紫錐菊化學成分和藥理作用研究進展

徐麗華 ，陳燕平，馬天宇 ，程云霞 ，王 曉，耿巖玲*

（1. 山東中醫藥大學 藥學院，山東 濟南 250355；2. 齊魯工業大學（山東省科學院），山東省分析測試中心，山東省中藥質量控制技術重點實驗室，山東 濟南 250014；3. 煙臺出入境檢驗檢疫局，山東 煙臺264000）

紫錐菊[Echinacea purpurea(L.) Moench]為菊科紫錐菊屬的一種多年生草本植物，原產于美洲。該屬植物約有8個種，均為多年生草本，其中紫錐菊[Echinacea purpurea(L.) Moench，紫松果菊]、狹葉紫錐菊[Echinacea angustifolia(DC.) Hell.]及白松果菊[Echinacea pallida(Nutt.) Nutt.]成分差異小，已被開發應用[1-2]。紫錐菊的藥用歷史可追溯到18世紀，美洲原著民使用紫錐菊治療牙齦腫脹、喉嚨痛、皮膚炎癥和胃腸疾病等?，F在，紫錐菊制劑主要用于治療上呼吸道感染[3]。早在1989年德國就將紫錐菊列入最常用的2000個處方中的第131位，1982年紫錐菊單一及復合制劑的種類已達到300多種[4]。目前，紫錐菊在美國的銷售量連續數年穩居前列，在歐洲以紫錐菊為原料的產品年銷售量也已連續數年居于前列，尤其是在德國，紫錐菊已成為用途最廣、用量最大的藥用植物[5-7]。我國于20世紀70年代成功引種紫錐菊，因其具有免疫調節和抗炎雙重作用，正逐漸受到國內學者關注。本文就紫錐菊的資源分布、化學成分和藥理活性的研究進行總結，以期為紫錐菊在國內的進一步開發利用提供依據。

1 資源分布

紫錐菊原產于美國得克薩斯州和加拿大薩斯碦徹溫省及西部的落基山脈到明尼蘇達州的廣大地區[8]。19世紀引種到歐洲，后在歐洲廣泛使用，現在紫錐菊及其制劑在法國和德國已成為家庭常備藥[6,9]。歐洲藥物評審組織（EMEA）對紫錐菊的報告中描述，紫錐菊無胚胎毒性、生殖毒性和致突變毒性，在動物的臨床應用中也未表現出明顯的毒性，說明紫錐菊為一種相對安全的天然藥物[10]。近年，紫錐菊在韓國、日本和澳大利亞也有廣泛應用，在我國一些省區均有大規模種植[5,11]。

紫錐菊中的化學成分含量受產地、采收季節、藥用部位影響很大，目前的研究主要以總多酚和菊苣酸為指標。其中，總多酚含量以盛花期前后為界，盛花期之前各部位總多酚含量整體呈下降趨勢，盛花期之后各部位的含量呈上升趨勢并逐漸穩定；整個生長周期中，根和葉中總多酚含量較高，莖中較低；不同干燥方法下，多酚含量排序為曬干＞陰干＞烘干（40 ℃）。紫錐菊中菊苣酸含量在盛花期前后最高，花期過后各部位中菊苣酸含量總體呈現下降趨勢，且根＞葉＞莖＞花；不同干燥方法下菊苣酸百分含量從高到低依次為：曬干＞陰干＞烘干（40 ℃）。另外，兩年生紫錐菊中菊苣酸含量較一年生紫錐菊含量高，各部位含量葉＞花＞根＞莖[5]。因此可根據需求選擇合適的采收時間和加工方法。

