燈盞乙素和苷元的理化性質及體內外穩定性研究現狀

張培培 李德光 劉紅斌 唐當柱

摘要：通過回溯燈盞乙素和苷元的理化性質研究分析對生物利用度的影響及燈盞乙素的人體血漿、體外穩定性條件，認為燈盞乙素溶解性好，但膜通透性差，不利于吸收，而苷元溶解性差，但脂溶性強，膜通透性好，對吸收有利，提示在增加溶解性基礎上，以燈盞乙素苷元為對象進行新藥開發更有前景。為了提高燈盞乙素和苷元的體內外穩定性，需調pH為2～3，輔加Vc，盡量避免長時間與空氣接觸。

關鍵詞：燈盞乙素;苷元;理化性質;體內外穩定性

中圖分類號：R282.71文獻標志碼：A文章編號：1007-2349（2019）10-0077-04

燈盞細辛是菊科植物短葶飛蓬Erigeron breviscapus（Vaniot）Hand.-Mazz.的干燥全草，又名地頂草、燈盞花、地朝陽、雙葵花、東菊等。主要產于云南、廣西、四川、湖南、貴州及西藏等地，云南的產量占全國資源總量的95%以上。燈盞細辛主要含黃酮類（約47.41%）和咖啡酰類[1-2]。黃酮類主要為燈盞甲素、燈盞乙素（scutellarin，4′，5，6-三羥基黃酮-7-葡糖醛酸苷，又稱野黃芩苷）、極少量的燈盞乙素苷元（4′，5，6，7-四羥基黃酮，4′，5，6，7-tetrahydroxy flavone，又稱野黃芩素）[3-5]，其中，燈盞乙素含量在燈盞花素中占90%以上，是燈盞花治療腦血管疾病的主要有效成分[6];燈盞甲素與燈盞乙素的混合物又稱燈盞花素;燈盞乙素可在體內酶解、酸解或腸道菌群作用下代謝為燈盞乙素苷元，其生物活性更強[7-8]，口服比燈盞乙素更易吸收，有更好的生物利用度[9]。本文就燈盞乙素及苷元理化性質和體內外穩定性研究進行評述，分析藥物理化性質對其生物利用度的影響，就燈盞乙素及苷元的體內外穩定性條件進行總結，為燈盞乙素的藥代研究提供參考。

1燈盞乙素及苷元的理化性質

燈盞乙素結構上含有一個羧基和三個酚羥基，顯酸性，故在酸性條件下水溶性差，但脂溶性強，油/水分配系數較大。燈盞乙素在酸性介質中溶解度較小，隨pH值的升高溶解度急劇增大，穩定性也降低。油/水分配系數研究結果表明[10]，燈盞乙素在pH值較低時，脂溶性較好，油/水分配系數較大;隨著pH值升高而減小，在pH=4左右發生突變，油/水分配系數明顯降低，然后比較平緩。而燈盞乙素苷元在不同pH值條件下變化不明顯，當pH<3時，燈盞乙素苷元的油/水分配系數與燈盞乙素相近;當pH>3時，苷元油/水分配系數不會隨pH的變化而改變，脂溶性較好，推測其透膜性要強于燈盞乙素。由于藥物口服后，需在胃腸道內溶解才能透過胃腸道黏膜，且燈盞乙素含有葡萄糖醛酸的結構，較大的極性可能會導致膜滲透性低，所以推測口服燈盞乙素后，到達小腸段時溶解性較好，但此時藥物主要以離子形式存在，膜透通性較差。

燈盞乙素可被（胃）酸水解為苷元，可被β-葡糖醛酸苷酶（廣泛存在于肝腸微粒體中）水解為苷元，可被腸內菌群水解為苷元。燈盞乙素苷元的油/水分配系數明顯高于燈盞乙素，表明苷元脂溶性強。燈盞乙素苷元分子量較小，脂溶性較好，易被吸收;口服燈盞乙素后，在吸收進入血液之前胃腸道內燈盞乙素與其苷元并存，而苷元更易于吸收;以總苷元為檢測對象的藥代動力學試驗結果表明，其達峰時間為7h[11]，以燈盞花乙素原型為檢測對象，其絕對生物利用度僅為0.4%[12]、2.3%[10]、約5%[13]和0.18%[14]，由此可以推斷其主要吸收形式是苷元而不是原型苷。燈盞乙素和燈盞乙素苷元油/水分配系數的差異是體內苷元較燈盞乙素易吸收入血的最好詮釋[10]，以燈盞乙素苷元在50%甲醇中的溶解度作為標準，建立燈盞乙素苷元在水中的溶解度曲線，考察燈盞乙素苷元體外溶解性研究發現，當濃度小于102.4μmol·L-1時，燈盞乙素苷元在水中可完全溶解[15]，燈盞乙素苷元具有低溶解性和高滲透性的特點[16]。

