玄參化學成分、藥理活性研究進展及其質量標志物分析預測

李翎熙，陳迪路，周小江，2*

（1.湖南中醫藥大學，湖南長沙 410208；2.湖南省中藥飲片標準化及功能工程技術研究中心，湖南長沙 410208）

玄參最早記載于《神農本草經》，列為中品。為玄參科植物玄參Scrophularia ningpoensisHemsl.的干燥根，具有清熱涼血、滋陰降火、解毒散結的功效，用于熱入營血、溫毒發斑、熱病傷陰、舌絳煩渴、津傷便秘、骨蒸勞嗽、目赤、咽痛、白喉、瘰疬和癰腫瘡毒［1］。玄參主產地為浙江、湖南、湖北、陜西、四川等省，浙江磐安為其道地產區［2］。近年來，除在臨床配方使用外，玄參在中成藥和保健食品中的應用越來越廣泛，但其質量控制方面存在一些問題，如藥效物質不清晰；質量評價指標單一，質量控制體系不完善；傳統功效與現代藥理活性機制、物質基礎的關聯性不強等，因此，如何有效控制玄參的質量成為亟需解決的關鍵問題。本文綜述了近年來玄參化學成分和藥理活性的研究進展，并且，在此基礎上，對玄參質量標志物（Q-marker）進行分析預測，以期為準確評價和控制玄參的質量提供思路。

1 化學成分

玄參已經發現的化學成分主要有環烯醚萜、倍半萜、三萜、苯丙素、黃酮、甾醇、脂肪酸、糖類等類型，其中環烯醚萜類和簡單苯丙素類為其主要活性成分。

1.1 萜類 玄參中萜類化合物主要包括環烯醚萜類、倍半萜類、三萜類［3-20］。環烯醚萜是單萜衍生物，多以苷類的形式存在，且多具有較好活性，是玄參的特征性成分之一。從構型上分析，玄參中的環烯醚萜可分為環戊烷型、環戊烯型、環氧環戊烷型和變異型。其中化合物1～24 為環戊烷型環烯醚萜苷，化合物25～29 為環戊烯型環烯醚萜苷，化合物30～39 為環氧環戊型環烯醚萜苷，化合物40～41 為變異型環烯醚萜苷，化合物42～53 為非苷環烯醚萜類。玄參中萜類化合物除環烯醚萜外，還有倍半萜類和三萜類化合物，其中化合物54～55 為倍半萜；其中化合物56～58 為三萜皂苷，化合物59～62 為非苷三萜類化合物。見表1、圖1。

表1 玄參中萜類化合物

續表1

圖1 玄參中萜類化合物結構

1.2 苯丙素類

1.2.1 苯丙素類 苯丙素類化合物也是玄參的活性成分之一，玄參中的簡單苯丙素多為不飽和苯丙酸與糖形成的苷類［21-28］。見表2、圖2。

表2 玄參中苯丙素類化合物

1.2.2 黃酮類 絕大多數植物體內都含有黃酮類，通常與糖結合成苷類，小部分以苷元的形式存在。在玄參中發現4 個黃酮類化合物，其中包括，Li 等［6］在玄參葉發現2 個黃酮類化合物澤蘭黃酮（110）、高車前苷（111）。見表3、圖3。

圖2 玄參中苯丙素類化合物結構

表3 玄參中黃酮類化合物

圖3 玄參中黃酮類化合物結構

1.3 生物堿 在自然界中廣泛存在生物堿，而大多數生物堿具有復雜的環狀結構，氮元素多包含在環內，有顯著的生物活性，是中藥中重要的有效成分之一。研究表明，玄參中也含有生物堿，并且已經報道了10 種，其中Zhang等［27］從玄參干燥根莖中分離得到3 個生物堿ningpoensine A（121）、ningpoensine B（123）、ningpoensine C（124），并且提出了一種由哈巴苷和天然氨基酸合成ningpoensine A-C的生物合成途徑。見表4、圖4。

表4 玄參中生物堿類化合物

2 藥理作用

有學者陸續報道玄參具有降壓、抗炎、抗氧化、保肝、降血糖等藥理活性。將玄參清熱涼血、滋陰降火的傳統功效與現代藥理活性進行綜合研究，對玄參活性成分（部位）研究以及臨床應用具有很好的借鑒意義。

圖4 玄參中生物堿類化合物結構

2.1 保護心血管系統 玄參活性成分對心血管系統的作用體現在舒張血管以及對心肌細胞的作用。李亞娟等［29］運用大鼠離體血管環功能實驗裝置，研究了玄參提取物對血管的作用，發現玄參提取物可通過調節血管平滑肌上鉀通道，阻斷鈣通道以及調節細胞內鈣離子濃度達到舒張血管的效果。

