中药猫爪草的研究进展

综述

中药猫爪草的研究进展

刘莉１，王凤云１，韩亮２（广东药科大学１．中药学院；２．健康学院，广东广州５１０００６）

摘要：中药猫爪草于１９７７年被收载到《中国药典》，具有化痰散结、解毒消肿的功效，用于瘰疬痰核、疔疮肿毒、蛇虫咬伤。现今逐步发现猫爪草在临床上抗肿瘤、抗肺结核方面效果良好，尤其在抗肿瘤方面具有极高的药用价值。目前，猫爪草多作为民间用药，开发利用度不够。本文对猫爪草的化学成分、药理作用和临床应用等方面研究进行概述，可望为促进猫爪草新剂型开发与应用提供参考，开发更多抗肿瘤、抗结核的新型药物。关键词：猫爪草；化学成分；药理作用；抗肿瘤；临床应用中图分类号：Ｒ２８２．７１　文献标志码：Ａ　文章编号：２０９６⁃３６５３（２０２０）０１⁃０１４０⁃０５ＤＯＩ：１０．１６８０９／ｊ．ｃｎｋｉ．２０９６⁃３６５３．２０１９０８２８０２

收稿日期：２０１９⁃０８⁃２８基金项目：国家自然科学基金项目（８１７０３８１６）作者简介：刘莉（１９９４—），女，２０１９级在读硕士研究生，从事中药制剂研究与开发，Ｅｍａｉｌ：２４１９２２４００１＠ｑｑ．ｃｏｍ通信作者：韩亮（１９８０—），男，博士，硕士生导师，副研究员，主要从事中药药效物质基础及作用机制研究，电话：０２０⁃３９３５２４００，Ｅｍａｉｌ：ｈａｎｌｉａｎｇ７２＠１２６．ｃｏｍ。网络出版时间：２０１９⁃１２⁃０５１６：２５：０２　网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／４４．１７３３．Ｒ．２０１９１２０５．１６２４．００２．ｈｔｍｌＲｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆＣｈｉｎｅｓｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｄｉｃｉｎｅｒａｄｉｘｒａｎｕｎｃｕｌｉｔｅｒｎａｔｉＬＩＵＬｉ１，ＷＡＮＧＦｅｎｇｙｕｎ１，ＨＡＮＬｉａｎｇ２∗（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＴｒａｄｉｔｉｏｎａｌＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃｉｎｅ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０００６，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＨｅａｌｔｈ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０００６，Ｃｈｉｎａ）∗ＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒＥｍａｉｌ：ｈａｎｌｉａｎｇ７２＠１２６．ｃｏｍＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ１９７７，ｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅｍｅｄｉｃｉｎｅＲａｎｕｎｃｕｌｉＴｅｒｎａｔｉｗａｓｉｎｃｌｕｄｅｄｉｎｔｈｅ＂ＣｈｉｎｅｓｅＰｈａｒｍａｃｏｐｏｅｉａ＂，ｗｈｉｃｈｈａｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｓｓｉｐａｔｉｎｇｐｈｌｅｇｍ，ｄｉｓｐｅｌｌｉｎｇｐｏｉｓｏｎａｎｄｒｅｄｕｃｉｎｇｓｗｅｌｌｉｎｇ，ａｎｄｗａｓｕｓｅｄｆｏｒｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓｏｆｌｙｍｐｈｎｏｄｅｓ，ｈｅｍｏｒｒｈｏｉｄｓｓｗｏｌｌｅｎｐｏｉｓｏｎ，ａｎｄｓｎａｋｅｂｉｔｅ．