霍山石斛化學(xué)成分及其藥理活性研究進展*

錢程程，歐金梅△，戴亞峰，楊燕杰

(1.安徽中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，安徽 合肥 230012；2.九仙尊霍山石斛股份有限公司，安徽 六安 237000)

霍山石斛(Dendrobium huoshanense C.Z.Tang et S.J.Cheng)，記載于清代《本草綱目拾遺》中，具有益胃生津，滋陰清熱的功效，被譽為“九大仙草”之首。近年來，霍山石斛因較好的臨床療效，被2020版《中國藥典》收錄為常用中藥。研究發(fā)現(xiàn)，霍山石斛含有多糖、氨基酸、蛋白質(zhì)及生物堿等多種化學(xué)成分，具有提高機體免疫力、抗腫瘤、抗氧化和降血糖等多種臨床作用[1]?；羯绞鳛榘不盏赖厮幉?，也廣泛應(yīng)用于茶飲和食品，有著較好的研究前景和綜合利用價值。

霍山石斛因其獨特的生長環(huán)境，孕育出它的性狀、成分、功效與其它石斛相比有著顯著不同。通過林下仿野生撫育研究，使得霍山野生種質(zhì)得到了保存和擴大[2]，為進一步開展化學(xué)成分和生物藥理活性研究提供了基礎(chǔ)?！端幍洹分型瑫r收錄了鐵皮石斛、金釵石斛、馬鞭石斛、鼓槌石斛5個石斛品種，品種的內(nèi)在遺傳因素差異造成外在性狀、化學(xué)成分的顯著差異[3]，目前對鐵皮石斛、銅皮石斛研究多于其它品種[4-6]。本文對霍山石斛的化學(xué)成分、分子遺傳學(xué)和藥理活性方面的最新研究進展進行梳理，旨在為霍山石斛的現(xiàn)代研究和應(yīng)用提供參考。

1 化學(xué)成分

迄今為止，國內(nèi)外學(xué)者們對石斛屬植物成分進行研究，從中分離鑒定出活性多糖、生物堿、夏佛塔苷[7]、三萜皂苷[8]等多種成分，但對霍山石斛中的石斛多糖、蛋白質(zhì)、氨基酸、石斛堿等研究報道卻是很少。

1.1 糖類 霍山石斛中的糖類以多糖為主體成分，主要含有由葡萄糖、半乳糖、甘露糖等單糖組成的DHP1-2、DHP2-1、DHP2-2 3 種多糖。多糖經(jīng)分離純化后獲得均一性多糖HPS-1B23，結(jié)構(gòu)顯示為α吡喃型[9]?；羯绞牟煌课恢械亩嗵浅煞趾瑴y，葉＞根＞莖，且3年生＜1年生＜2年生，以2年生莖中多糖含量最高[10]。單糖主要為D-甘露糖、D-葡萄糖和果糖，半乳糖、D-阿拉伯糖、D-木糖含量較低[11]。鄭曉倩等[12]采用高效液相CAD法測定3種藥用石斛中均含有果糖、蔗糖等成分，但品種不同，含量均存在差異，3種藥用石斛中霍山石斛的單、雙糖類成分總含量最高，主要是蔗糖、D-無水葡萄糖的含量，鐵皮石斛最低，銅皮石斛中所含果糖含量最高。當(dāng)前，DHP的提取工藝被不斷改進，提取效率和提取率也有了極大提高，DHP的分子量與化學(xué)成分間的關(guān)系也被進一步明確，針對霍山石斛多糖成分還有許多學(xué)者進行了研究，如優(yōu)化多糖提取的工藝[13]、結(jié)構(gòu)特性、多糖不同組分的分離與理化性質(zhì)、化學(xué)物質(zhì)等對霍山石斛多糖的影響等。

