胡媛
(黄山市药品检验所 安徽 黄山 245000)
摘要:青蒿有很高的药用价值,应用前景十分广阔。鉴于此,本文从青蒿的主要化学成分、药理学作用及临床应用、生物学特性、组织培养、栽培技术、采收与加工等方面对青蒿近年来的研究进展做一综述,为青蒿的研究与开发提供理论依据。
关键词:青蒿;主要化学成分;药理学作用及临床应用;生物学特性;组织培养;栽培技术;采收与加工
Research Progress in Artemisia annua L.
Hu Yuan
(Huangshan Institute for Drug Control,Huangshan,Anhui Province 245000)
ABSTRACT: Artemisia annua L. contains a high medicinal value, prospect is very broad. In view of this, This paper summarizes the major chemical constituents,pharmacological effect and clinical application, biological characteristics, tissue culture, cultivation techniques,harvesting and processing etc.of Artemisia annua L.research progress in recent years , in order to provide a theoretical basis for research and development of Artemisia annua L.
KEY WORD: Artemisia annua L.;the major chemical composition;pharmacological effect and clinical application;biological characteristics;tissue culture;cultivation techniques;harvesting and processing
青蒿为菊科一年生草本植物黄花蒿(Artemisia annua L.)的干燥地上部分,历代文献均有记载[1]。其性寒,味苦。用于暑邪发热、阴虚发热、夜热早凉、骨蒸劳热、疟疾寒热等[2]。现代研究表明青蒿还有免疫抑制和细胞免疫促进等作用,其提取物青蒿素 (Artemisinin)是我国发现的第一个植物化学药品,也是中国唯一被世界卫生组织认可的按合成药研究标准开发的中药[3]。目前国内和国际上已经掀起了研究青蒿及其青蒿素、青蒿素衍生物的热潮。各个领域研究青蒿的论文颇多,本文重点从主要化学成分,药理学作用及临床应用,生物学特性,组织培养、栽培技术、采收与加工等几个方面作如下综述:
1 主要化学成分
青蒿的化学成分可分为挥发性和非挥发性分亮大类,前一类主要是挥发油。得率为0.2% ~0.25%,由蒿酮(artemisia ketone),异蒿酮(isoartemisia ketone),茨烯(camphone),β-蒎烯(β-pinene),β-丁香烯(β-caryophllene),左旋樟脑(L—camphor),α-蒎烯(α-pinene),月桂烯(myrecene),柠檬烯(1imonene),1.8-桉叶素(1.8-cineole),γ-松油烯(γ-torpinene),α-松油醇(α-terpineo1),反式一丁香烯(trans earophyl—lene),反式-β- 金合观烯(trans-β-farnesene),异戊烯龙脑脂(horyl isovalerate),γ-毕澄茄烯(γ-cadinene),δ-毕澄茄烯(δ-eadinene),α-榄香烯(α-elemene),β-榄香烯(β- elemene),γ-榄香烯(γ-elemene),β-马啊里烯(β-maalinene),γ-衣兰油烯(γ-murrolene),顺式一香苇醇(cis-earreo1),胡椒烯(copaene),乙酸龙脑脂(boryl acetate),侧柏酮,枯茗醛,桉油素,东莨菪苷(scopolin),东莨菪内酯(scopoletim),黄酮一万寿菊黄素6,7,3’,4’-四甲基醚(puercetagatin 6,7,3’,4-tetrame thyl ether)等[7~10]。其中茨烯,异蒿酮,左旋樟脑, 丁香烯及 蒎烯约占挥发油的70%。非挥发性成分有表青蒿素,青蒿甲素,乙素,丙素,氢化青蒿素,青蒿酸,香豆素,茗黄素,黄酮豆甾醇,β-谷甾醇,青蒿醇甲酯和青蒿醇等[4~10]。
