钩吻的研究进展

作者：刘浩（综述）, 俞昌喜（审校）    作者单位：福建医科大学 药学院药理学系,福州 350004

【关键词】  钩吻 中药化学成分 药理学 急性毒性试验

　　钩吻是马钱科植物葫蔓藤（Gelsemium elegans Benth.）的全草。药用钩吻分为两种,一种是北美钩吻（G. sempervirens Ait）,产于美洲；另一种是中国钩吻（Gelsemium elegans Benth.）,产于亚洲,主要分布在我国浙江、福建、广东、广西、湖南、贵州、云南等地[1]。
   
　　中国钩吻又名断肠草、野葛、毒根、大茶药等,味苦、微辛,性热,有大毒。由于钩吻有剧毒,民间一直以外用为主,忌内服,多为捣碎或研磨后调敷患处,也可以煎水洗或烟熏,具有祛风散寮、消肿止痛、攻毒杀虫的功能。近年来,我国对钩吻的应用有了进一步发展,已从过去的仅供外用发展为酊剂、浸膏、合剂、注射剂等多种剂型,临床上用于恶性肿瘤、神经痛等治疗；局部滴眼给药用于扩瞳；此外,还用于促进畜禽生长。
   
　　中国钩吻的主要有效化学成分为吲哚类生物碱,包括钩吻素子、甲、寅、卯、辰、丙、丁、戊、己、庚以及胡蔓藤碱甲、乙、丙、丁等40多种单体,其毒性大小不同,钩吻总生物碱或粗提物具有抗肿瘤、镇痛、抗银屑病等作用。近年对其研发日趋活跃,开始瞄准生物碱单体,如钩吻素子抗肿瘤、抗银屑病的研发。现对其化学成分以及药理毒理作用研究进展综述如下。

　　1  钩吻的化学成分
   
　　赵承嘏等曾从国产钩吻中分离得到钩吻素子、钩吻素甲、钩吻素寅、钩吻素卯、钩吻素辰、钩吻素丙、钩吻素丁和钩吻素戊等八个生物碱[24],其中钩吻素子含量最高,钩吻素寅具剧毒。杨峻山等从广西钩吻中分离得到7个生物碱,其中有4个新的氧化吲哚生物碱,分别是胡蔓藤甲、胡蔓藤乙、胡蔓藤丙、胡蔓藤丁[5]。不同产地的钩吻中生物碱含量略有差异,如福建产钩吻根中含钩吻素甲、子、卯、丁、戊,广东产钩吻根中含钩吻素子、卯、丁、戊,各生物碱的含量还随着采集时间、采集地点的不同而有很大差异。国外钩吻与国产钩吻所含成分存在差异,如北美钩吻以钩吻素甲为主要成分,含量最高,北美钩吻分离到的成分还有14β羟基钩吻素乙、21羟基钩吻素绿碱、NMethoxyanhydrovobasinediol、Gelsegine、11Methoxy19Rhydroxygelselegine、19R羟基二氢钩吻绿碱、19R乙酰二氢钩吻绿碱、19R羟基二氢钩吻素甲、20Hydroxydihydrorankinidine、N脱甲氢基胡蔓藤碱乙、15羟基胡蔓藤碱乙等[6]。
  
