徐明,張靜,邱建平,陳薈旭
邛崍市醫療中心醫院,四川 邛崍 611530
馬錢子為馬錢科植物馬錢Strychnos nux-vomica L.的干燥成熟種子,味苦、性溫,有大毒,歸肝、脾經,具有通絡止痛、散結消腫之功效[1]。馬錢子最早以“番木鱉”為正名,收錄在《本草綱目》中,又名馬前、苦實、牛銀等。馬錢子的主要化學成分為生物堿類化合物、萜類、甾體及苷類等,其中馬錢子堿和士的寧是其主要有效成分,同時也是毒性成分之一[2]。馬錢子的毒性限制了其臨床應用,炮制的最終目的是減毒增效。在炮制過程中,馬錢子堿和士的寧含量減少,毒性大大降低,利于進一步開發應用。馬錢子藥用價值極大,近年來,大量研究對其藥理作用及藥效機制進行了深入探討,并取得一定的研究成果。
本文對馬錢子的炮制歷史及現代炮制方法進行梳理,并對近年來馬錢子的藥理作用研究進行系統歸納,以期為馬錢子的炮制方法、藥物研發及臨床應用提供參考。
1.1 凈制清代《外科大成》[3]中對馬錢子“括去殼”的記載可能為其最早的凈制方法描述,此后的眾多書籍中對馬錢子的凈制方法多為“去毛”的描述,如“去毛,銀刀或磁片刮去毛”(《惠直堂經驗方》)[4]、“篩去皮毛”(《本草綱目拾遺》)[5]、“磁峰刮去毛”(《葉天士手集秘方》)[6]等。清代各醫家對馬錢子的毒性有了進一步的認知,其凈制方法也相應增加,如《串雅補》[7]中的“泉水浸脹刮去毛”,《春腳集》[8]中增加了“米泔浸后刮去皮毛”,《珊瑚方》[9]中的“牛奶浸后去毛”,《良朋匯集》[10]中“泡去毛”“滾水煮去皮”,《外科證治全書》[11]中“煮數沸后浸熱湯,刮去皮心”,《篙厓尊生書》[12]中記載為“炒焦去毛”。從對馬錢子古代凈制方法的梳理不難看出,馬錢子由一開始直接去毛逐漸拓展到刮去毛、浸泡去毛、煮沸去毛皮、炒焦去毛等多種凈制方法,側面展現了古人對馬錢子用藥方式的智慧。
1.2 切制明清時期醫家對馬錢子的切制方法要求描述多為“切片”或“研為細末”,如“細切”(《證治準繩》)[13]、“研末”(《良朋匯集》)[10]、“咀片”(《外 科 大 成》)[3]、“揀 凈,末”(《本 草 綱 目 拾遺》)[5],也有醫家為方便炮制而描述為“水磨切片炒研”(《得配本草》)[14]、“切片,瓦上炙 炭存性,研末”(《外科證治全書》)[11],從對馬錢子切制描述可以看出古人對其用藥的規范性。發展到現代,《中藥炮制經驗集成》中對馬錢子的切制有了“切1~2 mm的片”的明確要求。從現代炮制機理分析,切制方法的規范有利于藥材與輔料充分接觸,更好地實現減毒增效的目的。
1.3 炮制馬錢子有大毒,故各醫書對馬錢子的炮制方法描述眾多,《本草綱目》中雖然在“氣味”項中記載馬錢子為無毒,但在“集解”項中描述為“或云以豆腐制過用之良。或云能毒狗致死。”由此可見,李時珍在當時已經注意到馬錢子的毒性,發現經過豆腐炮制加工后毒性降低,其所言“無毒”可能與“含之咽汁”“磨水噙咽”的用藥方式以及用量有關,局部用藥并且用量較少,沒有表現出毒性。之后,馬錢子的炮制方法慢慢發展起來,清炒法是早期的應用方法之一,如“炒研”(《得配本草》)[14]、“炒至黑色”(《葉天士手集秘方》)[6]、“去殼莢,炒至黑色”(《壽世保元》)[15]等。
