鐵皮石斛的藥理作用及其保健食品研發進展

劉雪娜，吳雪嬌，劉順航，盧念東，李麗維,*

（1.天士力研究院，天津 300410；2.云南天士力帝泊洱生物茶集團有限公司，云南 普洱 665000）

鐵皮石斛為蘭科植物DendrobiumofficinaleKimura et Migo的干燥莖，具有益胃生津、滋陰清熱的功效[1]，是我國傳統名貴中藥材，在民間有“救命仙草”之稱。隨著對鐵皮石斛研究的不斷深入，其藥理作用及臨床應用也有新的發現。本文綜述了近5年來鐵皮石斛藥理學研究進展，并分析了以鐵皮石斛為原料的保健食品的開發現狀，以期為鐵皮石斛相關產品的研發提供科學依據，也為鐵皮石斛產業的發展提供參考借鑒。

1 鐵皮石斛的藥理成分

鐵皮石斛含有多糖、生物堿、氨基酸及微量元素等多種對人體健康有益的藥理成分。多項研究表明，多糖是鐵皮石斛最重要的活性成分，其單糖組成主要包含甘露糖、葡萄糖和半乳糖等，常規的提取方式為水提醇沉法制備粗多糖，還可以通過酶解、層析等方式進一步純化粗多糖獲得精多糖。鐵皮石斛中生物堿含量較低，約為0.02%，還含有人體必需氨基酸及微量元素（如銅、鐵、鋅、鈣、鉀、鎂等），但目前針對這些成分具體藥理作用的報道較少，還有待于進一步探索與研究。

2 鐵皮石斛的藥理作用

2.1 增強免疫力

大量研究數據顯示，鐵皮石斛針對由環磷酰胺引起的特異性及非特異性免疫抑制均具有明顯的改善作用。鐵皮石斛粉及其多糖提取物可促進免疫抑制小鼠外周血白細胞和免疫器官的增殖效應，增加淋巴細胞增殖能力、溶血空斑數、自然殺傷細胞（Natural killer cell，NK）活性及足趾腫脹度，上調血清中腫瘤壞死因子-α（Tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白介素-2（Interleukin-2，IL-2）、白介素-6（Interleukin-6，IL-6）、干擾素γ（Interferonγ，IFN-γ）、促腎上腺皮質激素（Adreno cortico tropic hormone，ACTH）、環磷酸腺苷（Cyclic adenosine monophosphate，cAMP）水平[2-5]，在一定程度上引導免疫類型向1型輔助T細胞（helper T cell 1，Th1）型偏移[6]。不同產地的鐵皮石斛對小鼠的免疫調節作用略有不同[7]。楊櫻等[8]發現，每日服用20 g鐵皮石斛的水煎液，能夠促進慢性肝炎患者外周T淋巴細胞亞群CD3+、CD4+、CD4+/CD8+的增殖。肖麗等[9]研究發現，在常規治療的基礎上服用鐵皮石斛膏8 g/d可以顯著提高狼瘡腎炎患者機體補體成分3、補體成分4以及補體成分1q的含量，調整CD4+/CD8+比例，從而改善患者癥狀。

2.2 抗氧化、抗疲勞

體外抗氧化活性測定表明，鐵皮石斛多糖及糖蛋白能夠清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基、羥基自由基和金屬螯合活性，且具有濃度依賴性[10-11]。高維等[12]還發現不同年限的鐵皮石斛抗氧化的效果不同，4年生鐵皮石斛提取物與2年生的相比，其抗氧化活性更高。動物試驗結果顯示，鐵皮石斛能夠使模型動物的超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（Glutathione peroxidase，GSH-Px）和端粒酶活性升高，活性氧（Reactive oxygen species，ROS）、丙二醛（Malondialdehyde，MDA）和腦脂褐素（Lipofuscin，LF）水平降低[13]。臨床上以慢性肝炎患者為研究對象，發現給予患者鐵皮石斛水煎劑能夠明顯提高總抗氧化能力（Total antioxidant capacity，TAC）、SOD、過氧化氫酶（Catalase，CAT）水平，減少MDA含量，具有很好的抗氧化調節作用[8]。Kim等[14]研究表明，鐵皮石斛能顯著提高小鼠的抗疲勞能力，這與抑制糖元儲備的消耗、調節氧化相關酶、激活過氧化物酶增殖活化受體輔激活因子1-α（Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-α，PGC1-α）有關。Wei等[15]探究鐵皮石斛多糖對負重游泳小鼠的作用時發現，鐵皮石斛多糖比紅景天提取物的抗疲勞效果更加明顯，小鼠的耐力、體重及食物攝入均有明顯升高。