　　几种主要钩吻毒素的化学结构研究进展：（1）钩吻素甲（Gelsemine）：Wormley在1870年全面研究了美洲钩吻的活性成分,得到了无定形的钩吻素甲。1883年Gerrad得到了钩吻素甲的结晶。1959年Lovell等人通过X衍射、Conroy等人利用核磁共振谱才最后确定了它的复杂结构为氧化吲哚型生物碱[1],分子式为C20H22O2N2。陈忠良等用丙酮重结晶得到钩吻素甲白色针状结晶,测得熔点为178℃[7]。（2）钩吻素子（Koumine）：钩吻素子是中国钩吻中含量最高的成分,其分子式确定为C20H22ON2,为一种假吲哚型生物碱,用丙酮重结晶得到白色柱状结晶,测得熔点为168～170 ℃[79]。（3）钩吻素丙（Sempervirine）：钩吻素丙是在1915年由Stevenson和Sayre首次从美洲钩吻中分离得到,我国由赵承嘏亦从植物中分离得到,1959年Janot等人又从中国钩吻中得到,统称为Sempervirine,有两种互变异构体[1]。分子式为C19H16N2,熔点为258～260 ℃[1011]。（4）钩吻素丁（Koumicine）：刘铸晋等从广东钩吻的根和福建钩吻的叶中提取获得钩吻素丁[4]；金浩仑等确定其结构,其晶体为无色片晶,分子式为C21H24O3N2,熔点为248～249 ℃[12], 后杜秀宝等修正为252～254 ℃（分解）[13]。（5）钩吻素戊（Koumidine）：晶体为无色片状结晶,分子式为C19H22ON2,熔点为202～204 ℃[12]。（6）钩吻素己（Gelsenicine）：丙酮重结晶得白色块状结晶,熔点171～173 ℃［9］,分子式为C19H22O３N２[13],毒性为已知国产钩吻生物碱中最强。（7）钩吻素乙（Golsemicine）：由Thompson最早提取出来[14],最后确定其分子式为C20H26O4N２,熔点为171 ℃,毒性在已知北美钩吻生物碱中最强[1]。（8）钩吻素寅（Kouminicine）：为一种不纯的无定形产物,是钩吻中活性较强的有毒成分,毒性仅次于钩吻素乙[1]。（9）钩吻素庚（Gelsenidine）：由杜秀宝等从广西钩吻中提取获得,分子式为C21H26O3N２,熔点为143～145 ℃[13]。(10)钩吻素丑（Kouminine）：钩吻素丑为不纯的钩吻素甲[4]。(11)钩吻素卯（Kouminidine）：纪育澧等将钩吻素卯的分子式定为C19H25O4N２,刘铸晋等改为C20H26O4N２,熔点为299 ℃（分解）,可溶于水[4]。（12）钩吻定（Gelsedine）：最初由Schwarz等从美洲钩吻中提取获得,后金浩仑等从广西钩吻中分离得到,熔点172～174 ℃,分子式为C19H24O3N２[12]。（13）葫蔓藤碱甲（Humantenmine）：杨峻山等从广西葫蔓藤根中分离得到葫蔓藤碱甲,丙酮重结晶得到的是无色块状结晶体,分子式为C19H22O3N２,熔点166～168 ℃；其盐酸盐丙酮结晶为无色粗针晶,熔点182～184 ℃；其氢溴酸盐在丙酮中结晶为无色粗针晶,熔点208～210 ℃[5]。（14）葫蔓藤碱乙（Humantenine）：丙酮中重结晶为无色透明树胶状物,性质不稳定,分子式为C21H20O3N２[15]。（15）葫蔓藤碱丙（Humantenidine）：为无色透明的树胶状物,分子式为C19H22O4N２。催化加氢后丙酮结晶得到块状结晶,熔点216～219 ℃[16]。（16）葫蔓藤碱丁（Humantenirine）：为无色块状结晶体,分子式为C21H26O4N２,熔点为168～169 ℃[17]。

人们仍试图从钩吻中发现新的生物碱单体,2006年岳建民课题组从云南产的钩吻中分离出3种新生物碱：Gelsebanine,14αhydroxyelegansamine,14αhydroxygelsemydine。Gelsebanine是一种白色无定形粉末,分子式为C30H36O5N2；14αhydroxyelegansamine分子式为C29H36O7N2；14αhydroxygelsemydine为无色针状结晶,分子式为C29H36N2O7,与14αhydroxyelegansamine是同分异构体[18]。

　　2  钩吻的药理作用

　　2.1  抗肿瘤作用  有关钩吻抗肿瘤作用及其临床应用已有大量报道。早在上世纪70年代,广西肿瘤研究所采用了钩吻治疗原发性肝癌,总有效率达到60％,平均生存期延长4月,肿块缩小1/2,腹水明显减轻；其毒副反应远较临床常用的化疗药物低,对造血系统不仅没有损害,反而促进红细胞、血红蛋白升高[19]。福建省同安县人民医院、海军416医院曾先后用钩吻总碱注射液治疗肝、肺、食管癌等，取得一定疗效,不仅缓解癌症症状,还有很好的镇痛效果[2021]。90年代陆建敏等报道,钩吻总碱注射液对肿瘤细胞具有一定的抑制作用,并能提高肿瘤细胞对60Co γ射线的敏感性,提示钩吻可作为放射增敏剂与放疗合用于肿瘤的治疗[22]。近来王寅等报道,钩吻总碱对HepG2细胞生长具有明显的抑制作用,可能与其诱发细胞凋亡有关[23]。丁建农等研究了钩吻总碱对Hela细胞生长增殖和细胞周期的影响,发现钩吻能明显抑制Hela细胞增殖并可诱导其凋亡,存在着明显的剂量和时间-效应关系[24]；细胞周期发生明显变化,钩吻主要阻止细胞由G1期向S期转化,并在此阶段诱发调亡。因此,诱导肿瘤细胞凋亡可能是钩吻抗肿瘤作用机制之一。近年来人们开始关注钩吻生物碱单体的抗肿瘤作用及其机制,如迟德彪等发现钩吻素子对人大肠癌细胞具有明显的杀伤作用,并可以阻止细胞由G1期向S期转化,诱导其凋亡[25]；2007年又报道了钩吻素子体外诱导人结肠腺癌LoVo细胞凋亡的细胞生物学机制可能与钩吻素子可降低LoVo细胞跨膜电位、线粒体跨膜电位, 能降低细胞内游离钙浓度、加入EDTA可使游离钙升高, 能增高LoVo细胞的活性氧及细胞间通讯有关[26]。吴达荣等则证实钩吻素子在体内外均对肿瘤有明显的抑制作用[27]。