Ｎｏｗａｄａｙｓ，ｉｔｈａｓｂｅｅｎｆｏｕｎｄｔｈａｔｈａｓａｇｏｏｄｅｆｆｅｃｔｏｎｃｌｉｎｉｃａｌａｎｔｉ⁃ｔｕｍｏｒａｎｄａｎｔｉ⁃ｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎａｎｔｉ⁃ｔｕｍｏｒ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｍａｎｙｏｆｔｈｅＴｅｒｎａｔｅｂｕｔｔｅｒｃｕｐｒｏｏｔａｒｅｕｓｅｄｆｏｒｆｏｌｋｍｅｄｉｃｉｎｅ，ａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｒｅｎｏｔｅｎｏｕｇｈ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｕｓｅｓｌｉｔｅｒａｔｕｒｅｔｒａｃｋｉｎｇｍｅｔｈｏｄｔｏｓｕｍｍａｒｉｚｅｉｔｓｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｉｃａｌａｃｔｉｏｎａｎｄｃｌｉｎｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｎｅｗｄｏｓａｇｅｆｏｒｍｓｏｆＲａｎｕｎｃｕｌｉＴｅｒｎａｔｉａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｏｒｅｎｅｗａｎｔｉ⁃ｔｕｍｏｒａｎｄａｎｔｉｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓｄｒｕｇｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＲａｎｕｎｃｕｌｉＴｅｒｎａｔｉ；ｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ；ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｉｃａｌａｃｔｉｏｎ；ａｎｔｉ⁃ｔｕｍｏｒ；ｃｌｉｎｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 猫爪草是毛茛科植物小毛茛（ＲａｎｕｎｃｕｌｕｓｔｅｒｎａｔｕｓＴｈｕｎｂ．）的干燥块根，《中国植物志》初次将之命名为猫爪草，因为具有表面呈黄褐色、有数个簇生的纺锤形块根的外形，十分像猫爪而得名。猫爪草别名为小毛茛、三散草、猫爪子，全球有４００多种。其味甘、辛，性温；归肝、肺经；具有消散消肿、解毒化瘀的作用［１］，现代多应用于治疗肿瘤、淋巴结核和肺结核等症，疗效显著。广泛分布于河南、安徽等省的平原湿草地，是信阳市的道地药材。猫爪草商品药主要来源是小毛茛的块根，但是有２个未被收入《中国药典》的品种在市面上售卖，分别为肉根小毛茛（Ｒ．ｐｏｌｉｉＦｒａｎｃｈ．ｅｘＨｅｍｓｌ．）和重瓣小毛茛（Ｒ．ｔｅｒｎａｔｕｓＴｈｕｎｂ．ｖａｒ．ｄｕｐｌｅｒＭａｋｉｎｏｅｔＮｅｍｏｔｏ）。三者中重瓣小毛茛应用较少，为一小部分。近年来随着对猫爪草研究的深入，发现其抗肿瘤效果良好，具有极高的药用价值。利用民间传统制法与现代技术相结合而开发的、抗肿瘤的猫爪草胶囊已投入广东药科大学学报　ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕａｎｇｄｏｎｇＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｆｅｂ．