合成鱼腥草素的研究进展

合成鱼腥草素的研究进展许忠柏1，郑庆德21西南科技大学生命科学与工程学院，四川绵阳（621000）2长春中医药大学第一临床学院，吉林长春（130117）E-mail：xuzhongbai@摘要：应用中药预防和治疗疾病，是中药的一个重要特色，在我国具有悠久的历史。

鱼腥草是三白草科植物蕺菜Houttuynia cordata Thunb.的干燥地上部分，主要活性成分为挥发油和黄酮类化合物。

对鱼腥草的有效成分、药理作用和临床应用等方面的研究进行分析归纳。

结论鱼腥草生物活性较高，疗效确切。

值得进一步推广应用；但对鱼腥草注射液的不良反应。

应引起重视。

结论应进一步加强鱼腥草的基础研究，研制新型现代中药。

关键词：鱼腥草，挥发油，癸酰乙醛，有效成分，药理作用，临床应用，不良反应鱼腥草的主要有效成分为鱼腥草素，其化学名称为癸酰乙醛。

1921年国外报道鱼腥草中含癸醛(Capric aldehyde)、月桂醛(Lauric aldehyde)及甲壬酮( Methyl-n-nonylketone )等成分，但这些化合物都没有抗病原微生物的作用。

1952年，在水蒸汽蒸馏法所得鱼腥草精油中发现了一种有抗菌活性的物质，后被确定为癸酰乙醛[1]。

由于癸酰乙醛不仅不溶于水，而且不稳定;常常转化为既有一定水溶性又稳定，而且抗菌活性不变的“癸酰乙醛亚硫酸盐”使用，又称合成鱼腥草素;合成鱼腥草素的生物活性与鱼腥草素完全相同。

合成鱼腥草素(CH3(CH2)8COCH)CH(OH)SO3Na, MW 302.36，英文名称Sodium Houttuyfonate，简称HOU)是自色鳞片状或针状结品粉末，能溶于水，易溶于乙醇，有特殊鱼腥臭。

合成鱼腥草素在《中华人民共和国药典》(2005版)中被称作鱼腥草素钠，主要当作抗生素治疗各种感染[2]。

癸酰乙醛在鱼腥草中的含量很低，70年代实现了癸酰乙醛亚硫酸钠的人工合成，随后实现了新鱼腥草素的合成。

新鱼腥草素与鱼腥草素的功能类似。

1. 鱼腥草素的抗菌作用鱼腥草素(癸酰乙醛)是由于有抗菌活性被发现的，其亚硫酸氢钠加成物(合成鱼腥草素)也在医药临床上当成抗生素广泛应用。

但对鱼腥草素抗菌的研究仍然停留在抗菌活性试验上，涉及其抗菌机理的研究甚少。

原因可能是由于鱼腥草素本身的抗菌活性不像传统抗生素那样强，迫使研究的中心转移到免疫调节特别是抗菌免疫的研究上，以此来寻求鱼腥草素在体内抗菌的机理。

鱼腥草素是鱼腥草中的抗菌成分.体外实验表明[3-5]，鱼腥草素对多种病原菌有抑制和杀灭作用。

对卡他球菌、流感杆菌、肺炎球菌、枯草芽抱杆菌(枯草杆菌Bacillus subtilis)金黄色葡萄球菌和链球菌有明显的抑制作用;对痢疾杆菌、大肠杆菌(Escherichia coh)、变形杆菌、白喉杆菌、分枝杆菌伤寒杆菌有一定的抑制作用。

鱼腥草素和TMP配合，抑菌效果显著增强;与抗生素合用没发现有拮抗现象[6]。

抗菌药物的作用机制主要为[7-8]:抑制DNA和影响RNA的合成;抑制细菌细胞壁的合成;影响胞浆膜的通透性;抑制蛋白质的合成和核酸的代谢。

鱼腥草以及鱼腥草素的抗菌机制少有文献报道，尚需深入研究。

2. 鱼腥草素的免疫增强作用合成鱼腥草素作为一种抗感染的药物对多种革兰氏阳性及阴性细菌有效而在临床上广泛应用.其临床治疗效果很难用体外抑菌试验的数据来解释，一些学者研究了鱼腥草素对机体免疫的影响后认为是鱼腥草素提高了机体免疫功能所致.目前有限的资料提示鱼腥草素能够提高机体特异和非特异性的免疫功能[9-11]。