　　2.2  镇痛镇静作用  我国民间一直用钩吻原植物治疗各类疼痛,尤其慢性神经性疼痛与癌性疼痛。20世纪60年代,海军422医院和416医院用钩吻总碱配制成“止痛灵”注射液院内用药,发现其对多种疼痛均有良好疗效。1970年代有学者报道了吗啡、汉防己、延胡索等6种生物碱镇痛作用强度的对比研究,发现钩吻总碱提高痛阈的作用强度仅弱于吗啡,而强于其他生物碱。谭建权等的研究发现,钩吻总碱不仅可提高动物痛阈,而且能增强戊巴比妥钠与水合氯醛的催眠作用,其镇痛作用不产生耐受性,也无明显解热作用,提示钩吻的镇痛作用机制可能既不同于阿片类镇痛药物,也不同于阿司匹林类解热镇痛抗炎药[28]。钩吻总碱除有肯定的镇痛作用外,较之常用药物吗啡、度冷丁有更多的优势,具体表现在：（1）无成瘾性及耐药性（2）镇痛有效剂量小；（3）钩吻总碱口服或注射均无抑制消化功能的副作用,而且可增进食欲[21]；（4）钩吻无吗啡及度冷丁的便秘、尿潴留等副作用；（5）钩吻碱在治疗剂量时,对瞳孔无影响[29]。因此,钩吻可能作为镇痛药具有广阔的开发应用前景。

　　2.3  对免疫功能的影响  在整体动物实验中,周利元等研究显示,钩吻乙醇粗提物可显著提高环磷酰胺免疫抑制小鼠的腹腔巨噬细胞吞噬功能,对环磷酰胺免疫抑制小鼠产生抗山羊红细胞抗体的功能具有显著促进作用,对环磷酰胺免疫抑制小鼠体内淋巴细胞转化率也可显著提高,提示钩吻乙醇粗提物可能具有对抗环磷酰胺对小鼠免疫抑制作用[30]；但钩吻总碱除可显著促进正常小鼠巨噬细胞吞噬功能外,对正常小鼠其他免疫功能无明显影响。在体外实验中,雷林生等观察到钩吻粗提物对小鼠脾细胞增殖反应有着不同程度的抑制作用[31]。孙莉莎等研究则提示钩吻总碱中的主要免疫抑制成分可能是钩吻素子[32]。王志睿等研究表明,钩吻素子能显著抑制小鼠CD4＋T淋巴细胞增殖反应,此抑制作用可能与钩吻素子抑制小鼠CD4＋T细胞IL2的分泌相关[33]。这种整体实验和体外实验结果不一致的现象可能提示,钩吻对免疫功能可能具有双向调节作用,或者钩吻整体给药情况下对免疫功能的影响可能是间接作用,如可能是通过保护骨髓造血功能而发挥作用。
2.4  促进造血功能作用  王友顺等研究表明,钩吻总碱对受到放射性损伤的大鼠具有造血保护作用[34]。黄兰青等发现钩吻提取物对环磷酰胺化疗小鼠的造血功能有显著的保护作用[35]。王坤等的实验中,钩吻提取物对受到γ射线照射的小鼠30天存活率和死亡动物平均存活天数、内源性脾结节的形成和骨髓有核细胞含量的影响均显著高于对照组,说明钩吻对急性辐射损伤有保护作用,对机体造血干／祖细胞有刺激增殖作用[36]。

　　2.5  心血管作用  罗开国等研究发现,钩吻总碱能对抗氯仿诱发的小鼠室颤和氯化钡引起的家兔室性心律失常,其抗心律失常作用可能与降低蒲氏纤维四期除极速度有关[37]。黄仲林等报道,钩吻总碱对狗血压具有显着降压效应,其特点是降压效应快,维持时间长,其降压机理可能与兴奋心血管中枢的胆碱能神经以及兴奋外周M受体有关[38]。

　　2.6  扩瞳作用  钩吻在大剂量时可引起散瞳这一特性早在50年代黄幕哲等在用钩吻浸出液进行家兔扩瞳试验时就观察到。王友顺等用1％盐酸钩吻总碱眼药水对69例志愿者126只眼进行了散瞳和调节麻痹作用的临床观察,结果表明盐酸钩吻眼药水对人眼具有显著的散瞳作用,其特点是散瞳起效快、作用强,而且恢复快,在给药后6 h内瞳孔直径、远视力、近视力等几乎全部恢复到给药前水平[29]。就其散瞳后瞳孔调节的恢复时间而论,明显优于现行使用的后马托品,甚至优于托品酰胺,提示钩吻制成眼药水可为临床提供一种新的扩瞳剂。