加輔料炒是馬錢子應用較多的一種炮制方法。《惠直堂經驗方》[4]記載了馬錢子“麩拌炒去油為末”與“面炒”的炮制方式。《文堂集驗方》[16]也有“麩皮同炒去油盡為末”的描述。《串雅補》[7]中寫道:“酒壇黃泥杵碎,篩細,拌木鱉,烈火炒松。”《增輯驗方新編》[17]中也有對馬錢子“炒紅土磚細粉拌炒”的炮制方法。《本草拾遺》中記載為“黃土炒,焦黃為度,不可太枯”。明代也有“油炒”(《醫便》)[18]、“油炸”與“油煎枯”(《外科啟玄》)[19],而到了清代由牛油改為麻油,如“香油炸待浮”(《良朋匯集》)、“香油炸浮”(《醫宗金鑒》)[20]、“麻油炸黃色”(《串雅補》)[7]、“麻油內煎老黃色”(《外科證治全書》)[11]等,該法一直沿用至今。另外,還有去油制霜法、煮制法、蜜炙法、童便制等。
馬錢子的古代炮制方法多樣,這與其本身毒性有關,炮制目的為最大程度降低毒性,與現代炮制原理相吻合。由于操作難度大、成本高的局限性,大部分炮制方法已經不再沿用,但這些炮制方法是古人長期用藥方式的總結,為馬錢子現代炮制標準提供了參考。
馬錢子的主要炮制原理為減毒,其主要的生物活性成分為馬錢子堿和士的寧,同時也是主要的毒性成分。現代研究證實,馬錢子堿和士的寧的安全用藥劑量范圍很小,其有效量和產生輕微中毒癥狀的劑量范圍接近[21]。馬錢子堿和士的寧在高溫加熱過程中其自身的醚鍵會發生斷裂,轉變為相應的氮氧化合物,所以選用合適地炮制方法來降低有效生物堿的毒性是十分必要的。馬錢子的現代炮制方法有砂燙法、油制法、醋制法、烘法、奶制法、陽江九制法等,其中僅砂燙法被收錄在2020版《中華人民共和國藥典》[1]中,屬于比較標準的炮制方法。
2.1 砂燙法砂燙法是指取潔凈河砂置炒制容器內,用武火加熱至滑利狀態時,投入待炮炙品,不斷翻動,炒至表面鼓起、酥脆或至規定程度時,取出,篩去河砂,放涼。砂燙法可以有效降低馬錢子堿和士的寧的含量,也可以去除表面絨毛,增加其脆性。但由于砂礫不均一,炮制后的馬錢子化學成分含量不統一,容易出現中毒現象。徐穎等[22]利用正交試驗法優化了砂燙馬錢子的制備工藝,以馬錢子堿和士的寧含量為指標,考察砂粒度、砂料比、炒制溫度和時間對馬錢子的影響,結果證明砂燙法的最佳炮制工藝為砂粒度在300~600μm之間,砂料比為7∶1,炒制溫度(90±5)℃,炒制時間4 min。
2.2 油制法油制法也是馬錢子的常用炮制方法之一,是指將馬錢子置油鍋中,控制油溫為230~250℃,至無爆破聲,馬錢子中間變成褐色時,取出,晾干。孫麗榮等[23]通過對油制馬錢子的生物堿成分含量分析發現,油溫控制在220~260℃條件下制備的馬錢子中,馬錢子堿和士的寧的含量明顯下降,溫度低于220℃時生物堿含量變化不大,高于280℃時容易出現焦化現象,這為油制馬錢子的制備工藝標準提供了實驗依據。
2.3 烘法烘法是指通過烘箱等設備對馬錢子進行加熱炮制,同時控制溫度和時間參數,最大程度上保證馬錢子炮制品的制備均一性。屈艷格等[24]研究對比烘法和砂燙制法下有效生物堿含量的差異,結果發現兩種炮制品的生物堿含量接近,而烘法操作更簡單,工藝參數具有可控性,適合大規模生產,有利于提高工作效率,具有替代砂燙法的可行性。
2.4 醋制法及奶制法醋制法及奶制法是部分地區對馬錢子的傳統炮制方法,通過加入不同性質的輔料在加熱過程中與馬錢子進行反應,從而一定程度上降低馬錢子堿和士的寧的含量,進而減少毒性。曾佩瑜等[25]以馬錢子堿和士的寧含量為指標,利用正交試驗優化醋馬錢子的炮制工藝,篩選出最佳醋制工藝為水浸5 d,白醋濃度2.5%,醋煮時間1 h,該工藝條件下馬錢子堿和士的寧含量較低。楊紅梅等[26]從藥效指標來評價砂燙法、油制法以及醋制法下各炮制品的差異,發現在相等劑量條件下,醋制馬錢子的抗炎鎮痛效果更優。