2.3 降低高血壓、高血糖、高血脂

高血糖、高血脂以及高血壓嚴重影響人體健康，對“三高”的控制和預防已成為人們關注的焦點。鐵皮石斛水提取物可以改善2型糖尿病的氧化應激、炎癥和脂質代謝失調[16]，改善模型動物的胰島素抵抗[17]，降低其血糖值[18]。Zheng等[19]利用代謝組學的方法證實鐵皮石斛對糖尿病的預防作用可能與增加肝糖原合成、上調能量與氨基酸代謝以及?；撬峤閷У难趸瘧し烙嘘P。Kuang等[20]研究表明，鐵皮石斛多糖能夠降低空腹血糖水平可能是通過刺激胰高血糖素樣肽-1（Glucagon like peptide-1，GLP-1）的分泌來實現的，涉及到鈣/鈣調蛋白/鈣調蛋白依賴激酶II（Ca2+/CaM/CaMK II）和絲裂原活化蛋白激酶（Mitogenactivated protein kinase，MAPK）途徑。在臨床應用中，吳俊等[21]研究發現：服用鐵皮石斛煎液可有效降低2型糖尿病患者的空腹血糖和糖化血紅蛋白，且效果與二甲雙胍相當。鐵皮石斛水提物能降低模型動物血清中的總膽固醇（Total cholesterol，TC）、甘油三酯（Triglyceride，TG）、低密度脂蛋白膽固醇（Low density lipoprotein cholesterol，LDL-C），提高高密度脂蛋白膽固醇（High density lipoprotein cholesterol，HDL-C），能明顯減輕糖尿病早期并發癥[22]、高脂血癥及高血糖[23]等癥狀。對于自發性高血壓動物模型，鐵皮石斛治療效果顯著，鮮品[24]和醇提取物[25]均可降低模型動物血壓水平，且效果與陽性藥絡活喜相當，其機制可能是通過下調血管緊張素受體I型（Angiotensin receptor type I，AT1R）表達。對于代謝性高血壓大鼠模型，鐵皮石斛粗多糖及醇提取物也能顯著降低其收縮壓（Systolic blood pressure，SBP）和血糖，此外醇提取物還能顯著降低TG，提高總抗氧化能力，具有綜合改善作用[26]。

2.4 增加骨密度

隨著社會人口老齡化，骨骼健康也成為了中老年人越來越關注的問題。近年來的研究發現，鐵皮石斛具有防治絕經后骨質疏松癥（Postmenopausal osteoporosis,PMOP）的潛力。PMOP的發生與女性絕經后雌激素缺乏有關[27]。Wang等[28]證實鐵皮石斛提取物具有植物雌激素樣作用，其機制主要是通過激活雌激素受體（Estrogen receptor，ER）介導的磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/AKT）和細胞外調節蛋白激酶（ERK）信號通路來實現的。李漢青等[29]發現，體外試驗中鐵皮石斛多糖能夠抑制核因子κB受體活化因子配體（Receptor activator of nuclear factor-κB ligand，RANKL）誘導的骨髓巨噬細胞向破骨細胞分化，其作用機制主要為下調破骨細胞相關基因轉錄因子c-Fos、活化T細胞核因子1（NFATc1）的表達水平，同時抑制p65蛋白和p38蛋白的磷酸化水平，從而影響后續相關的細胞通路。同時鐵皮石斛多糖抑制大鼠骨髓間充質干細胞的成脂分化，并促進成骨分化[30-31]。鐵皮石斛提取物還能夠維持去卵巢大鼠的血清鈣、磷的平衡，顯著提高骨保護素水平，并改善了去卵巢大鼠股骨的骨密度和生物力學性能[32-33]。

