清艾條及趙氏雷火灸藥艾條燃煙化學成分的對比分析*

王 星，劉蘭英，仲兆祥，王和生，張 聰，袁 凱，于 娜，羅家麒1,

(1.南京中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院，江蘇 南京 210029； 2.南京中醫(yī)藥大學，江蘇 南京 210029； 3.南京工業(yè)大學，江蘇 南京 211816)

艾灸療法作為中醫(yī)傳統(tǒng)防治疾病的特色方法，臨床應用于膝骨性關節(jié)炎、原發(fā)性痛經(jīng)等多系統(tǒng)疾病[1-2]，有著良好的溫經(jīng)止痛、散寒除邪的作用。但艾灸除了治療作用外，艾煙中含有的物質成分是否安全也引起了人們的關注，尤其是芳香烴類等具有致癌作用的物質[3]。目前研究發(fā)現(xiàn)清艾條的艾煙中既包含有益的化學成分，如桉油精、樟腦及石竹烯等，具有抗菌、抗病毒及抗腫瘤的作用[4-5]，古代文獻中也常用艾煙來達到滅菌及防疫的效果，但其煙霧成分中也含有芳香烴類等可能對人體產生危害的化學成分[6]。同時臨床常用的艾條除清艾條外，還存在添加了不同中藥的藥艾條，加入不同藥物后的藥艾條煙氣成分產生變化，如添加了雄黃的藥艾條，燃燒后煙氣中的焦油及砷含量高于清艾條煙氣[7-8]。雄黃是一種砷類化合物，燃燒后可在空氣中氧化為三氧化二砷，俗稱砒霜，由于雄黃的毒性，現(xiàn)臨床已不使用含雄黃藥艾條，多根據(jù)臨床需求，隨證加減，多摻入無毒的中藥，以趙氏雷火灸藥艾條最為常用，其采用艾絨、黃芪、烏梅及甘草等多味補益溫和類中藥制成，具有熱力峻猛、滲透感強的特點，臨床應用于呼吸系統(tǒng)、耳鼻喉及婦科等多系統(tǒng)疾病[9]，且有相關研究發(fā)現(xiàn)雷火灸治療慢性疲勞綜合征、過敏性鼻炎和腰肌勞損的療效優(yōu)于清艾條[10-12]，臨床有進一步推廣應用的價值，加入不同藥物后的艾條材質發(fā)生變化，其燃燒后的煙氣成分也會隨之改變，但是目前缺乏對其燃煙成分的研究，無法評估其燃煙的安全性。

目前多采用氣相色譜-質譜聯(lián)用(GC-MS)技術檢測清艾條煙氣的化學成分，該技術可以對復雜混合物中的各種組分進行辨別檢測，對煙氣中的不同物質也可有效分辨，并能進行定量檢測[13-14]。因此本研究采用該技術對清艾條及趙氏雷火灸藥艾條燃燒生成的煙氣進行相對煙氣含量測定及煙氣成分定性分析，對比分析兩種艾條的煙氣生成量及燃煙化學成分，以此評估趙氏雷火灸藥艾條燃煙的安全性，為其在臨床中的應用奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 儀器與材料

1.1.1 儀器 6890B-5977A型氣相色譜-質譜聯(lián)用(GC-MS)聯(lián)用儀(美國Agilent公司)；梅特勒-托利多分析天平(美國METTLER TOLEDO公司)；SHZ-D(III)循環(huán)水式多用真空泵(上海力辰邦西儀器科技有限公司)。

1.1.2 材料 清艾條(批號A190501，江蘇康美制藥有限公司)；趙氏雷火灸藥艾條(批號19020322，重慶市渝中區(qū)趙氏雷火灸傳統(tǒng)醫(yī)藥研究所)；甲醇(分析純，國藥集團化學試劑有限公司)。