王明昭等[27]利用高效液相色譜測定了七種地區馬錢子炮制品的馬錢子堿含量,各炮制品呈現出不同程度的降低,其中以醋浸砂炒品的含量最低。聶彥彥等[28]研究了砂燙法、油炸法、奶制法、烘烤法及甘草制法5種炮制方法對馬錢子堿和士的寧含量的影響,發現以奶制法含量最低,表明奶制法能夠有效降低毒性生物堿的含量。劉險鋒[29]通過紫外分光光度法證明了奶制法能有效降低馬錢子中馬錢子堿和士的寧的含量,這可能是由于牛奶中的蛋白質更易與生物堿結合發生反應有關。部分地區仍存在當地特有的馬錢子炮制方法,如廣東陽江的陽江九制法、江西的童便制法,但具有衛生條件差、操作費力等缺點,不足以作為標準制法,且已有學者佐證了醋制法、奶制法等可以更好地替代這些方法,更有效地降低有毒生物堿的含量[30]。
從對馬錢子現代炮制方法的梳理來看,砂燙法和油制法是現代應用較多的方法。馬錢子炮制的主要目的是減毒,高溫加熱是馬錢子毒性降低的核心環節,但不同炮制方法下馬錢子堿和士的寧含量的下降程度不一。砂燙法、油制法以及烘法是通過不同的加熱方法來降低馬錢子中有毒生物堿的含量,其中烘法是馬錢子炮制的一種新技術,不受限于傳統炮制方法的主觀因素,操作簡單,工藝參數具有可控性,值得進一步推廣應用。醋制法和奶制法是通過添加不同的輔料反應后進行加熱炮制的過程,不同性質的輔料在炮制過程中能夠不同程度上降低有毒生物堿的含量,并且克服了部分傳統炮制方法衛生條件差的缺點,已有部分學者證明了該法的科學性,為其進一步應用提供了重要依據[31-32]。
3.1 抗腫瘤馬錢子主要活性成分馬錢子堿具有抑制腫瘤生長的活性,能夠顯著誘導白血病癌細胞、結腸癌細胞、乳腺癌細胞、肺癌細胞、腎癌細胞等的凋亡。李仙仙等[33]發現馬錢子堿能在一定程度上抑制人白血病細胞株HL-60的增殖,誘導其凋亡,推測可能與下調Bcl-2基因以及上調Bax基因的表達水平有關。婁諍等[34]在研究馬錢子堿對人急性髓系白血病KG-1細胞凋亡的影響中發現,馬錢子堿可以顯著抑制KG-1細胞的增殖,上調Bax、Bim基因的表達水平以及激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-9(cystein-asparate protease-9,Caspase-9),使細胞發生凋亡。馬錢子堿可以通過調節白細胞介素-6(interleukin-6,IL-6)/信號轉導與轉錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)信號通路,抑制細胞中STAT3的磷酸化誘導人結腸癌細胞HT-29的凋亡[35],也能通過調節Wnt/β-catenin信號通路,將人結腸癌細胞株SW480周期阻滯在G2/M期,進而誘導其發生凋亡[36]。徐媛媛等[37]在探討馬錢子堿抑制乳腺癌種植瘤增殖的機制中發現,馬錢子堿能夠下調乳腺癌種植瘤中血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和環氧合酶-2(cyclooxygenase-2,cox-2)的蛋白表達水平,進一步抑制腫瘤生長。李苗等[38]通過體外實驗證明馬錢子堿可濃度和時間依賴性抑制人肺癌細胞株PC-9的增殖,能夠將PC-9細胞阻滯在細胞周期G1,并誘導細胞凋亡,深入研究其分子機制發現,馬錢子堿能下調Cyclin D1、Cyclin E mRNA及其相關蛋白的表達水平,將PC-9細胞阻滯在細胞周期G1,從而抑制細胞增殖。