淺談黃芪甲苷及其在畜牧生產上的應用前景

趙同淵，楊香芳，劉召明，劉玉靜，王翠菊，魏嘉

（青島易邦生物工程有限公司 山東青島 266113）

黃芪（radix astragali）是豆科植物蒙古黃芪或莢膜黃芪的干燥根，古稱黃耆又名綿芪或棉黃芪，其藥用價值可追溯到2000 多年前《神農本草經》，主要分布在我國北方地區。現代藥學研究表明黃芪的主要活性成分包括黃芪多糖、黃芪皂苷、黃芪異黃酮三種，均與黃芪扶正益氣的效用有關，其中除黃芪多糖外，黃芪皂苷中的黃芪甲苷（astragaloside Ⅳ,AS-Ⅳ）研究較為系統，是《中國藥典（2020年版）》和《中國獸藥典（2020 年版）》規定的黃芪定性定量指標之一，是黃芪的藥效物質基礎。

1 黃芪甲苷概述

皂苷是由苷元和糖組成的一類大分子化合物，廣泛存在于植物中，具有消炎、抗癌、抗過敏、抗病毒、心血管保護等多種生物活性和藥理作用，有重要的應用價值，目前已在黃芪中提取出超過40種皂苷成分。黃芪甲苷作為其中的主要成分，是當前的一大研究熱點，其分子式為C41H68O14，最早由王惠康等[1]在蒙古黃芪根中分離得到，在黃芪中含量在0.04%～0.1%之間，可經超聲波、索氏提取等多種提取方法提取，采用高效液相色譜法（HPLC）進行測定，中國藥典和獸藥典均規定其干燥品中含量≥0.080%判為合格（2015 版為0.04%），藥物動力學實驗表明，黃芪甲苷在肝、肺分布濃度最高，腦部最低。

2 黃芪甲苷的作用和藥學原理

和大多數皂苷成分一樣，黃芪甲苷的主要作用有以下幾點：

2.1 促進免疫調節和抗炎癥

AS-Ⅳ通過調節先天和適應性免疫系統的多個方面，來產生抗炎和免疫調節作用。一方面，多途徑刺激機體T、B 細胞、巨噬細胞、中性粒細胞等多種免疫細胞的增殖和活性，促進免疫器官的生長發育。另一方面，通過抑制炎癥因子表達，起到緩解炎癥的作用。有研究表明，小鼠單核巨噬細胞白血病細胞（RAW264.7）在不同濃度的AS-Ⅳ浸潤下，其IL-1β、TNF-α、IL-6 等免疫相關因子濃度升高，細胞凋亡程度明顯降低[2]。并且可以激活造血細胞、刺激間充質間質細胞分泌細胞因子，從而調節造血功能；對上調中性粒細胞的產生和成熟同樣具有作用。在大鼠子癇模型等多個病理模型下，能通過抑制免疫系統“哨兵”-Toll 樣受體（toll-like receptors，TLR）的表達，來調節機體免疫功能，從而減輕炎癥反應；通過與HMGB1 的拮抗作用，促進小鼠調節性T 細胞（TREG）發揮相應的免疫功能，減少機體的炎癥損傷[3]。AS-Ⅳ能顯著刺激暴露在吸煙提取物中的小鼠巨噬細胞的自噬進程（通過抑制TLR4/NF-κB 信號通路），抑制促炎細胞因子的釋放，從而緩解上呼吸道炎癥。

2.2 多器官保護作用

越來越多的研究表明，AS-Ⅳ對動物機體的多個器官具有一定的保護作用。可通過促進PPARγ（過氧化物酶體增殖物激活受體-γ）的表達來調節心臟脂糖代謝從而改善心臟功能和能量代謝[4]；亦可通過激活PI3K/Akt（與細胞代謝、增殖、存活和血管生成等相關）、TLR4/NF-kappaB（機體重要的炎癥信號轉導途徑）等多個重要信號通路，來抑制心肌細胞氧化應激反應，減少心肌細胞凋亡，緩解心肌損傷[5-7]。并且在抑制心臟纖維化、減弱腎素-血管緊張素系統的過度激活、促進正性肌力作用等方面同樣具有顯著的保護作用，AS-Ⅳ被認為是治療心力衰竭的潛在中藥活性成分[8]。在肝臟中，AS-Ⅳ可降低肝臟膠原蛋白的表達，改善CC14 誘導的肝細胞壞死和炎癥反應，緩解二甲基亞硝胺（DMN）誘導的肝纖維化，是治療慢性肝病的有效傳統藥物[9]。在IgA 腎病大鼠模型中，AS-Ⅳ能有效降低脾臟的CD3+T 細胞、CD4+T 細胞、CD20+B 細胞數量，減少腎小球IgA 沉積，減少尿紅細胞量，減少尿蛋白排泄，有助于脾臟免疫功能調節，具有一定改善胰島耐受、降糖降脂的作用[10]。除此之外，AS-Ⅳ對改善肺部炎癥細胞浸潤及氣道上皮細胞損傷[11]、抑制腎臟氧化應激損傷[9]、改善大腦神經炎癥和記憶障礙、減緩視網膜神經節細胞氧化應激[12]、促進骨細胞增殖等方面也有一定作用。

