藥用水蛭種類及水蛭多肽研究現狀△

丁釗，陳科力，佘瑤瑤，陳運中*

1.湖北中醫藥大學 中藥資源與中藥復方教育部重點實驗室，湖北 武漢 430065；2.荊州市民康生物科技有限公司，湖北 荊州 434000

水蛭在我國俗稱螞蟥，是對環節動物門蛭綱類動物的統稱。全世界蛭類動物有600 多種，在中國有93 種[1-2]。20 世紀初，Jocoby Y 首次從歐洲醫蛭Hirudo medicinalis中分離得到一種活性組分，并命名為水蛭素（hirudin），這是迄今為止發現的最強的天然凝血酶抑制劑，是比阿司匹林和肝素更有效的抗血栓藥[3-4]。在國外，藥用水蛭療法（MLT）是一種很流行的療法，主要以活體歐洲醫用水蛭為主，治療各種疾病[5]。MLT 已被用于多種疾病的治療，包括心血管疾病[6]、癌癥[7]、糖尿病[8]、膝關節骨性關節炎[9]和皮膚創傷[10]等。在國內，水蛭的現代研究起步較晚，目前主要以中醫臨床應用為主，用水蛭的干燥蟲體治療血瘀經閉、癥瘕痞塊、中風偏癱、跌撲損傷等病癥[11]；也有中西醫結合，采用活體水蛭、水蛭膠囊、水蛭地龍湯等治療斷指再植后的靜脈危象[12-14]。在我國，水蛭是一種珍貴的動物類中藥，具有很強的藥用價值和研究價值。本文介紹國內外藥用水蛭的種類，對已發現的30 種具有生物活性的水蛭多肽進行綜述。

1 藥用水蛭的種類

1.1 國外藥用水蛭種類

水蛭在全世界種類很多，藥用水蛭大多數集中在醫蛭科，國外主要藥用水蛭信息見表1。醫蛭科中最著名的物種是歐洲醫蛭[15]。在西方，長期以來認為歐洲醫蛭是唯一的藥用水蛭種類，也是目前研究最多的藥用水蛭，是醫蛭科動物的標準模式物種。側紋醫蛭Hirudo verbana是3 種歐洲藥用水蛭之一，長期作為歐洲醫蛭用于商業往來。1999 年，由Nesemann 和 Neubert 在 《Sü?wasserfauna von Mitteleuropa》中蛭綱部分重新恢復側紋醫蛭這個名字[16]。東方醫蛭Hirudo orientalis是一種分布在外高加索、伊朗及中亞等地區的醫蛭，通常也被稱作波斯醫蛭，作為3 種歐洲藥用水蛭的最后一種，直到2005年才被重新描述[17]。巨龍水蛭Hirudo troctina是一種分布在伊比利亞地區和非洲西北部的藥用水蛭，19 世紀，其被當做歐洲醫蛭大量出口到英國和法國。1816 年，Rawlins Johnson 基于藥店的標本形態特征對巨龍水蛭進行了首次描述，Hechtel和Sawyer基于內部構造對其進行了重新描述[18]。顆粒牛蛭Poecilobdella granulosa是一種在印度用于藥用的醫蛭科牛蛭屬的水蛭，此種在中國也有分布[19]。前幾年，又在土耳其發現一個醫蛭屬的新種，命名為土耳其醫蛭Hirudo sulukii[20]。此外，北美醫蛭Macrobdella decora[21]、墨西哥醫蛭Haementeria officinalis[22]、亞馬遜水蛭Haementeria ghilianii[23]是應用相對較多的藥用水蛭品種。其中，亞馬遜水蛭是一種巨型水蛭，體長可達50 cm。

表1 國外主要藥用水蛭信息

1.2 國內藥用水蛭種類

在中國，自《中華人民共和國藥典》（以下簡稱《中國藥典》）1963 年版開始收載水蛭品種，當時根據各省藥材市場的情況，分別收載了水蛭Hirudo nipponica、螞蟥Whitmania pigra、柳葉螞蟥W.arcanulata3 個物種，一直沿用至今[11]，國內主要藥用水蛭信息見表2。水蛭學名日本醫蛭，以吸食人、畜和蛙的血液為生，含有水蛭素等成分，在我國除新疆、西藏外，其余地區均有分布[2]。螞蟥學名寬體金線蛭，以螺類為食，在我國分布廣泛，與日本醫蛭分布地區類似[2]。柳葉螞蟥學名尖細金線蛭，以水蛭及蚯蚓幼蟲為食，不吸血，主要分布在我國南方[2]。螞蟥和柳葉螞蟥均不吸血，不含水蛭素類似物。歷版《中國藥典》把日本醫蛭和螞蟥、柳葉螞蟥均記載為水蛭科動物，顯然在分類上是錯誤的。目前，市場上流通的水蛭藥材商品主要為螞蟥。水蛭（日本醫蛭）雖然有著極高的藥用價值，但其資源和流通量相對較少，一般只能直接供給制藥企業；柳葉螞蟥在市場上鮮有蹤跡。究其原因，與水蛭相比，螞蟥的養殖技術門檻相對較低，且螞蟥個體大、收益大、養殖成本低，柳葉螞蟥與水蛭和螞蟥相比，更是缺乏優勢。菲牛蛭P.manillensis，含有水蛭素類似物，以吸食人畜血液為生，主要分布在我國華南沿海地區[2]。菲牛蛭是廣西特色藥用動物資源，雖未被歷版《中國藥典》收載，但關于菲牛蛭的研究報道相對較多。