梁小婷等[39]證實了馬錢子堿可以誘導人肝癌HepG2細胞的凋亡,其機制可能與激活JNK-Fas通路有關。康建英等[40]證實了馬錢子堿可以誘導人腎癌細胞ACHN凋亡,增加Dickkopf-1的蛋白表達水平,降低β-catenin、基質金屬蛋白酶-7(matrix metalloproteinases-7,MMP-7)和C-myc的蛋白表達水平,其抗癌機制可能與抑制Wnt/βcatenin信號通路有關。可以看出,馬錢子在抗腫瘤方面具有顯著的藥效活性,這為馬錢子作為抗腫瘤藥物的研發提供科學依據,也增加了臨床治療腫瘤相關疾病藥物選擇的多樣性。
3.2 興奮神經中樞馬錢子中的主要有效成分馬錢子堿和士的寧能使神經中樞興奮,士的寧對整個中樞系統都有影響,基于這種作用,可用于治療重癥肌無力、面神經麻痹、膀胱逼尿肌收縮無力等多種神經系統疾病[41-42]。鄒瑩等[43]利用自身免疫性重癥肌無力大鼠模型探討馬錢子的免疫調節作用,發現馬錢子能夠降低模型大鼠中AChRab和IL-6的含量,減少了對突觸后膜AchR的損害,進而緩解肌無力癥狀。硼替佐米作為抗腫瘤藥物,長期服用會誘發神經毒副反應癥狀,馬錢子治療后能夠減輕服用硼替佐米治療后產生的相關周圍神經毒性反應[44]。馬錢子可促進坐骨神經機械損傷后的功能恢復,其機制可能與降低氧化應激水平和改善血糖控制有關[45]。另外,馬錢子堿也能夠與抑制性神經遞質競爭結合受體,從而興奮神經中樞,起到治療膀胱逼尿肌收縮無力的作用[46]。可以看出,馬錢子在治療神經系統疾病方面具有顯著的藥效,應用前景廣闊。
3.3 抗炎已有眾多學者通過二甲苯致小鼠耳腫脹等經典模型證明了馬錢子及其炮制品具有良好的抗炎效果[47-48]。方芳等[49]通過實驗證明了馬錢子生物堿能夠抑制類風濕性關節炎滑膜細胞的增殖,以馬錢子堿和士的寧的治療效果最佳。張董喆等[50]利用佐劑性關節炎大鼠模型證明了馬錢子具有抗炎作用,其機制可能與下調一氧化氮與一氧化氮合酶的含量有關。孫響波等[51]證實了含有馬錢子的藥對煎液能降低佐劑性關節炎模型大鼠血清中IL-1β、IL-6水平,升高保護細胞因子IL-10含量,減輕機體炎癥反應。洪振強等[52]利用兔膝骨Hulth-Telhag關節炎模型證實了馬錢子能夠修復骨關節炎造成的軟骨損傷,其機制可能是通過超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)途徑抑制一氧化氮介導的軟骨細胞凋亡實現的。
3.4 鎮痛馬錢子的鎮痛作用已廣泛應用于臨床,其主要鎮痛成分是馬錢子堿,也有學者通過醋酸扭體實驗等證明了馬錢子具有一定的鎮痛效果[53]。喬翠霞等[54]利用乳腺癌骨轉移癌痛小鼠模型觀察馬錢子的鎮痛效果,發現經馬錢子治療后的小鼠在熱板法檢測中縮足反應百分率得到提升,熱刺激痛閾值明顯下降,表明馬錢子具有良好的鎮痛作用,其機制可能與抑制破骨細胞活性有關。李永豐等[55]通過慢性壓迫損傷大鼠模型驗證馬錢子堿的鎮痛效果,經馬錢子堿治療后大鼠外周損傷區局部的機械縮足反射閾值以及熱縮足潛伏期均顯著提高,同時證明了鉀離子通道參與馬錢子堿在外周的鎮痛作用。
3.5 其他馬錢子還具有其他方面的藥理活性,倪媛媛等[56]基于斑馬魚模型證明了馬錢子能夠在一定程度上抑制斑馬魚血管的生成,具有抗血管生成活性。徐萌等[57]證明了馬錢子堿能夠下調血管內皮生長因子和上皮細胞激酶A2的蛋白表達水平,誘導人臍靜脈內皮細胞凋亡。此外,馬錢子還具有改善酒精依賴[58]、促進小腸運動[59]等作用。
