中藥中生物堿類化學成分的毒性作用研究進展

胡增美，黃露，侯佳華，王小瑩（天津中醫藥大學，天津 301617）

生物堿是一類具有顯著藥理活性的堿性含氮化合物，常與酸類化合物結合以生物堿鹽的形式廣泛存在于罌粟科、茄科、豆科、茜草科等植物中。隨著現代科學技術的不斷發展，國內外學者在研究和使用生物堿的過程中，發現其在抗腫瘤、抗炎、抗病毒、抗菌、降血糖、調節機體自身免疫以及治療心血管系統疾病方面顯示了突出的療效。然而，隨著研究的不斷深入，研究人員發現部分生物堿在發揮藥理活性的同時對機體的消化系統、中樞神經系統、呼吸系統、免疫系統等產生一定的毒性，這極大地限制了生物堿在臨床的應用。因此，如何使生物堿發揮增效減毒的作用，是研究人員重點關注并亟需解決的問題。本文對近20年發表的與生物堿毒性相關的文獻進行歸納分析，并就其中研究熱度較高的生物堿的毒性劑量、臨床表現和機制展開論述。

1 文獻計量學分析

利用CiteSpace 軟件分析Web of Science 核心文集中近20年與生物堿毒性相關的文獻，從而對該領域的研究方向、研究熱點進行預測。關鍵詞共現圖譜（見圖1A）中高頻率的關鍵詞有：metabolic activation、pyrrolizidine alkaloid、hepatotoxicity、neurotoxicity、oxidative stress、apoptosis、cytochrome p450、glutathione、monocrotaline、chemotherapy、aconite、cardiotoxicity、paclitaxel等。關鍵詞聚類圖譜（見圖1B）顯示的9 個聚類群分別為：#0 pyrrolizidine alkaloid（吡咯嗪核生物堿），#1 chemotherapy-induced peripheral neuropathy（化療引起的周圍神經病），#2 neuroprotective effect（神經保護效應），#3 cisplatin-induced renal injury（順鉑引起的腎損傷），#4 ephedra sinica stapf（麻黃），#5 striatal dopaminergic transmission（紋狀體多巴胺能傳輸），#7 tetradium ruticarpum（吳茱萸），#9 protopine alkaloid（原阿片堿型生物堿），#10 alkaloid dioncophylline（薯蕷堿）。根據共現圖和聚類圖的結果，研究方向可大致歸為兩類：① 從機制和代謝方面對生物堿的毒性進行深入研究；② 生物堿對神經系統的毒性依然是未來的關注方向。研究熱點主要集中在以下三個方面：① 脂質過氧化與生物堿毒性之間的聯系；② 生物堿對肝臟的毒性；③ 生物堿對腦和神經的毒性。

圖1 關鍵詞共現圖譜（A）及聚類圖譜（B）Fig 1 Co-occurrence mapping（A）and clustering map（B）of keyword

從文獻分析結果看，長春花生物堿、吡咯嗪生物堿、紫杉烷類生物堿、烏頭類生物堿是研究熱度較高的生物堿（見表1）。它們在發揮著顯著藥理作用的同時也伴隨著嚴重的毒副反應。從夾竹桃科長春花屬植物長春花中分離出的長春堿、長春新堿、去甲長春堿等多種雙聚吲哚生物堿已被廣泛運用于腫瘤的治療中，但同時也伴隨著嚴重的神經毒性。吡咯嗪生物堿多存在于紫草科、菊科、豆科等植物中，肝毒性吡咯嗪生物堿（如千里光堿、毛果天芥菜堿、野百合堿等）會導致肝竇阻塞綜合征（HSOS）的發生。紫杉烷類生物堿是從植物短葉紅豆杉的樹皮中提取出的一種活性成分，研究人員對已取得的活性成分進行結構修飾，合成了一系列如decinnamoytaxinine E、taxine、docetaxel 類的衍生物，這些化合物廣泛運用于臨床抗腫瘤治療的同時也會造成一定程度的免疫系統損傷。烏頭類生物堿是以烏頭堿為代表的一類雙酯型生物堿，廣泛存在于毛茛科烏頭屬植物烏頭中，其中烏頭堿、次烏頭堿、新烏頭堿等具有較強的心臟和肝臟毒性。

