天麻中巴利森苷類化合物的研究概述

張琦，王兆豐，王秋穎*

1.中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 藥用植物研究所，北京 100193；2.新疆農(nóng)業(yè)大學，新疆 烏魯木齊 830052

天麻GastrodiaelataBl.又名赤箭、神草、離母、定風草等，屬蘭科多年生草本植物，無根無葉綠體，不能進行光合作用，立冬后至次年清明前采挖，主要以地下塊莖入藥，傳統(tǒng)用藥主治高血壓、頭暈目眩、驚風抽搐、口歪眼斜、小兒驚厥、肢體麻木等癥[1]。天麻中含有天麻素、天麻苷元(對羥基苯甲醇)、對羥基苯甲醛、對羥基苯甲酸、對羥芐基甲醚、巴利森苷等酚類、有機酸類、甾醇類及多糖類化合物[2-6]。2015年版《中華人民共和國藥典》中將天麻素和天麻苷元作為評價天麻質量標準的指標，近幾年來，隨著對天麻化學成分的研究，發(fā)現(xiàn)在中藥天麻中，巴利森苷類化合物的含量遠遠高于天麻素和天麻苷元，并且中藥成分復雜，起作用的往往不是單一成分，控制中藥質量的標準物質也并不都是活性或是有效成分。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，天麻中巴利森苷類成分具有較強的生理活性和多種藥理作用[7-9]，所以僅僅以天麻素和天麻苷元2個指標來評價天麻品質的優(yōu)劣，已經(jīng)不能滿足對中藥天麻的進一步開發(fā)以及利用，將巴利森苷類化合物作為質量考察指標，將會是一種更加科學合理且全面的評價天麻商品質量的方法。本文對天麻中巴利森苷類成分進行探究，以期為綜合評價天麻商品質量提供必要的理論依據(jù)。

1 天麻中巴利森苷類化合物結構及其特征

1.1 巴利森苷類化合物結構及其分類

截至目前，共從天麻中分離鑒定出了33種巴利森苷類化合物[10]。1981年Taguchi等[11]第一次從天麻中發(fā)現(xiàn)巴利森苷類化合物，并且證實巴利森苷由3分子的4-(β-D-吡喃葡萄糖氧基)芐醇和1分子的枸櫞酸通過脫3分子H2O縮合形成，命名為tris[4-(β-D-glucopyranosyloxy)benzyl]citrate。1996 年Lin 等[12]從天麻的根莖中分離出2個新化合物巴利森苷B和巴利森苷C，分別命名為1，2-bis[4-(β-D-glucopyranosyloxy)benzyl]citrate和1，3-bis[4-(β-D-glucopyranosyloxy)benzyl]citrate。Yang等[13]于2007年首次從天麻中分離出巴利森苷D和巴利森苷E，分別命名為1，3-bis(4-hydroxybenzyl)citrate和 1-(4-β-D-glucopy-ranosyloxybenzyl)citrate。Wang等[14]于2012年從天麻中分離到新化合物巴利森苷F和巴利森苷G，并將巴利森苷F命名為 1，3-di-[4-O-(β-D-glucopyranosyl)benzyl]-2-{4-O-[β-D-glucopyranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranosyl]benzyl} citrate，將巴利森苷G命名為2-[4-O-(β-D-glucopyrano-syl)benzyl] citrate。2015年Li 等[15]建立了超高效液相色譜-電噴霧-質譜聯(lián)用技術(UPLC/Q-TOF-MS/MS)追蹤和鑒定天麻提取物中新化合物的方法，并且使用此方法表征了天麻中64種化合物，其中包括16種新的潛在酚類物質——巴利森苷H～W。為了驗證此方法的可靠性，Li等[15]從天麻中分離純化了巴利森苷J和巴利森苷K，使用NMR分析方法建立了這2種化合物的結構，分別命名為2-[4-O-(β-D-glucopyranosyl)benzyl]-3-methyl-citrate和1，2-di-[4-O-(β-D-glucopyranosyl)benzyl]-3-methyl-citrate。Wang等[16]利用超高效液相-紫外-質譜聯(lián)用技術 (HPLC-UV-MS)方法測定天麻中酚類和核苷類衍生物，共鑒定了21種化學成分，確定了5種新的巴利森苷類化合物，并分別命名為Monosubstituted parishin-H2O、Disubstituted parishin、Disubstituted parishin glucoside、Disubstituted parishin glucoside isomer和Methyl disubstituted parishin。Chen等[17]基于UPLC結合ESI-三重四極桿離子MS以及ESI-線性離子阱高分辨率MS的方法定量和定性測定天麻中的酚類化合物，共分離鑒定出23個化合物，其中有5種為巴利森苷類新化合物，分別命名為：Mono-substituted parishin glucoside、methoxy mono-substituted parishin、methyl parishin、p-hydroxybenzyl di-substituted parishin和p-hydroxybenzyl parishin。巴利森苷類化合物都具有由3分子天麻素和1分子檸檬酸縮合而成的酯類結構，由于酯類結構上取代基的變換，又衍生出不同的巴利森苷衍生物。巴利森苷類化合物共有結構及其常見幾種取代官能團結構見圖1、表1。