２０２０，３６（１）　生产，但仅有这一种剂型获得生产批准，并且制备工艺粗糙。本文对近年来猫爪草中主要化学成分、药理作用与临床作用等方面研究进展进行综述，为后续开发猫爪草抗肿瘤新剂型提供参考。１　化学成分对猫爪草化学成分的研究在不断深入，目前其有效成分主要确定为有机酸类、糖类、黄酮类、皂苷类、挥发油类、石油醚类等。不同化学成分使用的提取方法不同，主要为不同溶剂萃取后用大孔树脂进行细分。近年来已明确猫爪草抗癌提取物中的化学成分主要为有机酸类，并发现了其他新的化学成分，报道如下。１．１　有机酸类有机酸类在猫爪草中占重要地位，该提取部位具有良好抗肿瘤作用，其中十六碳酸是抗肿瘤的主要活性成分，王爱武等［２］运用二氧化碳超临界流体萃取法萃取猫爪草中脂肪酸成分，并用气相色谱⁃质谱联用（ｇａｓｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ⁃ｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）技术检测鉴定出１２种成分，确定十六碳酸是猫爪草抗肿瘤的有效部位，为脂肪酸的主要成分，质量分数达到５６．９８％。此外，在猫爪草中还发现多种有机酸，总峰面积可达８６．４６％，具体分析测得有机酸成分分布有明显差异，水提液中多元酸居多，醇提液中以一元酸为主，首次检出含有辛二酸、壬二酸等多种多元酸［３］。姚成、陈军等［４］对５个不同产地的猫爪草进行分析，发现其中天冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸和精氨酸质量分数较高。不同产地猫爪草中氨基酸的种类相同，质量分数不同。杨旭等［５］发现以河南产猫爪草中游离酸质量分数最高，可达６．１８％。此外，近年来从猫爪草有机酸中不断发现新的化合物，熊英、苌美燕等［６］用多种色谱分离得到十二烷二酸单甲酯（３⁃ｈｙｄｒｏｘｙ⁃１１⁃ｍｅｔｈｏｘｙ⁃１１⁃ｏｘｏｕｎｄｅｃａｎｏｉｃａｃｉｄ）、十六烷酸、棕榈酸乙酯、己二酸和硬脂酸，其中十二烷二酸单甲酯为新的化合物。１．２　糖类猫爪草中含有大量的糖，据中国医学科学院药物所测定糖成分高达１６％。日本学者发现猫爪草含有多种单糖，是提高免疫力与抗肿瘤活性的重要成分之一。研究表明猫爪草中总糖占３０％，其中游离葡萄糖最多，采用苯酚⁃硫酸比色法测得多糖量可达６．７％［７］。大多数研究者提取多糖使用水提醇沉法，后来不断用超声、微波法进行工艺优化。廖启元等［８］采用超滤法优化多糖脱蛋白工艺，多糖保留率和蛋白脱除率分别为７８．２％和７７．１％，优于Ｓｅｖａｇ法和三氯乙酸（ＴＣＡ）法。ＨＵＡＮＧＸｕｅｆｅｎｇ等［９］采用热水提取多糖，乙醇沉淀、凝胶过滤柱层析法分离，得到多糖ＨＢ⁃１，可能对乳腺癌有作用；糖的成分测定结果表明，ＧＬＣ４（Ｂ）占比例最大，达到６２％。不同产地猫爪草中多糖质量分数差异明显，其中以河南信阳淮滨产猫爪草中多糖质量分数最高，达到３２．１６％［１０］。随着技术不断进步，逐渐可以细分出糖类中不同种化合物。从猫爪草乙酸乙酯部位分离得到β⁃Ｄ⁃葡萄糖，从猫爪草水提取液中分离纯化得到一种多糖蛋白复合物多糖（ＲＴＧ⁃Ⅲ），其中单糖组成为鼠李糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖，总糖质量分数为８０．１％［１１］。１．３　黄酮类与苷类黄酮类、苷类化合物是猫爪草中重要的化学活性物质，其中主要有效成分为异黄酮、皂苷，分别具有抗结核、提高免疫力作用。对黄酮类的研究向来较少，对皂苷在肝癌、乳腺癌与胃癌等疾病治疗的研究较多。