2 药理学作用及临床应用
2.1药理学作用
青蒿素已被药理和临床证明具有抗疟作用,是一种具有过氧基的新型倍半萜内酯类化合物。过氧基是青蒿素分子中的抗疟主要有效基团。保留过氧基,将内酯环上的羰基还原成羟基可增强抗疟活性.羟基乙酰化后可进一步提高抗疟作用。由于青蒿素的水溶性乃至油溶性均很差,通过结构修饰,得到了抗疟效价更高的水溶性青蒿酯钠及油溶性好的蒿甲醚。青蒿酯钠可供静脉注射以抢救凶险型恶性疟疾,蒿甲醚不仅是一种高效的抗疟药,而且对急性上感高热有较好的退热作用。青蒿素的同系物,如甲、乙、丙素等,也具有抗疟作用。青蒿酸对金黄色葡萄球菌、宋氏痢疾杆菌等有抑制作用。青蒿油及油中主要化学成分如桉油精、蒎烯等经药理和临床证明,有解热镇痛、抗菌消炎、止咳平喘作用[11]。
2.2临床应用
2.2.1用于疟疾
冯文宇等[12]报道从七十年代初,全国l0个省市、自治区用青蒿制剂和青蒿素制剂治疗恶性疟、间日疟,经6000余例临床验证,认为青蒿素是一种高效、速效、低毒的抗疟药。优于氯喹和现有其它抗疟药物,特别是在救治脑型疟和抗氯喹恶性疟方面达到了国际新水平。
2.2.2 用于解热
丘健明[13]用青蒿、生地等组方治疗肺结核午后发热60例。结果显效50例,有效6例,无效4例,总有效率93.3%。张绍东[14]用青蒿、银柴胡等组方治疗脊髓损伤后发热8例,痊愈6例,显效2例,总有效率100%。林苏[15]青蒿、知母等组方治疗癌性发热25例,显效10例,有效l0例,无效5例,总有效率80%。
2.2.3 用于术后感染
廖华[16]用青蒿、甘草、黄连组方治疗腹腔感染术后40例,全部治愈,总有效率100%。
2.2.4 用于类风湿
杨建平[17]用青蒿、追地风等组方治疗类风湿性关节炎65例,显效25例,有效34例,无效6例,总有效率90.8%。
2.2.5 用于肾炎
卢岚[18]用虫草和青蒿素治疗狼疮性肾炎3l例,有效4例,显效26例,无效1例,总有效率97%。
2.2.6 用于抗寄生虫
1982年Chen等最早研究了青蒿素的抗血吸虫作用,后来Le等又报道了青蒿素衍生物蒿甲醚和青蒿琥酯可用于治疗血吸虫病[19]。许静波等[20]利用激光共聚焦显微镜对药物作用下滴虫微丝变化进行了动态观察,发现双氢青蒿素对微丝结构有明显的破坏作用,证实其对滴虫具有较强的杀灭作用。
2.2.7 用于皮肤病
冯文字[21]等用青蒿油外搽治疗神经性皮炎30例,有效28例,无效2例,总有效率93%。张继成等[22]用青蒿、知母等组方治疗光化性类网状细胞增多症17例,治愈10例,有效5例,无效2例,总有效率95%。
2.2.8 用于红斑狼疮
贾惠临等[23]用地肤子、青蒿等组方治疗盘状红斑狼疮24例,并用口服氯喹对照治疗21例,总有效率为87.5%和71.4%,两组比较治疗组优于对照组(P<0.05)。张爱华[24]等用青蒿、鱼腥草等组方治疗系统性红斑狼疮7l例,有效40例,显效26例,无效5例,总有效率93%。
榻国维教授[25]以口服肾上腺皮质激素的同时以基本方(六味地黄汤加青蒿、益母草)为基础中西医结合治疗系统性红斑狼疮(SLE)32例,显效9例,好转20例,无效3例,总有效率为90.6%。
2.2.9 用于平喘
秧茂盛等[26]研究了青蒿琥酯能有效地氯化乙酰胆碱和磷酸组胺等抗鼠、海豚的引喘作用,引喘潜伏期明显延长,抽搐动物明显减少。表明该药对整体动物气管、支气管平滑肌有松弛作用,其平喘作用机制可能与阻滞外钙内流和激活气管组织腺苷酸环化酶有关。
2.2.10 用于登革热
