鐵牛七藥材研究進(jìn)展

黃仕其，張烊烊，李玉澤，樊 浩，黃文麗，鄧 翀，王 薇,2**，宋小妹,2*

(1.陜西中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，陜西 咸陽 712046； 2.陜西省中藥基礎(chǔ)與新藥研究重點(diǎn)實驗室，陜西 咸陽 712046)

鐵牛七為毛茛科(Ranunculaceae)烏頭屬(Aconitum)鐵棒錘(AconitumpendulumBusch)-和伏毛鐵棒錘(AconitumflavumHandel-Mazzetti)的塊根[1]。鐵牛七又名鐵棒錘、榜那、雪上一枝蒿，《中藥大辭典》記載[2]鐵棒錘(鐵牛七)具有活血化瘀，祛風(fēng)除濕，消腫止痛等功效，臨床上多用于治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，關(guān)節(jié)腫痛等癥。現(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)該藥所含烏頭類生物堿類成分具有顯著的鎮(zhèn)痛麻醉、抗炎、抗腫瘤等活性，近年來在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究頗為廣泛，其二萜類生物堿具有良好的殺蟲活性，然而目前以鐵棒錘為臨床應(yīng)用藥材的植物基源混亂，各地各區(qū)域均有差異；其次，在其臨床應(yīng)用上因其雙酯型烏頭生物堿具有毒性特點(diǎn)而倍受關(guān)注。對此，多名研究人員以炮制減毒增效為目的研究多種炮制方法對鐵棒錘藥材化學(xué)成分及藥理活性的影響。本文旨在疏理目前為止對鐵牛七基源考證、化學(xué)成分、藥理與毒理作用、炮制等方面的研究進(jìn)展，為后者深入研究和開發(fā)鐵牛七的臨床應(yīng)用提供參考。

1 基源考證

鐵牛七一名記載于《陜西中草藥》，為陜西太白七藥之一，該書記載鐵牛七來源于鐵棒錘(A.pendulm)和伏毛鐵棒錘(A.flavum)的塊根，鐵棒錘與伏毛鐵棒錘主要分布于陜、甘、寧、川、藏、貴等西北一帶區(qū)域，其地域應(yīng)用不同，在各地民間所用鐵棒錘藥材的基源植物也不一樣。鐵棒錘一名常見于西北各地方藥材標(biāo)準(zhǔn)和本草著作，作為民間常用藥并未被國家藥典收錄，寧夏回族自治區(qū)把鐵棒錘作為地方大宗商品藥材，在當(dāng)?shù)貞?yīng)用廣泛?！痘厮幈静荨贰ⅰ秾幭闹兴幹尽穼﹁F棒錘記載其基源植物為伏毛鐵棒錘(A.flavum)的塊根，《甘肅中藥材標(biāo)準(zhǔn)》中記載鐵棒錘為鐵棒錘(A.pendulm)和伏毛鐵棒錘(A.flavum)的塊根[3]；《本草綱目拾遺》中記載鐵棒錘又名雪上一枝蒿，而《全國中草藥匯編》則將鐵棒錘與雪上一枝蒿分別記載，該書記載雪上一枝蒿為毛茛科烏頭屬短柄烏頭(AconitumbrachypodumDiels)及其變種的干燥塊根，主要分布于云南、四川等地，《山東中藥材標(biāo)準(zhǔn)》、《四川中藥材標(biāo)準(zhǔn)》收載的雪上一枝蒿基源均包括鐵棒錘(A.pendulm)和伏毛鐵棒錘(A.flavum)的塊根，中國藥典1997年版中則記載雪上一枝蒿唯一基源為短柄烏頭(A.brachypodum)的塊根[4]；上海藥品檢驗所對陜甘寧川等省(自治州)所產(chǎn)雪上一枝蒿進(jìn)行基源鑒定[5]，雪上一枝蒿源自云南，現(xiàn)已轉(zhuǎn)移到西北多個地區(qū)，甘肅、寧夏、青海等地所用的雪上一枝蒿在民間稱之為鐵棒錘，而非國家藥典收錄的正品來源植物短柄烏頭；趙梅宇[4]對藏藥榜那的基源考證做了大量的文獻(xiàn)研究，指出榜那(藏名)為鐵棒錘(中藥名)，其基源為鐵棒錘(A.pendulm)和伏毛鐵棒錘(A.flavum)的塊根。