表1 四類研究熱度較高的生物堿
Tab 1 Four alkaloids with high research enthusiasm

生物堿類別基本結構常見成分英文名稱分子式長春花生物堿images/BZ_167_543_426_1039_835.png長春瑞濱vinorelbineC45H54N4O8長春堿vinblastineC46H58N4O9去甲長春堿N-demethyl VLBC45H56N4O9長春新堿vincristineC46H56N4O10羥基長春堿vincadiolineC46H58N4O10images/BZ_167_673_858_909_1031.png吡咯嗪生物堿千里光堿senecioineC18H25NO5倒千里光堿retrorsineC18H25NO6千里光寧堿senecionineC18H25NO5野百合堿monocrotalineC16H23NO6毛果天芥菜堿lasiocarpineC21H33NO7紫杉烷類生物堿images/BZ_167_585_1143_998_1401.png紫杉醇paclitaxelC47H51NO14三尖杉寧堿cephalomannineC45H53NO14 7-表-10-去乙酰基紫杉醇10-deacetyltaxolC45H49NO13紫杉堿taxineC35H47NO10多烯紫杉醇docetaxelC43H53NO14烏頭類生物堿images/BZ_167_543_1428_1039_1831.png烏頭堿aconitineC34H47NO11次烏頭堿hypoaconitineC33H45NO10新烏頭堿mesaconitineC33H45NO11附子靈fuzilineC24H39NO7宋果靈zongorineC22H31NO3

2 生物堿的臨床毒性表現

長春花生物堿、吡咯嗪生物堿、紫杉烷類生物堿和烏頭類生物堿的毒性主要表現為對心臟、肝臟、神經系統和呼吸系統的損傷。

2.1 長春花生物堿

長春瑞濱作為一種具有劑量依賴性的小分子抗腫瘤藥物，其在殺傷腫瘤細胞的同時也具有損傷正常組織的特性，這使得長春瑞濱的使用劑量受到限制。臨床研究發現，長春瑞濱的最大耐受量為35.4 mg·m，而劑量在20 mg·m以下無效，臨床推薦劑量為25 ～30 mg·m。其劑量限制性毒性主要為神經毒性，使用長春瑞濱4 個周期后，患者會出現踝關節抽動減少或消失、下肢遠端感覺異常的輕度神經病變癥狀；使用12 個周期后，患者還會出現手腳感覺異常、深部肌腱反射減退、踝周感覺減退等癥狀。長春瑞濱的常見毒副作用還包括靜脈炎，與一般靜脈炎相比，其皮膚壞死程度、疼痛感都較為嚴重：一開始穿刺處出現靜脈局部紅腫現象，沿靜脈走向條束狀改變，進而出現靜脈處皮膚水皰、潰爛，直至結痂愈合。其他不良反應還包括中性粒細胞減少、發熱、疲勞、胸痛、腫瘤部位疼痛等。

2.2 吡咯嗪生物堿

吡咯嗪生物堿是來源于鳥氨酸的一類生物堿，其毒性主要來源于肝臟中的代謝產物——代謝性吡咯，因此，肝臟是吡咯嗪生物堿毒性的主要靶器官。2016年，歐洲藥品監管局規定肝毒性吡咯嗪核生物堿（HPAs）的每日攝入量不得超過0.007 μg·kg，這也是近年來國外對HPAs最嚴格的規定。吡咯嗪生物堿中毒分為急性、亞急性和慢性。急性中毒的主要特征是出血性壞死、肝腫大和腹水；亞急性中毒時會出現肝靜脈阻塞，導致HSOS；而慢性中毒則會造成膽管上皮壞死、纖維化、肝硬化，嚴重時可導致肝功能衰竭。吡咯嗪生物堿中毒對肺和心血管也具有不同程度的損傷，可造成肺血管重構、彈性近端肺動脈硬化、肌肉動脈內膜或中層增厚、內皮增生、動脈平滑肌擴散到無肌肉化的區域、正常肌肉化區域的平滑肌肥大、毛細血管閉塞等病變，而閉塞的毛細血管會增加流動阻力引起肺動脈壓升高，進而增加右心的工作量，造成右心室肥大，最終導致肺心病。