2.3 抗腫瘤

目前認為黃芪是宮頸癌、肺癌、肝癌等多種惡性腫瘤治療的常用藥物。AS-Ⅳ可在腫瘤細胞的增殖、凋亡、侵襲和遷移等多個方面產生作用。這與多個信號通路有關，可通過下調AKt 磷酸化對應的酶蛋白表達，從而抑制基底樣人乳腺癌細胞的增殖；可通過增強細胞內抗氧化物質活性、增強細胞清除自由基作用，抑制人肺癌細胞的增殖；通過上調半胱氨酸酶-3，抑制P-AKt，誘導人食管癌腫瘤細胞凋亡；通過上調細胞凋亡促進基因Bax 蛋白表達，誘導肺腺癌細胞（SPC-A-1）凋亡；通過抑制基質金屬蛋白酶（MMP）家族成員的表達等多個途徑，有效抑制肺癌、原發性乳腺癌、膠質瘤、外陰鱗狀細胞癌、卵巢癌等癌細胞的侵襲和轉移。還可以影響耐藥性相關的多個信號通路，是潛在的多藥耐藥逆轉劑。通過增強巨噬細胞功能，促進多種T 淋巴細胞增殖來提高機體免疫力，從而起到抗腫瘤的作用。

2.4 其他作用

LI 等[12]發現，AS-Ⅳ通過激活機體Nrf2 抗氧化信號通路對由對乙酰氨基酚（APAP）誘導的肝毒性具有很強的保護作用；Zhang 等[13]研究了AS-Ⅳ對乙肝病毒、柯薩奇病毒、腺病毒等的拮抗作用，揭示黃芪甲苷在抗病毒上存在一定作用；除此之外，在皮膚創傷治療、抗衰老、改善機體消化微生態等上有一定作用。同時，有研究表明，AS-Ⅳ對動物胚胎具有一定的毒性，應用時應充分考慮[14]。

3 討論和思考

在實際動物生產上，黃芪常作為飼料添加劑或免疫強化劑拌料或伴水食用，單一成分的黃芪提取物的應用在畜牧生產上并不普遍，目前中國獸藥典上僅收錄黃芪、炙黃芪和黃芪多糖注射液三種，這與藥物配伍、臨床效果、養殖成本等多方面有關。黃芪作為天然的免疫增強和飼料添加劑在實際應用中的作用已被證實，對促進動物泌乳、產蛋、生長等均具有積極意義，在增強動物體抗力、斷奶仔豬過渡、重大動物疫病預防、疫苗佐劑上的應用也較普及，特別是2018 年我國確診首例非洲豬瘟以來，養殖行業“防重于治”的觀念已深入人心，中獸藥以“扶正祛邪”的特點在“后非洲豬瘟”時代有著不可替代的作用，當前常見的以黃芪為主的中獸藥配伍研究已較成熟，可供廣大養殖業主參考（表1）。

表1 黃芪的中獸藥配伍

但也有關于其急性和長期毒性的相關報道。利用現代技術手段，將黃芪中的有效成分提煉出來，最大化的摒棄毒性成分而發揮其效用，對人類和動物健康具有積極的意義。黃芪甲苷作為典型的皂苷類物質，與人參皂苷（人參中的重要活性成分）具有類似的保健和治療效用，但培植、保存、提取難度及價格成本遠低于人參，也許可作為人參皂苷的平價替代，在畜牧生產和動物保健行業同樣具有廣闊的發展前景。

需提醒的是，目前市面上黃芪制劑名稱較多，黃芪甲苷更被個別商家夸大稱為“超級黃芪多糖”作為噱頭進行營銷宣傳。但廣大養殖業主應明白，黃芪多糖和黃芪甲苷都是中藥黃芪的重要活性成分，兩者之間存在共同性和差異，應注意甄別。黃芪多糖作為黃芪的另一重要活性成分，在醫學臨床和畜牧生產上被廣泛使用，黃芪甲苷作為另一研究熱點，其現實利用可以黃芪多糖作為參考，兩者在動物實驗上的效果區別也可作為下一個研究方向，為不斷擴大使用范圍和影響力，加大藥物的提取工藝、聯合用藥等多個方面的進一步深化，為促進動物生產的藥物選擇提供更多參考。■