馬錢子毒性劇烈,需要經過炮制后減輕有毒生物堿的含量方可小劑量入藥[47]。張美玉等[60]發現馬錢子總生物堿成分組能夠引起大鼠腎小管上皮濁腫、腎小球腫大水腫,其中馬錢子堿和士的寧的質量分數分別為33.1%、25.9%。Zhao等[61]利用斑馬魚模型初步評價馬錢子誘導器官的毒性反應,發現馬錢子對斑馬魚的心臟、中樞神經系統、肝臟和腎臟等不同器官均有影響,并且具有一定的可逆性。趙霞等[62]利用斑馬魚模型研究馬錢子的體內肝臟毒性機制,研究結果表明,馬錢子能夠引起SOD和過氧化氫酶(catalase,CAT)活性下降,丙二醛(malonic dialdehyde,MDA)含量、谷丙轉氨酶(alanine aminotransferase,ALT)以及谷草轉氨酶(aspartate aminotransferase,AST)水平顯著升高,機體氧化應激水平升高,馬錢子破壞了機體的抗氧化防御系統,進而影響細胞凋亡,導致肝細胞受損;在相關基因檢測中發現,SOD1、Bcl-2、GSTP2和醌氧化還原酶1[ENAD(P)H:quinone oxidoreductase1,NQO1]等抗氧化基因和解毒酶基因的表達水平顯著下降,BID基因的表達水平遠高于MCL-1B基因,表明細胞凋亡速度遠高于自我修復速度;TGF-β1和RBP 4基因的表達水平呈現出濃度依賴性增加的趨勢,而HMGCRA基因表達水平下降,提示肝脂肪變性和纖維化可能與調節TGF-β1、RBP4和HMGCRA的表達有關。
馬錢子作為一味傳統中藥,因其毒性較大,臨床常用其炮制品。自明代以來就有眾多古籍保存了馬錢子的炮制方法,如砂燙法、油制法、蜜炙法、童便制,其目的也是為了降低毒性,但其中部分炮制方法僅局限于當時小部分民眾的使用,缺乏質量標準規范,如豆腐制、童便制。馬錢子的現代炮制方法在保留了部分傳統的砂燙法、油制法等方法外,又增加了新的炮制方法,如烘法保證了馬錢子炮制品的工藝均一性,適合現代化生產,具有一定的科學性,值得推廣應用。同時,也對一些傳統方法進行了改良,如奶制法、醋制法,并經實驗研究證實了其內在的科學性,既有效降低了有毒生物堿的含量,也保持了清潔性。從對馬錢子的炮制機理研究來看,各種炮制方法主要目的是為了降低馬錢子堿和士的寧等有毒成分的含量,在加熱過程中馬錢子堿和士的寧會逐漸氧化分解為異士的寧、異馬錢子堿、士的寧氮氧化物和馬錢子堿氮氧化物等化合物,從而降低毒性。同時也有研究表明,馬錢子的化學成分與其產地和炮制方法密切相關,其毒性大小并不與馬錢子堿和士的寧含量成正比關系[27,63]。因此,對馬錢子炮制后有關化學成分的變化以及這些變化對毒效相關性的影響也應得到深入研究。
馬錢子藥理廣泛,具有誘導癌細胞凋亡、抗腫瘤、治療神經系統疾病、抗炎、鎮痛等多方面的藥效活性。馬錢子雖毒性較大,治療窗口狹小,但其療效顯著,且在安全用藥劑量范圍內,其治療效果隨劑量的升高而增強,但也會產生一定的不良反應。目前,有關馬錢子組方配伍的應用也是降低其毒性、發揮藥效的方式之一,但其配伍后的物質基礎變化、內在機制等缺少深入的研究。馬錢子臨床應用潛力巨大,今后應重點研究炮制工藝、藥物劑量、組方配伍及其機制、工藝新劑型等方法來減少其毒副反應。同時也應開展馬錢子及其有效成分的安全性研究工作,制定相關標準,在安全范圍內發揮最大的藥效,以便更好地為臨床服務,為指導臨床合理用藥提供科學依據。