2 化學成分

目前從紫錐菊中分離得到的化學成分較多，主要包括咖啡酸類及其衍生物、烷基酰胺類化合物、多糖及糖蛋白、揮發油等化合物[12-13]。

2.1 咖啡酸類及其衍生物

紫錐菊中主要含咖啡酸（caffeic acid）及18種咖啡酸類衍生物，包括綠原酸（chlorogenic acid）、對羥基苯甲酸（p-hydroxybenzoic acid）、阿魏酸（ferulic acid）、菊苣酸（cichoric acid）、菊苣酸甲酯（cichoric acid methyl ester）、原兒茶酸（3, 4-dihydroxybenzoic acid）、丁香酸（siringic acid）、異綠原酸A（isochlorogenic acid A）、香草酸（vanillic acid）、對香豆酸（p-coumaric acid）、海膽苷（echinacoside）、洋薊素（cynarin）、咖啡酸乙酯（ethyl caffeate）、咖啡酰酒石酸（caftaric acid）、二阿魏?；剖幔╠i-diferuloyl tartaric acid）、2-咖啡?；?3-阿魏?；剖幔?-caffeoyl-3-feruloyl tartaric acid）、2-阿魏酰基酒石酸（2-feruloyl tartaric acid）及2-咖啡?；?3-香豆?；剖幔?-caffeoyl-3-coumaroyl tartaric acid）[7,14]。

2.2 烷基酰胺類化合物

紫錐菊中的烷基酰胺類化合物為不飽和脂肪酰胺，經分離鑒定得到的化合物見表1。

2.3 多糖和糖蛋白

紫錐菊多糖中菊糖含量最高[9]。Egert等[19]從紫錐菊中分離出3種相對分子質量（Mr）分別為17 000，21 000，30 000的糖蛋白，糖基部分主要含阿拉伯糖、葡糖胺、半乳糖，蛋白質部分主要含天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸及丙氨酸。Proksch等[20]對紫錐菊的地上部分進行提取分離，得Mr為35 000的4-甲氧基-葡糖醛酸-阿拉伯糖-木聚糖聚糖（PS I，4-O-methyl-glucuronoarabi-noxylan）和Mr為45 000的酸性阿拉伯糖-鼠李糖-半乳糖聚糖（PS II，arabinorhamnogly-lactan）。張瑩等[21]從紫錐菊細胞培養液中獲得了3種與地上部分不同的多糖，包括2種中性半乳糖木糖聚糖（Mr分別為10 000和25 000）和1種酸性阿拉伯半乳糖（Mr為75 000）。

2.4 揮發油類化合物

曾棟等[22]采用傳統回流提取法和固相微萃取法（SPME）從紫錐菊干根中分離得到數種脂肪族碳氫化合物，包括1, 11-十二烷雙烯、n-十六烷酸和大根香葉烯D, 1-十五烯等；還得到了芳香族碳氫化合物，包括異氰酸苯，苯胺，丁化羥基苯甲醚，丁化羥基甲苯，9, 12-十八烷二烯酸甲酯，14-甲基-十五酸甲酯，2, 3-二氫-3, 5-二氫-6-甲基-4-氫-吡喃酮，環十四烷，3-乙基-環辛烯，十六酸乙酯，n-十六烷酸。薛亞峰[7]利用水蒸氣蒸餾法結合GC-MS提取分析紫錐菊的花蕾，鑒定出石竹烯，(1S-順)-1,2, 3, 5, 6, 8α-六氫-4, 7-二甲基-1-(1-甲基亞乙基)-萘，[S-(E,E)]-1-甲基-5-亞甲基-8-(1-甲基亞乙基)-1, 6-芳癸二烯和n-棕櫚酸等化合物；利用SPME-GC/MS分析鑒定出1R-α-蒎烯，α-水芹烯，α-月桂烯，α-蒎烯，乙酸，1-甲基-3-(1-甲基乙基)-苯等化合物。

