虎耳草化學成分及藥理活性研究進展

張 慧，李秋月，賀尚文，侯思魯 ，徐媛媛，劉曉曄，董 虹*

(1.北京農(nóng)學院，北京 102206；2.北京大學， 北京 100871)

虎耳草(SaxifragastoloniferaL. Meerb)為虎耳草科多年生草本藥用植物，始載于我國南宋醫(yī)藥學家王介著的《履巉巖本草》?；⒍菪院?，味苦、辛，有小毒，歸肺、脾、大腸經(jīng)，具有祛風清熱，涼血解毒之效。我國民間多用于治療風疹濕疹、化膿性中耳炎、外傷出血、丹毒、肺熱咳喘、肺癰、癤腫及慢性支氣管炎等疾病[1]，在動物臨床上通過將虎耳草搗汁滴耳來治療化膿性中耳炎效果顯著。虎耳草煎服可治療肺熱咳喘、虎耳草捶爛外敷在治療皮膚蕁麻疹、癤腫等方面效果顯著。

我國中草藥資源豐富，分布廣泛，在獸醫(yī)臨床的使用歷史悠久，多用于動物疾病的防治。此外，中草藥作為飼料添加劑應用到畜牧養(yǎng)殖行業(yè)時還具有促進動物生長、提高動物機體免疫力、減緩應激反應、改善動物產(chǎn)品品質(zhì)的特點[2]。隨著全面禁抗時代的到來，抗生素已被禁止在飼料中使用，與使用抗菌肽、微生態(tài)制劑、金屬離子制劑、有機酸來代替抗生素相比，中草藥作為天然藥物，其功效多重性、低毒性、無耐藥性、無藥物殘留、綠色環(huán)保優(yōu)勢日益明顯。

目前虎耳草的研究多集中在虎耳草的栽培種植、植物基因組和虎耳草有效成分的提取及其化學成分的鑒定，以槲皮素、巖白菜素等為代表的有效成分抗腫瘤抗炎抗氧化活性的研究?；⒍葜械幕钚猿煞种饕獮辄S酮類、萜類、酚酸類及異香豆精類化合物[3]。張知俠[4]通過水蒸氣蒸餾法獲得虎耳草精油，利用GM-ES方法對其成分進行分析，并通過生長速率法進行抑菌試驗，對虎耳草精油的抑菌活性進行測定，發(fā)現(xiàn)虎耳草精油具有顯著抑菌效果。楊萍[5]對虎耳草的資源概況、化學成分及其提取工藝、藥理活性方面進行了總結(jié)，并詳細介紹了虎耳草在民間藥方中治療膿耳、肺癰、血崩及風疹等疾病的使用情況。Wu X D等[6]通過對虎耳草水煎劑建立高效液相色譜方法并使用相似性分析(SA)、層次聚類分析(HCA)和主成分分析(PCA)進行了評價，發(fā)現(xiàn)虎耳草水煎劑具有較好的抗前列腺增生的活性。本文對近年來虎耳草的化學成分、藥理作用的相關(guān)研究進行總結(jié)，并對其在獸醫(yī)臨床上的應用進行分析，初步探討藥材現(xiàn)代藥理作用與化學成分之間的關(guān)系，為合理有效地開發(fā)虎耳草類中草藥奠定理論基礎(chǔ)，為獸醫(yī)臨床中虎耳草類中草藥的藥用開發(fā)及其作為飼料添加劑的應用提供依據(jù)。

1 虎耳草有效化學成分

1.1 黃酮類

費曜等[7]對不同批次篦齒虎耳草(Saxifragaumbellulatavar.pectinata)成分進行了檢測，發(fā)現(xiàn)篦齒虎耳草中黃酮類成分含量較高，平均含量可達7.0%以上，其中蘆丁、槲皮素的總量可達0.08%以上?；⒍葜械狞S酮類活性成分種類較多，包含山奈酚、山奈酚-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、山奈酚-3-O-ɑ-L-鼠李糖苷、蘆丁、槲皮素、槲皮素-3-O-β-D-半乳糖-7-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-ɑ-L-鼠李糖苷、槲皮素-3-O-β-D-半乳糖苷[3,8-9](表1和圖1)。

表1 虎耳草中黃酮類化合物

圖1 黃酮類成分化學結(jié)構(gòu)

1.2 萜類

虎耳草中所含的萜類成分主要為虎耳草皂苷A、虎耳草皂苷B、虎耳草皂苷C、薄荷酮、檜烯及樺木酸[6,8,10](表2)。其化學結(jié)構(gòu)見圖2。費曜[10]通過1H-NMR、13C-NMR、GC-MS等理化方法及光譜分析鑒定分離出新三萜皂苷類化合物虎耳草皂苷A、虎耳草皂苷B、虎耳草皂苷C。