2.3 紫杉烷類生物堿

紫杉烷類生物堿作為一種有效的抗腫瘤藥物，在發揮藥效的同時也伴隨著嚴重的毒副作用。臨床研究表明當紫杉醇的化療劑量＞170 mg·m時會出現輕微肌痛；當化療劑量＞250 mg·m時可致近端肌無力；當累積劑量超過600 mg·m時可能會出現嚴重的神經病變。其不良反應主要包括超敏反應、周圍神經病變、肌痛、關節痛、骨髓抑制、心動過緩、惡心、腹瀉、黏膜炎和脫發。Ⅰ型超敏反應表現為輕度低血壓、呼吸困難伴支氣管痙攣、蕁麻疹、腹部和四肢疼痛、血管神經性水腫，這些反應與輸注速度有關。而紫杉烷類生物堿引起的周圍神經病變是一個累積的過程，紫杉烷類生物堿能影響微管的組裝和拆卸，減少正常的軸突運輸，導致長度依賴性感覺運動軸突神經病變。臨床上化療引起的周圍神經病（CIPN）表現為不同強度的感覺、運動或自主神經功能障礙。感覺障礙的癥狀包括麻木、刺痛、觸摸感覺改變、振動減弱，還時常伴隨痛感，包括自發性燃燒、射擊或電擊樣疼痛，以及機械性或熱敏性痛覺，甚至發展為感官知覺喪失。肌痛可在輸注過程或使用高劑量的紫杉醇治療后觀察到，但通常在5 d 內消退。在輸注劑量為135 ～250 mg·m的紫杉醇Ⅲ期臨床試驗中發現紫杉醇劑量達到250 mg·m時肌水腫發生率更高。而肌病或由肌纖維功能障礙引起的神經肌肉疾病很少被注意到，僅在接受高劑量紫杉醇（300 ～350 mg·m）聯合其他抗腫瘤藥物的患者中出現時引起關注。

2.4 烏頭類生物堿

烏頭堿是附子中的一種雙酯型二萜生物堿，其毒性主要作用于中樞神經系統、心臟和肝臟等器官。口服烏頭堿0.2 mg 可引起中毒，其致死量是2 ～4 mg，死亡原因主要為心律失常和呼吸衰竭。患者發病時間多為服藥后30 min ～1 h，絕大多數附子中毒患者同時具有神經系統、心血管和胃腸道反應。神經毒性表現為口舌麻木、四肢肌肉無力、觸覺減弱或消失、肌肉強直不能屈伸，嚴重者出現體溫下降、二便失禁的情況。心臟毒性表現為低血壓、心悸、胸痛、心動過緩、竇性心動過速、心室異位、尖端扭轉型室速、心室顫動。胃腸道反應表現為流涎、惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、胃部灼熱、腸鳴音亢進。根據臨床表現，中毒的程度可分為輕、中、重度。輕度僅有口咽灼痛、唇舌、肢體麻木、頭昏眼花、惡心嘔吐、腹痛腹瀉、胸悶等癥狀；中重度中毒者表現為全身發麻、語言不清、流涎、多汗、煩燥不安、心慌氣促、抽搐、昏厥、瞳孔縮小、視物模糊、缺氧征、心律不齊等，嚴重者會出現循環衰竭休克狀態。表2 列出了部分研究熱度較高的生物堿毒性的相關臨床研究。