1.2 實驗方法及條件

1.2.1 燃燒及煙氣采集方法 將坩堝用玻璃罩密封好，稱取相同質量的趙氏雷火灸藥艾條及清艾條艾絨各2 g,點燃，在坩堝內燃燒，使煙氣連續(xù)經(jīng)過2個裝有甲醇的氣體收集瓶，吸收結束后，將甲醇溶液混合至同一個燒杯中，使用真空泵抽，作為艾草煙氣吸收液，然后進行GC-MS檢測，過程如圖1。

注：1.坩堝；2-3.甲醇氣體收集瓶；4.甲醇溶液；5.真空泵。圖1 艾煙收集過程

1.2.2 氣相色譜條件 柱溫采取程序升溫，起始溫度為40 ℃，保持2 min；以20 ℃/min升至280 ℃，保持15 min。進樣口溫度為280 ℃；分流進樣,分流比20∶1。質譜條件：電離方式為EI源，源溫：250 ℃；傳輸線溫度：260 ℃；電離電壓70 eV；質量范圍33～650 m/z。全程掃描。質譜檢索標準庫：NIST庫。

艾條相對煙氣含量的測量原理是依據(jù)質量守恒定律來進行檢測。艾條相對煙氣含量的計算如下：

2 實驗結果

2.1 趙氏雷火灸藥艾條及清艾條的相對煙氣含量

如表1所示，相同質量的趙氏雷火灸藥艾條及清艾條燃燒后，趙氏雷火灸藥艾條的相對煙氣含量為88.5%，少于清艾條的相對煙氣含量。

表1 相同質量的2種艾條的相對煙氣含量

2.2 趙氏雷火灸藥艾條及清艾條的煙氣成分定性結果

采用氣相色譜-質譜聯(lián)用(GC-MS)技術，清艾條燃煙共分離出11個峰，其中鑒定出9個成分，如表2所示。趙氏雷火灸藥艾條燃煙共分離出11個峰，其中鑒定出9個成分，如表3所示。

表2 清艾條燃煙成分定性結果

表3 趙氏雷火灸藥艾條燃煙成分定性結果

本次試驗中清艾條及趙氏雷火灸藥艾條燃煙中的共同成分有苯、甲苯、吡咯、D-檸檬烯、傘花烴、苯乙烯與1-癸烯等7種。清艾條燃煙中獨含有間二甲苯及桉油精，趙氏雷火灸藥艾條燃煙中獨含有乙苯及鄰二甲苯。其中，苯、甲苯、吡咯、苯乙烯、1-癸烯、乙苯及鄰二甲苯均屬于有害物質，D-檸檬烯、傘花烴和桉油精屬于有益物質。兩種艾條燃燒后的煙氣成分不完全相同。

3 討論

灸法起源于原始社會，《說文解字》言：“灸，灼也?！盵15]灸法即是使用艾草作為燃燒的物質，使腧穴或患處產生灼熱的感覺，憑其溫熱作用達到溫通氣血、防病治病的療效?！睹献印るx婁》云：“猶七年之病，求三年之艾也。”[16]隨著中醫(yī)理論的不斷發(fā)展完善及社會的不斷進步，灸法操作逐漸由最初的艾柱灸發(fā)展為隔物灸、溫針灸、溫灸器灸及艾條灸等[17]。趙氏雷火灸藥艾條即為艾條灸的一種，趙氏雷火灸為近代的趙時碧根據(jù)臨床需求對雷火神針進行了藥物組成及操作方式的變革，現(xiàn)臨床主要應用于呼吸系統(tǒng)、耳鼻喉及婦科等多系統(tǒng)疾病[9]。而雷火神針則起源于寒冷的明中期，縱觀中國5 000年的變化，公元1 400—1 900年間氣候較為寒冷,最寒冷的階段為1 650—1 700年，即明中期[18]，過于寒冷的氣候導致普通灸法不能滿足寒性病證的治療，含有烏頭、附子及丁香等具有溫通理氣作用的多種藥物、外形更粗和熱量更足的雷火神針應運而生，且其操作方式為實按灸，隔棉布施術于腧穴及患處[19]，如《針灸逢源》言：“孫真人雷火針法：治閃挫諸骨間痛及寒濕氣?！盵20]但其含有烏頭、斑蝥等藥性溫熱猛烈的藥物，近代氣候回暖，趙時碧根據(jù)氣候變化及臨床需求減少了雷火神針中的峻猛藥物，添入人參等補益藥物，操作方式也由實按灸改為懸起灸，但保留了其熱量充足的特點，從而使其更適用于臨床。由此可見，不論是單純的艾灸還是加入藥物后的藥艾條灸，均有溫熱的作用，臨床適用于病因為寒濕侵襲、表現(xiàn)為疼痛的疾病。