2 化學(xué)成分

2.1 生物堿類

鐵牛七化學(xué)成分主要有C19和C20二萜類生物堿，C骨架類型主要有烏頭堿型(I)、napelline型(Ⅱ)、dehydronapelline型(Ⅲ)和neolline型(Ⅳ)。烏頭堿型生物堿多在C14位、C8位有酯基官能團(tuán)取代，故而形成雙酯型二萜生物堿，其中烏頭堿，次烏頭堿具有強(qiáng)烈的毒性，此外，化合物40～57為一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的二萜生物堿，且都是在C19、C20二萜生物堿骨架類型基礎(chǔ)上改變官能團(tuán)的位置和異構(gòu)。具體化合物名稱、母核官能團(tuán)的取代及結(jié)構(gòu)圖見表1、表2和圖1。

表1 鐵牛七中生物堿類化合物

續(xù)表1 鐵牛七中生物堿類化合物

表2 鐵牛七中生物堿類化合物

圖1 鐵牛七中生物堿類結(jié)構(gòu)Fig. 1 Structure of alkaloids in A. pendulm and A. flavum

2.2 其它類化合物

其他非生物堿化學(xué)成分有黃酮類、甾醇類、苷類等化合物。具體化合物名稱、結(jié)構(gòu)圖見表3和圖2。

表3 鐵牛七中其他類化合物

3 藥理作用

3.1 鎮(zhèn)痛抗炎作用

伏毛鐵棒錘是寧夏回族常用藥，也是寧夏地區(qū)道地性藥材，其鎮(zhèn)痛抗炎作用被該地區(qū)科研人員廣泛研究。付雪艷[7]通過傳統(tǒng)的小鼠熱板法、醋酸扭體法等實驗發(fā)現(xiàn)伏毛鐵棒錘提取物30%乙醇洗脫部位具有鎮(zhèn)痛抗炎作用；黃青[26]將伏毛鐵棒錘50%乙醇洗部分和95%乙醇洗部分鎮(zhèn)痛抗炎活性效果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)前者效果更好。此外，針對烏頭堿具有毒性這一特性，而烏頭堿又具有很好的鎮(zhèn)痛抗炎活性，研究人員[27]將伏毛鐵棒錘與β-環(huán)糊精相結(jié)合形成包含物，通過鎮(zhèn)痛抗炎實驗驗證了此包含物也具有一定的抗炎鎮(zhèn)痛作用。關(guān)于伏毛鐵棒錘非生物堿的研究，于良[25]發(fā)現(xiàn)5-羥甲基糠醛對炎癥細(xì)胞T細(xì)胞具有很好的抑制作用，從而提示5-羥甲基糠醛單體化合物可能成為一種新的治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎藥物；還有人[28]發(fā)現(xiàn)其非生物堿活性部位-黃酮類為治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的主要化學(xué)成分并初步研究了其抗炎作用機(jī)制。目前對于伏毛鐵棒錘非生物堿部位用于鎮(zhèn)痛抗炎的藥物組合物和制備方法已經(jīng)獲得國家專利[29]。

圖2 鐵牛七中其他類化合物結(jié)構(gòu)Fig. 2 Structure of other compounds in A. pendulm and A. flavum

伏毛鐵棒錘所含不同生物堿成份具有不同程度的鎮(zhèn)痛抗炎效果。研究人員[30]發(fā)現(xiàn)3-乙酰烏頭堿鎮(zhèn)痛抗炎效果優(yōu)于塊根提取的總生物堿；陸滿文[31-32]等人在此實驗基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)烏頭堿鎮(zhèn)痛抗炎活性強(qiáng)于3-乙酰烏頭堿，此二者與鐵總堿的抗炎鎮(zhèn)痛效果相當(dāng)于抗風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎常用藥水楊酸鈉的藥物療效；黃先菊[33]通過小鼠醋酸扭體法實驗研究發(fā)現(xiàn)了鐵棒錘提取物的氯仿部位具有顯著鎮(zhèn)痛抗炎效果，且強(qiáng)于總生物堿和陽性藥阿司匹林。在臨床用藥方面，研究者[34]發(fā)現(xiàn)以伏毛鐵棒錘中3-乙酰烏頭堿為主要有效成分的新藥新烏寧痛抗炎鎮(zhèn)痛效果很好；以鐵棒錘浸膏為主要成份的藥品鐵棒錘止痛膏臨床治療肩周炎效果明顯[35]。楊伯濤[36]以伏毛鐵棒錘提取純化的總生物堿作為研發(fā)緩釋制劑止痛新藥的主要成分來制備新藥的方法已經(jīng)獲得國家專利。