表2 生物堿毒性的相關臨床研究
Tab 2 Clinical research on alkaloid toxicity

生物堿毒性劑量給藥方式出現不良反應時間毒性表現參考文獻長春瑞濱 25 mg·m－2靜脈推注 8個周期，（7 d/次，28 d/周期） 血小板減少、中性粒細胞減少、白細胞減少[23]40 mg 溶于100 mL 0.9%氯化鈉注射液靜脈滴注 6 ～10 d骨髓抑制、胃腸道反應、神經毒性、注射部位紅腫[24]千里光堿 0.015 ～3 mg/（kg·d） 口服2 周至數月肝壞死、肝纖維化、肝硬化、高膽紅素血癥、疼痛性肝臟腫大、腹腔積液[25]紫杉醇150 ～175 mg·m－2靜脈滴注 8 d 后（3 ～4 周/次，2 ～3 周期為一療程）惡心嘔吐、肌肉關節酸痛、周圍神經毒性、脫發、血紅蛋白下降、白細胞下降、血小板下降、靜脈炎[26-27]240 mg 溶于500 mL 0.9%氯化鈉注射液靜脈滴注 10 min 后嘔吐、肢體不自主抽搐、心悸、胸悶、大小便失禁[28]135 ～200 mg·m－2靜脈滴注 8 d 后（3 ～4 周/次）骨髓抑制、過敏反應、手足麻木、惡心嘔吐、脫發、腹瀉[16-17][29-30]烏頭堿含有烏頭堿的藥酒5 ～50 mL口服0.5 ～3 h 后口咽灼痛，唇舌、肢體麻木，頭昏眼花，惡心嘔吐，腹痛腹瀉，胸悶[31]單方煎服生草烏20 g口服10 ～40 min口周、四肢麻木、惡心、嘔吐、心悸、血壓下降 [32]烏頭炮制的藥酒150 mL口服1 h 后暈厥、胸悶、四肢麻木、嘔吐、大汗、血壓60/40 mmHg[18]烏頭粉12 g口服10 min 后頭暈、口唇麻木、四肢乏力伴惡心嘔吐[21]

3 生物堿毒性的相關基礎研究

正如生物堿臨床應用中所表現出的毒性癥狀，動物實驗也得到相應的證實。裴天仙等給予大鼠靜脈滴注酒石酸長春瑞濱（NVB）4 個周期后，涂片結果顯示骨髓細胞稀疏，各系造血細胞均減少，粒細胞比例明顯降低，顯示NVB 可抑制造血系統。祁乃喜等研究表明吡咯嗪生物堿以100 g/（kg·d）的劑量給予大鼠連續灌胃7 d，尿液中內源性小分子代謝物（如氧化三甲胺、牛磺酸）含量上升，表明吡咯嗪生物堿能對大鼠的肝腎造成損傷。Flatters 等在大鼠實驗中發現，紫杉烷類生物堿所致的神經病變與軸突中線粒體腫脹呈空泡狀的顯著增加有關，紫杉烷類生物堿使線粒體通透性轉換孔（mPTP）開放，引起線粒體內鈣離子外流，影響鈣介導的神經元興奮性，最終誘發神經毒性。雷懷成等發現給予大鼠1.46 mg·kg烏頭堿進行一次性灌胃染毒后，HE 染色結果顯示心肌間質淤血，部分心肌細胞出現嗜酸性變、核濃縮；而免疫組化結果顯示染毒后第2日心肌細胞凋亡數最多，但是第3日、第5日呈下降趨勢，可能是因為烏頭堿在體內的消除速度快，對器官和組織的作用時間短，心肌中的凋亡細胞逐漸被巨噬細胞吞噬。表3 列出了熱度較高的生物堿毒性的相關基礎研究。

