20(S)-原人参二醇的药学与生物活性研究进展
王小峰王玉芹
（上海中医药大学，上海，201203；上海中药创新研究中心，上海，201203）
摘要:20(S)-原人参二醇是人参皂苷元中非常重要的一类，一直是国内外一个研究的热点，本文对其化学性质、制备工艺、剂型研究和药理活性等进行全面综述总结，期望都对今后20(S)-原人参二醇的开发利用提供一定依据。
关键词:20(S)-原人参二醇；生物活性；肿瘤
20(S)-原人参二醇[20(S)-protopanaxadiol,20(S)-PPD]从结构上属于达玛烷型四环三帖类人参皂苷元化合物，自从上世纪六十年代日本学者发现确定结构以来，它的药理活性一直得到学者们的广泛关注，尤为其抗肿瘤活性，明显强于其他几种人参皂苷及其皂苷元，其结构如下：
分子式为C30H52O3，分子量为460.70，熔点197.5～198.5℃，比旋光为]
α＝29.34°(C
[15
D
＝1.0，CHCl3）在丙酮中为簇状结晶。在特定的条件下，20(S)-PPD的20位羟基可发生构型转变，生成20(R)-PPD；由于在人参皂苷中存在的原型为20位之后的碳以直连型结构连接，所以称为20(S)-原人参二醇，但在一定条件下20位的羟基与双键发生脱水环合形，可形成20(S)-人参二醇或者20(R)-人参二醇[1]。
1制备工艺研究
目前制备20(S)-PPD主要是以人参属的三七、西洋参皂苷或者绞股蓝属植物的提取物等为原料，通过酸、碱、酶、微生物等方法，在一定条件下使皂苷水解脱去糖链而得到相应的皂苷元。
李绪文等[2]以西洋参叶总皂苷为原料，利用NaOH强制降解，以温度、时间、NaOH用量、溶剂甘油用量进行四因素三水平的正交试验，结果表明四种因素中NaOH的用量对于2 0(S)-PPD产率的影响最大。在最佳降解工艺时，NaOH的用量在第二个水平，可能的原因是在较少的NaOH用量条件下，皂苷水解不够完全，而在较多的NaOH的量下，水解生成的20(S)-PPD在如此强碱条件下发生了结构的改变。梁国兴等[3]首次在无溶剂条件下，将原料三七总皂苷与NaOH研磨充分混合，在150℃条件下反应6小时，再经柱层析得到20(S)-P PD，产率高达10%，纯化后的20(S)-PPD可达90%以上，该方法操作简单并节约了溶剂。但是固体的混合均匀度较液体会有很大差距，达到相同的反应程度，液体体系反应的时间上会不会明显缩短，还有待进一步研究。惠永正等[4]以人参属植物或者叶的总皂苷为原料，在有机溶剂条件下，进行氧化降解，反应物柱层析得到20(S)-PPD，该方法条件温和，产率较高，成本低廉，适合工业化生产。张春红等[5]以人参二醇组皂苷为原料，氢氧化钠碱水解制备20(S)-PPD，比较了不同的溶剂、反应时间、反应压力等条件对于产率的影响，来确定最佳制备条件，结果溶剂四种溶剂相比，以异戊醇的效果最佳；水解时间上，24h 最好；压力方面，以正丁醇和异戊醇为溶剂时常压的得率高于加压。刘磊等[6]利用土壤中分离得到的一种真菌黑曲霉，该曲霉可表现出较强的活性将20(R,S)-Rg3的两个糖酶解得到20(R,S)-PPD。
2制剂学研究
在制剂学方面，由于20(S)-PPD的水溶性很差，直接口服生物利用率低，目前多围绕增加其溶解度或者生物利用度来进行相关制剂研究。结构上看20(S)-PPD只有一个双键，
对20(S)-PPD的制剂进行含量测定时多采用紫外检测器在较低波长203nm波长下，流动相选用高比例甲醇水或者乙腈水，反相HPLC进行测定[7-9]
金圣煊等[10]以20(S)-PPD、注射用油、乳化剂、冻干保护剂按一定比例搅拌混合均匀后在冷冻干燥制得冻干乳剂，经验证，在3个月内各个指标均优于普通的乳剂。该方法简便易行，增加了药物的稳定性，对于药物的生物利用度也有一定的提高；另外他们[11]还用一定的载体材料（羧甲基纤维素、聚乙二醇4000、环糊精等）与20(S)-PPD按比例混合后，以喷雾干燥或者冷冻干燥的方法制备分散剂，体外溶出度试验表明，该分散剂提高了药物的溶解度和溶出速度，适合于制备成胶囊、片剂等固体制剂。还有学者[12-13]采用薄膜超声法制备了20(S)-PPD的普通药质体、Brij-78修饰药质体、PEG修饰的药质体，来增加其生物利用度，通过温度、乙醇、酸碱和人工胃肠液等体外实验考察了药质体的稳定性，结果表明，该方法制备的20(S)-PPD在各种条件下制剂学性质稳定，非常适合于将20(S)-PPD 的上述药质体开发为口服，甚至于缓释制剂。