3.2 抗腫瘤作用

目前已有研究表明，伏毛鐵棒錘的不同溶劑提取物與生物堿部位對于人體腫瘤細(xì)胞等具有一定的抑制作用，如郝文婧[14]發(fā)現(xiàn)鐵棒錘中的抗瘤活性部位來自其生物堿部位，對腫瘤細(xì)胞具有很好的抑制作用，且有隨濃度升高不斷增強(qiáng)的趨勢；有研究者[37]對鐵牛七水提取物進(jìn)行體外抑制腫瘤生長實驗，發(fā)現(xiàn)其對人體肝癌、胃癌、食管癌等癌細(xì)胞有顯著殺傷作用，效果呈劑量依賴關(guān)系。魏鼎華[9]從鐵棒錘乙醇提取物中分離出8個化合物，采用MTT法對其進(jìn)行抗腫瘤活性篩選研究，實驗表明烏頭堿對肺癌A549細(xì)胞、肺癌1299細(xì)胞具有顯著的抑制活性，且其活性強(qiáng)于陽性藥5-氟尿嘧啶；有人[38]又用此方法驗證了鐵棒錘中的宋果靈與3-乙酰烏頭堿均能抑制肝腫瘤細(xì)胞的生長并能促使其凋亡。

3.3 抑菌作用

鐵棒錘具有廣譜的抗菌作用，在對鐵棒錘進(jìn)行了體外抑菌活性的研究時，張春江[39]發(fā)現(xiàn)其提取物對金黃色葡萄球菌和耐藥表皮葡萄球菌有很強(qiáng)的抑制作用，并證實鐵棒錘醇提物抑菌作用強(qiáng)于水提物；董開忠[40]通過瓊脂擴(kuò)散法抑菌實驗研究鐵棒錘對腸道致病菌體外抑菌作用效果，實驗結(jié)果表明鐵棒錘具有廣譜的抗菌活性，能夠抑制大腸埃希菌、變形桿菌、傷寒沙門氏菌、金黃色葡萄球菌等腸道致病菌的增殖，同時得出了鐵棒錘水提物抗菌效果強(qiáng)于醇提物這一結(jié)論。

3.4 殺蟲活性

鐵棒錘全草雖具有毒性，但在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域作為殺蟲劑的研究開發(fā)較少，近年來學(xué)者著重對鐵棒錘對殺蟲活性不斷進(jìn)行實驗探索，研究發(fā)現(xiàn)其中的一些提取物對害蟲具有毒殺作用。有實驗研究[41]發(fā)現(xiàn)伏毛鐵棒錘乙醇提取物對枸杞蚜蟲、桃蚜蟲具有很好的殺蟲效果；張玉粉[42]利用浸漬法測試伏毛鐵棒錘各部位殺蟲活性，結(jié)果顯示其根、莖、莢部位對小菜蛾蟲具有顯著的觸殺活性；梁永鋒[43-45]等人則采用浸蟲法和葉碟法研究了伏毛鐵棒錘乙醇提取物不同極性溶劑萃取部分對小菜蛾蟲、菜青蟲、甘藍(lán)蟲的毒殺和拒食活性，通過石油醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇、水等萃取部位的殺蟲實驗結(jié)果對比，發(fā)現(xiàn)石油醚萃取物對小菜蛾蟲有最好的毒殺作用，而水、正丁醇、乙酸乙酯萃取物則對菜青蟲和甘藍(lán)蟲有很強(qiáng)的毒殺作用和拒食作用，此實驗研究表明伏毛鐵棒錘醇提物中極性小的化合物對小菜蛾蟲具有毒殺活性，極性大的一類對菜青蟲和甘藍(lán)蟲具有毒殺拒食活性；郭生虎[46]通過相同方法研究發(fā)現(xiàn)伏毛鐵棒錘95%乙醇提取的總生物堿對粘蟲、枸杞蚜蟲具有較強(qiáng)的毒殺作用，另外鄭慶偉[47]還將總生物堿與苦參堿進(jìn)行聯(lián)合殺蟲效果研究，這種復(fù)配性殺蟲劑制備方法已獲得國家專利；張建英[48-49]等人還發(fā)現(xiàn)伏毛鐵棒錘中的乙醇和氯仿提取物殺螨效果最強(qiáng)，前者還對枸杞蚜蟲具有毒殺活性；劉錦霞[50]發(fā)現(xiàn)鐵棒錘生物堿乳劑能夠殺死菜青蟲。