有学者采用差示分光光度法、以芦丁作为指标，测定猫爪草中总黄酮的质量分数作为质量标准依据。熊英等［１２］在猫爪草醋酸乙酯及正丁醇萃取部位中，发现双黄酮类化合物，包括粗贝壳杉黄酮⁃４′⁃甲醚、榧双黄酮、罗汉松双黄酮、白果素、异银杏素、穗花杉双黄酮，及３种苷类化合物包括异麦芽酚⁃α⁃Ｄ⁃葡萄糖苷、香草酸４⁃Ｏ⁃β⁃Ｄ⁃葡萄糖苷、水杨苷。猫爪草皂苷多存在于猫爪草乙醇提取物中，ＺＨＡＯＹｕｎ等［１３］从中发现７种化合物，其中有熊果酸、齐墩果酸、白桦酸乙酸、３⁃碘可可醇、乙酸丁马二醇这５种常见三萜，随后又发现１种新的三萜类化合物３β⁃ａｃｅｔｏｘｙ⁃（２０Ｓ，２２Ｅ）⁃ｄａｍｍａｒａｎ⁃２２⁃ｅｎ⁃２５⁃ｏｌ，及胡萝卜苷。１．４　挥发油类猫爪草中挥发油具有抗癌、抗耐药结核杆菌活性与提高免疫活性作用［１４］。但挥发油在药理作用与临床方面的相关研究较少，大多数是提取工艺优化方面的研究。张海松等［１５］用常规水蒸气蒸馏法和超声萃取水蒸气蒸馏法对猫爪草中挥发油成分进行系统分析，２种方法鉴定出其共有成分３７种，主要为酯类化合物、酸类化合物、烷烃类化合物、芳香族化合物与醛类化合物。廖启元等［１６］采用微波辅助加热代替传统加热方法，找出最佳提取工艺，平均得率为０．９４％。１．５　石油醚、醇、酯类猫爪草提取分离还可得到石油醚、醇、酯类化合物，广西中医药研究所从猫爪草脂溶物中分离出肉豆蔻、十八烷基酸酯、二十烷酸和豆甾醇。从７０％乙醇提取物中分离得到γ⁃α⁃羟甲基⁃δ⁃双戊烯内酯，被命名为猫爪草甲素。经柱色谱分离，用理化常数和光谱分析鉴定化合物结构，可从猫爪草９５％乙醇提取物中分离得到多种化学成分［１７］。田景奎等［１８⁃１９］从三氯甲烷和乙酸乙酯部分得到众多酯类化合物，有棕榈酸乙酯、β⁃谷甾醇、豆甾醇、油甾醇，随后又发现邻苯二甲酸正丁酯、β⁃单棕榈酸甘油酯、β⁃单硬脂酸甘油酯、２⁃氨基⁃３⁃（３，４⁃二羟基⁃苯基）⁃丙酸甲酯、２⁃氨基⁃３⁃（３，４⁃二羟基⁃苯基）⁃丙酸乙酯、羟基苯甲酸甲酯。１．６　其他类研究还发现猫爪草中含有生物碱、微量元素与酚１４１第１期　刘莉，等．中药猫爪草的研究进展类化合物，猫爪草水萃取部位经柱色谱分离得到２个新的生物碱苷，分别为猫爪草苷Ｃ、Ｄ。戚中杰等［２０］发现猫爪草中含有１种生物碱—吡咯丁酸，且在浙江产猫爪草中质量分数较高。目前，猫爪草中多酚类有效成分的提取工艺优化鲜有报道，王锐等［２１］确定了最佳提取工艺为乙醇体积分数７５％、料液比１∶５０（ｇ／ｍＬ）、浸提时间１．５ｈ、浸提温度７０℃，在此条件下，猫爪草中多酚的浸出量可达２５１．４μｇ／ｇ。此外，猫爪草中还含有多种微量元素。陈军等［２２］运用电感耦合等离子体原子发射光谱（ＩＣＰ⁃ＡＥＳ）法测定，猫爪草含Ｋ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｅ、Ｓｒ等多种常量及微量元素，其块根中Ｚｎ／Ｃｕ值为３左右，与抗癌中药中微量元素质量分数Ｚｎ高Ｃｕ低的现象一致。最近，ＦＥＮＧＺｉｍｉｎｇ［２３］发现猫爪草中有５个新杂环化合物，ＺＨＡＮＺｈｉｌａｉ［２４］还在其化合物中发现了ＴｅｒｎａｔｕｓｉｎｅＡ，一种新型生物碱。邓可众等［２５］从猫爪草中分离得到１个新化合物，其结构为（Ｒ）⁃３⁃［２⁃（３，４⁃二羟基苯甲酰基）⁃４，５⁃二羟基苯基］⁃２⁃羟基丙酸，命名为猫爪草酸。２　药理作用猫爪草主要药理作用是抗肿瘤，并受到广泛关注，但是其临床应用与研究较少。抗结核应用比抗肿瘤更广，多是胶囊，在初期可辅助治疗。此外，增强免疫活性也是其重要作用，存在于大量多糖与皂苷中，对抗肿瘤也起到促进作用。２．１　抗肿瘤猫爪草可清肝泻火、散结消瘿，提取物中有多种化学活性物质。