玄參具有顯著的抗心肌纖維化作用，黃小燕等［30］使用冠狀動脈結扎法制作大鼠心室重構模型來探討玄參活性部位對大鼠心血管作用及其機制，發現玄參活性部位具有明顯抑制轉化生成因子β1基因、Ⅲ型膠原mRNA 基因表達，降低Ⅰ、Ⅲ膠原比值的作用，從而抑制心肌細胞和間質膠原蛋白沉積，起到治療心肌纖維化的作用。Woo 等［31］通過檢測C57BL/6 小鼠主動脈縮窄所致的壓力超負荷、心衰的變化，發現橫主動脈收縮手術（TCA）后小鼠在連續口服玄參水提物過程中，小鼠左心室心肌肥大、溶質和局部纖維化組織學的改變顯著且呈劑量依賴性。與TAC 對照相比，玄參水提物治療顯著抑制了心臟脂質過氧化，并且還增加了SOD 和CAT 活性和GSH 水平。

梁儉等［32］提取得到玄參環烯醚萜總苷，研究其對心肌梗死模型大鼠心肌細胞凋亡的作用，發現與模型組相比，給藥組大鼠心肌細胞中Bcl-2 蛋白表達水平顯著升高，Bax、Cyt C、Calpain 的蛋白表達水平均顯著降低，同時，可通過抑制caspase-8、9、12 相關的3 條凋亡通路，繼而抑制caspase-3 的激活，從而起到抗心肌細胞凋亡作用。此外，Zhu 等［22］發現化合物trans-caffeic acid methyl ester 和4-methylcatechol 在濃度為0.1 mmol/L 時對H2O2誘導的心肌細胞凋亡具有明顯的保護作用。Chen 等［3］使用共聚焦激光掃描顯微鏡發現哈巴苷、哈巴俄苷、6″-O-咖啡酰哈巴苷通過抑制KCl 誘導的Ca2+濃度的增加，從而減輕大鼠心肌損傷，進一步證實玄參抗心肌細胞損傷的藥理作用。

綜合相關研究，玄參對心血管系統保護作用的機制可能是舒張血管；抑制TGF-β1 基因、化生成因子β1基因、Ⅲ型膠原mRNA 基因表達；抗氧化和抑制心肌細胞凋亡通路。

2.2 抗炎 近年來，對于玄參抗炎活性的研究逐步深入。多項研究表明［33-34］，玄參提取物具有降低炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-6 的含有量、抑制動脈NF-кB 過量表達、提高抗炎因子IL-10 濃度的作用，能通過影響MAPK 通路實現抗炎作用。此外，張琳等［35］研究發現，玄參提取液能夠明顯降低二甲苯所致小鼠耳廓腫脹度，且具有提高小鼠痛閾、減少小鼠扭體次數的作用。

對于單體化合物的研究，在對BV2 細胞測量抗炎活性測定中，化合物（5R，7S）-isoxerine 在10 μmol/L 的濃度下抑制率為77.65%，比陽性對照姜黃素（69.75%）表現出更強的抗炎活性［26］。此外，哈巴俄苷對人支氣管上皮細胞炎癥因子的釋放具有抑制作用［36］，verbascoside 可降低超氧化物自由基的含有量，從而降低iNOS 的表達和活性，達到抗炎效果［37］，進一步闡明了玄參抗炎機制。

2.3 抗氧化 玄參中酚類、環烯醚萜類化合物具有明顯的抗氧化活性。劉質凈等［38］發現，20%乙醇提取得到的玄參提取物具很強的清除DPPH 自由基能力和抗氧化活性。樂文君等［39］采用溶劑萃取法，得到玄參環烯醚萜類成分，發現玄參環烯醚萜類成分具有顯著清除DPPH 自由基、超氧陰離子的作用，并且能夠抑制H2O2誘導的小鼠血紅細胞氧化溶血。黃曉燕［17］通過清除有機自由基DPPH 法發現，黃酮類化合物nepitrin 具有較強的體外抗氧化活性，其抗氧化活性與維生素C 相當。此外，scrophularianine A 能明顯抑制RAW264.7 巨噬細胞脂多糖誘導的NO 產生［16］。