4 毒理作用

鐵牛七中的烏頭堿成分抗炎鎮(zhèn)痛作用最為顯著，因烏頭堿與次烏頭堿為有強(qiáng)烈毒性的雙酯型二萜生物堿，其主要毒性基團(tuán)為C14位、C8位羥基與醋酸、苯甲酸結(jié)合成的OAC、OBz等酯基，所以具有一定的毒理作用。研究報道[51]OAC、OBz官能團(tuán)是雙酯型二萜生物堿具有心臟毒性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，通過水煮等炮制方法使得烏頭類雙酯型生物堿逐步轉(zhuǎn)化為毒性低的單酯型生物堿和苯甲酰烏頭原堿。

目前針對鐵牛七中以烏頭堿、次烏頭堿為代表的毒性生物堿類成分研究較少。研究者從細(xì)胞毒性，動物實驗以及臨床病例等方面探究了鐵牛七中烏頭堿的毒性強(qiáng)弱和人中毒后的臨床癥狀。張宏利[52]在喂食小鼠的飼料中加入鐵棒錘細(xì)粉觀察其毒性效果，發(fā)現(xiàn)20%的鐵棒錘樣品對小鼠的毒殺率達(dá)90%，并使小鼠產(chǎn)生積累致毒；付雪艷[53]進(jìn)行鐵棒錘對小鼠的毒理實驗，發(fā)現(xiàn)小鼠肝臟、心臟均有明顯的病理變化，細(xì)胞不同狀態(tài)的壞死；在臨床病例方面，研究者[54]發(fā)現(xiàn)烏頭堿對人體神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)可產(chǎn)生一定的毒性，尤其是對心血管系統(tǒng)造成不同程度的心率失常；有病人因鐵棒錘中毒而出現(xiàn)雙向性心率失常，臨床表現(xiàn)為四肢發(fā)麻、流涎、大汗、嘔吐、腹痛、煩躁不安[55]；同時張西平[56]通過7例臨床病例分析，發(fā)現(xiàn)伏毛鐵棒錘中毒可引起嚴(yán)重的心率失常、呼吸困難；趙瑞[57]也發(fā)現(xiàn)鐵棒錘中毒可引起室性心率失常，并且探討了烏頭堿中毒的分子機(jī)制與Na+、Ca2+、K+離子通道的相關(guān)分析。

5 炮制

鐵牛七作為太白七藥之一，同時也是太白四大毒性七藥(羊角七、金牛七、麻布七、鐵牛七)之一[58]，其C19烏頭型生物堿具有顯著的藥理活性，但同時又有很強(qiáng)的毒性，故鐵牛七的中藥炮制成為臨床應(yīng)用的研究重點(diǎn)，不同地區(qū)對鐵牛七的炮制方法各有不同，其目的都是減毒增效。研究指出[59]鐵棒錘在各地區(qū)有多種炮制技術(shù)，與傳統(tǒng)炮制方法水煮、蒸、炙不同，西藏地區(qū)廣泛使用“流水漂洗、酒中研磨”方法，青海地區(qū)則有在鐵鍋中用糌粑拌炒炮制鐵棒錘的方法，廣西地區(qū)有蒸法，寧夏回藥醫(yī)著中有用草灰煨熱鐵棒錘的炮制方法，作為羌藥使用時常有水煮、砂炒、蒸制等方法。

