李 倩,晉 玲,崔治家,王振恒,林 麗,浩文婷,劉康康,馬 毅
甘肅中醫藥大學藥學院,甘肅 蘭州 730000
黃芩Scutellaria baicalensisGeorgi為唇形科多年生草本植物,別名山茶根、黃金茶、爛心草[1],其干燥根入藥為中藥黃芩。黃芩味苦性寒,歸肺、膽、脾、大腸、小腸經,具清熱燥濕、瀉火解毒、止血、安胎之效。黃芩常被用于治療濕溫、暑濕、胸悶嘔惡、濕熱痞滿、瀉痢、黃疸、肺熱咳嗽、癰腫瘡毒、胎動不安等癥[2],其莖稈可提制芳香油,亦可代茶用,稱為芩茶[3]。
現代藥理學研究證實,黃芩對多種革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、真菌等具抑制作用[4],可用于治療或預防細菌、真菌感染等。近年來,抗生素濫用和誤用現象日益嚴重,導致很多菌種產生多重耐藥性。因此,對中藥抑菌作用的研究,無疑是解決這個問題的一個新方向,而中藥黃芩抑菌作用顯著,抑菌譜廣泛,值得深入研究。
據報道,黃芩具有一定的抑菌活性,其水提物、醇提物、不同藥用部位、不同炮制品的抑菌譜、抑菌強度以及抑菌機制均有不同。
1.1 黃芩水提物抑菌作用的研究李蘊玉等[5]利用平板瓊脂打孔法和改良微量二倍稀釋法分別測定含黃芩在內的24種中藥水提物測定雞源耐藥性大腸埃希菌(Escherichia coli, E.coli)抑菌圈直徑和最小抑菌濃度(minimum inhibitory concentration,MIC),實驗表明黃芩的水提取物對其具有顯著抑制作用。王洪彬等[6]、陳圣威[7]研究證實,黃芩水提物對大腸埃希菌和哈維氏弧菌具有較好的抑菌效果。其他相關研究還表明,黃芩水提物對羅非魚無乳鏈球菌[8]、金黃色葡萄球菌[9]、肺炎克雷伯菌[10]、嗜酸乳桿菌、綠膿桿菌[11]、幽門螺旋桿菌[12]、耐藥性鮑曼不動桿菌[13]等具有不同程度的抑制作用。朱健銘等[14]采用RNA-seq技術(轉錄組測序技術)研究,證實黃芩水提物對尿道致病性大腸埃希菌的顯著抑制作用主要是通過影響其糖酵解、三羧酸循環、脂肪酸生物合成以及蛋白質翻譯等過程產生的。王意等[15]研究發現,黃芩水提物可通過破壞嗜水氣單胞菌細胞壁和細胞膜的形成、干擾肺炎克雷伯菌生物被膜過程而發揮抑制作用。
1.2 黃芩醇提物抑菌作用的研究劉影[16]通過研究二十多種中藥醇提物對黑根霉菌的抑制作用,證實與其他中藥相比,黃芩的醇提物對黑根霉菌的抑制效果最為顯著。謝麗玲[17]、魏滋鴻等[18]研究證實黃芩醇提物對葡萄座腔菌、耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(methicillin-resistant staphylococcus aureus,MRSA)等具抑制作用,且對副溶血性弧菌、單增李斯特菌的抑制作用較為顯著。黃芩醇提物多通過干擾其生物膜的形成或對生物膜進行破壞達到抑制作用,如黑根霉菌、副溶血性弧菌[16-17,19]。但亦有特殊情況:黃芩醇提物對單增李斯特菌的抑制作用與單增李斯特菌活性無直接關系,而是對其進入細胞時的所需因子產生抑制,間接抑制單增李斯特菌[18]。王鑫等[19]對比黃芩水提物、醇提物對MRSA的抑制作用,證實黃芩水提物對其抑制作用優于黃芩醇提物。張有志等[20]研究證實,黃芩醇提物對金黃色葡萄球菌的體外抑菌效果較黃芩水提物好,但其在體內的抗感染保護作用較黃芩水提物弱。
