金絲桃素

結構式

金絲桃素(hypericin)是貫葉連翹Hypericum perforatum L.中最具生物活性的物質，具有抗病毒、抗抑鬱和光動活性。除貫葉連翹外，金絲桃素廣泛分布於金絲桃屬Euhypericum組其它植物和Campyloporus組植物中(Keller分類法)。近年來，在抗病毒(包括HIV)、癌症的光化學治療、貫葉連翹抗抑鬱機制研究等方面十分活躍。

研究背景

2005年10月30日的《蘭州晚報》報導說，中國農科院蘭州畜牧與獸藥研究所、農業部新獸藥工程重點試驗室主任梁劍平博士領導的課題組研究出治療H5N1亞型禽流感病毒的中藥藥物。

貫葉連翹

引起美國人注意的中藥名稱叫“金絲桃素”，一種被梁劍平認為“人禽共治”並比羅氏生產的“達菲”更有效的治療禽流感的藥物。這對全世界身陷禽流感恐慌的人們來說，是一個好的訊息。

“達菲”是目前世界唯一認可治療H5N1的藥物，但其生產能力嚴重不足且售價高昂。達菲主要從八角中提取，八角的主要產地在中國雲南、福建等地，產量相對有限，目前供不應求，價格也隨之颯升。達菲的生產過程極為複雜，整個生產工藝至少要在一年以上，加上原料緊缺，極大影響了它的產量。而且目前中國沒有企業生產，上海羅氏目前已向瑞士羅氏提出生產申請，其股價也隨之颯升30%以上。

比“達菲”更有效的治療禽流感的金絲桃素，生產過程相對簡單。金絲桃素系從貫葉連翹當中提取，生產企業眾多，有一定規模的有：西安天誠醫藥生物工程有限公司、寧波立華製藥有限公司、四川郎中藥業有限公司、湖南湘源植物生化有限公司、蘇州市立德化學有限公司、成都福潤德實業有限公司、陝西安康志朗生物資源套用研究所、湖州聖馬生物化學有限公司、雲南盤龍雲海集團股份有限公司、山東綠葉製藥股份有限公司等29家公司。

新華社報導，中國相關科研單位日前完成了活雞人工感染H5N1亞型禽流感病毒治療臨床試驗。結果表明，從中藥材中提取的金絲桃素對人工感染的H5N1亞型禽流感家禽活體具有100％的治癒率。

化學結構及其衍生物

金絲桃素是二蒽酮類，即4，4，5，5，7，7-六羥基-2，2-二甲基-中位-萘並二蒽酮。其衍生物包括假金絲桃素(pseudohypericin)和一些前體物質，如原金絲桃素(protohypericin)、金絲桃輔脫氫二蒽酮(hypericodehydrodianthrone)等。

化學合成

金絲桃素的生成合成路徑推測是：

歐鼠李皮大黃素→大黃素蒽酮→二蒽酮→金絲桃輔脫氫二蒽酮(5)→原金絲桃素(3)→金絲桃素。

化學合成

提取分離

貫葉連翹

金絲桃素在貫葉連翹全草中的含量為萬分之幾，對於它的提取及測試有一定的要求，以往多採用甲醇提取法，因甲醇有毒，現改用乙醇提取來獲得其中的活性成分。此外，溶劑類型、濃度、提取時間和次數、溫度、原料的產地以及提取部位等都可影響金絲桃素的提取效率，如中國陝西地區貫葉連翹中金絲桃素類的混合成分含量略高於歐、美同種植物；貫葉連翹花中金絲桃素的含量最高，而莖中含量最少。