10.虎耳草皂苷A;11.虎耳草皂苷B;12.虎耳草皂苷C;13.薄荷酮;14.檜烯;15.樺木酸10.Saxifraga saponin A;11.Saxifraga saponin B;12.Saxifraga saponin C;13.Menthone;14.Sabinene;15.Betulinic acid

表2 虎耳草中萜類化合物

1.3 酚酸類

虎耳草中的酚酸類成分主要為原兒茶酸、沒食子酸、琥珀酸及綠原酸等[7,11-12](表3)。其化學結(jié)構(gòu)見圖3。秦紅英[11]建立了梯度洗脫高效液相色譜法測定虎耳草中沒食子酸、原兒茶酸和巖白菜素的含量，將沒食子酸、原兒茶酸和巖白菜素的檢測作為質(zhì)量控制的依據(jù)。

16.原兒茶酸;17.沒食子酸;18.琥珀酸;19.綠原酸16.Protocatechuic acid;17.Gallic acid;18.Succinic acid;19.Chlorogenic acid

表3 虎耳草中有機酸類化合物

1.4 異香豆精類

虎耳草中異香豆精類成分主要為巖白菜素(bergenin)，分子式為C14H16O9，具有鎮(zhèn)痰止咳抗炎之功效，廣泛用于慢性支氣管炎的治療，其化學結(jié)構(gòu)如圖4?；⒍葜袔r白菜素含量與其生長的海拔及其采集時間關(guān)系密切，虎耳草采集時以花后采集為佳。李子璇等[13]通過HPLC法測定西藏不同產(chǎn)地虎耳草中巖白菜素含量，發(fā)現(xiàn)同一種虎耳草采集海拔不同，采集時間不同，巖白菜素含量差別很大；采集時間早、海拔低時巖白菜素含量較高。

圖4 巖白菜素的化學結(jié)構(gòu)

2 藥理活性及機制

藥理研究發(fā)現(xiàn)虎耳草的抗菌作用主要表現(xiàn)在其對銅綠假單胞菌、結(jié)核分支桿菌等的顯著抗菌活性方面[14-15]?；⒍葸€具有抑制IL-6和TNF-α等細胞炎癥因子的表達、顯著清除羥基自由基、促進腫瘤細胞及癌細胞的凋亡和免疫增強等作用[16-17]。

2.1 抗菌作用

姚芬[18]通過水、石油醚、乙酸乙酯、正丁醇對虎耳草進行提取后，發(fā)現(xiàn)虎耳草正丁醇提取物對銅綠假單胞菌的抑菌效果最強，并且隨著藥量減少，抑菌效果減弱。且正丁醇提取物在1/4 MIC時，細菌毒力因子的表達量均有不同程度降低，生物膜的形成和綠膿菌素的產(chǎn)量也被抑制。水蒸氣蒸餾法提取的虎耳草精油對番茄早疫病菌、玉米大斑病菌、小麥全蝕病菌、蘋果腐爛霉菌等10種病原菌均表現(xiàn)不同程度的抑菌活性，對小麥全蝕病菌和番茄早疫病菌的抑菌活性最強[4]。這充分顯示虎耳草提取物具有顯著抑菌活性?；⒍葜械膸r白菜素能夠通過激活結(jié)核分支桿菌感染后的巨噬細胞的MAPK途徑從而在結(jié)核分支桿菌中提供保護性宿主免疫并產(chǎn)生各種效應分子，顯示抗分支桿菌活性[15]。

2.2 抗炎作用

虎耳草具有較好的抗炎效果?；⒍菟逡簩Υ笫舐栽錾郧傲邢傺字委熜Ч@著?；⒍葜械膸r白菜素也具有一定的抗炎活性，口服巖白菜素能顯著減輕右旋糖酐硫酸鈉(DSS)誘導的結(jié)腸炎小鼠的疾病癥狀，其中巖白菜素通過調(diào)節(jié)PPA Rγ/SIRT1/NF-κB-p65通路抑制巨噬細胞活化，對結(jié)腸組織IL-6和TNF-α的mRNA和蛋白表達有明顯的抑制作用，進而可改善小鼠結(jié)腸炎[16,19]。