2.4 保肝 張寧等［40］通過對模型大鼠灌胃玄參提取物，發現玄參提取物可能通過改善大鼠肝臟中21 個相關潛在生物標志物以及相關代謝通路，達到保肝的效果，發揮治療甲亢的作用。Wang 等［41］從玄參中分離得到的化合物鼠李糖吡咯烷酮作用于CCl4誘導的急性肝損傷模型小鼠，與對照組比較，發現其能夠顯著抑制LPO 進程和肝細胞凋亡。此外，Acteoside、decaffeoylacteoside、cistanoside F 等多種苯丙素類化合物具有較好的肝保護作用，能夠對由D-GalN誘導的小鼠肝損傷起保護作用［42］，劉青坡等［8］使用MTT法檢測化合物對HL-7702 細胞成活率的影響，發現與陽性對照藥雙環醇比較，桃葉珊瑚苷在10 μmol/L 濃度下肝細胞存活率更高，表現出一定的肝保護活性。

2.5 降血糖 Lu 等［43］研究發現，玄參提取物可通過清除自由基對脂質過氧化具有保護作用，從而呈劑量依賴性治療鏈脲霉素（STZ）誘導的糖尿病小鼠。張寧等［44］研究發現，玄參中環烯醚萜類組分能降低高脂飼料喂養并結合小劑量STZ 注射所導致的2 型糖尿病大鼠的血糖。田金鳳等［45］采用人肝癌細胞HepG2 建立高糖細胞模型，發現質量濃度為0.1～2.5 μg/mL 時，哈巴俄苷在HepG2 細胞中降糖活性最好。此外，玄參中的桃葉珊瑚苷可保護糖尿病大鼠海馬神經元丟失，增強抗氧化酶活性，表現出神經元保護作用，其機制可能與調控Bcl-2 與Bax 基因表達有關，并且，桃葉珊瑚苷還具有降低血糖水平與肝和腎的脂質過氧化水平的作用，能夠增加抗氧化酶活性，同時，還能減輕胰腺損傷，增加免疫活性細胞數目［46］。

2.6 其他 玄參還具有抗癌、抗菌、殺滅瘧原蟲的作用。伍慶華等［47］發現玄參水提液可抑制BCL-2 與C-myc 表達，且呈量效關系，從而誘導甲狀腺癌SW579 細胞凋亡。Scrokoelziside A 對β-溶血性鏈球菌有抗菌活性，MIC 和MBC 分別為1.5、6.0 mg/mL［7］。此外，環烯醚萜類化合物8-O-（threo-2，3-dihydroxyl-3-phenyl-propionoyl）-harpagide對白藤壺屬幼蟲有一定的抗蟲效果，IC50為13.5 μg/mL［11］。

3 玄參質量標志物分析預測

基于中藥化學成分結構類型的多樣性以及生源途徑的復雜性，劉昌孝院士于2016 年提出了Q-marker 新概念，旨在對中藥產品進行質量控制［48］。Q-marker 是指存在于中藥產品中固有的或加工過程形成的、與中藥功能屬性密切相關的、可定性定量的化學物質，是反映中藥安全性和有效性的標示性物質。Q-marker 與中藥材質量息息相關，與臨床用藥的安全有效性關系密切。一般情況下，先采用中藥鑒定學方法鑒定中藥材的品種，再采用HPLC、GC、LCMS 等對Q-marker 定量來控制中藥材的質量。因此，對玄參質量標志物進行分析預測，有利于建立科學、嚴謹的玄參質量控制標準。

3.1 基于植物親緣學及化學成分特有性證據 中藥化學成分多樣且復雜，其中次生代謝產物差異極大，因此，可以在明確玄參有效組分的基礎上，選擇具有特異性、代表性的化學成分，通過分析其生源途徑以及特異性，篩選其質量標志物。玄參屬植物全球有200 余種，分布在歐、亞大陸的溫帶，地中海地區尤多，我國玄參屬植物資源豐富，有36 種［49］。玄參屬中化學成分眾多，目前已經從玄參屬植物中分離出環烯醚萜類成分約53 種，苯丙素類約50 種，具有系統分類價值的環烯醚萜類成分有哈巴苷、哈巴俄苷、桃葉珊瑚苷等，苯丙素類成分有安格洛苷C、類葉升麻苷、毛蕊花糖苷等。玄參中主要活性成分為環烯醚萜類和苯丙素類，哈巴苷和哈巴俄苷是植物玄參中代表性的環烯醚萜類化合物。王勝男等［50］對10 批不同產地的玄參藥材中12個主要指標成分進行含有量測定，其中有4 個為環烯醚萜，6 個為苯丙素類化合物。然而，植物玄參與玄參屬中其他植物如北玄參的環烯醚萜類成分類別上有顯著區別［51］，玄參中目前發現的具有活性的環烯醚萜類化合物大部分為環戊烷型和環戊烯型環烯醚萜，這也是玄參屬其他植物不能等同于玄參使用的原因之一。從生源途徑分析，玄參中的已知環烯醚萜類化合物多為環烯醚萜類，有其區別于裂環環烯醚萜類化合物的生源途徑。以桃葉珊瑚苷為例，玄參中環烯醚萜類化合物可能的生源途徑見圖5。此外，從不同結構類型的環烯醚萜和苯丙素類化合物在各種群的分布情況可以反映出這些種群之間的親緣關系及進化狀況，因此，環烯醚萜和苯丙素類成分可作為玄參屬藥用植物Qmarker 篩選的重要參考。