圖1 巴利森苷類化合物共有結構及常見取代官能團結構

表1 巴利森苷類化合物結構

1.2 巴利森苷類化合物的特性

巴利森苷及其衍生物主要是由3分子天麻素和1分子檸檬酸縮合而成，由于巴利森苷類成分的這種結構，使巴利森苷類化合物具有熱不穩(wěn)定性，容易產(chǎn)生降解作用。在蒸煮加熱等炮制過程中，巴利森苷中的酯鍵容易斷裂，發(fā)生降解反應，因此炮制后天麻中天麻素的含量顯著增加[18]。巴利森苷的降解符合一級降解動力學特征，其降解速率易受到 pH 和溫度的影響[19]。巴利森苷穩(wěn)定性有關研究表明，此類化合物應于低溫下保存，并且在一定條件下，巴利森苷類化合物之間、巴利森苷類化合物與天麻素之間存在相互轉化的關系。所以，鮮天麻中天麻素含量往往低于經(jīng)過炮制加工后天麻飲片中天麻素的含量，這提示藥農(nóng)在天麻生產(chǎn)過程中，要控制好加工炮制的條件，才能獲得優(yōu)質的商品天麻。

2 測定不同產(chǎn)地天麻中巴利森苷類成分的方法和含量差異

1965年，徐錦堂[20]利用生長有蜜環(huán)菌的死樹根作為菌材，首次伴栽天麻成功，使天麻的人工栽培變?yōu)榭赡?。此后，栽培天麻成為主要商品天麻來源。天麻種植產(chǎn)地范圍較廣，從北方的黑龍江到西南地區(qū)的云南等地均有種植，主要分布于黑龍江、吉林、遼寧、山東、安徽、陜西、四川、湖北、湖南等地[21]。有研究者[22-23]將采自云南昭通、貴州大方、湖北宜昌、四川廣元、安徽大別山、陜西漢中、河南鄭州和吉林撫松8個產(chǎn)地，包括烏天麻、紅天麻和烏紅雜交天麻3種變型的37份新鮮天麻樣品，利用超高效液相色譜-三重四級桿串聯(lián)質譜法(UPLC-MS/MS)方法進行分析，結果發(fā)現(xiàn)：四川產(chǎn)區(qū)天麻中的巴利森苷類總量最高，可達26.213 7 mg·g-1，其次是安徽產(chǎn)區(qū)?？傮w來看，安徽、四川和貴州產(chǎn)區(qū)的中藥天麻中8個指標性成分(天麻素，對羥基苯甲醇，對羥基苯甲醛，巴利森苷，巴利森苷B、巴利森苷C、巴利森苷E和腺苷)總含量較高。對于不同變型天麻樣品分析可得，貴州和湖北的烏天麻化學成分相似，但和云南烏天麻有很大差異；安徽、河南、陜西紅天麻含量差異不顯著，但是四川和吉林紅天麻質量差異明顯；湖北和貴州的烏紅天麻化學成分含量存在明顯差異。王信等[24]用一測多評的分析方法，對來自安徽、陜西、四川、湖北、吉林、河南、云南和貴州8個省份天麻中巴利森苷類成分進行分析，并且利用外標法進行檢測，驗證了此方法的可行性。由測定結果可得：除云南和貴州產(chǎn)地巴利森苷類化合物含量較高外，其余產(chǎn)地中巴利森苷類化合物含量均無明顯區(qū)別，不同種類的巴利森苷類化合物在不同省份天麻中的含量也無明顯規(guī)律。