鱼腥草煎剂能促进人外周血白细胞吞噬金黄色葡萄球菌，而合成鱼腥草素可以提高慢性支气管炎患者外周血白细胞吞噬葡萄球菌的能力。

鱼腥草注射液、新鱼腥草素及类鱼腥草素(乙酰乙醛)可以提高巨噬细胞的吞噬能力，促进血清溶血素IgM抗体的生成[12]。

合成鱼腥草素对脾胀切除小鼠致免疫功能底下的小鼠的特异和非特特异免疫功能有明显的增强[13]。

慢性支气管炎患者使用鱼腥草素治疗血清中溶菌酶的活力升高，溶菌酶是巨噬细胞产生的重要的有杀菌作用的酶。

王大勇的研究[14]表明，鱼腥草素可以直接作用巨噬细胞，具有促进巨噬细胞活化，增强巨噬细胞功能等作用。

2.1巨噬细胞组织巨噬细胞来源于外周循环血液中的单核细胞。

巨噬细胞广泛分布在脑组织、消化道、肺、肝脏血管周围、脾脏以及腹腔当中。

组织中的巨噬细胞在体内大约可以存活2-4个月。

在巨噬细胞存活期间，有的处于相对静止状态，有的则以阿米巴样运动方式在组织中移动，腹腔中活化的巨噬细胞会主动迁移到淋巴结.巨噬细胞在机体免疫应答过程中有非常重要的作用[15-16]。

巨噬细胞在免疫应答反应中土要通过两种途径发挥作用，其一是抗原递呈所用，抗原递呈过程包括识别及吞噬抗原，降解抗原蛋白质为抗原多肚，以及向淋巴细胞递呈抗原并提供协同刺激信号等过程;另外是产生在T淋巴细胞活化增殖过程中发挥重要作用的协同激活因子IL-1。

巨噬细胞不但可以通过表面特性直接辨识属性不同的物体，还可以利用细胞表面丰富的受体来识别抗原[17]。

巨噬细胞吞噬异物(包括细菌、病毒)后可以形成吞噬体，与初级溶酶体融合形成次级溶酶体，在形成次级溶酶体的过程中吞噬体内环境将被酸化，溶酶体内含有的酸性水解酶例如，溶菌酶、酸性磷酸酶等会将大分子的吞噬物降解至分子量小于200的化合物。

巨噬细胞内保留了完整的合成新的分泌蛋白以及溶酶体所需的全部细胞器，在必要时可以产生新的溶酶体，以持久的方式不断进行吞噬以及降解.巨噬细胞杀灭病菌和病毒的另一种方式是分泌反应性氧中介物(O2-OH, H2O2)直接杀灭外来生物。

当巨噬细胞周围环境中存在可以激活巨噬细胞的物质时，巨噬细胞将被活化，表现出一系列的变化[18].活化后的巨噬细胞内部代谢率迅速上升，移动性增强，吞噬功能提高，分泌功能增强，细胞质容积增加，细胞体积增大，活化巨噬细胞杀灭微生物的作用大幅度提高。