陈婧[14]等制备了20(S)-PPD的药质体、醇质体、HP-2β-2CD包合物和原药液四种剂型，并对上述四种剂型在经皮给药过程中，18小时后的皮肤残留量进行了研究，建立了一种准确而又稳定的应用于经皮给药系统的20(S)-PPD的测定方法，该研究对今后20(S)-PPD不同剂型不同给药途径的研究奠定了一定的基础。
20(S)-PPD难溶于水，不同PH值的介质对于它的表观油水分配系数影响也不大，其大鼠在体肠吸收研究表明，吸收速度从大到小以此为：十二指肠、空肠、回肠、结肠，在整个肠段均有吸收且吸收良好。在开发剂型时应适当增加其在小肠的滞留时间，以提高生物利用度[15]。药物制剂溶的出度将直接影响它在体内的生物利用度，所以有学者[9]研究了20(S)-PPD溶出度测定方法，以2010版药典中溶出度测定的浆法为参考，用0.5%十二烷基硫酸钠水溶液为溶出介质，转速为100r·min,采用SAS软件计算了该药物的溶出度Weibull 分布参数和特征溶出参数。
另外还有学者对于20(S)-PPD的药动学进行了研究，为其进一步的剂型开发和评价提供参考，张丹等[16]建立了一种快速而又灵敏的测定血浆样品中20(S)-PPD的方法，其利用液相质联用技术，采用甲醇-乙腈-10mM乙酸铵（47.5:47.5:5）为流动相，正离子模式扫描；并将该方法成功的应用于健康志愿者口服20(S)-PPD胶囊后的血药浓度的测定。
3生物活性研究
3.1抗肿瘤作用
陈明侠等[17]研究表明20(S)-PPD对于小鼠的肝癌H2、Lewis肺癌和黑色素瘤B三种模型的癌症都有抑制作用，其抗肿瘤作用可能与提高非特异性免疫因子NK细胞的活性和特异性免疫因子IL-2含量有关。张锐等[18-19]观察20(S)-PPD对于人肝癌细胞株(S)MMC-7721和小细胞肺癌A549细胞增殖的抑制作用，结果表明20(S)-PPD无论在体内还是体外均可有效的抑制肿瘤细胞的增值，诱导肿瘤细胞的凋亡。冷吉燕等[20]研究发现20(S)-PPD可通过抑制肿瘤生长因子VEGF和bFGF来发挥抗肿瘤作用。郭亚雄等[21]发现了20(S)-PPD具有明显的抑制前列腺癌RM-1细胞生长的作用,并且进一步研究表明其机制可能与下调CyclinD1蛋白
表达有关。赵丽晶等[22]采用RT-PCR、Western Blot方法检测bax基因的转录及蛋白表达，AnnexinV-EGFP/PI双染色法、TUNUL染色法检测siha细胞细胞凋亡情况,结果表明
20(S)-PPD可通过上调bax基因，来诱导siha细胞的凋亡。Guo等[23]研究发现20(S)-PPD可通过诱导或上调与内质网应激有关的蛋白和基因等，使内质网的形态变化等，来诱导人肝癌HepG2细胞的凋亡。
3.2 对神经系统的作用
20(S)-PPD可有效的抑制PTZ诱导的小鼠和大鼠癫痫的发作并延长癫痫发作潜伏期，其机理可能与该化合物抑制了神经元细胞的兴奋性有关；另外20(S)-PPD还可以降低gultamate诱导的神经细胞的死亡率，保护神经元细胞，体内药理学试验还发现，20(S)-PPD 对于东莨菪碱和乙醇所致的小鼠记忆障碍也有一定的改善作用[24]。
许长江等[25]通过经典的抑郁模型：悬尾实验，强迫游泳实验和脑损伤模型-嗅球切除模型等对于20(S)-PPD的抗抑郁作用进行了研究，结果表明20(S)-PPD具有和氟西汀相当的抗抑郁作用，但是其机理还有待进一步的研究证实。Yin Duan等[26]研究发现在哺乳动物的大脑中20(S)-PPD可通过改变神经毒素的结合位点，有效的抑制激活的Na+通道的活性。