3.2 基于入血成分 中藥化學成分多樣復雜，但只有入血成分及其代謝產物達到一定血藥濃度才能發揮藥理作用，因此，入血化學成分與藥效關系密切，應將其作為篩選玄參Q-marker 的重要參考。遲森森等［52］對四妙勇安湯（玄參是其主要組分）的入血成分進行分析，發現大鼠口服后，有14 種可入血成分，包含4 個代謝產物和哈巴苷、哈巴俄苷、安格洛苷C3 個玄參中的原型成分，因此，哈巴苷、哈巴俄苷、安格洛苷C 可作為玄參Q-marker 的備選成分。

3.3 基于傳統功效（藥性）-物質基礎 傳統功效（藥性）的現代藥理學研究結果以及其明晰的物質基礎能使中藥臨床使用的方向更加明確，這對于中藥質量控制也具有重大意義。因此，基于傳統功效（藥性）-物質基礎的Qmarker 分析預測成為了中藥質量控制研究的方向之一。

3.3.1 基于傳統功效-物質基礎 玄參始載于《神農本草經》，在《本草經集注》《本草綱目》均有記載，是一味常用中藥。2015 年版《中國藥典》一部收載有玄參，具有涼血滋陰、解毒散結、清熱降火的功效，能除血分、營分邪火，主要用于熱入營血、溫毒發斑、骨蒸潮熱等疾病。而玄參具有抗腫瘤、抗炎、解熱、抗血栓的藥理作用，與傳統功效“涼血”相一致。同時，玄參中環烯醚萜類成分具有抗心肌細胞凋亡、降血糖、保肝、抗炎的作用；苯丙素類成分具有保肝、抗凝血、抗氧化作用；多糖具有抗腫瘤、降血糖、增強免疫力、抗氧化等作用，這3 類成分與玄參傳統功效“涼血滋陰”相一致的，是玄參的物質基礎之一［53］，因此，預測環烯醚萜類、苯丙素類和多糖可作為玄參玄參Q-marker 篩選的備選物質。

圖5 玄參中環烯醚萜類化合物可能的生源途徑

3.3.2 基于傳統藥性-物質基礎 玄參味甘、苦、咸，歸肺、胃、腎經。根據中藥藥性，“甘味”的物質基礎應具有能緩、能和、能補的功能屬性。常學輝等［54］認為甘味藥多含有苷類、糖類、蛋白質、氨基酸及維生素等成分，這與玄參中環烯醚萜苷類、多糖類成分對應。嚴永清等［55］通過研究460 種常用苦味中藥中的化學成分，發現苦味藥中多含生物堿，其次為萜類、苷類。白宇［56］通過對玄參及其組方的藥理活性研究，建立化學成分、藥理指標以及藥味的相關性，研究結果顯示，其中大極性環烯醚萜組分具有解熱、外周鎮痛、抗炎的活性，可能是玄參苦味和甘味的物質基礎；其中苯丙素苷組分有中樞鎮痛、抗炎、抗腫瘤的活性，可能是玄參“苦、甘、咸”味的物質基礎。根據以上分析，玄參中的環烯醚萜苷類、生物堿類成分應分別是其性味甘、苦的主要物質基礎，因此，這些成分可以作為玄參Q-marker 篩選的備選物質。

3.4 基于臨床使用 中藥臨床使用的安全性、有效性與中藥質量息息相關，如何全面控制中藥質量和篩選合適的質量標志物，可以從中藥臨床使用情況出發。

3.4.1 基于中藥配伍 中藥配伍是中藥臨床運用發揮藥效的主要形式，同一中藥在不同配伍中發揮的作用及其藥效物質基礎不完全相同。玄參根據臨床不同的病癥配伍不同的藥物，如蒼術-玄參藥對，其配伍始見于《施今墨對藥》，有滋陰清熱、健脾滋腎的功效，臨床上用于治療糖尿病。劉利利等［57］選用了不同配比的蒼術-玄參，發現不同配比對有效成分的溶出率有較大影響，玄參中有效成分哈巴苷和安格洛苷C 的溶出率隨蒼術比例的增加而升高。