表2 國內主要藥用水蛭信息

2 水蛭多肽

關于水蛭中的活性成分研究，歐洲主要以歐洲醫蛭為研究對象，美洲主要以墨西哥水蛭和北美醫蛭為主，亞洲主要以寬體金線蛭、菲牛蛭和日本醫蛭為主，其中寬體金線蛭的研究主要來源于我國。造成這種現象的原因是水蛭資源分布的地理隔離。目前，國內外研究表明，水蛭活性成分主要是多肽蛋白類大分子，其主要藥理作用表現為抗凝活性。目前已知水蛭多肽相關信息見表3。

表3 水蛭活性多肽信息

2.1 抗凝多肽

2.1.1 凝血酶抑制肽 天然水蛭素是一種由65 個氨基酸組成的相對分子質量約為7 kDa 的多肽，是目前研究最多的水蛭多肽，存在多種異構體[24]。N端具有3 個二硫鍵，二硫鍵是決定其分子構型穩定性、保持高抗凝活性的關鍵。水蛭素有極強的抗凝血酶活性，不良反應發生率低，是一種良好的肝素替代品[25]。Gelin 是一種由29 個氨基酸組成的多肽，其二級結構中沒有螺旋，由58%的β折疊和42%的隨機結構構成，是一種有效的凝血酶抑制劑[26]。

2.1.2 Xa因子抑制肽 Xa因子處于凝血聯級反應的中心位置，可以由內源性和外源性凝血途徑激活，Xa因子激活使凝血酶原活化成凝血酶繼而發生凝血反應。Antistasin是一種含有119個氨基酸的多肽，是一類新的絲氨酸蛋白酶抑制劑的原型，最初從墨西哥水蛭中分離鑒定，是一種有效的Xa因子抑制劑，是一種低風險抗凝劑[27]。Ghilantens 是從亞馬遜水蛭唾液腺中分離鑒定的5種相對分子質量約為18 kDa的多肽，能抑制Xa因子，從而阻止凝血[28]。Tridegin是同樣是一種從亞馬遜水蛭唾液腺中分離的多肽，由66個氨基酸組成，相對分子質量為7.3 kDa，是有效的Xa因子抑制劑[29]。Therostasin 是一種富含半胱氨酸的多肽（8991 Da），由82個氨基酸殘基和16個半胱氨酸殘基組成，是一種有效的Xa因子抑制劑[30]。

2.1.3 血小板聚集抑制肽 Saratin是一種相對分子質量為12 kDa 的多肽，分子中α-螺旋和β-折疊末端形成的缺口式是膠原蛋白的結合位點，能競爭性地抑制血小板與膠原蛋白結合，從而阻止血小板聚集[31]。Calin 是一種從歐洲醫蛭唾液中分離得到的蛋白質，與saratin 一樣能抑制血小板聚集[32]。水蛭抗血小板蛋白（LAPP）是一種從墨西哥水蛭中分離得到的多肽，與已知蛋白序列比對，未檢測出序列同源性[33]。Decorsin是一種從北美醫蛭中分離得到的多肽，由39 個氨基酸組成，相對分子質量為4379 Da，是血小板糖蛋白（GPⅡb-Ⅲa）的拮抗劑，是一種有效的血小板聚集抑制劑[34]。

2.1.4 抗凝肽 NLP-1 是一種相對分子質量為13 800 Da 的多肽，從日本醫蛭中分離得到，具有抗凝活性[35]。水蛭素P6 和P18 是從菲牛蛭唾液腺中分離到的水蛭素，均具有很強的抗凝血活性，2 種糖基化的水蛭素是首次被發現的，相對分子質量分別為7416、7199 Da[36]。黃愛民等[37]從廣西菲牛蛭消化液中分離出2 種抗凝成分，命名為菲牛蛭素A（BDA）和菲牛蛭素B（BDB），相對分子質量分別為15 200、14 600 Da，等電點分別為3.97、4.61。螞蟥寡肽-1（whitide-1）是從寬體金線蛭干體中分離純化得到的一種具有一定熱穩定性的抗凝血寡肽。質譜分析該化合物的相對分子質量為2 001.25 Da，由22 個氨基酸組成，發現其與人源膠原蛋白片段氨基酸序列配對一致率高達61%，屬于新的多肽結構[38]。萬明[39]從寬體金線蛭低相對分子質量的抗凝血活性部位中發現相對分子質量分別為722.954、1 880.600 Da 的抗凝多肽。鐘山等[40]報道從寬體金線蛭干燥蟲體中分離得3 個抗凝血活性多肽，其中一種命名為螞蟥多肽（whitmanin），其相對分子質量為8608 Da，為糖蛋白類物質。另外2種相對分子質量分別為7100、5531 Da，兩者在自然條件下相互轉化。Xiao等[41]則報道分離得到1個相對分子質量為9374 Da的糖肽類化合物，命名為寬體金線蛭多肽Ⅰ，其具抗凝血活性。劉君等[42]從寬體金錢蛭新鮮藥材中分離出3個蛋白質單體MH-A、MH-B、MH-C，相對分子質量分別為12 042.57、15 580.00、24 416.00 Da，經檢測有2個蛋白單體具有抗凝血活性。