王慶等[25]比較了西南地區(qū)(云南、貴州、四川)天麻中巴利森苷類成分的含量，其中四川地區(qū)天麻巴利森苷類成分含量最高，質量最好。李平等[26]建立了天麻的UPLC指紋圖譜，對來自不同地區(qū)的28個天麻樣品中巴利森苷、巴利森苷B和巴利森苷C的含量進行比較分析，并且確定了這3種巴利森苷類成分為天麻的共有成分。其中浙江、陜西、貴州和湖北產(chǎn)地巴利森苷A的含量最高；貴州產(chǎn)地巴利森苷B的含量最高；貴州、湖北和浙江產(chǎn)地巴利森苷C的含量最高。

相關文獻表明，云南、四川、安徽和貴州產(chǎn)地的天麻巴利森苷類成分含量優(yōu)于其他省份，說明地域等環(huán)境因素會影響天麻藥材質量。不同變型天麻中巴利森苷的含量也有一定差異，說明天麻種內的遺傳因素對天麻藥材質量也會產(chǎn)生一定影響。所以要想得到穩(wěn)定優(yōu)質且高產(chǎn)的天麻商品，需結合地理環(huán)境、栽培方式、種麻選擇等多種因素全方位考量。

3 不同加工方法對巴利森苷類化合物的影響

3.1 蒸制

王信等[27]采用HPLC探究天麻藥材在清蒸過程中，巴利森苷及巴利森苷B、巴利森苷C和巴利森苷E的含量變化。使用聚類分析(HCA)、偏最小二乘法-判別分析(PLS-DA)等統(tǒng)計學分析結果可得，天麻蒸制60 min后，巴利森苷類成分含量呈穩(wěn)定趨勢，在蒸制過程中，巴利森苷A和巴利森苷E發(fā)生不完全水解，轉化為天麻素、檸檬酸和巴利森苷B，使天麻素和巴利森苷B含量顯著增加，而巴利森苷C含量幾乎不發(fā)生變化。筆者認為，從天麻炮制后藥效增強的角度考慮，巴利森苷B很有可能成為研究天麻新的切入點，為天麻中藥質量標志物的研究提供理論依據(jù)。周碧乾等[28]發(fā)現(xiàn)，由發(fā)汗、酒制、煮制和蒸制4種加工方法HPLC結果分析可得，巴利森苷及巴利森苷B、巴利森苷C和巴利森苷E在蒸制處理時含量均最高，可達對照組天麻的2倍，原因是：發(fā)汗處理會抑制天麻素水解，加快巴利森苷類化合物轉化為天麻素；酒制法中乙醇會滅活相應的水解酶，使巴利森苷類成分減少；煮制時巴利森苷類成分會少量溶于水導致含量下降。

3.2 煮制

寧子琬等[29]采用HPLC測定天麻中5中有效成分的含量。在天麻蒸煮工藝比較中，經(jīng)蒸制加工所得的天麻藥材中天麻素、巴利森苷、腺苷、對羥基苯甲醛等成分的含量均高于煮制加工所得的天麻，從多個指標成分角度進行分析，結果表明，天麻使用蒸制工藝顯著優(yōu)于煮制工藝。天麻藥材在煮制的過程中，天麻素可能易被與之共存的酶所分解，投料后還會造成水溫的急劇下降，從而進一步加劇酶解的過程，同時還會造成其他水溶性成分的溶解損失，因此煮制加工不利于保留天麻藥材中的有效成分。這與相關研究[18，28]結果一致。