2.5 保護肝臟

鄭婷等[34]在研究鐵皮石斛萃取物對大鼠肝星狀細胞HSC-T6增殖模型的作用時發現，鐵皮石斛醇提正己烷萃取物能夠誘導HSC-T6凋亡，下調α平滑肌肌動蛋白（αSmooth muscle actin，α-SMA）、結締組織生長因子（Connective tissue growth factor，CTGF）的蛋白含量，具有抑制肝纖維化的潛力。在動物試驗中，鐵皮石斛對于化學物質造成的急性肝損傷[35-37]和慢性肝損傷[38]均具有明顯的改善作用，鐵皮石斛組動物的血清谷丙轉氨酶（Alanine aminotransferase，ALT）、谷草轉氨酶（Aspartate aminotransferase，AST）顯著降低。Wang等[39]從腸肝軸的角度研究鐵皮石斛多糖對CCl4誘導的肝纖維化的影響，結果表明：鐵皮石斛多糖通過增強腸細胞之間的緊密連接和減少細胞凋亡來維持腸內環境穩定，從而抑制脂多糖-Toll樣受體4-核因子κB（LPS-TLR4-NF-κB）信號通路的激活，以防止肝纖維化。

2.6 改善胃腸功能

現代藥理研究表明，鐵皮石斛及其提取物能夠改善胃腸功能。對于乙醇誘導胃黏膜損傷大鼠模型，攝入鐵皮石斛提取物能夠提高胃液分泌量、胃蛋白酶的活性，降低胃損傷度評分[40]。鐵皮石斛多糖還可以抑制乙醇誘導的黏蛋白丟失[41]。陳青青等[42]研究鐵皮石斛對“過食辛辣”而導致胃陰虛模型小鼠的影響時發現：鐵皮石斛能夠抑制NF-κB信號通路和環氧化酶-2（Cyclooxygenase-2，COX-2）蛋白表達，提高X蛋白/B淋巴細胞瘤-2（Bax/Bcl-2）比值，從而改善了胃黏膜組織病變。對阿司匹林誘導的胃黏膜損傷模型，鐵皮石斛多糖[43]、水溶性總蛋白[44]也表現出顯著的抗損傷作用。郭越[45]研究發現，臨床胃黏膜腸化患者服用鐵皮石斛養胃祛萎合劑治療能夠緩解胃黏膜損傷，降低腸化水平。楊志遠等[46]試驗表明，鐵皮石斛超微粉能夠下調TLR-4和NF-κB p65表達，增加緊密連接蛋白claudin-1和occludin水平，緩解LPS誘導的腸黏膜損傷。Li等[47]在小鼠體內試驗中發現，鐵皮石斛多糖不能被消化吸收，但是具有顯著的調節腸道微生物的功能。此外，鐵皮石斛還能夠增加胃腸轉運率，改善便秘癥狀[48-50]。

2.7 清咽潤肺

譚文紅等[51]對云南民間石斛藥材應用調查研究中發現，鐵皮石斛莖內服治咽喉癢、咳嗽。郭亞嬌[52]試驗結果證實：鐵皮石斛復方制劑能夠參與Th1、Th2、Th17以及NF-κB的代謝途徑，從而改善哮喘小鼠的氣管炎癥。Liang等[53]在研究被動吸煙模型大鼠氣道炎癥時發現：攝入鐵皮石斛多糖顯著抑制了香煙煙霧誘導的血清和肺細胞因子誘導的中性粒細胞趨化因子-1（Cytokine-Induced Neutrophil Chemoattractant-1，CINC-1）水平的升高，同時降低了肺組織MDA含量，其作用機制為鐵皮石斛多糖通過抑制肺組織中NF-κB和MAPK信號通路來減輕吸煙產生的相關的氣道炎癥。Song等[54]研究發現，鐵皮石斛多糖可改善慢性阻塞性肺疾病模型和患者的肺功能和炎癥情況，同時顯著降低呼吸道黏蛋白5AC（Mucin 5AC，MUC5AC）和水通道蛋白5（Aquaporin 5，AQP5）的表達，對于慢性阻塞性肺疾病的治療是一種有前景的功能食品。Chen等[55]研究證實：鐵皮石斛多糖能顯著改善肺部炎癥及纖維化指標，這種現象與轉化生長因子β1-Smad2/3（TGFβ1-Smad2/3）信號通路的失活有關。

2.8 其他藥理作用

除了上述藥理作用外，近年的研究結果表明鐵皮石斛在抗輻射[56]、保護生殖系統[57]、改善記憶力[58]、皮膚保濕[59]、改善心肌肥厚[60]等方面也顯示出良好的效果。

3 以鐵皮石斛為原料的保健食品

檢索國家市場監督管理總局特殊食品信息查詢平臺及藥智網國產保健食品數據庫，截至2021年1月共收集國產保健食品17 774款，其中以鐵皮石斛為主要原料的保健食品共118款，占總數的0.66%。