1.2 氨基酸和蛋白質(zhì) 霍山石斛中含有絲氨酸、組氨酸、蘇氨酸、甘氨酸等多種氨基酸，人體內(nèi)的賴氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、色氨酸和苯丙氨酸等7種必需氨基酸在霍山石斛中均有分布。氨基酸是霍山石斛中主要的營養(yǎng)成分之一，游離的氨基酸發(fā)揮著重要的功效，石斛類以霍山石斛的氨基酸成分最佳[14-15]。對于安徽霍山銅皮石斛、鐵皮石斛和霍山石斛3種石斛[16]，其游離氨基酸的含量與生長期和部位存在一定聯(lián)系，針對根、葉及不同生長期莖中17種游離氨基酸含量，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)氨基酸含量呈現(xiàn)根＜4年生莖≈2年生莖＜3年生莖＜葉＜1年生莖的規(guī)律，且銅皮石斛與霍山石斛最為相似。胱氨酸在根中含量最高，精氨酸在3年生的莖中最高，可達2.01 mg/g。不同石斛的蛋白質(zhì)含量有明顯差異[17]，霍山石斛干花的粗蛋白成分和必需氨基酸成分均高于鐵皮石斛干花。

1.3 生物堿 生物堿類是最早從霍山石斛中分離出的化合物，包括石斛堿、石斛次堿、石斛銅堿、石斛胺等。多數(shù)學(xué)者對石斛屬生物堿及其藥理作用的研究側(cè)重于金釵石斛，對霍山石斛的化學(xué)成分研究較少，僅有少數(shù)學(xué)者對其生物堿展開討論，例如用溴甲酚氯酸性染料比色法測定石斛中總生物堿堿含量[18]，結(jié)果顯示，霍山石斛中莖部總生物堿的含量約為0.029 1%，從含量分布來看，石斛總生物堿含量均為葉大于莖和根，成熟期的莖與根中的生物堿含量相近，故臨床應(yīng)用和藥理實驗應(yīng)綜合考慮到根、莖、葉的開發(fā)與利用；與氨基酸含量規(guī)律不同，霍山石斛總生物堿含量呈現(xiàn)1年莖＜2年莖＜3年莖＞4年莖，因此，應(yīng)第3年采收為宜[10]。關(guān)于提取方法，崔楠楠[19]采用分光光度法測定霍山石斛中生物堿的含量，設(shè)置酶解pH、時間、溫度等變量，對提取液進行萃取、大孔樹脂純化等方面研究，為進一步開發(fā)利用霍山石斛提供依據(jù)。

1.4 其他 近代藥理實驗發(fā)現(xiàn)霍山石斛獨特的藥用功效可能與其種類繁多的化學(xué)成分共同作用相關(guān)，其中微量元素在中藥藥效中發(fā)揮著特殊的協(xié)同作用[20]?；羯绞泻蠧a、Fe、Zn等微量元素，其中莖、根、葉3個部位中所含元素的種類和含量均有差異[21]。人體必需微量元素在霍山石斛中均有分布，以鋅、銅和鐵含量最高，其中根中 V、Fe、Ni、Al、P 含量最高，葉中 B、Ba、Mg、Ca、Mn 含量最高，莖中 Cu、Cr、B 含量最低。除了微量元素外，霍山石斛中還含有菲類化合物、聯(lián)芐類化合物、石斛酚等有效成分。

2 分子遺傳學(xué)研究

目前市場有多種石斛品種流通，常通過藥材色澤、密度、口嘗和水試等方法來辨別真?zhèn)?。?nèi)在遺傳特征的的差異造成品種不同外觀性狀，金國虔[22]用APPCR方法證實霍山石斛與銅皮石斛親緣關(guān)系最近，兩者形態(tài)比較相似；丁小余等[23]用ITS區(qū)序列對石斛屬植物進行鑒定，得出霍山石斛與銅皮石斛關(guān)系最近的結(jié)論。鑒于此，《藥典》中根據(jù)石斛的性狀差異增加了DNA分子鑒別方法研究。

