莫國香,王思明
1. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 人文社會科學(xué)學(xué)院,南京 210095
2. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,南京 210095
牛虻(Tabanus)在我國不同歷史時期和不同地域具有不同名稱,最初被記載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,名為蜚虻,后在《神農(nóng)本草經(jīng)集注》中被稱為虻蟲,在中國不同區(qū)域,又被稱為夏帶虻、牛蒼蠅、牛蚊子、瞎蠓、牛魔蚊、綠頭猛鉆、瞎虻蟲及嚇螞蜂等。現(xiàn)代生物學(xué)證明,牛虻是虻科昆蟲的總稱,隸屬昆蟲綱(Insecta)雙翅目(Diptera)短角亞目(Brac hycera)虻科(Tabanidae)(Jiang et al,1979; M ou et al,1996)。現(xiàn)代生物分類學(xué)證明,在中國至少有9種牛虻中藥藥材,即雙斑黃虻(Atylotus biv ittateinus)、華虻(Aabanas mandarinus)、雁虻(T abanus pleskei)、佛光虻(Tabanus budda port)、江蘇虻(Tabanus kiangsuensis)、鹿虻(Tabanus c hrycurus)、姚虻(Tabanus yao)、峨眉山虻(Taba nus omeishanensis)及黛虻(Tabanus trigeminus)(Jiang et al,1979)。很可能正是由于這些不同的牛虻分布于我國的不同地域且形態(tài)特征各異,從而出現(xiàn)了不同的名稱?,F(xiàn)代分子生物學(xué)研究為這類藥材的品系鑒定、種質(zhì)起源、標準制定及純藥材資源保障提供了重要基礎(chǔ)(Chen et al,2006)。
1.2.1 直觀藥材生活習(xí)性、推想可能藥效
牛虻最初記載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,其功效為:“主逐瘀血、破血積、堅痞、癥瘕、寒熱、通利血脈及九竅”?!侗静菥V目》記載其藥用功能為:“逐瘀、消癥、通經(jīng)”。由于古時缺乏現(xiàn)代藥物學(xué)、藥理學(xué)、生物化學(xué)及化學(xué)等研究手段,無法對該藥材的具體藥用功能進行研究和認識,只能通過直觀觀察此類藥材本身的生活習(xí)性從而推想其可能的功能。當(dāng)時的藥物學(xué)家很可能觀察到牛虻作為一類專門吸血的昆蟲,可以吸食牛、人等動物體內(nèi)的血液而不會在吸血傷口形成血栓,且吸飽血液后也不會在自身體內(nèi)形成血栓,從而認為牛虻應(yīng)具逐瘀血、破血積及通竅等功能。
歷史記載的一些牛虻單方或者復(fù)方中藥及其應(yīng)用或多或少地證明了上述推想。唐朝孫思邈的《千金方》中記載用牛虻為主藥治療腕折瘀血,“虻蟲二十枚、牡丹一兩,上二味,治下篩,酒服用方寸匕,血化為水”。宋朝陳自明的《婦人大全良方》記載用牛虻為主藥治療月經(jīng)不暢,“熟地黃四兩、虻蟲、水蛭、桃仁各五十枚,上為末,蜜丸桐子,每服五、七丸,空心、溫酒下”。從該復(fù)方中也可看出,另外一種吸血蟲類藥材(水蛭)被用于與牛虻配伍組方。這也再次證實了古人通過觀察吸血藥材本身的生活習(xí)性而推想其具有逐瘀、破血功能。其他一些古方中也記載了吸血類蟲藥配伍用來治療這類疾病的案例,如《傷寒論》中記載虻蟲、水蛭及桃仁配伍治療太陽病、脈沉結(jié)及小便不通。現(xiàn)代臨床應(yīng)用中,也有大量以吸血類蟲藥配伍治療血栓、動脈硬化等疾病的案例和中成藥。如Wu(1992)報道以牛虻和水蛭為主的中成藥(消栓通膠囊劑)治療腦血栓、腦栓塞效果理想。Zhang et al(2010)報道以牛虻、水蛭為主藥的抵擋湯可用于改善瘀血嚴重之肝昏迷,有助于神智清醒。