按國際市場要求，貫葉連翹提取物中金絲桃素的含量要大於30 mg/kg，在方法、工藝方面都較成熟。中國現行的提取工藝存在產品易吸濕、發黏的缺點，產品中金絲桃素的含量往往低於30 g/kg，而且其中金絲桃素的含量常隨貫葉連翹中金絲桃素的含量變化而變化，不能滿足國際要求，因此有必要對貫葉連翹的提取分離工藝進行系統深入的研究。分別用3種不同溶劑（丙酮、甲醇和乙醇）作提取劑，進行比較實驗，發現提取溶劑濃度和提取溫度對貫葉連翹提取物的提取率和提取物中金絲桃素的含量有顯著影響。乙醇提取的產品中金絲桃素的含量較高，產率也較高。濃度以800 mL/L的乙醇、溫度以80 ℃為宜，且溶劑價格便宜，易於回收，工藝簡單，所得的提取物色澤好。

藥理作用及臨床套用

1 抗抑鬱：貫葉連翹提取物在歐洲(尤其是德國)長期被用作抗抑鬱藥物，但關於其機制及有效成分的研究仍在探索中。

一般認為，貫葉連翹與普通抗抑鬱藥物一樣，抑制去甲腎上腺素和5-羥色胺的再吸收。有理論認為，貫葉連翹在多方面同時起作用：抑制去甲腎上腺素、5-羥色胺和多巴胺再吸收；低水平的MAOI(單胺氧化酶抑制劑)；作用於下丘腦，抑制皮質醇分泌。也有理論認為貫葉連翹粗提物對一些腦神經傳質有關的化合物受體有良好的親和力，如GABA(γ-氨基丁酸)。GABA是鎮定中樞神經的主要物質之一，新的研究表明，GABA與抗抑鬱也有關係。抑鬱症患者的GABA水平很低，而能夠增強GABA活性的藥物也有抗抑鬱效果。又有人提出貫葉連翹抑制白介素-6活性，後者是一種促進免疫的化學物質，能引起抑鬱症。而貫葉連翹可用於治療更年期抑鬱症是由於所含的一種溫和的植物激素——β-谷甾醇的作用。

普遍的觀點是：貫葉連翹抗抑鬱的有效成分是金絲桃素，它通過MAOI機制起作用。但研究者們對金絲桃素就是有效成分及對MAOI機制本身表示懷疑，提出了新的可能有效成分：黃酮類(與MAOI有相似的化學結構)，如阿曼托黃素(3，8-雙4，5，7-三羥基黃酮)；口山酮類(抑制MAO-A，MAO-B)及其它未知成分，並認為可能是幾種物質協同作用。

許多研究可為貫葉連翹抗抑鬱的有效性和安全性提供證據，最具說服力的是Linde等用metoanalysis統計學方法處理隨機臨床實驗的報導。該文獻表明：在治療輕度和中度抑鬱症時，貫葉連翹明顯優於安慰劑，與標準抗抑鬱藥物 (三環類) 相比，療效相同而副作用較小。

但Linde的實驗療程短，劑量小，只考察了輕度和中度抑鬱症患者，未和其它標準抗抑鬱藥(MAOIs, SSRIs, Effexnor, Paxil等)作對比研究，因而認為貫葉連翹可以完全替代抗抑鬱藥的結論還不成熟。同時，貫葉連翹仍有一些副作用，包括與MAOIs的相互作用、5-羥色胺綜合徵、光敏作用、刺激腸胃、疲乏、失眠和變態反應等。

貫葉連翹的LD50未見報導，但某些活性成分的LD50是已知的。如金絲桃苷(hyperin)的LD50＝(0.5±0.014) g/kg。而以35倍於標準劑量的貫葉連翹提取物作用於志願者，只有很小的副作用。表明貫葉連翹具有較高的LD50和較低的毒性。

禽流感全球蔓延

2 抗病毒：離體和活體實驗表明，金絲桃素可抑制人體免疫缺陷病毒(HIV)及其它一些反轉錄病毒。金絲桃素體外實驗對單純皰疹病毒1型、2型(HSV-1、HSV-2)，副流感病毒，牛痘病毒，皰疹口炎病毒有抑制作用，抑制濃度分別為0.2，<0.1, 0.1, 1.0 μg/mL。對人巨噬細胞病毒體外實驗也有抑制作用，ED50為0.8 μg/mL。