3.1 保健功能

鐵皮石斛保健食品按功能數量分類，其中雙功能的保健食品數量為41個（34.75%），單一功能的保健食品數量為75個（63.56%），未知功能的產品為2個（1.69%）。已獲批產品的保健功能包括增強免疫力/免疫調節、緩解體力疲勞/抗疲勞、抗氧化/抗衰老等功能，以鐵皮石斛為原料的保健食品功能分析見表1。

表1 以鐵皮石斛為原料的保健食品功能Table 1 Function of health food with Dendrobium officinal as raw material

3.2 原料配伍及使用頻次

鐵皮石斛保健食品配方一般由兩種及兩種以上原料組成，僅有4款保健食品以單味鐵皮石斛為原料。這是由于單味藥材若要起到保健功效，需要服用的劑量較大，且鐵皮石斛原料價格昂貴，產品價格過高易導致市場接受度不好?；趥鹘y中醫理論，通過各原料的配方配伍，利用各組分間的協同增效作用，使產品發揮最大的保健功效。

鐵皮石斛的主要功效成分為鐵皮石斛多糖，具有增加免疫力、緩解體力疲勞等多個保健功能，因此有107款保健食品的產品配方是以鐵皮石斛為君藥的。按照原料使用頻次進行分析（表2），118款鐵皮石斛保健食品的配方共涉及原料65種（不含制劑用輔料），其他原料使用頻次≥3的共有23種，其中西洋參、靈芝、枸杞和山藥的使用頻次≥10。

由表2可以看出，在組方中鐵皮石斛與西洋參配伍使用比例最高（71.19%），靈芝、枸杞次之。鐵皮石斛具有益胃生津、滋陰清熱的功效，西洋參善補氣養陰、清熱生津，二者均屬于清補之品，復配使用可以達到滋陰補氣清虛熱的功效。徐建華等[61]研究表明，鐵皮石斛與西洋參合用在養陰生津功效上具有協同效應。Liu等[62]試驗驗證了鐵皮石斛與西洋參混合物可增強模型動物的免疫力，還能夠調節其腸道微生物，大部分益生菌屬能夠在混合物的影響下表達上升，而混合物抑制的樣本中，有36%與疾病相關的微生物，由此可見鐵皮石斛和西洋參復配使用，可以調節腸道菌群，提高免疫效果，這些成果都為配伍提供了充分的科學依據。鐵皮石斛復配靈芝可達到“滋陰補氣、清熱止咳”的功效，鐵皮石斛復配枸杞可實現“滋補肝腎、益氣明目”的功效。

表2 鐵皮石斛保健食品原料使用頻數分析Table 2 Analysis on the frequency of raw materials in Dendrobium officinal derived health foods

3.3 產品劑型

對以鐵皮石斛為原料的保健食品劑型進行統計分析發現，主要劑型有膠囊劑、顆粒劑、片劑、膏劑等，以鐵皮石斛為原料的保健食品劑型分析見表3。劑型分布以傳統劑型為主，其中膠囊劑和顆粒劑是中成藥及保健食品最常見的劑型，具有攜帶方便、服用簡單、利用度高等特點，在鐵皮石斛相關保健食品中膠囊劑和顆粒劑占比已超過50%。

表3 以鐵皮石斛為原料的保健食品劑型Table 3 Health food formulation with Dendrobium officinale as raw material

4 小結及展望

目前市售鐵皮石斛保健食品存在保健功能比較集中、原料配伍重復率高以及產品形式傳統單一等問題。針對以上不足，首先應充分挖掘鐵皮石斛的保健功效，除增強免疫力、緩解體力疲勞外，現有藥理研究顯示鐵皮石斛具有降“三高”、增加骨密度、護肝、改善胃腸功能等一系列功效，這也是未來保健食品開發的新空間。其次要結合中醫藥配伍理論，配伍其他藥材，明確原料功效成分，以發揮鐵皮石斛的最大作用。此外，還應在現有的食品加工方法的基礎上，引進新的制劑技術及手段，使鐵皮石斛保健食品功效更加突出，口服利用度更高，產品的劑型更加多樣個性化。這樣才能開發出安全、有效、創新的高品質鐵皮石斛保健食品，滿足不同消費人群的健康需求。