1.2.2 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和藥學(xué)的發(fā)展拓寬其臨床適應(yīng)癥
由于認知和研究手段的局限及其專性吸血生活習(xí)性的直觀思維模式限制,牛虻的傳統(tǒng)藥效和臨床適應(yīng)癥范疇基本上未跳出血栓、血瘀等心腦血管疾病范疇。隨著醫(yī)學(xué)的進步、研究手段的多樣化、對疾病譜認知的拓寬以及更多經(jīng)驗的積累,牛虻的藥用價值得到了進一步挖掘,對其藥效有更多的認知,其臨床適應(yīng)癥被顯著拓展。除用于心腦血管疾病治療外,牛虻在發(fā)炎性疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病及免疫系統(tǒng)疾病治療等方面也嶄露頭角。Zhou(1983)報道,以牛虻、水蛭為主藥的抵擋湯治療慢性前列腺炎取得了良好效果,15例病例中,12例治愈、2例好轉(zhuǎn),僅1例無效。Chi(1986)報道牛虻的酒精浸泡液可用于治療銀屑病。
1.2.3 現(xiàn)代醫(yī)藥學(xué)的發(fā)展和對健康的更高要求促使人們對中藥毒副作用關(guān)注
傳統(tǒng)觀點不客觀地認為,中藥無毒副作用或毒副作用低于西藥。牛虻作為用途廣泛和高使用頻率的中藥材,其副作用最近才受到關(guān)注。Shen & Wang(1996)發(fā)現(xiàn)一名肩部被牛虻叮咬的15歲患者,出現(xiàn)了全身皮膚潮紅、瘙癢及頭昏等癥狀,及并發(fā)昏迷、大小便失禁。該嚴重過敏反應(yīng)說明,牛虻存在導(dǎo)致過敏反應(yīng)的風(fēng)險。事實上,最新研究表明,牛虻唾液腺中含有大量過敏原,以下將對此內(nèi)容予以詳細介紹。
作為中藥藥材,虻蟲的傳統(tǒng)施用方式為全體入藥,主要通過水煎提取有效成分。該方式所提取的物質(zhì)成分復(fù)雜,藥理作用表現(xiàn)為眾多成分的綜合效應(yīng),且由于各成分間的相互作用,部分藥理作用可能被掩蓋或放大,并造成假象。虻蟲初步提取物的藥理作用主要有以下兩方面的報告:(1)影響凝血和纖溶系統(tǒng),虻蟲提取物在體外具有弱的抗凝血酶作用,可通過激活纖溶酶原而發(fā)揮溶解纖維蛋白原的作用,從而延長大鼠出血時間,同時,還具有抑制血小板聚集的功能,據(jù)此,研究人員得出結(jié)論,虻蟲對血液系統(tǒng)的影響主要通過作用于纖維蛋白原和血小板(Chen et al,1990)而實現(xiàn);(2)鎮(zhèn)痛、抗炎,醋酸誘導(dǎo)的小鼠扭體實驗和小鼠熱板實驗表明,虻蟲水提液可提高小鼠對痛覺反應(yīng)的耐受能力,同時,該水提取液具有抗炎效果,對這類藥理作用的解釋是,虻蟲水提液可能通過改善血液循環(huán)而達到“通則不痛”的功效(Li et al,2010)。事實上,由于歷史和技術(shù)局限,上述兩方面的藥理學(xué)觀察并未能真正揭示虻蟲功效的藥理學(xué)機制,有些結(jié)論甚至是錯誤的。
最初的虻蟲藥理學(xué)研究著眼于由眾多成分組成的全蟲粗提物,該研究方式雖然對其藥理功效的評價具有一定的指導(dǎo)意義,但容易掩蓋真象或造成假象。目前,較好的方式為分離純化虻蟲體內(nèi)的單一成分,并對其藥理作用分別進行研究。對虻蟲單一成分藥理藥效研究經(jīng)歷了以下兩個階段。
2.2.1 發(fā)揮藥效主要藥材部位的識別