付雪艷[60]認(rèn)為烘制為伏毛鐵棒錘的最佳炮制方法，通過采用小鼠毒性實驗以及鎮(zhèn)痛抗炎藥效指標(biāo)比較“蒸”、“煮”、“烘”、“訶子湯制”等炮制方法的效果，得出這一結(jié)論；不過程濤[61]通過小鼠耳廓腫脹實驗研究發(fā)現(xiàn)鐵棒錘生品與水煮炮制品的鎮(zhèn)痛抗炎效果無明顯的差異。有研究者[62]采用HPLC法測定了鐵棒錘生品烏頭堿含量比炮制品高14倍之多，說明炮制能夠降低鐵棒錘藥材的毒性；廖琦[63]研究發(fā)現(xiàn)鐵棒錘砂炒后鎮(zhèn)痛抗炎效果依然顯著，并且對炮制品所含指標(biāo)性化學(xué)成分苯甲酰烏頭原堿進(jìn)行了體內(nèi)代謝規(guī)律的研究；趙梅宇[64]研究了不同炮制方法對藏藥榜那的毒性影響，通過訶子湯制、高壓制、靈芝真菌制等炮制方法發(fā)現(xiàn)藥材炮制后所含雙酯型烏頭生物堿含量均有下降，而單酯型苯甲酰烏頭生物堿含量增加；曾陳娟[65]通過傳統(tǒng)的砂炒、水煮、蒸制等方法炮制羌藥鐵棒錘并研究其毒性、藥理活性以及化學(xué)成分，建立了鐵棒錘砂炒炮制方法的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與炮制工藝。此外王毓杰[6]系統(tǒng)研究了不同炮制品炮制前后化學(xué)成分與毒性的相互變化和影響，以此來闡明炮制減毒增效的科學(xué)原理。

6 討論

鐵牛七作為民間常用藥，主要分布于我國西北地區(qū)，藏族、回族、羌族等少數(shù)民族對鐵牛七已形成獨(dú)特的醫(yī)藥應(yīng)用體系，在民間鐵牛七廣泛用于治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，瘀血腫痛，跌打損傷等病癥。鐵牛七主含二萜類生物堿，因其含有烏頭型生物堿的毒性和鎮(zhèn)痛抗炎活性而成為臨床用藥和藥學(xué)研究的重點(diǎn)。在抗腫瘤作用方面，鐵牛七對肺癌細(xì)胞有很好的毒理活性，但目前學(xué)界對抗腫瘤的分子作用機(jī)制研究不夠深入廣泛，未來可以朝此方向進(jìn)一步展開研究。鐵牛七中單體化合物3-乙酰烏頭堿作為抗炎鎮(zhèn)痛藥物已完成新藥的研發(fā)與上市，其生藥浸膏提取物已成為活血止痛類藥品的主要成分，有關(guān)鐵牛七總生物堿純化物、非生物堿活性部位化合物新藥研發(fā)均獲得了國家專利，對于單體生物堿的活性研究與新藥研發(fā)可能還有一定的研究空間。

目前對于鐵牛七除了顯著的鎮(zhèn)痛抗炎藥理作用研究之外，其殺蟲活性和炮制這兩方面的研究也成為熱點(diǎn)，并且取得了豐富的研究成果。殺蟲劑的研發(fā)方法已獲得國家專利，在植物種植和生長方面對于其不同的病害蟲進(jìn)行防治和殺蟲研究，開發(fā)新型植物源殺蟲劑更是農(nóng)業(yè)種植的發(fā)展趨勢。鐵牛七生品化學(xué)成分及藥理活性的研究，基于炮制品的化學(xué)成分研究還有很大空間，探索不同炮制方法對化學(xué)成分和藥理活性的影響，能為進(jìn)一步闡明炮制減毒原理和尋找天然藥物活性結(jié)構(gòu)提供研究思路，同時，鐵牛七傳統(tǒng)的民間古法炮制和臨床應(yīng)用在研究現(xiàn)代炮制工藝時依然具有參考意義。值得注意的是，鐵牛七廣泛應(yīng)用于民間，因各地區(qū)民間用藥植物來源和藥材標(biāo)準(zhǔn)有很大差異，不同地區(qū)和民族對鐵牛七的植物基源應(yīng)當(dāng)進(jìn)行研究考證，并根據(jù)本地用藥習(xí)慣制定相應(yīng)的藥材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。