早期有学者推断出猫爪草有治疗肿瘤的效果，认为其抗癌成分主要是脂肪酸，此外还有研究发现其皂苷成分、醇提物也可以抑制肿瘤［２６］。崔秀君等［２７］用４个剂量的提取物，分别测试对３种瘤株的抑制率，发现除水提物与石油醚提取物抑制率不到５０％外，石油醚、乙酸乙酯、正丁醇提取物均达到５０％以上，乙酸乙酯提取物与正丁醇提取物抑制肿瘤效果明显，尤其以乙酸乙酯部位的十六碳酸质量分数最高，十六碳酸是抗肿瘤主要成分，且在质量浓度０．２５～１ｍｇ／ｍＬ范围内效果最佳。猫爪草总皂苷在体外也可明显抑制人结肠癌细胞，抑制人乳腺癌细胞的生长。童晔玲［２８］研究证实猫爪草总皂苷高剂量组瘤重与对照组比较差异有统计学意义（Ｐ＜０．０５），不同剂量猫爪草总皂苷的抑瘤率可达１３．８％～３２．６％，其作用是促进机体非特异性免疫功能，间接地抑制肿瘤生长、促进正常细胞生长、减慢肿瘤的生长速度。王爱武［２９］发现猫爪草提取物不仅对癌株有抑制作用，还对肿瘤坏死因子具有较强的诱生作用，其中又以其７０％乙醇浸膏诱生作用最强。２．２　抗结核猫爪草中有多种化合物可抑制结核杆菌，提高结核病的治疗效果。近年ＺＨＡＮＧＬｉｎ等［３０］研究证实，猫爪草乙醇提取物对结核杆菌有明显的抑制作用，相对于异烟肼、利福平毒性小，并且在一定剂量下无急性毒性。其中经大孔树脂洗脱的７０％醇提物抑制结核杆菌的抑菌浓度最低，可达６．２５ｍｇ／ｍＬ，其次是猫爪草胶囊，为１２．５ｍｇ／ｍＬ。有研究发现猫爪草中抗结核杆菌的单一成分是小毛根内酯，复合成分多为多糖和皂苷，还有猫爪草提取物。此外，熊友谊等［３１］研究出猫爪草石油醚提取物对多种耐药菌株具有细胞内、外的抑制活性。王万朋等［３２］证实猫爪草中单体成分２⁃醛基吡咯丁酸及其同系物２⁃羧基吡咯丁酸抑菌活性良好，其中吡咯丁酸能够抑制多种菌株。对于结核分枝杆菌标准株，猫爪草胶囊在联合常规抗结核药物治疗短期肺结核案例中，治愈率明显升高。２．３　调节免疫活性多糖是猫爪草调节免疫功能的主要活性成分之一。王会敏等［３３⁃３４］发现猫爪草多糖具有免疫调节作用，能够增强ＡＮＡ⁃１细胞增殖能力，可明显提高正常小鼠腹腔巨噬细胞吞噬百分率和吞噬指数，促进小鼠脾脏淋巴细胞、胸腺细胞、腹腔巨噬细胞增殖作用，２００ｍｇ／Ｌ时对巨噬细胞增殖作用最强。除多糖外，皂苷、醇类提取物也发挥着增强免疫力的作用。张振凌等［３５］研究表明，猫爪草多糖及其皂苷对巨噬细胞吞噬功能、溶血素和淋巴细胞都有一定的影响，对小鼠有免疫兴奋作用，猫爪草醇类提取物也在小鼠巨噬细胞在抗病毒天然免疫应答中发挥着重要作用。刘芊伊等［３６］发现猫爪草中醇类提取物可影响小白鼠巨噬细胞极化，使其免疫力活性加强。２．４　抑菌、保肝、抗氧化猫爪草还具有抑菌、保肝、抗氧化的作用，其中石油醚、内酯化合物、醇类化合物发挥了重要的作用。有研究发现猫爪草石油醚提取物能够显著抑制多药耐药结核菌株的生长，从而达到抑菌效果。不同猫爪草对标准菌株和耐药菌株均有抑菌作用，尤其在石油醚萃取部位抑菌浓度最低为２ｍｇ／ｍＬ。何潇［３７］对猫爪草多糖的抗肝损伤活性研究发现，猫爪草多糖能明显减轻和修复肝炎症损伤、降低肝中炎性因子的分泌、降低肝氧化损伤。体外实验也证实猫爪草多糖对人肝细胞损伤有明显保护作用，同时还能促进肝细胞的增殖。韩红霞等［３８］采用猫爪草多糖对Ｄ⁃ｇａｌ衰老模型小鼠抗氧化作用的相关研究发现，多糖可延缓小鼠组织及细胞结构及功能衰退，增强衰老小鼠免疫功能，较好地维护模型小鼠体内氧化、抗氧化平衡状态。２．５　其他作用猫爪草不仅能有效消除甲亢症状，且在调节人体细胞免疫方面显示出独特优势，减轻了西医治疗甲亢药物所导致的白细胞减少、肝功能损害、皮疹等不良应的发生，降低复发率，提高了疗效。近年来研究证实炎症是影响肿瘤细胞增殖转移的第七大因素，猫爪草具２４１广东药科大学学报　第３６卷