3.3 硫熏

硫黃熏蒸加工方法在中藥材的初加工和貯藏環(huán)節(jié)應用普遍，主要起到干燥、防腐、漂白、延長貯藏期的作用[30]。但是硫熏過量不僅會殘留大量二氧化硫，還會嚴重影響藥材質量，許多地方已經(jīng)漸漸取締硫熏這種炮制方法。靳燦燦[31]使用傳統(tǒng)HPLC檢測硫熏前后天麻中主要成分天麻素、天麻苷元、巴利森苷、巴利森苷B、巴利森苷C及巴利森苷E的含量變化。所得結果與未硫熏樣品的相比，硫熏天麻中6個化合物的含量均有不同程度的降低。康傳志等[22]利用Progenesis QI 軟件分析經(jīng)硫黃熏蒸處理后天麻藥材中巴利森苷類化合物的含量變化，由結果可得，天麻素、巴利森苷、巴利森苷B、巴利森苷C這4種成分含量明顯降低，但是與靳燦燦實驗結果不同的是，巴利森苷E含量有所升高，筆者推測這是因為在酸性環(huán)境下，其他巴利森苷類成分發(fā)生降解反應，生成巴利森苷E，同時產(chǎn)生了1種穩(wěn)定性好、靈敏度高的新的硫熏標志物p-hydroxybenzyl hydrogen sulfite。

綜上所述，根據(jù)分子離子峰響應強度判斷，硫熏后天麻藥材中的天麻素和巴利森苷類成分含量明顯降低，推測天麻藥材中各成分的變化可能是在二氧化硫和水反應生成酸性物質的環(huán)境下，發(fā)生降解，使亞磺酸化或發(fā)生氧化還原反應的結果。硫黃熏蒸天麻有效成分有一定的損失并且產(chǎn)生一定殘留，效果遠不如蒸制處理的中藥天麻，建議在今后的產(chǎn)地加工過程中應嚴格控制硫熏天麻的度，避免因過度硫熏而影響天麻藥效及用藥的安全性。硫黃熏蒸導致天麻化學成分變化的原因及機制、新化學成分的產(chǎn)生以及對藥理作用的影響還有待更深入的研究。此外，尋找1種安全有效的炮制方法替代硫熏，也成為今后重點研究的方向。