　　2.7  对皮肤病的作用  Calarasu等用北美钩吻的水提取物制成口服液及注射剂治疗神经性皮炎和银屑病,尤其是注射剂对神经性皮炎疗效显著[39]。钩吻的传统功用是“ 攻毒拔毒,杀虫止痒；用治湿疹、体癣、麻风,并可杀蛆虫,灭孑孓”。我国民间一直应用钩吻生物碱治疗皮肤病。近期的基础研究和临床观察提示,钩吻生物碱治疗银屑病作用显著,可能具有重要的开发应用价值[40]。

　　2.8  畜禽复壮作用  钩吻作为一种兽药在我国民间应用已久。《唐本草》云“人或畜食其叶皆死,羊食则大肥,猪食之能治热性病”。《广西中药志》记载“当猪胃纳不良时,用以饲喂,能增进食欲”。《广东中兽医常用草药》中有“钩吻,常定期对猪羊服本药,有杀虫、健胃、肥之效”。 香港植物园前园长格林氏(H.Green)曾将钩吻叶少许,加于猪的饲料中,非独食之不曾中毒,且猪的皮毛反增加光泽而呈现一种滋补作用。

　　3  钩吻的毒性作用
   
　　钩吻总碱小鼠急性毒性试验表明,小鼠的中毒症状多在几分钟内出现,主要是兴奋,阵发性惊厥、呼吸困难,最后呼吸衰竭而死亡。半数致死量(LD50)雄大鼠(265±44 g)腹腔给药为1.2（0.8～1.7） mg/kg；雌小鼠(22±2 g)肌肉注射为1.5(1.4～1.6) mg/kg；小鼠雌雄各半(20±3 g)静脉注射为1.56(1.4～1.69) mg/kg[28]；小鼠尾静脉注射为3.07 mg/kg,肌肉注射LD50为3．60 mg/kg[41]。有文献报道钩吻总碱大鼠长期毒性研究,每天静脉给药1次,连续给药90 d后处死,取心、肝、肺、肾、脾及胃肠组织观察,发现钩吻总碱高剂量组(0.8 mg/kg·d)大鼠均不同程度出现步态不稳、身体拉长、眼球突出、阵发性痉挛等症状,肝、肾有颗粒变性以及脂肪变性等形态学改变,而中剂量组(0.4 mg/kg·d)、低剂量组(0.2 mg/kg·d)大鼠在给药期间均未见异常反应,肝肾等脏器也无明显病理变化［42］。
   
　　钩吻的毒性主要来源于吲哚类生物碱,已知的国产钩吻有毒成分有17种,其中以钩吻素己毒性最强［43］,小鼠腹腔注射LD50为0.185 mg/kg［13］,北美钩吻则以钩吻素乙毒性最强,皮下或腹腔注射LD50为0.1～0.3 mg/kg［43］。
   
　　钩吻全株有剧毒,根、嫩叶尤毒,根部生物碱含量最高,其中又以根皮为最高。钩吻对神经系统的作用很强,钩吻中毒时神经系统主要症状有眩晕、言语含糊、肌肉松弛无力、吞咽困难、呼吸肌麻痹、共济失调、昏迷,还可见复视、散瞳、眼睑下垂等,甚至出现沉睡；消化系统症状有口腔、咽喉灼痛,恶心、呕吐、腹痛、腹泻或便秘、腹胀等；循环和呼吸系统症状为中毒早期心跳缓慢、呼吸快而深,继之心搏加快、呼吸慢而浅、不规则,渐至呼吸困难和麻痹,体温及血压下降、四肢冰冷、面色苍白、虚脱,最终呼吸麻痹而死亡［1］。钩吻碱对迷走神经中枢的抑制作用可适量应用阿托品对抗；对抑制运动神经元而引起的肌麻痹,可用新斯的明予解除；血液灌流及血液透析可清除水溶性药物,特别是游离或解离的小分子毒物。我国民间采用新鲜羊血趁热灌服解毒疗法,疗效甚佳,但羊血中是否含对抗或中和钩吻毒的化学物质尚需进一步研究。

      总之,钩吻是剧毒植物,钩吻生物碱毒性强,总碱的中毒剂量与有效治疗剂量相接近,被认为是已发现的生物碱中毒性最大的,导致其应用受到限制。但由于其临床疗效显著,希望在此基础上避害就利,发挥资源优势,开发出疗效好、毒副作用小的钩吻生物碱新药。

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