表3 生物堿毒性的相關基礎研究
Tab 3 Basic research on the toxicity of alkaloids

生物堿動物類型受試劑量毒性劑量給藥方式給藥時間毒性表現參考文獻長春瑞濱 Beagle 犬6，12，24 mg·m－2 24 mg·m－2靜脈注射 7 d/次，21 d/周期，[37]給藥4 個周期，末次給藥后為停藥恢復期，約2個給藥周期精神沉郁、活動減少、俯臥、嘔吐、腹瀉、形體消瘦斑馬魚0.167，0.25，0.5 mg·mL－1＞0.167 mg·mL－1靜脈注射 單次，24 h 后觀察 抑制紅細胞和中性粒細胞[38]家兔5 mg 溶于3 mL 0.9%氯化鈉注射液5 mg 溶于3 mL 0.9%氯化鈉注射液皮下注射 單次，24 h 后觀察 真皮層纖維碎裂、毛囊周期性生長中斷、部分區域毛囊結構完全喪失、薄壁血管較少[39]新西蘭白兔 1.2 mg·kg－11.2 mg·kg－1靜脈注射 3 d，末次給藥24 h后觀察耳靜脈高度擴張充血、血管周圍疏松結締組織水腫伴大量淋巴細胞和嗜中性粒細胞、吞噬細胞浸潤[40]SD 大鼠5，10，20 mg·kg－1 20 mg·kg－1靜脈注射 每周給藥2 次，持續3 周或6 周，末次給藥24 h 后觀察體重減輕、食欲減退、消瘦脫毛、糞便干燥、糞便中有白色顆粒、白細胞和紅細胞均減少、胸腺和脾臟萎縮、睪丸輕度萎縮、曲細精管退化、淋巴結損傷[41]千里光堿 C57BL/6 小鼠50 mg·kg－150 mg·kg－1灌胃單次給藥，48 h 后觀察活動減少、精神畏縮、毛發豎立、肝細胞大面積壞死、細胞核固縮明顯、肝竇內有大量瘀血、內皮細胞脫落[42]8.5 d ICR小鼠胚胎12.5，25，50，100 μg·mL－1＞25 μg·mL－1共孵育48 h尿囊、心、腦、尾神經管、視聽嗅系統、腮弓、頜突及肢芽等胚胎器官形態分化指標評分較低[43]KM 小鼠含生藥60，120 g·kg－1 的藥液＞含生藥60 g·kg－1 的藥液灌胃單次給藥，14 d 后觀察肝臟中央靜脈擴張、中央靜脈周圍的肝細胞出現輕度水樣變性、局灶性肝竇輕度擴張[44]C57BL/6 小鼠15，30，45，60 mg·kg－1＞45 mg·kg－1灌胃單次給藥，30 h 后觀察血液中ALT 和AST 增加、肝臟中心周圍區域壞死[45]Wistar 大鼠86，104，125，150，180，215 mg·kg－1＞104 mg·kg－1 腹腔注射 單次給藥，2 ～3 d后觀察肝小葉中心出血性壞死、肺內膜部分壞死、肺泡間隔增厚程度不同、支氣管和支氣管上皮發育不良[46]紫杉醇SD 大鼠38，50，65，85 mg·kg－1 85 mg·kg－1靜脈注射 單次給藥，5 d 后觀察胸腺髓質萎縮、骨髓再生不良、脾內淋巴組織衰竭[47]SD 大鼠1，3.3，10 mg·kg－1 10 mg·kg－1靜脈注射 5 d/次，給藥6 次后觀察紅細胞、血紅蛋白、嗜中性白細胞均下降、胸腺萎縮、骨髓再生不良、附睪萎縮[48]CBA 小鼠50 mg·kg－150 mg·kg－1靜脈注射 單次給藥，24 ～72 h 后觀察微核個體變大、形狀各異[49]烏頭堿斑馬魚3，10，30 μmol·L－1＞10 μmol·L－1共孵育 48 h 后觀察心包明顯腫脹、心臟舒展和收縮功能發生障礙[50]KM 小鼠1.299，1.856，2.532，3.788，5.412，7.732 mg·kg－1＞3.788 mg·kg－1 灌胃單次蜷縮、嘔吐、身體拉長、毛發濕潤、部分出現驚厥、彈跳[51]斑馬魚5，10，30，60 mg·L－1＞10 mg·L－1共孵育 24 h 后觀察心臟區域心包囊水腫、心膜出血、血細胞在心區堆積、心跳微弱甚至停止、血液循環受阻甚至停止[52]

續表3

生物堿動物類型受試劑量毒性劑量給藥方式給藥時間毒性表現參考文獻9.5 d 的SD大鼠胚胎1，2.5，5，10 mg·mL－1＞2.5 mg·mL－1 共孵育 48 h 后觀察頂臀長和頭部長度減少、體細胞數量減少、卵黃囊循環、屈曲、心臟、視神經系統、肢芽等器官的發育受到影響[53]