金絲桃素對小鼠體內感染Friend白血病病毒有治療作用，每隻10～50 μg iv，可延長感染小鼠的壽命，50 μg iv，可抑制感染小鼠脾重的增加，並有抑制病毒複製的作用。

愛滋病(AIDS)是威脅人類健康的頑症，引起AIDS的主要原因是HIV，尋找抑制HIV的化合物是克服AIDS的一條途徑。目前一個研究熱點即從中草藥中分離HIV抑制劑。美國國家癌症研究院每年隨機選擇4 500種植物進行HIV離體實驗。這項研究篩選出了若干效果顯著的化合物，包括萘並二蒽酮三聚物(金絲桃素和假金絲桃素)。

根據De Clercq的觀點，破壞HIV的複製循環有10個攻擊目標，包括吸附、融合、脫殼、反轉錄、整合、DNA複製、轉錄、翻譯、裝配和釋放。金絲桃素不影響病毒的轉錄和翻譯而是干擾病毒的裝配與釋放。另外HIV-I cDNA整合作用離體實驗表明，金絲桃素可抑制從HIV感染細胞中分離的整合酶。因而金絲桃素可能也影響病毒的整合作用。

金絲桃素的抗病毒機制與其光敏活性有關。光照條件下，金絲桃素吸收光子，然後激發單線態氧，釋放能量。產生的單線態氧進而破壞細胞膜，干擾蛋白質和核酸。這一反應機制的必要條件是光照、氧、光敏色素。Park等研究了該反應的氧依賴性，發現氧濃度下降時金絲桃素抗病毒活性急劇下降，但低氧條件下仍有較低活性。他們認為，儘管與氧無關的其它機制可能存在，氧仍是金絲桃素抗病毒活性的一個重要條件。而低氧條件下的活性，可能是由於金絲桃素分子在激發態釋放出質子，增強了活化氧粒子(ROS)的活性。

金絲桃素首先於去年在越南河西省鄧發飼料公司進行，越南河西省、河南省、太原省等七省以及海防市進行了實地實驗，結果表明，“這種中草藥提取的抗病毒藥物對H5N1、H9N2殺滅率達到99.99％”。去年12月15日，哈爾濱獸醫研究所進行的體內實驗證明，“金絲桃素每毫升含0.34毫克時，30分鐘內100％殺滅H5N1；當每毫升含0.068毫克時，10分鐘內可99.99％殺滅H5N1”。華南農業大學獸醫院禽病研究室在上月24日完成的體外實驗結論書上寫道，“對每組16隻的三組強制感染H5N1的病雞，連用3天(金絲桃素)後，實驗雞隻未見死亡，體內未檢測到病毒”。禽流感病毒與金絲桃素結合時間為10分鐘時，對H5N1病毒的殺滅率是99.99%，而結合時間為30分鐘時，對H5N1病毒的殺滅率是100%。

禽流感

3 抗癌：癌症的光化學治療(PCT)通常也稱光動治療(PDT)。這種治療方法是指對人體施用某種可定位於腫瘤細胞的光敏物質，然後以一定波長的光局部照射激活該物質，引發一系列的光化學和光生物學進程，導致腫瘤細胞不可逆的光損傷。目前臨床套用較多的光敏物質是血卟啉衍生物(HPD)，其主要缺點是對皮膚光毒性作用時間長。在尋找替代光敏物質的過程中，金絲桃素以顯著的抗病毒活性和光動機制引起了人們的注意。離體條件下，光活化的金絲桃素可抑制線粒體琥珀酸氧化酶，該離體模型常用於光化學治療藥物的篩選。金絲桃素離體細胞毒性實驗和活體抗腫瘤研究均有報導。