1.3 黃芩不同部位提取物抑菌作用研究近年來,對黃芩非規定藥用的部位,其莖、葉、籽種殼等的相關藥理、化學研究逐漸深入,研究證實黃芩莖葉、籽種殼提取物對金黃色葡萄球菌、溶血性鏈球菌、綠膿桿菌、肺炎球菌、大腸埃希菌等多種菌種均具有不同程度的抑制作用[21-22]。
1.4 黃芩不同炮制品抑菌作用研究應群芳等[23]用試管二倍稀釋法檢測生黃芩片、煮黃芩片、蒸黃芩片以及酒黃芩對綠膿桿菌、白喉桿菌、肺炎鏈球菌等9類菌株的抑制作用,結果證實炮制后的黃芩片抑菌效果明顯優于生黃芩片,故建議應用黃芩抑菌作用時,首選黃芩炮制品。
綜上所述,黃芩水提物、醇提物對多種致病菌可通過不同機制發揮抑制作用,具有抑菌譜廣、抑菌作用明確的特點。黃芩的莖葉、籽種殼等也具有一定抑菌作用,雖不屬于規定藥材,但可將其應用于動植物病菌感染、室內空氣滅菌等其他領域,這對提高黃芩生物利用度、有效開發利用其資源具有重要意義。
黃芩所含化學成分多樣,有黃酮類、酚類、醇苷、揮發油、氨基酸等[24],體外抑菌研究證實黃芩總黃酮類、黃芩苷、黃芩素具抑制多種致病菌的藥理活性。
2.1 總黃酮類黃酮類化合物是黃芩的主要有效成分組,對多種致病菌具有抑制作用。曾超珍等[25]、王秋菊[26]研究證實,黃芩總黃酮類化合物對傷寒沙門氏菌、枯草桿菌、乙型副傷寒沙門氏菌、青霉菌、志賀菌等10種菌具有抑制作用,其中對金黃色葡萄球菌、白色葡萄球菌等革蘭氏陽性菌的抑制作用較顯著。
2.2 黃芩素許云華等[27]研究證實,黃芩素對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌有顯著抑制作用。張濤等[13]研究證實,黃芩素對金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌、枯草芽孢桿菌具有不同程度的抑制作用。聞平等[28]、陳禹先等[29]研究證實,黃芩素對MRSA具顯著抑制作用。薛芳翰等[30]研究證實,黃芩素是通過干擾細菌細胞膜通透性對對鼠傷寒沙門氏菌(salmonella typhimurium.,STM)產生抑制作用。陳禹先等[29]研究證實,黃芩素是通過抑制DNA拓撲異構酶的活性,干擾其正常的復制與轉錄,進而抑制蛋白質翻譯過程,對MRSA起到抑制作用。
2.3 黃芩苷邵世峰等[31]、肖紅俠等[32]采用改良羅氏培養基分別研究黃芩苷對37株、107株結核分枝桿菌的抑制作用,結果證實黃芩苷對結核分枝桿菌具顯著抑制作用。周智興等[33]、李福明等[34]研究證實,黃芩苷對白色念珠菌呈抑制作用。趙豐權等[35]通過構建耐異煙肼結核分枝桿菌小鼠模型,設置對照組進行實驗,結果證實黃芩苷是通過調控巨噬細胞核因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)和Toll樣 受 體4(toll-like receptors,TLR4)的表達起抑制結核桿菌的作用。歐陽俊杰[36]通過研究證實,黃芩苷和8-(N,N-二甲基-胺甲基)-黃芩苷對近平滑假絲酵母、克柔假絲酵母、光滑假絲酵母均具有抑制作用,且8-(N,N-二甲基-胺甲基)-黃芩苷對這三種的菌株的抑制作用優于黃芩苷。還有報道證實,黃芩苷及其酯類衍生物對銅綠假單胞菌、甲型副傷寒沙門氏菌、乙型副傷寒沙門氏菌、金黃色葡萄球菌等多種菌種亦具有抑制作用,其中黃芩苷甲酯、黃芩苷乙酯、黃芩苷己酯以及黃芩苷庚酯對抑制甲型副傷寒沙門氏菌效果顯著,且黃芩苷乙酯抑制鼠傷寒沙門氏菌作用強于黃芩苷[37]。