2.2 蛋白酶活性抑制肽

2.2.1 胰蛋白酶抑制肽 水蛭胰蛋白酶抑制劑（LDTI）是最先在歐洲醫蛭體內分離得到的，有LDTI-a、LDTI-b、LDTI-c 3 種亞型，分別由42、43、46 個氨基酸組成[43]。Bdellins是從歐洲醫蛭中分離得到的一組多肽，相對分子質量為5～6 kDa。有研究者發現了高相對分子質量的Bdellin B-3，相對分子質量為20 kDa 左右，均能抑制胰蛋白酶、纖溶酶和精子頂體酶的活性[44]。Piguamerin同樣是從日本醫蛭中分離得到的一種胰蛋白酶抑制劑，由48 個氨基酸殘基組成，相對分子質量為5090 Da，同時也是一種激肽釋放酶抑制劑[45]。

2.2.2 其他蛋白酶抑制肽 Hirustasin 是Antistasin家族的一種多肽，也是一種絲氨酸蛋白酶抑制劑，由55 個氨基酸組成，相對分子質量為5866 Da，從歐洲醫蛭體內分離，與Antistasin 不同的是其不能抑制Xa因子[46]。Guamerin 是一種從日本醫蛭中分離得到的白細胞彈性蛋白酶抑制劑，由56 個氨基酸組成，相對分子質量為6110 Da[47]。

2.3 抗炎肽

Eglin-C 是一種從歐洲醫蛭中分離得到的相對分子質量為8100 Da 的多肽，能降低中性粒細胞中的氧自由基水平，防止組織炎癥和破壞[48]。Ghilantens與antistasin 在結構上有高度的同源性，除了抗凝活性外，一些研究者認為兩者均具有抗炎作用[49]。

2.4 生物酶

水蛭透明質酸酶是一種相對分子質量為27.5 kDa的多肽蛋白，是水蛭中比較有代表性的多肽之一。不同于哺乳動物來源的透明質酸酶，水蛭透明質酸酶不能降解軟骨素或硫酸軟骨素，更具應用價值[49]。膠原酶是一種相對分子質量為100 kDa的多肽蛋白，對于水蛭而言，其與水蛭透明質酸酶共同發揮著破壞細胞外基質的作用，與水蛭的攝食行為密切相關[49]。

3 展望

水蛭作為一種動物藥材，在我國應用歷史悠久。然而，國內對水蛭的研究起步較晚，研究相對落后，主要集中在水蛭的人工種養殖、繁育及藥理藥效等方面。對水蛭進行成分研究主要集中在菲牛蛭和寬體金線蛭。在國外，以歐洲醫蛭為代表的醫蛭屬的水蛭作為藥用水蛭的主要研究對象，已有100 多年的研究歷史。我國幅員遼闊，擁有較多的水蛭資源，其中醫蛭屬的水蛭就有2 種，一種是日本醫蛭，另一種是如今罕見的麗醫蛭Hirudo pulchra，僅在我國浙江溫州和麗水地區分布[2]。雖然日本醫蛭在中國分布廣泛，但其野生資源逐年萎縮，且養殖技術較寬體金線蛭困難，導致其藥用資源匱乏。近年來，日本醫蛭的人工養殖技術取得了突破，資源得到了極大的補充。目前，在水蛭中發現的活性多肽類成分熱穩定性差，而水蛭作為中醫歷史上沿用至今的藥用品種大多用于湯劑，且炮制品為燙水蛭，因此其在符合中醫藥應用的藥效物質基礎領域仍然有大量工作亟待開展。

另一方面，隨著基因工程技術的成熟，一些生物活性成分的獲取變得簡單，可以擺脫資源稀缺的限制，這使得生物活性分子應用成為可能。多肽相對分子質量較蛋白小很多，空間結構相對簡單，通過基因工程技術更易得到與天然產物一致性高的成分。目前，水蛭素的類似物來匹盧定[50]、比伐盧定[51]和地西盧定[52]被美國食品藥品監督管理局（FDA）批準用于臨床。因此，利用現代生物技術來開發水蛭多肽類的藥物，在血液系統疾病治療領域仍有廣闊的前景。