蛋白酶抑制劑，對(duì)低分化胃癌細(xì)胞BGC-823有顯著療效，并具有濃度和劑量依賴(lài)性[40]。半夏凝集素作為一種糖蛋白，具有凝血活性，并對(duì)植物病害、病毒、細(xì)菌具有殺傷功能[41]，有研究顯示，含有PTA的人工飼料具有廣泛的殺蟲(chóng)作用，用煙草花葉病毒攻擊轉(zhuǎn)質(zhì)體的PTA的葉子，病毒存活率較低[39]。

1.6 甾醇類(lèi)

半夏中甾醇類(lèi)化合物主要有β-谷甾醇、胡蘿卜苷[42]，高效液相色譜法對(duì)β-谷甾醇的分離效果較好[43]。張素清等[44]發(fā)現(xiàn)在波長(zhǎng)420 nm、濃硫酸41.0 mL、水浴溫度50℃時(shí)，β-谷甾醇顯色較明顯，且清半夏中β-谷甾醇含量較高；許衛(wèi)鋒等[45]采用雙波長(zhǎng)薄層掃描法測(cè)出水半夏炮制品中β-谷甾醇含量較低；劉慧瓊等[46]研究β-谷甾醇對(duì)豬油的抗氧化作用，發(fā)現(xiàn)β-谷甾醇具有良好的清除自由基的能力，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化活性；TANG等[47]將半夏與陳皮合用治療呼吸疾病，陳皮的有效成分吸收加快，半夏中的β-谷甾醇和陳皮合用也得到相同的效果。根據(jù)藥效學(xué)和藥代學(xué)分析得出：陳皮聯(lián)合β-谷甾醇相互作用能夠改善組織損傷，調(diào)節(jié)體內(nèi)激素水平，增強(qiáng)陳皮在治療呼吸疾病的藥理作用。

1.7 其他成分

半夏中除了生物堿、有機(jī)酸、揮發(fā)油、氨基酸、蛋白質(zhì)、甾醇類(lèi)，還有多糖、無(wú)機(jī)元素和一些黃酮類(lèi)。半夏中的黃酮類(lèi)主要有抗菌、抗氧化作用。據(jù)報(bào)道半夏和柑橘皮聯(lián)合可以治療癡呆的行為和心理作用，其中黃酮類(lèi)具有精神藥理活性[48]。半夏中糖類(lèi)含量較高，包括甘露糖、果糖、葡萄糖、木糖、半乳糖等，其中淀粉含量最高[49]，具有抗氧化、抗腫瘤等作用[50]。研究顯示，生半夏中的核苷是維持生命活動(dòng)的基本成分，可以改善腦細(xì)胞代謝、增強(qiáng)免疫、預(yù)防心血管疾病等[51]。半夏中無(wú)機(jī)元素含量比較豐富，具有參與體內(nèi)新陳代謝作用。陳鋼等[52]采用電感耦合等離子發(fā)射光譜法對(duì)半夏中無(wú)機(jī)元素分析，發(fā)現(xiàn)主要有K、Ca、Na、Mg、Al、Fe、Zn還有少量的Ba、Mn、Ni、Co、Cu Cr、Hg和Cd等。

2 存在問(wèn)題及對(duì)策

2.1 常見(jiàn)病害及其防治技術(shù)

隨著環(huán)境破壞和過(guò)度采挖，野生半夏數(shù)量不斷減少。作為一種藥用植物，有必要深入了解半夏的病害原理并完善防病害技術(shù)，促進(jìn)其生產(chǎn)。研究[53]顯示，塊莖腐爛病是人工栽培地發(fā)病最廣最難治的病害，主要發(fā)病原因是長(zhǎng)期高溫、降水過(guò)多等環(huán)境因素，主要防治方法是調(diào)用異地良種，播種前對(duì)塊莖消毒，使用不同濃度的多菌靈、草木灰、高錳酸鉀等化學(xué)試劑浸種，并在降雨天氣及時(shí)排水做好防御工作。此外，還有莖腐病、葉斑灰霉病、病毒病以及猝倒病，主要是高溫陰雨天土壤水分過(guò)多，蚜蟲(chóng)作為介質(zhì)傳播，霉害、病菌過(guò)度繁殖造成。翟玉玲等[54]通過(guò)浸種處理，篩選出了10種預(yù)防病害的藥劑，其中5%石灰水、多菌靈、百菌清浸種后，種子具有良好的抵御病害能力。有研究[55]顯示，立枯絲核菌會(huì)引起半夏出現(xiàn)多種病害，可以通過(guò)合理的倒茬、浸種、加強(qiáng)栽培管理和化學(xué)防治進(jìn)行預(yù)防和處理。此外，據(jù)報(bào)[56]顯示蕓苔素內(nèi)酯（BR）有提高半夏營(yíng)養(yǎng)成分和抗氧化活性的功能。因此，可以通過(guò)調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑比例提高半夏質(zhì)量。