2.3 抗氧化作用

虎耳草有機溶劑提取物表現(xiàn)顯著的抗氧化能力，乙酸乙酯提取物抗氧化能力最強，其中主要活性成分為黃酮類、多糖及酚酸類[20]?；⒍萏崛∥锞哂休^好的體外抗氧化活性，盧玉棟等[21]研究發(fā)現(xiàn)，在虎耳草提取液的抗氧化效果最明顯時，擁有最高的羥基自由基清除率?；⒍葜泻械拈纹に?、山奈酚、蘆丁、沒食子酸均具有不同程度的抗氧化能力[7,11]，因此虎耳草提取物能夠表現(xiàn)顯著的抗氧化能力。此外，虎耳草中的巖白菜素也具有一定的體內(nèi)抗氧化活性，研究表明巖白菜素通過激活細胞中的Nrf2通路來抑制腎小球系膜細胞的氧化應激從而對細胞外基質(zhì)的產(chǎn)生發(fā)揮抑制作用，進而發(fā)揮其體內(nèi)抗氧化作用[22]。

2.4 保肝作用

虎耳草中的黃酮類成分對肝臟具有一定的保護作用，虎耳草提取物對CCl4引起的小鼠急性肝損傷有一定防治作用，但與虎耳草生長的環(huán)境有關(guān)，高海拔地區(qū)生長的虎耳草效果顯著[23]。崔瑋等[24]研究發(fā)現(xiàn)甘青虎耳草的總黃酮通過促進肝細胞的合成而起到對肝臟的保護作用。此外，虎耳草中的巖白菜素也具有一定的保護肝臟的作用，通過建立反相高效液相色譜方法檢測正常和CCl4所致肝損傷的大鼠血漿中巖白菜素的含量變化，發(fā)現(xiàn)肝損傷改變了巖白菜素的藥代動力學，增加了巖白菜素的吸收劑量，從而促進藥物的治療效果[25]。

2.5 抗腫瘤作用

虎耳草的總黃酮類具有較顯著的抗癌抗腫瘤作用。崔瑋等[24]利用肝癌原位移植瘤小鼠模型，對其灌胃給予甘青虎耳草總黃酮，之后對肝癌診斷指示酶(ALP、GGT、AFU)等指標進行檢測后發(fā)現(xiàn)，甘青虎耳草黃酮各劑量組ALP、GGT與AFU顯著降低，提示合成分泌這些酶的肝癌細胞數(shù)量亦有減少，說明甘青虎耳草黃酮具有良好的抗腫瘤療效。劉東等[26]通過對Lewis肺癌移植瘤小鼠模型進行口服虎耳草提取物處理，15 d后發(fā)現(xiàn)小鼠腫瘤被明顯抑制。其機制主要是虎耳草提取物能夠促進該模型小鼠腫瘤組織中抑癌基因p53、Sox30和凋亡基因Bax的表達，同時抑制抗凋亡基因Bcl2的表達，從而促進該模型小鼠肺腫瘤細胞的凋亡?；⒍蔹S酮類中的槲皮素、山奈酚均具有一定的抗癌活性[27]，槲皮素可以以濃度和時間依賴性方式誘導DNA鏈斷裂，抑制癌細胞的DNA的合成，從而誘導人胃腺癌細胞BGC-823的凋亡[28]。

2.6 對急性肺損傷的保護作用

虎耳草中的巖白菜素對肺臟具有一定的保護作用。研究發(fā)現(xiàn)虎耳草水煎液能夠通過促進肺臟表面物質(zhì)相關(guān)蛋白質(zhì)的合成從而緩解并減輕百草枯中毒所致的急性肺損傷[29]?；⒍葜兴膸r白菜素對于慢性阻塞性肺臟病的大鼠不僅可顯著改善其的肺功能和相關(guān)指標，其組織病理學也有顯著改善[30]。

2.7 止咳作用

虎耳草中的巖白菜素還具有鎮(zhèn)咳祛痰的效果，并且不同炮制方法對虎耳草中巖白菜素含量及鎮(zhèn)咳效果有較大影響，因為巖白菜素在酸性環(huán)境中的溶解度提高，醋制工藝使得虎耳草中巖白菜素含量高于其他炮制工藝，從而增強虎耳草止咳效果。臨床上將虎耳草和吉祥草、百尾參、桔梗、桑白皮等中藥一起制成的咳速停膠囊，作為貴州特色苗藥產(chǎn)品，其止咳效果顯著[31]。