4 巴利森苷類化合物的藥理作用

現(xiàn)代藥理學研究表明，天麻中天麻素具有益智、腦保護、鎮(zhèn)靜催眠、鎮(zhèn)痛和抗暈眩等多種藥理作用。隨著天麻藥理作用研究的深入，其有效成分，尤其是巴利森苷類成分的研究取得了許多突破性進展：2014年，馮育林等[32]從天麻中經(jīng)過提取、精制，并且經(jīng)過結構鑒定后分離得到了巴利森苷J，發(fā)現(xiàn)了該化合物在防治血管性癡呆、改善腦血管缺血引起的記憶力減退疾病中具有一定成效。劉智慧等[33]于2016年采用東莨菪堿造成的學習記憶障礙模型和在體長時程增強 (long-term potentiation，LTP)記錄，研究了天麻素、巴利森苷和巴利森苷C的作用并分析其構效關系。在Morris水迷宮實驗中，巴利森苷以及巴利森苷C可顯著改善東莨菪堿損傷的空間學習記憶能力，巴利森苷和巴利森苷C都對短期記憶有改善作用，但是對長期工作記憶，巴利森苷C的作用優(yōu)于巴利森苷，而天麻素作用不顯著。大鼠在體LTP 研究結果顯示，巴利森苷和巴利森苷C均可劑量依賴地改善東莨菪堿抑制的LTP(P<0.05)，而天麻素的作用最弱，僅表現(xiàn)出改善趨勢 (P>0.05)。因而，在東莨菪堿模型中巴利森苷C的作用強于巴利森苷，其中，巴利森苷C的改善效果比巴利森苷高約10 倍，比天麻素高約20～30倍，因此巴利森苷C 有可能成為新一代抗癡呆藥物的先導物。同年，Liu等[34]研究了巴利森苷C對注射可溶性Aβ1-42寡聚體改善大鼠LTP的影響以及潛在的電生理機制。實驗證明，巴利森苷C可顯著改善由腦內注射可溶性Aβ1-42寡聚體誘導的LTP損傷?？扇苄訟β1-42寡聚體顯著抑制海馬神經(jīng)元中的NMDAR電流，同時不影響AMPAR電流和電壓依賴性電流。用巴利森苷C對小鼠進行預處理，可使NMDA(N-甲基-D-天冬氨酸)受體介導的Aβ對離子通道電流產(chǎn)生抑制作用，保護NMDA受體電流免受Aβ誘導的損傷，因此，巴利森苷C可以是治療神經(jīng)元退行性疾病的有效化合物。2017年，鄭州鄭先醫(yī)藥科技有限公司利用巴利森苷B以及阿司匹林、三葉苷、β-乙酞氧基異戊酞阿卡寧等化學藥組合，研制出1種治療上呼吸道感染的化學藥，經(jīng)過臨床試驗，證明該化學藥組合具有起效快、作用穩(wěn)定、長期服用無不良反應的特點[35]。孟姣等[36]于2018年發(fā)明了1種用于治療非小細胞肺癌的藥物組合物及其制劑，包括免疫檢查點抑制劑和巴利森普類化合物。巴利森苷類化合物包括巴利森苷和巴利森苷B。巴利森苷類化合物和免疫檢查點抑制劑在治療非小細胞肺癌時，會產(chǎn)生明顯的協(xié)同作用，大幅提高藥物療效，并且當藥物組合物中添加順鉑、紫杉醇或培美曲塞等化療藥物后，還會進一步提高藥物組合物的治療效果。

除此之外，天麻中巴利森苷類成分對緩解精神分離行為異常癥具有一定的療效[37]，同時還具有增強抗體細胞氧化酶的功效，對淋巴癌也有一定的治療作用[38]，巴利森苷作為天麻藥材的入血化學成分，也具有一定的生物活性，說明巴利森苷類成分對天麻發(fā)揮藥效起到了重要作用[39]。由此可見，天麻中巴利森苷類成分藥理作用廣泛，僅僅以天麻素作為活性成分不能完全反映天麻的功效。故應加大對天麻中巴利森苷類成分藥理作用的研究，為綜合評價天麻質量、闡明天麻藥效以及新藥的研制和開發(fā)奠定基礎。

5 研究展望

近年來，有關天麻化學成分的研究，特別是有關天麻中巴利森苷類化合物作用的研究逐漸增多，并且在多方面取得了重要的研究成果，越來越多的研究者將巴利森苷作為天麻的質控成分。隨著中藥指紋圖譜、UPLC、核磁、質譜等新儀器、新方法的應用，天麻中更多的巴利森苷類成分被分離純化出來。在現(xiàn)代醫(yī)藥學飛速發(fā)展和天麻化學成分、藥理作用研究不斷深入的新時期，更要積極開發(fā)巴利森苷類化合物的富集技術，加強藥理活性、作用機制以及藥代動力學特征等方面的研究，為進一步探究巴利森苷類成分提供技術支持，為天麻藥材的質量控制標準提供依據(jù)，并為新藥的開發(fā)與利用奠定基礎?，F(xiàn)階段天麻藥用產(chǎn)品以及保健品的研制主要集中在天麻素上，相信隨著巴利森苷類成分研究的不斷深入，天麻產(chǎn)品的開發(fā)范圍會更加廣泛。