燈盞乙素溶解性好，但膜通透性差，不利于吸收，而苷元溶解性差，但脂溶性強，膜通透性好，對吸收有利，提示后期研發中，如以燈盞乙素為研究對象，通過結構改造等方式提高通透性，如以燈盞乙素苷元為對象，可考慮加入助溶劑或將其轉化為小分子無機鹽增大溶解度，從而提高其利用率。

2燈盞乙素及苷元的穩定性

2.1燈盞乙素及苷元體外穩定性燈盞乙素化學結構含有三個酚羥基，其中兩個羥基處于鄰位酚羥基，易于氧化，從而導致其穩定性較差。有學者進行不同溶劑中燈盞乙素穩定性考察，結果發現，燈盞乙素在甲醇中相對穩定[10]。燈盞乙素50%甲醇溶液室溫放置10h、冷藏3周與0h無顯著差異性。提示試驗中應選用甲醇為溶劑制備儲備液[17]。為了提高燈盞乙素體外穩定性，學者們進行過許多嘗試，如通過調節溶劑的pH、加入抗氧劑或者通惰性氣體與空氣隔離避免氧化。研究結果表明，燈盞乙素在pH1.0-4.0的酸性條件下化學性質穩定，但溶解度降低，藥物會析出。pH7.4條件下不穩定，室溫放置24h含量降低約一半，隨著pH升高燈盞乙素穩定性降低。加入Vc后燈盞乙素溶液中最穩定，可能是由于Vc抗氧化作用和改變藥物溶液的pH值。與其它抗氧劑比較，1mg·mL-1 EDTA-2Na的加入使溶液相對穩定[10]。在最不穩定的pH7.4條件下加入穩定性1mg·mL-1 EDTA-2Na，燈盞乙素的穩定性沒有得到改善，說明pH對燈盞乙素的影響程度更大。

燈盞乙素苷元的化學結構含有四個酚羥基，其中三個羥基處于鄰位酚羥基，更易氧化。結合燈盞乙素的穩定條件，有學者考察燈盞乙素苷元在HBSS溶液中0～25μmol·L-1濃度范圍7天內穩定[15]。另有學者考察調pH、加入抗氧劑、螯合劑、惰性氣體條件下燈盞乙素苷元的穩定性，研究結果表明，以0.4%Vc（抗壞血酸）作為抗氧保護劑或調節介質pH=5.4加氮氣保護可維持燈盞乙素苷元4 h內性質穩定（降解小于4%），單純的酸性條件并不能維持燈盞乙素苷元的穩定，需加惰性氣體或抗氧劑進行雙重保護[16]。

2.2燈盞乙素及苷元人體血漿穩定性以燈盞乙素為檢測對象，考察了血漿樣品在高、中、低三個濃度（320、80、20 ng·mL-1）下的室溫放置穩定性（室溫放置0 h、12 h），凍融穩定性（反復凍融2次），長期冷凍穩定性（-20℃保存4周），血漿樣品處理后流動相復溶穩定性（室溫放置10 h），結果表明血漿樣品凍融穩定性、長期冷藏穩定性、處理后復溶穩定性良好，樣品處理后流動相復溶室溫放置10 h內穩定[17]。考察濃度分別為0.02、0.20、2.00 mg·L-1的燈盞乙素未處理含藥血漿，室溫下放置2h、-30℃冰箱放置30 d、含藥血漿處理后室溫放置24 h，上述各保存條件下測定的峰面積與0 h偏差均在15%以內，表明上述條件下燈盞乙素穩定[18]。采用高效液相-質譜聯用法測定血漿中1mol·L-1鹽酸酸水解后燈盞乙素總苷元，對配制好的濃度分別為1.62、0.202、0.0506 mg·L-1的含藥血漿分別于室溫放置3h、凍融3次、-75℃冰箱中冷凍保存15d進行穩定性考察，結果表明穩定性良好[11]。以燈盞乙素為檢測對象，制備濃度分別為0.50、40.00 ng·mL-1的21份人血漿樣品，分別于室溫放置4h，凍融循環3次，血漿樣品處理復溶后室溫放置25h，血漿樣品提取吹干后冷凍放置25h條件下的穩定性，各保存條件下樣品濃度與新鮮制備的樣品濃度的RE均<15%，血漿樣品穩定[19]。采用固相萃取高效液相色譜法測定人血漿中燈盞乙素，考察0.9133、0.1142、0.0285 μg·mL-1三個濃度的含藥血漿樣品穩定性，結果表明，燈盞乙素血漿樣品在室溫下放置4h、凍融3次及冰凍放置30 d條件下均穩定性良好[20]。