由上述報道可見,黃芩總黃酮類化合物具有一定的抑菌活性,對多種菌種具顯著抑制作用。其單一成分黃芩素、黃芩苷的體外抑菌研究較深入,黃芩素與黃芩苷對不同菌種作用機制不同,但多是通過破壞生物膜或干擾其被膜過程達到抑菌效果,其中黃芩苷對結核桿菌的抑制作用尤為明顯,這對治療肺結核等上呼吸道感染具有重大研究價值。值得重點關注的是,黃芩苷的衍生物亦具有一定的抑菌活性,有的衍生物其抑菌作用甚至優于黃芩苷,故在黃芩苷的基礎上進行人工結構修飾,能改變原成分的性質及藥理活性,有望在提高其生物利用度的同時增強藥效,這是現代藥用化學研究中不可或缺的研究思維。
黃連解毒湯首載于《外臺秘要》。藥理研究表明其具有抑菌的藥理活性[38],對銅綠假單胞菌、幽門螺旋桿菌、肺炎克雷伯菌以及副溶血弧菌等抑制效果尤為顯著[39]。雙黃連由“銀翹散”精簡而成,藥理研究表明其具有抑菌活性[40],對溶血性鏈球菌、肺炎球菌、金黃色葡萄球菌等具有顯著抑制作用[41]。方群等[42]研究證實,黃芩苦參合劑對能夠引起繼發侵襲性肺部真菌感染的真菌具有直接或間接的抑制作用。張俊威等[43]研究證實,芩百粉針對肺炎支原體具有顯著的抑制作用。張涵等[44]通過建立肺炎小鼠模型對芩百濃縮丸的作用機制進行研究,證實其與下調NOD樣受體熱蛋白結構域相關蛋白3(NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3,NLRP3)炎性體表達有關。
上述報道可見,黃芩復方制劑的抑菌作用研究不僅限于體外抑菌,許多臨床試驗的研究報道證實不同黃芩復方制劑對致病性感染菌具有抑制作用,可用于臨床治療或預防一系列由真菌、細菌感染引起的疾病。
張怡等[45]采用牛津杯法、微量二倍稀釋法和棋盤法證實黃芩與葡萄糖酸鋅聯合使用對痤瘡致病菌具有協同抑制作用。張曉玲等[46]研究證實,黃芩苷與氨曲南聯用對多重耐藥鮑曼不動桿菌具明顯協同抑制作用。張迎冰等[47]研究證實,黃芩苷同氨基糖苷類藥物聯用對雞源性大腸桿菌具有相加的抑菌效果。還有報道證實黃芩苷與左氧氟沙星、頭孢他啶聯用對眼表菌株也具有一定的協同抑制作用[48]。朱利霞等[49]研究表明,黃芩和阿米卡星聯用對嗜水氣單胞菌和水貂源銅綠假單胞菌的抑制作用具有相加的效果,黃芩和環丙沙星聯用對嗜水氣單胞菌抑菌作用也表現為相加的效果,但對水貂源銅綠假單胞菌的抑制作用表現為無關。
上述報道可見,將黃芩或者黃芩單一成分與抗生素類化學藥物聯合使用,其抑菌作用多呈協同或相加效果。故黃芩與化學藥物科學聯用可成為增強藥物抑菌作用、擴大抗菌藥藥源的一大途徑。要注意的是,中藥與化學藥物聯用雖然可增強療效、降低毒副作用、減少藥量并縮短療程,但由于中藥與化學藥物成分復雜,又缺乏豐富的研究,這對中藥與化學藥物聯用的研究造成很大的阻礙,使用不當可能會降低療效、增加毒副作用[50]。所以在聯合使用時要加強對其基礎理論和臨床試驗的研究,保證藥物聯用的科學性、安全性。
黃芩是我國臨床常見的中藥,其成分復雜,作用機理廣泛。黃芩提取物、莖葉等不同部位、不同炮制品以及化學成分能通過不同的作用機制對多種菌種發揮抑制作用,與化學藥物聯用還能增強其抑菌強度,其有效成分通過消除其耐藥質粒而降低一些耐藥菌的耐藥性[51],復方制劑可用于臨床預防和治療真菌、細菌感染等。其抑菌作用還可有其他用途,如食品保鮮劑[52-53]、防腐劑[54]、殺菌劑[55-56]等,應用前景廣闊,有巨大的研究價值。