艾草及艾條在燃燒時不僅可以產生熱量，還可產生煙氣，人們在享受艾帶來的治療作用的同時，其燃燒煙氣中的物質成分是否安全也引起了關注[3]。目前對于各種煙霧成分及其對人體的影響研究均較多，例如烹飪過程中的煙氣、化學工廠附近的煙霧、道路上的汽車尾氣和冬季的霧霾等，尤其是各種煙霧中的芳香烴類物質成為研究重點，相關研究者不僅對煙氣成分進行檢測，也對其人體代謝及各器官功能的影響進行了相關研究[21]。目前國外的針灸診室灸法應用較少，就在于對煙氣成分的考量，限制了灸法的應用[22]。目前多采用氣相色譜-質譜聯(lián)用(GC-MS)技術檢測各種物質中的化學成分，該技術可以對復雜混合物中的各種組分進行辨別檢測，對煙氣中的不同物質也可有效分辨，并能進行定量檢測[13-14]。目前清艾條艾煙成分的研究也多通過GC-MS技術來檢測，研究發(fā)現(xiàn)其燃煙中既包含有益的化學成分，如桉油精、樟腦等，具有抗菌、抗病毒及抗腫瘤的作用[4-5]，但也含有芳香烴類等可能對人體產生危害的化學成分[6]。以上均為針對清艾條的煙氣成分檢測，實際臨床中有著多種摻藥艾條的使用，加入不同藥物的藥艾條材質發(fā)生變化，煙氣成分也會產生變化，例如含雄黃藥艾條煙氣中的焦油及砷含量高于清艾條煙氣[7-8]。

目前國內外有關各種煙氣成分的安全性評價主要在于檢測煙氣中是否存在甲醛及芳香烴等致癌物質[6,22]。清艾條燃煙對機體產生的影響與其煙氣成分相關，清艾條燃煙成分的動物實驗及臨床實驗發(fā)現(xiàn)，艾煙主要對呼吸系統(tǒng)及五官產生影響[23-24]，且能使小鼠肺組織出現(xiàn)水腫、充血等滲出為主的炎癥反應[25]，這種反應的出現(xiàn)與艾煙化學成分是否有關，以及趙氏雷火灸藥艾條的燃煙對人體五官及呼吸系統(tǒng)的刺激都需要進一步的研究。本次檢測發(fā)現(xiàn)清艾條及趙氏雷火灸藥艾條燃煙中均含有苯、甲苯和苯乙烯等芳香烴類物質以及吡咯、1-癸烯等其他有毒的化學成分。且趙氏雷火灸藥艾條燃煙相較于清艾條燃煙，多檢測到乙苯及鄰二甲苯兩種芳香烴類物質。苯、甲苯、苯乙烯、鄰二甲苯和乙苯等芳香烴類物質的積累會引起肺癌的發(fā)生，苯乙烯屬于低毒類化合物，對呼吸系統(tǒng)也有影響，相關環(huán)境的工作人員長期低濃度接觸，對呼吸道有著明顯的刺激作用,可引起呼吸系統(tǒng)疾病，如慢性鼻炎、慢性咽炎等[26]。1-癸烯、吡咯均屬于低毒類化合物，1-癸烯對粘膜有刺激作用，二者均有麻醉作用[27]。從致癌及有毒物質這一角度看，趙氏雷火灸藥艾條燃煙的安全性低于清艾條燃煙。