Rajská et al(2007)檢測了 3 種牛虻 Hybomitra bimaculata Macquart、Tabanus bromius Linnaeus 和Tabanus glaucopis Meigen的唾液腺提取物對離體灌注大鼠心臟血管的影響,發(fā)現(xiàn)這些提取物導(dǎo)致30 s的初始血管收縮,以及隨后2 min的延長的冠狀血管舒張現(xiàn)象,但牛虻其他部位無此類活性,即牛虻唾液腺含有誘導(dǎo)血管舒張的物質(zhì)。Xu et al(2008)對姚虻(T. yao Macquart)身體各部分功能進行了較全面研究,發(fā)現(xiàn)其唾液腺具抗血栓、抑制凝血酶、抑制血小板聚集、舒張血管、水解纖維蛋白原及抗菌等功效,中腸具有抑制凝血酶、水解纖維蛋白原等功效,而其他部位包括表皮、腿、腹部及脂肪體等均無明顯生物學(xué)功能,即其唾液腺為主要藥效部位。吸血之前,牛虻將口器深入動物宿主皮膚,撕破組織和毛細血管形成血池,此過程中唾液腺分泌唾液注入宿主皮膚被叮咬處。唾液含有大量止血、抗炎以及免疫調(diào)控的分子,如蛋白質(zhì)、前列腺素、核苷酸和多肽等,可改變宿主的生理反應(yīng),并形成適于寄生的微環(huán)境(Andrade et al,2005)。
2.2.2 凝血酶抑制劑
Tabanin是在牛虻(Tabanus bovinus Linnaeus)體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的一種凝血酶抑制劑,相對分子質(zhì)量為~7×103,氨基酸序列未知(Andrade et al,2006)。Xu et al(2008)從姚虻唾液腺中分離得到一個相對分子質(zhì)量為6×103的抗凝血因子Tabkunin,具有6個半胱氨酸和1個kunitz結(jié)構(gòu)域,能抑制凝乳蛋白酶、彈性蛋白酶、凝血酶和胰酶水解其相應(yīng)發(fā)色底物,且熱穩(wěn)定性較好,而與Markward & Schulz(1960)從牛虻中分離得到凝血酶抑制劑 tabanin(相對分子質(zhì)量為~7×103)相比較,由于兩者具有相似的凝血酶抑制活性和相對分子質(zhì)量,Tabkunin可能是tabanin的異構(gòu)形式。
2.2.3 纖維蛋白原水解酶
Yang et al(1998)從五帶虻(Tabanus quinquecin ctus Ricardo)勻漿液中分離純化得到相對分子質(zhì)量為 40×103的纖溶酶 TQFC,從杭州虻(Tabanus hongchowensis)勻漿液中分離純化得到36.5×103的纖溶酶 THFE,兩者既具有纖溶酶作用,又可激活纖溶酶原(Yang et al,1999)。而從華廣虻(Tabanus amaenus Walker)腹部組織勻漿液中分離純化的67×103的纖溶酶 TAFP(Yang et al,2000)則僅具纖溶酶作用。此外,Yang et al(1999)還從虻蟲生藥中提取得到纖溶成分 TFC,其既具有纖溶酶作用,可激活纖溶酶原,同時,又可降解纖維蛋白和纖維蛋白原。
2.2.4 抗凝血蛋白酶
Xu et al(2008)從姚虻唾液腺中分離到絲氨酸蛋白酶Tabserin,其相對分子質(zhì)量為29×103,前體由248個氨基酸組成,以劑量依賴方式抑制血液凝固,在濃度為 16 μg/mL時,可延長貧血小板血漿(platelet-poor plasma,PPP)復(fù)鈣時間5 h,并且可能通過破壞血液凝固級聯(lián)反應(yīng)中的凝固因子來發(fā)揮抗凝作用。
2.2.5 抗凝血多糖
Jin & Wang(2000)采用水浸醇沉法、酶解法等手段從瘤虻(Hybomitra erberi Brauer)生理鹽水提取物中分離純化得到一種具抗凝血作用的粘多糖類物質(zhì),相對分子質(zhì)量為15×103,基本結(jié)構(gòu)單位為葡萄糖。該粘多糖能顯著延長小鼠凝血時間和大鼠凝血酶原時間,并對小鼠體內(nèi)血栓和人全血凝塊具有顯著溶解作用。
2.2.6 血小板聚集抑制劑