有研究表明，如不對血漿樣品采取穩定措施，燈盞乙素極不穩定。文獻報道[21]燈盞乙素在人血漿中室溫放置5min，30%會降解，-20℃放置20天降解50%。濃度分別為50、200、400μg·L-1三個濃度的燈盞乙素含藥血漿樣品凍融1次后其含量變化不大，凍融2次后含量明顯下降，因此進行臨床試驗時應保證取樣后立即測定，未測定的樣品置于-40℃冰箱中保存，冷凍1次后測定[22]。

在研究過程中均采取相應措施可避免燈盞乙素的水解、氧化及苷元的氧化反應。取血前在肝素化試管中、樣品前處理和標準溶液配制中加入了維生素C，采用β-葡萄糖醛酸苷酶解后，甲醇蛋白沉淀，考察了其反復凍融3次、-20℃放置23d、室溫放置4h，處理后的進樣溶液放置24h的穩定性，經實測濃度與加入濃度進行比較，燈盞乙素苷元濃度變化在-14.18%～1.09%，燈盞乙素濃度變化-14.09%～2.62%，實驗表明加入維生素C可增加燈盞乙素及苷元的穩定性[23]。通過加入磷酸或甲酸調pH2～3，提高燈盞乙素穩定性，并且降低pH有助于提高提取率。血漿中異燈盞乙素通過加入AlCl3室溫放置1h相對穩定[21]。發現0.002和0.005 mol·L-1的EDTA溶液對提高燈盞乙素穩定性的效果極佳，EDTA增加燈盞乙素穩定性可能是EDTA絡和酶中金屬離子導致酶失活的結果。然而，EDTA二鈉鹽是強堿弱酸鹽，過量EDTA能使血漿堿化，黃酮化合物分子中有鄰二酚羥基取代時，在堿性溶液中不穩定，易被氧化[24]。

燈盞乙素是含多個酚羥基的黃酮苷，在室溫下不穩定，容易分解或被氧化。因此，在試驗中盡量避免樣品在室溫下久置，配好的樣品立即密封冰箱中保存，并盡快進行測定，或在測定過程中采取調節pH或加入抗氧化劑的方法提高燈盞乙素及苷元的穩定性。

以上文獻均以燈盞乙素為檢測對象，血漿中未加入穩定劑但燈盞乙素仍穩定的原因，推測可能是血漿樣品在保存及處理過程中密閉較好，較少接觸空氣。或活漿中原有酶活性較低，因新鮮血漿酶活性高，易引起燈盞乙素降解，而經過反復凍融或保存較久的血漿，酶活力降低，因而穩定性較好。

3小結

3.1口服藥物只有先充分溶解才有可能被胃腸吸收，僅從溶解角度分析燈盞乙素給藥，苷極性大，溶解性相對較好，但其膜通透性差，且苷鍵斷裂后與內源性葡萄糖或其它物質結合生成藥效物質的過程，而苷元膜通透性較好，吸收較好較快，且沒有苷鍵斷裂這個過程，與燈盞乙素相比，以苷元為主體進行藥物開發，促進吸收，減小個體差異，溶解度小的問題可通過合成燈盞乙素苷元的小分子無機鹽或進行結構修飾改造，增加溶解度的同時不影響吸收。

3.2燈盞乙素容易被血漿中的內源酶酶解或被空氣氧化降解，燈盞乙素及苷元在酸性條件下穩定性較好（pH<5），堿性條件下不穩定，如果需長期保持穩定性，單純的酸性條件無法滿足要求，需輔以惰性氣體或抗氧劑（抗壞血酸），綜上所述及筆者前期實驗結果，抗壞血酸（Vc）對于保持燈盞乙素及苷元的體內外穩定性非常有利。在全血、血漿或樣品處理及進樣過程中加入酸調pH至2～3，或通過加入Vc、EDTA-2Na等穩定劑，且在整個過程中注意減少與空氣接觸，提高燈盞乙素及苷元在生物樣品中的穩定性。

3.3以燈盞乙素為對象進行開發研究應解決其通透性差的難題，開發燈盞乙素苷元，應提高其溶解性;由于其基本母核具有不穩定的通性，因此在研究過程中均需采取調pH，且輔加Vc、避免長時間暴露在空氣中，提高燈盞乙素及苷元穩定性，保證研究數據的準確、可靠。

由于燈盞乙素進入體內后酶解、酸解或腸道菌群水解以苷元[25-26]的形式吸收入血，后又被轉化生成燈盞乙素、異燈盞乙素[27]等系列物質，燈盞乙素體內過程復雜，代謝物眾多，其真正的有效物質基礎仍需進一步研究;國內外對燈盞乙素苷元[28-35]動物體內的吸收和代謝已有研究，但其血漿蛋白結合率、體內分布、排泄情況等研究仍鮮見報道。關于異燈盞乙素的具體種類、理化性質、體內外穩定性和藥理活性等方面，均有待進一步研究。

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