分子標(biāo)記技術(shù)在霍山石斛的遺傳研究、品種鑒定、植物代謝組學(xué)等也發(fā)揮著重要作用。汪曙等[24]采用霍山石斛和銅皮石斛培育出一種雜交石斛，其生長指標(biāo)，主要藥效含量多糖及總生物堿都發(fā)生了明顯變化，特別是生物堿含量明顯逐年增高，由此，霍山石斛可以通過雜交擴大其遺傳多態(tài)性。洪克前[25]對霍山石斛葉片進行轉(zhuǎn)錄組SSR位點測序，結(jié)果基元類型均為AG/CT，表明霍山石斛與鐵皮石斛、金釵石斛等近緣種轉(zhuǎn)錄組SSR基元相似，開發(fā)的SSR標(biāo)記為霍山石斛種質(zhì)資源研究和遺傳多樣性提供技術(shù)支持。

3 藥理活性

霍山石斛免疫調(diào)節(jié)作用、抗腫瘤、抗氧化、抗白內(nèi)障和肝損傷保護等方面顯示出較強的藥理活性。

3.1 免疫調(diào)節(jié)作用 霍山石斛作為食品原料，一直被認為具有增強機體免疫功能的能力。霍山石斛多糖(DHP)經(jīng)口服后對小腸免疫系統(tǒng)和全身免疫功能均有免疫調(diào)節(jié)作用[26]，DHP可以促進骨髓細胞的增殖、增強腸道免疫、增殖脾細胞，增加干擾素(IFN)的分泌以及顯著刺激肝細胞的增殖和IFN的分泌，在高劑量下能顯著升高白細胞介素(IL-4)的分泌。有學(xué)者[27]推測霍山石斛多糖可能是通過刺激巨噬細胞釋放TNF-a觸發(fā)信號，從而刺激免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用，且不同多糖組分之間存在免疫細胞相互作用。

3.2 抗腫瘤 近年來，石斛抗腫瘤活性受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[28]。霍山石斛能抑制荷SiHa宮頸癌小鼠腫瘤組織的生長[29]。鮑麗娟[30]等采用含10%新生小牛血清在培養(yǎng)基RPMI-1640中37℃和5%CO2條件下處理過的人宮頸癌細胞HelaS3和人肝癌HepG2細胞，研究發(fā)現(xiàn)，霍山石斛水提物能良好的抑制HelaS3細胞和HepG2細胞，半致死抑制濃度IC50分別是11.63%和10.40%。黃森等[31]對石斛屬多糖組分純化分離，探討多糖作用時間、多糖濃度對抑瘤率的影響，通過DHP抑制人胃腺癌細胞SGC-7901探討DHP腫瘤相關(guān)基因與抗腫瘤之間的相關(guān)性。張丹丹等[32]研究了DHP對人胃癌細胞的作用，結(jié)果顯示給藥多糖后的胃癌細胞形態(tài)蜷縮，明顯凋亡，說明霍山石斛能夠起到一定的抑制人胃癌細胞生長的作用。

3.3 抗氧化 歷代草本記錄石斛具有輕身延年的功效，即抗氧化、抗衰老作用，氧化與衰老都與體內(nèi)自由基和氧化反應(yīng)相關(guān)[13]，霍山石斛多糖具有體外抗自由基和抗脂質(zhì)過氧化作用。DHP1A是霍山石斛中一種潛在的抗氧化成分[33]，DHP1A對FeCl2誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化有顯著的抑制作用，DHP1A經(jīng)預(yù)處理后降低了丙二醛的產(chǎn)生，用四氯化碳處理小鼠后，其肝臟中谷胱甘肽過氧化物酶(GPx)和過氧化氫酶(CAT)等活性恢復(fù)，谷胱甘肽(GSH)水平保存穩(wěn)定。DHP具有改善高脂飲食肥胖小鼠氧化應(yīng)激的功能[34]，經(jīng)霍山石斛多糖干預(yù)后小鼠的胰島素、血清游離脂肪酸顯著降低，血糖下降，丙二醛降低，GSH-Px、T-AOC、SOD顯著升高，達到降低肥胖小鼠氧化應(yīng)激的效應(yīng)。在陰虛狀態(tài)下霍山石斛能增強機體抗氧化能力，抗氧化性遠優(yōu)于鐵皮石斛[35]。此外，DHP提取方式對其抗氧化能力也有一定影響[36]，用超聲波法提取所得DHP氧化能力優(yōu)于熱水提取的多糖。