又如玄參在四妙勇安湯［58］中的配伍，其方由金銀花、玄參、當歸、甘草組成，最早載于漢代《華佗神醫秘傳》，具有清熱解毒活血的功效，現代臨床常用其治療熱毒型血栓閉塞性脈管炎，玄參中安格洛苷C 通過升高大鼠血小板內環磷酸腺苷（cAMP）濃度，降低血漿血栓素B2（TXB2）和6-酮前列腺素（6-keto-PGF10），大幅度升高6-keto-PGF10/TXB2 的比值，從而起到抗血小板的作用［59］，是抗動脈粥樣硬化的基礎。

再如玄參牛子利咽湯，可以滋陰利咽、化痰散結，用于治療慢性咽炎，玄參在方中起到了瀉火解毒的作用。王晴等［60］通過研究玄參指紋圖譜與抗內毒素性急性肺損傷活性之間的譜效關系，初步確定玄參抗內毒素性急性肺損傷的物質基礎為哈巴苷、安格洛苷C、毛蕊花糖苷。

綜上，哈巴苷、安格洛苷C、毛蕊花糖苷可作為玄參Q-marker 篩選的備選物質。但由于不同配方達到治療不同疾病的目的，其物質基礎也不相同，因此，確定玄參Qmarker 時應充分考慮病因、病機和治法治則。

3.4.2 基于新臨床應用 隨著現代研究逐步深入，玄參在現代臨床應用上，除傳統配伍方劑的功效外，還被發現其他新的臨床應用，如玄參湯聯合精神心理治療對輕度Ⅱ型便秘具有顯著的臨床療效［61］。玄參甘桔湯能降低放療的不良反應，可有效治療和預防放射性食管炎，還具有治療急性放射性食管炎的作用［62］。此外，玄參中哈巴苷可以通過保護腦神經細胞、抑制caspase 非依賴性細胞凋亡過程達到抗急性腦缺血的作用［63］；桃葉珊瑚苷抑制急性腦缺血后大鼠血腫組織白介素-1β（IL-1β）及核轉錄因子-κB（NFκB）的表達，從而保護腦出血后神經元損傷［64］，表明哈巴苷和桃葉珊瑚苷是抗急性腦缺血的中藥物質基礎，因此，哈巴苷和桃葉珊瑚苷可作為玄參Q-marker 篩選的備選物質。

4 討論

玄參作為一味傳統中藥，其藥用歷史悠久，具有涼血解毒、滋陰功效。本文通過綜述，總結了玄參的化學成分和藥理活性，成分主要包括環烯醚萜類、倍半萜類、三萜類、簡單苯丙素類、黃酮類、生物堿、有機酸及多糖類。具有舒張血管、抗心肌纖維化、抗氧化、保肝、降血糖、抗炎、抗癌、抗菌、殺滅瘧原蟲的作用。并且，在此基礎上，對玄參的質量標志物進行分析預測，以期為解決玄參藥效物質不清晰，質量控制體系不完善，傳統功效與現代藥理活性機制、物質基礎的關聯性不強等問題提供思路，為制定玄參的高水平質量控制標準和質量評價提供參考。

本文在綜述了玄參的化學成分和藥理活性基礎上，從植物親緣學及化學成分特有性證據、入血成分、傳統功效（藥性）-物質基礎和臨床使用的角度對玄參Q-marker 進行分析預測，建議將環烯醚萜類、簡單苯丙素類、生物堿類、多糖類根據玄參不同的臨床用途分別作為玄參Q-marker 篩選的備選物質；單一成分建議將哈巴苷、哈巴俄苷、桃葉珊瑚苷、安格洛苷C、毛蕊花糖苷作為玄參Q-marker 篩選的備選物質。

玄參分布廣，資源豐富，產量大，是全國的100 種大宗藥材之一，具有良好的開發利用前景。正是由于玄參藥材產地較多，導致質量差異較大，同時，在采收加工、炮制、貯藏和制劑的過程中，玄參活性成分含有量變化較大。因此，在進行玄參質量Q-marker 篩選的基礎上，從多角度評價玄參的質量，建立更加科學、客觀、全面的質量評價體系和制定高水平的質量控制標準尤為重要。基于Qmarker 的多角度質量評價體系的建立也是目前中藥現代化的一個方向。