表1 烷基酰胺類化合物

此外，紫錐菊中還含有黃酮類、生物堿類、甾體類化合物以及多種無機元素等[23]。

3 藥理學作用

現代藥理學研究表明，紫錐菊主要有免疫調節、抗炎、抗菌抗病毒、抗氧化、清除自由基等多種生物活性[24-25]。

3.1 免疫調節作用

紫錐菊乙醇提取物可通過增強機體的巨噬細胞、中性粒細胞、自然殺傷細胞（NK細胞）的功能增強機體免疫力，還可促進細胞因子的分泌[26]。伊佳寧等[27]通過對小鼠腹腔注射環磷酰胺，使小鼠具有免疫抑制作用，灌服紫錐菊提取物后，小鼠體內血清細胞因子白介素2（IL-2）、IL-6、腫瘤壞死因子α（TNF-α）含量顯著提高，說明紫錐菊提取物可促進小鼠IL-2、IL-6、TNF-α分泌，提高小鼠的免疫力。紫錐菊中的多糖也有顯著的免疫增強作用[23]，張艷英等[28]用脂多糖（LPS）刺激大鼠小腸上皮細胞（IEC-6），導致細胞因子IL-6 mRNA的分泌增加，給予不同濃度的紫錐菊多糖后，發現其可抑制LPS刺激細胞分泌的IL-6 mRNA的表達，作用有濃度依賴性。另外，Goel等[29]對大鼠肺泡巨噬細胞進行體外試驗，表明紫錐菊所含的烷基酰胺類化合物可提高巨噬細胞的吞噬活性和吞噬指數。

3.2 抗炎作用

賈青輝[30]通過動物試驗證實了紫錐菊中的多糖具有抗炎作用。BALB/C小鼠鼻腔吸入LPS，使其肺組織呈病理損傷狀態，促炎因子TNF-α和IL-1β等顯著提高，對小鼠進行紫錐菊多糖灌胃后，發現紫錐菊多糖可顯著抑制IL-1β、IL-6、TNF-α和IL-8分泌的增加，抑制肺組織IL-1β、IL-6、TNF-α、Toll樣受體4（TLR4）和一氧化氮合酶（iNOS）mRNA的表達。對小鼠肺泡巨噬細胞RAW264.7進行LPS預處理，然后給予紫錐菊多糖，發現可顯著抑制促炎因子的分泌及mRNA的表達，從而抑制了細胞核因子κB（NF-κB）的激活和絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號的轉導。Fast等[31]研究表明，紫錐菊水提取物能抑制三酰脂肽（Pam3csk40）誘導人單核細胞THP-1分泌TNF-α。Attila等[32]通過體外和臨床試驗表明，紫錐菊中的烷基酰胺類制成的乳劑可治療特應性濕疹（AE）。紫錐菊提取物中的烷基酰胺是通過大麻素2（CB2）受體調節人巨噬細胞和單核細胞中TNF-α mRNA的表達，還可抑制LPS刺激的TNF-α表達，從而起到抗炎作用。

3.3 抗菌、抗病毒

Sharma等[33]研究表明，紫錐菊65 %乙醇提取物能滅活引起呼吸道感染的細菌，還能逆轉細菌在上皮細胞中引起的炎癥反應。這些細菌包括化膿性鏈球菌、流感嗜血桿菌、嗜肺軍團菌、金黃色葡萄球菌、恥垢分枝桿菌和白色念珠菌等，可引發咽喉痛和嚴重的肺部感染。

Selvarani等[34]研究表明，流感病毒A（H3N2）通過上調細胞間黏附分子-1（ICAM-1）、纖連蛋白和血小板活化因子受體（PAFr）的表達，增加了流感嗜血桿菌和金黃色葡萄球菌對支氣管上皮細胞的黏附，而紫錐菊65 %乙醇提取液顯著降低了ICAM-1、纖連蛋白和PAFr的表達，從而降低了兩種菌株的黏附力，達到抗病毒的作用。

3.4 抗氧化與清除自由基

紫錐菊中的酚類化合物具有抗氧化清除自由基的作用。Ivana等[35]向含1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）的乙醇溶液中加入不同濃度的紫錐菊70 %提取液，發現對DPPH的清除能力與紫錐菊的濃度呈劑量依賴性，紫錐菊提取液的濃度越高，對DPPH的清除能力越強。

4 結語

紫錐菊含多種活性成分并表現出不同的藥理活性，可用于治療多種疾病。紫錐菊作為天然的抗生素[36]，因其無毒副作用，具有廣闊的開發和應用前景。在國外，紫錐菊提取物及其制劑已大量用于臨床治療各種類型的感染和傷口，但其特異性免疫調節作用仍有待闡明[37]。

紫錐菊在我國部分省區引種成功，解決了原料問題，又因其成分含量較原產區高，為紫錐菊在我國的開發利用打下了良好基礎。但因其引種時間短，還未載入中國藥典，對其臨床應用的研究也較少。因此，規范紫錐菊的鑒別及質量評價方法，明確其具體的活性成分成為亟待解決的問題。