活化后的巨噬细胞的吞噬作用非常强，并且由于体积较大，可以吞噬体积较大的颗粒状异物、微生物以及坏死的细胞。

此外，活化的巨噬细胞还能旺盛的分泌多种酶类(溶菌酶、水解酶类等)、调节因子以及其它多种具有不同生理功能的化学物质。

2.2溶菌酶巨噬细胞吞噬抗原和杀灭病原微生物主要有两种方式:一是靠溶酶体中的酶体系(含溶菌酶)降解作用;二是产生大量的反应性氧中介产物和氮中介产物杀灭作用。

溶菌酶(Lysozyme或1,4-β –N-乙酰胞壁质酶)是巨噬细胞产生的重要的杀菌酶。

溶菌酶最突出的作用底物为革兰氏阳性菌细胞壁中NAM与NAG之间的β-1,4-糖苷键中的C-O单键。

关于催化机理目前有两种假说，一是Koshland提出来的共价催化假说，二是亲核催化假说。

两种假说的酶反应位点相同，即35位的谷氨酸和第52位的天冬氨酸参与反应[19-20]。

研究表明溶菌酶对动物细胞膜有免疫监督作用[21]，够增强PMNs及巨噬细胞的吞噬功能[22]以及巨噬细胞的抗原递呈功能[23]，还能够激活单核细胞[24]。

溶菌酶具有诱导磷脂囊泡融合的作用，有助士次级溶酶体的形成[25-26]。

此外一些溶酶体还具有灭活某些病毒和抗肿瘤活性。

溶菌酶的抗菌是由于它能水解细菌细胞壁(β-1,4-糖苷键)，但也有人认为可能有其它的抗菌方式[27-28]。

Ibrahim及其同事报道，溶茵酶在体外具有不依赖其酶催化作用的广谱抗革兰氏阳性菌及阴性菌的能力。

溶菌酶中的87-114位氨基酸序列构成了螺旋-环-螺旋(HLH)结构，这种结构域常见于具有膜活性及DNA结合活性的蛋白质当中。

溶菌酶中的98-112片断及HLH片断本身即具有广谱抗革兰氏阳性及阴性菌的活性。

进一步的研究还证实，N一端螺旋结构具有抗革兰氏阳性菌活性，而C一端螺旋结构具有抗革兰氏阴性菌活性。

HLH及其C 一端螺旋结构可以借助自身促摄取作用穿透革兰氏阴性菌的外层细胞膜，然后在细菌内膜上形成孔道损伤细菌内膜[29-30]溶菌酶的确切生物学功能还需要深入探索和研究。

由于溶菌酶在免疫调节和抗菌方面有如上所述的重要作用，本研究在考察鱼腥草素同系物对小鼠免疫影响的时候，把鱼腥草素对血清中溶菌酶活性影响也作为一个指标。

另根据资料[31-32]，表面活性剂与蛋白质及酶相互作用后，通过改变蛋白质的构象从而影响酶的活性。

从分子结构来看，鱼腥草素同系物是典型的表面活性剂，有可能影响溶菌酶的空间构象的方式来影响其活性。

为此，又直接用溶菌酶和鱼腥草素同系物作用，然后考察了其活性变化与鱼腥草素同系物浓度的关系。

2.3免疫佐剂作用免疫佐剂(Adjuvant )是在制剂过程中加入疫苗，通过特异性或非特异性免疫增强作用提高血清抗体水平的物质。

减毒活病毒或细菌的免疫激活作用通常较强，可以在没有佐剂的情况下刺激机体在较长的时期内产生足够多的抗体。

但是大多数可溶性纯化蛋白质疫苗或者含有纯化病原微生物的有效抗原组分的亚单位疫苗的免疫激活作用非常弱，不足以刺激机体产生足够量的抗体，因此必须在疫苗的制造过程中加入免疫佐剂[33-34]。

免疫佐剂不但可以促进通常不容易引起免疫反应的高纯度蛋白抗原的抗体产生，还可以促进对某些抗原反应性较差的个体的免疫反应，例如乙型肝炎疫苗接种中的某些病例，以及某些老年人接种感冒疫苗的病例。

活疫苗有可能在疫苗接种过程中使接种者意外感染上疫苗中所含有的病菌或病毒，而以纯化蛋白质或蛋白质亚单位制成的疫苗却可以避免这种接种过程中的意外感染。

随着基因工程技术、蛋白质纯化技术甚至蛋白质人工合成技术在疫苗研制和生产中的应用，越来越多的纯化蛋白质或蛋白质亚单位疫苗将被应用于临床。

鱼腥草素连续用药能够提高动物血清中绵羊红细胞抗体IgG和IgM的水平。

合成鱼腥草素与抗原混合后单次皮下接种，即能够有效提高血清中抗原特异性IgG抗体水平[33-34]，表明具有一定佐剂化功能。

3. 鱼腥草素的合成天然产物化学研究的目的主要是为了充分利用白然资源，扩展天然活性成分的利用范围。

以活性单体为先导化合物((leading compound)，合成新型药物为现在研究的方向之一[35-37]。

先导化合物则是指有特定分子骨架和活性机团或药效机团的化合物，往往是预备药物。

通过对生物活性(Bioactivity )、结构与功能以及作用机理的研究，可以确定活性结构(基团)，进一步确定功效结构的模型，从而把目标物质锁定在较小的范围内，然后按确定的靶标反复进行活性实验即化学结构修饰，以寻找活性更高的物质，这一过程也叫靶向筛选(targetedscreening) [38]。

通过化学修饰或合成以及生物技术的运用就找到生物活性更高的目标物质。

如青蒿素通过化学修饰变成甲基青蒿素后其抗疟原虫的活性增加了10倍。

对鱼腥草素进行化学修饰以及改变烷基链的长度来合成其同系物的目的就是要寻找抗菌和免疫活性更高的化合物。