血小板聚集是形成血栓的關(guān)鍵步驟,牛虻通過抑制血小板聚集而發(fā)揮其抗血栓功效。Reddy et al(2000)從斑虻(Genus chrysops)唾液腺勻漿物中分離得到的相對分子質(zhì)量為5×103的血小板聚集抑制劑Chrysoptin,能夠抑制ADP誘導(dǎo)的血小板聚集。Xu et al(2008)從姚虻唾液腺中分離純化得到兩個血小板聚集抑制劑tabinhibitin 1和2。成熟的tabinhi bitin 1和2含有10個半胱氨酸形成5對二硫鍵,tabinhibitin 2的N末端含有Arg-Gly-Asp(RGD)序列,tabinhibitin 1的N末端含有Arg-Gly-Cys-Asp序列。推測tabinhibitin 1和2可占據(jù)血小板上的纖維蛋白原受體GP IIb/IIIa,阻止血小板與含有RGD序列的纖維蛋白原結(jié)合,從而抑制血小板聚集。
2.2.7 血管舒張因子
血管收縮是凝血過程中的重要組成部分。一旦遭受機械性損傷、拉伸或受到炎癥因子調(diào)節(jié),血管內(nèi)皮細胞將釋放內(nèi)皮素,導(dǎo)致所在部位血管收縮,從而發(fā)揮止血功能。牛虻通過其唾液腺中的血管舒張因子誘導(dǎo)血管舒張、抑制止血及增加血液流動性而抗血栓。Andrade et al(2006)于牛虻(H.bimaculata Macquart)唾液腺提取物中發(fā)現(xiàn)了血管舒張肽vasotab。Xu et al(2008)從姚虻唾液腺中分離得到血管舒張肽vasotab TY,并擴增得到其編碼序列,其前體由76個氨基酸殘基組成,包括20個氨基酸組成的信號肽和56個氨基酸組成的成熟肽。
2.2.8 免疫調(diào)節(jié)物質(zhì)
Xu et al(2008)從姚虻唾液腺中分離純化得到兩個免疫抑制肽 tabimmunregulin 1和 12。Tabimmunregulin 1和12能夠明顯抑制小鼠脾細胞IFN-γ的產(chǎn)生而促進 IL-10的產(chǎn)生。Yan et al(2008)從Hybomitra atriperoides Liu(擬黑腹牛虻)唾液腺中分離純化得到免疫調(diào)節(jié)肽 immunoregulin HA,Zhao et al(2009)從牛虻(T. pleskei Kr?ber)唾液腺中分離純化得到 3個免疫調(diào)節(jié)肽 immunoregulin TP1~3,這些分子均可抑制大鼠脾細胞被脂多糖LPS誘導(dǎo)所產(chǎn)生的細胞因子 IFN-γ和 MCP-1的分泌,同時促進IL-10的分泌。IL-10是T細胞增殖和細胞因子反應(yīng)的抑制型細胞因子,能夠抑制促炎因子的產(chǎn)生。Immunoregulin HA可能通過上調(diào)IL-10的產(chǎn)生來抑制IFN-γ和MCP-1的分泌。這種免疫抑制有助于牛虻吸血過程的完成并具抗炎效果。
2.2.9 抗感染活性物質(zhì)
牛虻在對抗各種病原微生物對其自身感染的同時,需要避免將病原微生物傳染給宿主,以免遭到宿主的排斥。因此,牛虻通過形成抗菌肽分子來抑制叮咬處微生物的繁殖和生長,以保護自身和宿主在吸血過程中免受微生物感染。Xu et al(2008)從姚虻唾液腺中分離純化得到的 3個抗菌肽,defensin TY1、cecropin TY1和attacin TY3,可通過不同機制來發(fā)揮抗菌作用,從多個方面保證了牛虻抵御微生物感染的有效性。
2.2.10 虻蟲過敏原認知歷程
前文已提到虻蟲可導(dǎo)致嚴重過敏反應(yīng),暗示牛虻藥材中含有過敏原,但其導(dǎo)致過敏反應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ)尚不明確。最近,從姚虻中識別到了3種過敏原,Tab a 2、Tab a 5和Tab y 1,其中,Tab y 1為相對分子質(zhì)量為~65×103的 apyrase,可通過抑制 ADP誘導(dǎo)的血小板聚集而發(fā)揮抗血栓功能,Tab a 2及Tab a 5為蛋白酶類似物,相對分子質(zhì)量分別為25×103及 30×103(An et al,2011; Ma et al,2011)。