3.4 抗炎 抗炎是指致炎因子刺激機體，發(fā)生防御反應(yīng)消除炎癥的病理過程。先前對霍山石斛調(diào)節(jié)免疫等功能研究較多，對炎癥方面還有待商榷討論，因此研究抗炎活性具有一定的藥理意義。急性炎癥早期，會出現(xiàn)腫脹和滲出，癥狀常伴有紅、腫、熱、痛等表現(xiàn)，這些都是評估抑制急性炎癥反應(yīng)重要的指標(biāo)。汪蒙蒙等[37]指出霍山石斛能夠降低大鼠耳腫脹和足腫脹的發(fā)生率，減少慢性炎癥后期產(chǎn)生的結(jié)締組織，讓棉球肉芽腫大鼠血清中的IL-2，IL-6和IFN-γ含量變少，抗炎機制體現(xiàn)在通過降低相關(guān)細胞因子的產(chǎn)生來調(diào)節(jié)機體內(nèi)抗炎作用。蘇雙巧[38]分離得到霍山石斛莖中的3個聯(lián)芐類化合物和6個其他化合物，抗炎活性測試結(jié)果顯示聯(lián)芐類化合物具有顯著的抗炎活性，其機制可能是通過抑制核轉(zhuǎn)錄因子、Akt信號通路和絲氨酸蛋白激酶—MAPKS發(fā)揮抗炎作用。

3.5 抗白內(nèi)障以及其他作用 糖尿病性白內(nèi)障發(fā)病機理比較復(fù)雜，霍山石斛多糖為一種良好的糖尿病性白內(nèi)障防治藥物。DHP通過干預(yù)氧化和蛋白糖基化途徑[39-40]，從而抑制SD大鼠體內(nèi)晶狀體蛋白的糖基化終產(chǎn)物AGEs形成，多糖含量在200 mg/(kg·d-1)時為最佳，最終達到防治糖尿病性白內(nèi)障的目的。李志強[41]通過種植不同模式的霍山石斛，得出生態(tài)種植模式的霍山石斛保護小鼠肝損傷效果最好；DHP還可以通過輔助飲食調(diào)節(jié)改善SD大鼠非酒精性脂肪性肝(NAFL)損傷，這種改善保護作用可能是通過恢復(fù)機體脂質(zhì)代謝平衡而實現(xiàn)的；DHP還能夠使小鼠的游泳時間延長，使小鼠肝糖原儲備值有所升高，乳酸累積下降，抗運動疲勞；霍山石斛生物堿能緩解巴比妥中毒癥狀[20]，達到消除余毒目的，且能使血壓和心率下降，呼吸平緩，同時能夠產(chǎn)生抗菌、發(fā)揮抗癌作用等。

4 結(jié)語

當(dāng)前霍山石斛作為常用中藥和保健品，其藥理活性研究取得了初步進展，但霍山石斛的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究還不夠深入，使藥理作用研究缺乏理論基礎(chǔ)，影響了霍山石斛的綜合利益。后續(xù)要以仿林下野生種植栽培模式，增強霍山石斛種質(zhì)的保護和擴大資源，在霍山石斛多糖DHP發(fā)揮全面作用的機理和其它有效活性成分方面開展更深入的研究。