4 生物堿的毒性機制

4.1 長春花生物堿的毒性機制

長春瑞濱是親脂性藥物，可直接引起血管內皮細胞損傷，因此靜脈炎是長春瑞濱臨床使用中最常見的毒副反應。長春瑞濱增強了體內外p38 蛋白的磷酸化，并促進了細胞內活性氧（ROS）的生成和下游NF-

κ

B 信號通路中炎癥介質（如TNF-

α

、ILs、iNOS）的過度釋放。而ROS 水平的增加又加速了p38/NF-

κ

B 信號通路的激活，最終造成靜脈內皮細胞丟失、高滲透性反應、間質水腫、炎性細胞浸潤等現象。此外，長春瑞濱誘導的血管損傷與氧化應激也有一定的聯系。細胞在各種刺激下產生的防御反應導致ROS 不斷產生，進而引起線粒體內促凋亡蛋白（如Bax、Bak）由內膜向外膜的遷移，線粒體膜破裂，細胞色素C 進入胞質。胞質中的細胞色素C 與凋亡蛋白酶激活因子1（Apaf-1）結合并產生凋亡體，該凋亡體可以結合并裂解pro-caspase-9 蛋白，使caspase-9 活化。活化的caspase-9 進一步加工和裂解caspase-3，導致后續一系列細胞凋亡級聯反應的發生。而長春花生物堿的外周神經毒性是由于其與微管蛋白結合抑制有絲分裂紡錘體動力學，干擾軸突運輸，誘導軸突微管螺旋化，最終引起軸突損傷。

4.2 吡咯嗪生物堿的毒性機制

4.2.1 肝毒性機制 吡咯嗪生物堿經肝臟中細胞色素P450（CYP450）氧化后可生成具有肝毒性的代謝產物，如吡咯嗪生物堿氮-氧化物和脫氫吡咯嗪生物堿。研究發現，吡咯嗪生物堿氮-氧化物可在體內通過代謝活化實現生物學轉化，最終形成的吡咯-蛋白加合物可導致HSOS 的發生。雖然脫氫吡咯嗪生物堿可與細胞中的酶、蛋白質、DNA 等親核基團發生烴化反應，最終造成肝損傷。但是脫氫吡咯嗪生物堿的化學性質不穩定，在體內可進一步水解為幾乎無毒的脫氫吡咯生物堿6，7-二氫-7-羥基-1-羥甲基-5H-吡咯嗪（DHP）。研究發現吡咯嗪生物堿所造成的肝損傷主要集中于肝腺泡分區的第三區帶，其原因在于該區帶的肝細胞有含量豐富的CYP450，但谷胱甘肽（GSH）的含量較少，而肝竇內皮細胞中的GSH 含量更少。因此，吡咯嗪生物堿經氧化應激作用后更容易造成肝竇和肝小靜脈內皮的損傷。吡咯嗪生物堿還可以通過泛素/蛋白酶體和鈣蛋白酶體系統誘導抗凋亡蛋白Bcl-xL降解，使釋放到胞漿的細胞色素C 在ATP 的作用下與Apaf-1 形成復合物激活caspase-9，導致caspase-9/caspase-3 信號級聯的激活，最終導致肝細胞凋亡。