虻蟲與牡丹制成粉末后酒服,可用于治療腕折瘀血(唐.孫思邈《千金方》)?!秱摗分杏涊d虻蟲、水蛭及桃仁配伍可用于治療太陽病、脈沉結(jié)及小便不通等。虻蟲與陳皮配伍可用于治療心絞痛(Chen et al,1990)。Wu(1992)報道以牛虻和水蛭為主的中成藥(消栓通膠囊劑)可用于治療腦血栓。由虻蟲、西紅花、水蛭及桃仁組成的復(fù)方“西虻片”可用于治療肝炎。熟地黃、虻蟲、水蛭及桃仁制成粉末,可用于治療月經(jīng)不行(宋·陳自明《婦人大全良方》)。
由虻蟲、土鱉蟲、穿山甲、沉香及罌粟殼等藥材組方的口服通脈散可用于治療血栓閉塞性脈管炎(Zhou,1985)。虻蟲、全蝎、地龍、當(dāng)歸及丹參組方的通脈活血湯也可用于治療血栓閉塞性脈管炎(Fan,1980)。虻蟲、水蛭、穿山甲與四妙湯(生黃芪、歸尾、金銀花、甘草)可用于治療血栓性靜脈炎。水蛭、虻蟲、三棱、當(dāng)歸、桃仁及川芎等組方可用于治療小兒急性腎炎(Li et al,1984)。水蛭、虻蟲、當(dāng)歸、赤芍、川芎、丹皮、雞血藤及黃芪組方的化瘀湯可用于治療小兒腮病毒肺炎(Yan et al,1984)。五蟲丸(水蛭、虻蟲、地鱉蟲、壁虎及蟾皮)可用于治療腫瘤(Yang & Liu,1998)。異味粉可用于治療子宮內(nèi)膜異味(Shao et al,1980)。水蛭、虻蟲、大黃、桃仁及甘草組方可用于治療閉經(jīng)。
虻蟲粉可用于治療瘀血型內(nèi)痔出血(Cao,1993)。虻蟲的酒精提取物可用于治療銀屑病(Chi,1986)。
目前,虻蟲來源的單一成分西藥雖尚無臨床應(yīng)用,但是,已作為抗血栓藥物進行開發(fā),包括虻蟲唾液腺來源的血小板聚集抑制劑及凝血酶抑制劑等(Xu et al,2008)。
中醫(yī)藥研究和應(yīng)用表明,虻蟲單味或組方藥材具有確切的抗血栓作用,其功效已為幾千年的歷史和現(xiàn)代臨床療效所肯定。虻蟲的中藥現(xiàn)代化正是根據(jù)傳統(tǒng)中醫(yī)藥研究和應(yīng)用的長期積累和病例分析,采用生物化學(xué)、分子生物學(xué)、化學(xué)及藥學(xué)等手段,挖掘其有效成分。近年來,已發(fā)掘出了一系列具有臨床應(yīng)用前景的生物活性分子用于抗血栓西藥新藥研發(fā),如虻蟲唾液腺來源的血小板聚集抑制和凝血酶抑制劑等。
盡管虻蟲或其組方已被證明具抗血栓功能,但由于長期以來缺乏國際認可的標準和規(guī)范,以及相應(yīng)的基礎(chǔ)研究薄弱,目前我國的復(fù)方制劑尚未能走向世界醫(yī)藥主流市場,難以參與國際競爭。因此,需尋找虻蟲中具有抗血栓作用的單體物質(zhì),闡明其物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機理,使其作為抗血栓藥物“有根可尋、有理可說”,并從分子水平上揭示其發(fā)揮抗血栓作用的功能物質(zhì),以消除其神秘感和模糊性。目前,已經(jīng)從虻蟲中識別了血小板聚集抑制劑、凝血酶抑制劑、纖維蛋白原水解酶等多種抗血栓功能分子,這證明了該傳統(tǒng)抗血栓中藥的科學(xué)性(Xu et al,2008; Ma et al,2009)。
我國的復(fù)方制劑難以為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)所接受、未能走向世界醫(yī)藥主流市場的另一個重要原因是由于中藥藥材含有大量的未知成分,這些成分除了掩蓋了其有效作用以外,也許還含有毒副作用。虻蟲的毒副作用主要在于導(dǎo)致過敏反應(yīng),但其物質(zhì)基礎(chǔ)(過敏原)一直未被認知。直到最近,Ma et al(2011)才識別了幾種虻蟲來源的過敏原,為安全有效利用虻蟲中藥材打下了重要基礎(chǔ)。
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