清艾條及趙氏雷火灸藥艾條燃煙中除了芳香烴等有害物質外，還含有D-檸檬烯、桉油精和傘花烴等有益物質。清艾條燃煙中的有益成分比趙氏雷火灸藥艾條燃煙中多桉油精這一物質，桉油精屬單萜類化合物，具有消炎及抑菌作用，還可減輕慢性氣道炎癥[28]。兩種艾條燃煙共有的D-檸檬烯具有抑制細胞周期與誘導細胞凋亡的作用，從而具有抗癌療效，同時還具有消炎、抑菌等作用[29]。兩種艾條燃煙共有的傘花烴具有祛痰作用，其可刺激胃腸道的粘膜感受器，反射的引起呼吸道粘膜分泌增加[30]。

艾煙中有害物質成分對人體的影響除受其具體成分的影響外，還受到艾煙濃度的影響，低濃度的艾煙對人體無害，高濃度的艾煙環(huán)境則可能引起機體呼吸、免疫及循環(huán)系統(tǒng)方面的損害[24-25]。艾煙的濃度與艾條燃燒的煙氣含量相關，本次檢測發(fā)現(xiàn)相同質量的趙氏雷火灸藥艾條產生的相對煙氣含量少于清艾條，從煙氣含量這一角度看，趙氏雷火灸藥艾條燃煙的安全性高于清艾條燃煙。

綜上所述，相比于清艾條，趙氏雷火灸藥艾條燃煙從其化學成分及煙氣含量2個角度來看，各有優(yōu)缺點。從煙氣含量方面來看，趙氏雷火灸藥艾條安全性高于清艾條。從煙氣成分定性結果來看，趙氏雷火灸藥艾條燃煙的有益成分少于清艾條，有害成分多于清艾條，其安全性低于清艾條。在保證空氣流通、減少艾煙有害成分蓄積的情況下，趙氏雷火灸值得進一步推廣應用。為了對趙氏雷火灸藥艾條燃煙的安全性進行深入的研究，在定性分析的基礎上，后期可對其成分進行定量測定。明確清艾條及趙氏雷火灸藥艾條燃煙的成分后，可進一步進行相關實驗，靶向探討各個化學成分對人體的具體影響，從成分吸入后對各個器官組織的功能、代謝等多方面探討。

4 展望

在保證空氣流通，確保煙氣對人體安全的基礎上，不論是清艾條，還是趙氏雷火灸藥艾條，在中醫(yī)臨床中均有著廣闊的應用前景。根據(jù)本次研究結果，清艾條及趙氏雷火灸藥艾條中均含有D-檸檬烯、傘花烴等有益物質，這些物質具有抗菌、抗病毒的作用[29-30]，有可能是灸法用于防治瘟疫等傳染病的原因[31]，《肘后備急方》言：“斷瘟病令不相染，密以艾灸病人床四角，各一壯，佳也?！倍F(xiàn)代實驗亦發(fā)現(xiàn)艾灸可促進新城雞瘟病毒(NDV)模型小鼠體內干擾素的增長，從而達到抗病毒的作用[32]。2019年12月我國武漢開始爆發(fā)新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)，簡稱“新冠肺炎”，并迅速蔓延至全國，結合新冠肺炎發(fā)病的癥狀，辨證為“寒濕疫”，在此基礎上使用中醫(yī)藥治療，療效頗佳，此次肺炎期間灸法也被積極投入到新型冠狀病毒肺炎的預防及臨床治療中，對于提高治愈率有一定的輔助作用[33-34]。灸法用于新冠肺炎等傳染類疾病的具體機制值得進一步研究。除了應用于瘟疫等傳染性疾病，灸法因其本身的溫熱作用，也被應用于病因為風寒濕侵襲、臨床表現(xiàn)為疼痛的寒濕類疾病，熱量更足的雷火神針本身就誕生于寒冷的明中期，根據(jù)氣候學的相關研究結果，下一個小冰期即將來臨[18]，基于現(xiàn)代人偏寒冷飲食及生活習慣、氣候變化及不良生活方式引起的寒性疾病，均可應用普通艾灸及雷火灸這種溫熱療法。