4.2.2 肺毒性機制 肺動脈平滑肌細胞（PASMC）的異常增殖、遷移和凋亡與肺動脈高壓（PAH）中的血管重塑密切相關。過度的增殖促進PASMC 群體擴張，PASMC 的遷移又進一步導致動脈肌肉化、血管狹窄和血管張力增加，最終造成肺動脈壓力升高，促進了PAH 的發生。PASMC 中Ca穩態的變化是PAH 中肺血管收縮和重建的重要影響因素。鈣離子內流（SOCE）是PASMC 調節Ca內流的主要Ca通道之一，調控著PASMC 的增殖、凋亡和遷移。而鈣調神經磷酸酶（CaN）/活化T 細胞核因子（NFAT）通路是SOCE 最重要的下游信號通路，參與吡咯嗪生物堿誘導的PAH 中PASMC 的異常增殖、遷移和凋亡。吡咯嗪生物堿可誘導CaN 和NFAT 對接，使NFAT 去磷酸化并啟動轉錄程序，最終造成SOCE 誘導的Ca內流增加。另一方面，吡咯嗪生物堿誘導的肺毒性也被認為是由脫氫吡咯嗪生物堿引起的，其在肝臟中產生并隨血流進入肺小動脈，使肺血管壁增厚且血栓增多，導致肺動脈血管閉塞和血管周圍炎癥。這些改變伴隨著心肌神經體液因子（BNP、ET-1）和參與心臟發育的轉錄因子（HOP、Islet1）的mRNA 水平的增加，這些轉錄因子可能參與心臟重構。

4.3 紫杉烷類生物堿的毒性機制

紫杉烷類誘導CIPN 的機制如下：紫杉烷類可引起微管破壞，并通過損害軸突運輸激活背根神經節神經元內多種受體（如

N

-甲基-

D

-天冬氨酸受體）和電壓門控離子通道（如電壓門控鈣通道亞基

α

2

δ

-1、鈉通道Nav1.7）來改變外周神經元的電生理特性，導致周圍神經元的過度興奮。紫杉烷類還可誘導有髓和無髓感覺神經纖維腫脹，加速線粒體空泡化，改變線粒體膜電位，增加鈣離子釋放，而線粒體損傷又進一步促進ROS 的生成，導致軸突內氧化應激和神經元內鈣穩態失調，造成周圍神經細胞凋亡和脫髓鞘，最終改變周圍神經元的興奮性。研究表明，紫杉烷類生物堿會導致小鼠體內Nrf2 抗氧化反應元件（Nrf2-ARE）功能受損并降低Nrf2 反應基因（如

HO-1

、

γ

-

GCLC

和

NQO1

）的表達，這些基因均與神經性疼痛相關。此外，紫杉烷影響小膠質細胞和星形膠質細胞活化的同時還會導致免疫細胞的激活和促炎細胞因子（白介素和趨化因子）的釋放，造成周圍神經元傷害性感受器的敏化和過度興奮。

4.4 烏頭類生物堿的毒性機制

4.4.1 心臟毒性機制 烏頭堿類生物堿的心臟毒性是由于它們作用于心肌細胞膜的電壓敏感鈉通道所致。研究表明，烏頭堿和新烏頭堿對體外鈉通道的親和力與大鼠的

LD

相關，烏頭堿和新烏頭堿以高親和力結合位點2 的電壓敏感鈉通道使其處于開放狀態，從而引起鈉通道的持續激活，有利于Na內流，再通過Na-Ca交換系統使細胞內Ca增加，細胞內鈉鈣失衡造成的Ca超載會提高異位起搏點的自律性，最終造成心律失常。心室肌中鈣超載還可以增加蘭尼堿受體2（RYR2）的開放頻率，造成鈣泄漏，增加胞漿中鈣離子濃度，當持續性升高的鈣離子不能被有效的消除將引發肌漿網對鈣離子的過度釋放，引起鈣震蕩和鈣波，最終造成心室肌的顫動或撲動，心臟無法有效泵血。線粒體功能障礙在烏頭堿的毒性機制中也起著至關重要的作用，烏頭堿可導致線粒體內超氧化物和ROS 的水平升高，ATP的含量下降。ROS 的積累可致線粒體腫脹，mPTP開放，從而使細胞色素C 等內容物流向胞質，最終引發心肌細胞凋亡。ROS 還可以誘導線粒體內膜脂質的過氧化損傷，導致ATP 和線粒體呼吸鏈復合物的活性下降，最終造成線粒體功能障礙。