李开国等[27]用青蒿煎剂治疗登革热21例,有效7例,显效14例,总有效率100%,且疗效明显优于用吗啉双胍。
2.2.11 用于抗病毒
青蒿素浓度增加至3.6μg/ml时有非常显著的抗病毒作用,这种作用的性质为抑制而非杀灭,青蒿1:3浸剂对埃柯病毒有抑制杀灭作用[28]
2.2.12 用于抗肿瘤
青蒿素类药物不仅可以选择性抑制和杀灭多种肿瘤细胞,而且具有很好的耐受性,毒副反应也很少,且对多药耐药的肿瘤细胞具有活性[29-30]。其抗肿瘤作用机制主要是通过内部的过氧化桥实现的。它还可以通过阻滞细胞周期、诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤新生血管形成、调节肿瘤相关基因的表达以及损伤细胞线粒体等作用机制而实现抗肿瘤作用[31]。
2.2.13 具有免疫活性
青蒿素及其衍生物的免疫作用与剂量有很大的依赖关系。如中等剂量的青蒿琥酯[剂量200mg/(kg·d)]可抑制小鼠变应性接触性皮炎、系统性红斑狼疮样等小鼠模型,小剂量[剂量100mg/(kg·d)]则能够促进小鼠巨噬细胞、中性粒细胞的吞噬功能;青蒿琥酯对小鼠NK细胞的抑制作用与剂量大小亦有很大的关系,剂量越大抑制作用越强,小剂量则无明显影响;另外,小剂量的青蒿琥酯有免疫增强作用,大剂量时有免疫抑制作用,其作用还可能与浓度有关,如6.5×105mol/L 的青蒿琥酯可显著抑制小鼠脾淋巴细胞白介素-2的分泌,而在0.13×105~2.6 ×105mol/L时则无明显影响[32]。
3 生物学特性
青蒿广泛分布于我国各地,多生长于海拔400 m以下的丘陵平地、山坡、林缘及荒地,是严格的短日照植物, 当光周期约13.5小时时, 半月之内就会开花, 因此适宜在短日照地区生长。若种植于热带, 未能达到一定的生物量时就开花结实, 会导致青蒿素含量低。青蒿自交不亲和, 自花授粉很难结实。虽然这一特性使得通过有性繁殖将高产株的性状保存下来很困难, 并导致植株个体间青蒿素含量差异较大, 但人工栽培仍以种子繁殖为主, 其发芽适温18~25 ℃。高温和强光有利于青蒿素形成, 直到开花期, 青蒿素含量达到最大值, 此为最佳收获季节, 从播种到结实, 全生育期240~250 天。以广西为例[33],从10月下旬至l1月上旬种子采收至次年5月中旬前都可播种。种子发芽正常,说明无休眠期。但以2月中旬至3月中旬播种为最佳。该时期发芽率高,出苗整齐,4月上旬以后种子发芽力迅速递减。18~25℃是种子发芽的适宜温度。8月中旬至9月上旬为花蕾期。头状花序黄绿色,极多数,球形,长及宽约1.5 mm,有短梗,排列成复总状或总状,常有条形苞叶,总苞片2~3层,外层狭矩圆形,内层椭圆形,花托长圆形,花筒状,外层雌性,内层两性。10月上旬左右形成果实,瘦果矩圆形,长不超过1 mm,无毛。10月中、下旬,种子成熟,每克种子超过3万粒。
另外,青蒿素含量受很多附加的遗传因子控制, 虽然青蒿的适生区域广, 但生长在不同生态条件下的青蒿, 青蒿素含量差异较大。亚热带湿润季风气候区域人工种植的青蒿, 其青蒿素含量较当地野生的或其他适生区栽培的高, 一般可达0.80%~1.12%[34]。
4 组织培养
药用青蒿素主要来自青蒿植物提取物,其主要成分为青蒿素及其衍生物。制药行业中的青蒿原料主要来自田间栽培,无论是人工栽培还是天然青蒿中,青蒿素含量普遍偏低且非常不稳定,约为0.1%~2% ,采集时因受地理环境、采集时期、采集部位、气温和施肥水平等因素的影响,品质难以恒定,这为青蒿的加工增大了难度。为了提高青蒿素合成的稳定,对青蒿进行组织培养研究则显得尤为重要。
杨耀文[35]等以青蒿幼嫩花序作外植体,在MS+6-BA0.8mg·L-1+IAA1.0mg·L-1培养基上进一步分化成苗,在MS+6-BA1.5mg·L-1+IAA0.2mg·L-1培养基上增殖,20d可继代一次,花序作外植体的增殖率是茎段的2-3倍。分化出的苗在1/2MS+I-AA0.5mg·L-1+NAA0.5mg·L-1培养基上迅速生根,组培苗移栽后成活率高。