3 在動物臨床上的應用

3.1 治療化膿性中耳炎

化膿性中耳炎是由金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌、化膿性鏈球菌及銅綠假單胞菌等細菌混合感染引起的中耳化膿性炎癥[32]?；⒍萏崛∥飳瘘S色葡萄球菌、銅綠假單胞菌具有較好的體外抑菌效果，因此虎耳草外用對化膿性中耳炎的治療效果較好。中醫(yī)對化膿性中耳炎也早有記載，《諸病源候論·卷二十九·耳病諸候》聤耳候：熱氣聚則生膿汁,故謂之聤耳，其中聤耳是我國對慢性化膿性中耳炎最早的叫法，現(xiàn)在化膿性中耳炎的中醫(yī)稱謂為膿耳[33]。傳統(tǒng)觀點認為膿耳的病因主要有以下5種：勞傷氣血,熱邪乘襲；風水入耳,積熱上壅；腎氣結(jié)熱；肝風妄動；肝膽火盛。虎耳草具有祛風清熱、涼血解毒之功效，因此對于化膿性中耳炎具有較好的治療效果。虎耳草治療耳炎在我國民間獸醫(yī)中很早就有記載，其中《福建中獸醫(yī)草藥圖說》記載虎耳草治牛耳內(nèi)流膿方：虎耳草1握，食鹽少許。洗凈搗爛，絞汁滴耳，每日1次，連滴3 d～5 d?！稄V西中獸醫(yī)藥用植物》亦有記載虎耳草、黃花草(敗醬)各適量。先用黃花草煎洗患處，再用虎耳草搗汁滴耳?！肚汐F醫(yī)常用中草藥》記載著對于家畜爛耳，虎耳草60 g，搗爛配硼砂水外擦。

3.2 治療肺熱咳喘

虎耳草中的巖白菜素具有顯著鎮(zhèn)咳祛痰的功效，并且對肺損傷具有較好的保護效果，因此對于肺熱咳喘，虎耳草在獸醫(yī)臨床上單用或和其他藥物合用治療效果均顯著，在中醫(yī)《中獸醫(yī)手冊》中便記載有治豬肺熱咳喘方，鮮金絲荷葉草，杏香兔耳風，共同搗爛取之服。

3.3 預防口蹄疫

中醫(yī)認為口蹄疫為濕熱疫毒，屬時疫、溫病，由其臨床癥狀和病理發(fā)展進程發(fā)現(xiàn)口蹄疫與心經(jīng)積熱型和胃火熏蒸型口瘡類似[34]，由此具有清熱解毒之功效的虎耳草在獸醫(yī)臨床上與其他藥物合用作為口蹄疫預防的藥物，將虎耳草與其他藥物合用時，其對口蹄疫的預防效果顯著[35]。

4 展望

虎耳草分布廣泛、資源豐富、價廉易得，具有較好的清熱涼血，消腫止毒之功效。隨著近年來分離技術(shù)的不斷成熟，從虎耳草中分離鑒定出的天然活性成分越來越多，其中含量較高的成分為黃酮類中的槲皮素、異香豆精類中的巖白菜素、酚酸類中的原兒茶酸。此外，不同地區(qū)、不同海拔、不同品種虎耳草有效成分之間存在有較大差異，由此導致的藥效也出現(xiàn)較大差異，生長在西藏、青海、甘肅、四川、云南等高海拔地區(qū)篦齒虎耳草以蘆丁、槲皮素為主的黃酮類為主要成分，同時含有多種四環(huán)三萜類皂苷成分，此類皂苷成分常具有保肝、強心、抗疲勞及增強免疫力等藥理作用。而唐古特虎耳草、青藏虎耳草與篦齒虎耳草相比，所含的三萜皂苷類種類及含量都較少[10]，因此明確不同種虎耳草中的有效活性成分種類是亟待解決的問題。

虎耳草在我國藥用歷史悠久，藥用價值突出，價廉易得，虎耳草在獸醫(yī)臨床上主要用來治療動物的化膿性中耳炎及肺熱咳喘，而虎耳草的其他方面的藥理作用如抗癌抗腫瘤等方面尚未在獸醫(yī)臨床上得到應用，由于虎耳草有效成分復雜，對其藥理活性及機制認識不夠清楚，這使得虎耳草在獸醫(yī)臨床上的使用有限。近年來，對虎耳草的研究主要集中于槲皮素的抗癌活性、巖白菜素的抗炎活性等方面，但虎耳草成分復雜，臨床療效與有效成分種類、含量及其作用靶點等問題尚未得到解決，由此制約了虎耳草的發(fā)展。因此，應著重于虎耳草的有效成分種類及其作用靶點的探究，為更好的開發(fā)虎耳草這一天然藥物資源提供有力的理論指導。我國具有豐富多樣的中草藥資源，但是我們對于中草藥的利用有限，其主要原因是中草藥的有效成分復雜多樣，其藥理活性、作用機制尚不清楚，因此我們應著重于中草藥有效成分、作用機制的研究，為進一步開發(fā)利用中草藥資源提供思路。