4.4.2 神經毒性機制 烏頭的神經毒性與氧化應激、離子轉運通道活性改變和能量代謝相關。越來越多的證據表明多巴胺可能是ROS 的內源性來源，多巴胺的酶促和非酶促代謝均可導致ROS的產生。在生理狀態下，代謝過程中產生的ROS或其他自由基可以被超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（GPx）及時清除。但在病理狀態下，過多的多巴胺代謝會導致ROS 無法及時清除，最終造成細胞內ROS 的激增。研究表明，PC12 細胞中抗氧化酶系統的功能障礙在烏頭的細胞毒性中起重要作用，烏頭可誘導PC12細胞中多巴胺過度釋放，并顯著降低PC12 細胞中SOD 和GPx 的活性，造成細胞內自由基增加，從而誘導氧化應激的發生。烏頭堿和鈣離子競爭結合細胞膜上的磷脂會改變鈉轉運通道的活性，阻止鈉離子內流，抑制神經沖動的傳導。同時烏頭堿還影響與疼痛相關的中樞內源性神經遞質（如5-羥色胺、兒茶酚胺、乙酰膽堿、內啡肽）與相應的受體結合，最終造成感覺神經和中樞神經的麻痹。此外，烏頭堿還會破壞星形間質細胞膜的完整性，使細胞內鈣離子外流，細胞呼吸鏈中斷，無氧呼吸增加，糖原大量分解，最終導致神經細胞能量代謝障礙。

4.4.3 肝毒性機制 烏頭堿類生物堿引起肝毒性的機制涉及多種成分、靶點和途徑的聯合作用。研究表明，烏頭堿可能通過調節關鍵靶標AKT1、EGFR、HRAS 和IGF1 來抑制PI3K 和Akt 的磷酸化，降低HIF-1 和mTOR 的表達，破壞氧化還原穩態和能量平衡，最終造成自噬障礙和細胞凋亡，降低肝細胞的耐受性。當大鼠服用烏頭堿類生物堿時可降低體內葡萄糖六磷酸脫氫酶（G6PD）、谷胱甘肽還原酶（GSR）、谷氨酰胺（GLH）的表達，造成GSH 的含量顯著下降，機體抗氧化能力減弱，細胞內ROS 的含量升高，細胞膜磷脂過氧化，最終破壞細胞和線粒體膜結構，影響能量代謝。且服用烏頭堿類生物堿的部分大鼠肝臟病理切片還出現了脂肪變性現象，說明脂質代謝異常，而脂質代謝紊亂會通過炎癥介質的形成和異常分泌來加劇炎癥反應。

5 小結與展望

本文對近20年研究熱度較高的長春花類、吡咯嗪類、紫杉烷類和烏頭類生物堿的毒性劑量、毒性表現和毒性機制進行了歸納總結，分析發現，這四類生物堿的毒性主要體現在心臟、肝臟、神經系統和呼吸系統方面，且毒性機制包含氧化還原穩態的失衡、炎癥因子的釋放、細胞凋亡、離子通道的異常表達和線粒體功能障礙。生物堿的毒副作用大大限制了其研究開發和臨床應用，開展生物堿增效減毒的研究對于其更廣泛的臨床應用具有非常重要的意義。配伍是中醫用藥的主要形式，通過適當配伍可達到增效減毒的目的。生物堿類有毒中藥多辛香，常配伍味酸之白芍、白及、烏梅、赤石脂，味甘之甘草、黃芪、人參、生地黃、何首烏，味苦之防己、黃芩、佛手、秦艽等。研究發現，SD 大鼠給予烏頭堿前用甘草水提取物預處理一周后與未經處理組相比，大鼠體內烏頭堿的含量減少，原因可能是甘草通過上調CYP 酶和外排轉運蛋白（P-gp）的表達來參與附子中二酯二萜生物堿和單酯二萜生物堿的轉運，使毒性較大的生物堿代謝成毒性較小的化合物，降低附子的毒性。除藥物配伍減毒外，發酵、制霜去毒、水火共制減毒等炮制方法也能達到相應的效果。然而，生物堿的成分多樣，毒性機制復雜，基礎研究并不能完全模擬生物堿在人體內的作用，故如何使生物堿發揮增效減毒的作用還需進一步研究和探討。