黄远新等[36]以不同基因型(青蒿素含量1.3%以上)的花序轴为外植体进行离体培养,初步建立了不同基因型的再生体系。结果表明,以MS基本培养基进行诱导培养时,附加6-BA1.0~3.0mg·L-1+NAA0.1~0.5mg·L-1能直接从愈伤组织块诱导出不定芽,且不同基因型诱导的激素浓度不同。再生植株的株系培养,附加低浓度的6-BA0.1~0.3mg·L-1十NAA0.05~0.1mg·L-1则有利于快速生长成苗,同时附加IAA或GA3对其生长也有一定好处,但主要与基因型相关。
唐凤鸾等[37]以带侧芽的黄花蒿茎段为外植体,以MS为基本培养基,进行组织培养和种质保存研究。结果表明,培养基MS+6-BA 1.0 mg ·L-1 +IBA 0.1 mg ·L-1、MS+6-BA 0.5 mg ·L-1。+IBA 0.1 mg ·L-1和MS+NAA0.1 mg ·L-1。+IBA 0.5 mg ·L-1。可分别用于黄花蒿的芽诱导、增殖和生根培养,培养20 d的增殖倍数为5.5倍,生根率98.3%。培养基MS+CCC 1.0 mg ·L-1、MS+CCC 2.0 mg ·L-1、MS+PP3334.0 mg ·L-1 可用作离体保存,连续保存200 d的存活率分别达72.3% 、77.0% 、69.2%。
5 青蒿的栽培研究
3月底至4月上、中旬,选择阴天或晴天傍晚移栽。移栽时按75cm的行距理出高15cm,宽25cm左右的浅垄。在浅垄上按75cm的株距错位挖好深15cm、直径约15cm的穴。往穴里放入约0.5Kg沤制好的混合底肥。再在底肥上面盖一层1~1.5cm厚的细土,然后将青蒿苗定植在上面,及时淋足定根清粪水。按株、行距75cm×75cm规格移栽,每667m2定植1185株[38]。雷红松研究发现[39]青蒿怕湿,应选择排水良好、疏松的沙土或轻粘土栽培。如果栽培地过湿,易导致基生叶腐烂和病虫害滋生。移栽前,结合深翻深耕,施有机肥1500~2000kg或氮、磷、钾复合肥60kg。采取垄作栽培,垄高20~30cm、两垄之间沟宽50~60cm,株距50cm左右,选择雨后阴天移植,5月前完成移栽。
6 青蒿的采收及加工
韦霄[40]等研究发现采收期对青蒿产量及青蒿素含量都有显著影响。虽然盛花期和果熟期产量高于初蕾期,但它们有效成分含量却较低。从利用的有效部位叶子的产量和青蒿素含量来看,则以初蕾期采收,效果最好,产量高,青蒿素含量也高。盛花期或果熟期采收,这时中下部叶子已枯萎和凋落,其干草产量不低,但叶子占的比例较少,且青蒿素含量明显下降,所以在初蕾期采收最好。
陈海梅[41]认为青蒿收获的产品为植株的叶片,9月中、下旬青蒿现蕾期(田间有10%植株现蕾)即可收获,因蕾期青蒿素含量达0.986%~1%,为适宜收获期。收获时选择晴天,砍倒主杆,在大田晒1天后,第2天收到晒场晒干,打落其叶子,叶子继续晒制,直到用手抓有扎手感觉时交售。收获质量要求无枝干、无杂质、无枯叶、无霉叶,叶呈青绿橙黄色。
胡成[42]认为青蒿收获的产品为植物的干叶,应在青蒿营养生长末期至初现蕾期及时进行收获,过早则叶片产量低,过迟则青蒿素含量下降,最终都影响经济效益。在笔者所在的四川省南部县7 月20 日以后即可采收青蒿,9 月份以前必须采收完毕。并应选择晴天抢收。收割时砍倒主杆,在大田晒1天,第二天收起在晒场晒干,严禁将枝杆等粗杂物或其它杂草树叶混入蒿叶,以保证青蒿原料质量。特别注意如采收期间遇天气阴雨,应及时采取烘干处理措施,防止蒿叶霉烂损失。对符合质量要求的青蒿叶应加强保管或尽早销售,以防止霉变。
7 结语
随着医药科技的发展.人们对中药的认识正在不断提高并逐步深入。中药青蒿作为传统清热药,已有两干多年的历史,在临床上广泛应用,其青蒿素用于治疗多型疟疾,疗效很显著,并得到了世界的公认。青蒿在化学成分的提取、分离,药理研究,临床应用,组织培养,栽培管理等方面取得很大的进展。我们要以此为基础,更加充分挖掘、开发,为传统中药现代化开发提供指导性的典范作用,提高中药在世界上的地位,从而使传统中药走向产业化、现代化,充分发挥其经济效益和社会效益。
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