光動作用是光化學治療的機制，包括光敏過程Ⅰ和Ⅱ。過程Ⅰ首先產生媒介自由基，而後迅速被氧清除。過程Ⅱ接受光敏色素光活化提供的能量，產生細胞毒性很高的單線態氧。金絲桃素光激發後主要採取過程Ⅱ，金絲桃素分子由三線激發態躍遷到基態，釋放出能量。同時，光活化的金絲桃素分子在激發態發生分子內質子轉移和質子釋放，可使溶劑酸化，降低細胞內pH水平。這一過程可能也參與金絲桃素的抗癌作用。

深入了解金絲桃素的抗癌機制還須研究其在組織/細胞水平的分布、作用位點和亞細胞水平的攻擊目標。金絲桃素分子有螢光，可由顯微螢光觀察探測它在細胞內的分布。短期培養時，金絲桃素主要集中在膜上，長期培養後，金絲桃素可到達細胞質和細胞核，核內有明顯吸收。另有報導，金絲桃素主要分布在細胞核周圍的細胞質中，細胞核無明顯吸收。觀察結果並不一致，這與不同的實驗條件有關，也受顯微螢光觀察本身的局限性影響。螢光發射隨光敏物質在細胞內不同的分布位置改變，因而不能準確地反映光損傷發生位點。由於細胞毒性產物單線態氧形成後的移動距離小於0.02 μm，光損傷的位置可間接反映光敏物質受激發射時的分布，許多研究者轉而研究金絲桃素亞細胞水平的光損傷位點。金絲桃素可直接引起癌細胞程式性死亡，並伴隨有細胞色素C由線粒體向細胞質釋放。另有報導，1 μmol/L光活化的金絲桃素可導致細胞總ATP水平和線粒體呼吸功能顯著而不可逆的下降，提出線粒體可能是金絲桃素細胞光損傷的主要攻擊目標。一種吸引人的假設是：金絲桃素結合到線粒體的苯並二氮雜 受體上，受光激發後開啟線粒體膜通道，膜可滲透性增強，釋放出可引發細胞程式性死亡的細胞色素C及其它線粒體因子。

PDT目前還是一種較新的癌症治療手段，金絲桃素也是一種研究中的光敏物質，因而實現以金絲桃素作為光敏物質的PDT，臨床套用還要做大量工作。PDT抗癌機制包括直接的細胞毒性作用和氧化脅迫引發的二級腫瘤殺傷能力，其二級效果在炎症細胞抗腫瘤活性和腫瘤敏感的免疫反應方面逐漸引起人們的興趣。金絲桃素對腫瘤細胞的二級殺傷能力也是一個尚待研究的領域。

4 免疫功能：貫葉連翹的一種多酚化合物可激活單核吞噬細胞等白細胞。一種油溶性組分有溫和的免疫抑制功能，可抑制白介素-6的釋放。活體實驗表明，貫葉連翹冷凍乾燥製品抑制炎症和白細胞浸潤。

金絲桃素抑制花生四烯酸和白三烯酸B的釋放。而這兩種物質是人體內包括前列腺素和細胞分裂素(可活化淋巴和T-細胞)在內的幾種重要化合物的前體。這一結論可以解釋貫葉連翹傳統上作為抗炎藥使用的機制。

使用方法

金絲桃素的使用方法非常簡單方便。既可以拌料也可以溶化在水中。因為它是用乙醇提取的，有少量水不溶物。所以在餵水時要稍微加大用量。

發展前景

中國貫葉連翹地理分布廣，套用歷史悠久，但長期以來臨床套用單一。當前中國對貫葉連翹的研究多集中在金絲桃苷類物質上，而對活性很高的金絲桃素及其它活性成分尚未引起重視。若能結合傳統用藥理論和大量臨床經驗，加強對活性成分的開發力度，從中挖掘具有中國特色的各類新藥，必將產生良好的社會和經濟效益。

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