2.2 塊莖誘導(dǎo)，保證遺傳穩(wěn)定性

半夏作為我國(guó)優(yōu)良大宗藥材，其較高的遺傳多樣性已被廣泛研究[4]。近年來(lái)，突破半夏人工種子技術(shù)是實(shí)現(xiàn)半夏產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)良方法。劉智等[57]通過(guò)優(yōu)化半夏疏松愈傷組織誘導(dǎo)條件及建立游離塊莖懸浮培養(yǎng)體系，并采用SSR標(biāo)記技術(shù)鑒定組培游離塊莖體細(xì)胞無(wú)性系的遺傳穩(wěn)定性，結(jié)果顯示組培形成的半夏游離塊莖保持了其天然母株的遺傳特性。有研究[58]報(bào)道了完整的半夏質(zhì)體，鑒定出130個(gè)基因，包含86個(gè)編碼蛋白、8個(gè)rRNA（4個(gè)rRNA種類(lèi)）和36個(gè)tRNA基因，這為半夏遺傳多樣性和系統(tǒng)發(fā)育研究奠定了基礎(chǔ)。半夏作為一種熱敏感物種，高溫是限制其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一種非生物因素。有研究[59]通過(guò)對(duì)半夏中熱激蛋白基因進(jìn)行改良，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植物具有很強(qiáng)保水性和抗氧化能力，為半夏的遺傳改良提供了方向。

2.3 加快內(nèi)生菌的研究

植物內(nèi)生菌是一種寄生在健康植物體內(nèi)部的微生物，主要有內(nèi)生真菌、內(nèi)生細(xì)菌和內(nèi)生放線菌等[60]。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于半夏資源的研究主要集中在植物資源本身的利用，有關(guān)其內(nèi)生菌資源報(bào)道甚少。因此，開(kāi)發(fā)內(nèi)生菌對(duì)于未來(lái)醫(yī)藥發(fā)展、環(huán)境污水治理和農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)有很大幫助[61]。王帆帆等[62]采用高通量測(cè)序技術(shù)，研究了半夏中內(nèi)生細(xì)菌在半夏組織中分布情況和代謝途徑；毛其芬等[63]通過(guò)對(duì)峙法，篩選出39株具有較強(qiáng)拮抗性的半夏內(nèi)生菌。大量文獻(xiàn)資料都表明：從具有藥用價(jià)值的植物中分離到的大多數(shù)內(nèi)生真菌，能夠產(chǎn)生新的生物活性化合物或抗真菌[64]。在大多數(shù)分離內(nèi)生菌的試驗(yàn)過(guò)程中，出現(xiàn)了分離不徹底、污染等問(wèn)題，故建立一套快速、精準(zhǔn)的內(nèi)生菌分離技術(shù)，對(duì)內(nèi)生菌作用機(jī)制、代謝活性等方面的研究具有重要意義。

3 展望

目前，對(duì)于半夏的研究主要集中于半夏的化學(xué)成分、藥理活性等領(lǐng)域，對(duì)于半夏內(nèi)生菌研究較少，并且相關(guān)研究?jī)H停留于內(nèi)生真菌的分離、化學(xué)成分的鑒定以及藥理活性的研究。因此，未來(lái)關(guān)于半夏的研究，可將目光放在半夏中內(nèi)生菌和宿主的相互作用關(guān)系上，還可以運(yùn)用現(xiàn)代色譜技術(shù)、熒光技術(shù)、原子追蹤技術(shù)等通過(guò)追蹤內(nèi)生菌來(lái)研究作用機(jī)理。研究?jī)?nèi)生菌和宿主體內(nèi)的其他菌以及害蟲(chóng)的關(guān)系，可以輔助治理污水、減少田間病害。加大對(duì)半夏中放線菌的研究，有助于對(duì)發(fā)現(xiàn)新的抗生素、促進(jìn)醫(yī)藥的發(fā)展。