黃連為毛茛科植物黃連（味連）Coptis chinensis Franch.、三角葉黃連（雅連）C. deltoidea C. Y. Cheng et Hsiao或云連（云連）C. teeta Wall. 的干燥根莖。黃連有清熱燥濕、瀉火解毒之功效，中醫常用于治療溫病熱甚心煩濕熱痞滿、濕熱下痢等。黃連臨床上以生黃連、炒黃連、黃連炭、酒黃連、姜黃連、萸黃連、膽汁制黃連等多種形式入藥。以黃連為主藥的組方黃連湯、三黃丸、黃連安神丸、香連丸、千金地黃丸、失心方、黃連丸、黃連阿膠丸、二金散、石連散等為臨床上常用藥物[1]。黃連具有多種
1 黃連生物堿類成分的資源化應用現狀
各種黃連的主要有效成分是小檗堿（berberine，1），含量較高的生物堿還有黃連堿（coptisine，2）、表小檗堿（epiberberine，3）、巴馬汀（palmatine，4）、非洲防己堿（columbamine，5）、藥根堿（jatrorrhizine，6），與小檗堿母核相同的成分還有小檗紅堿（berberrubine，7）、格蘭地新（groenlandicine，8）、甲基小檗堿（worenine，9）、甲基黃連堿（methylcoptisine，10）、8-O-小檗堿（8-O-berberine，11）、8-O-黃連堿（8-O-methylcoptisine，12）、8-O-表小檗堿（8-O-epiberberine，13）、木蘭花堿（magnoflorine，14）、小檗胺（berberamine，15）、紫堇定（corydine，16）、降氧化北美黃連次堿（noroxyhydrastineine，17）和唐松草林堿（thalifoline，18）等。黃連中主要生物堿的結構見圖1[1]。
近年隨著對小檗堿研究的深入，據漢中地區藥檢所測定，黃連中小檗堿含量隨著栽培年限的增加而增高，增加速度第6年最快，以后變得緩慢，對6年生黃連根莖逐月進行小檗堿含量測定，各月含量不同，以6～7月含量最高[1]。文獻報道采用HPLC同時測定黃連中6種生物堿，湖北恩施、利川黃連除表小檗堿含量外，其余5個生物堿含量均最高；分別對其他幾個道地產區進行多重比較可初步認為黃連生物堿含量湖北恩施、利川＞其他＞
1.2 生物堿成分結構修飾研究
黃連中含量較高的生物堿既是重要的功效成分，也是重要的天然資源性化合物。目前，基于資源化學的小檗堿結構修飾研究報道較多。通過烷基化、醚化、酰化等化學手段對小檗堿進行結構修飾得到一系列小檗堿衍生物，結構修飾的位點通常為7、8、9和13，有單位點修飾和多位點同時修飾，9位修飾較多（圖2）。多個小檗堿衍生物具有比小檗堿更好的生物利用度和藥理活性，顯示出很好的成藥性。
1.3 小檗堿的研究進展
1.3.1 小檗堿的藥理作用 小檗堿（黃連素）是從傳統中藥黃連中提取出的一種異喹啉類生物堿，是黃連主要的功效成分，也是治療腸道感染及腹瀉的老藥，在我國擁有悠久的藥用歷史。小檗堿具有多種藥理作用，包括降血糖、調節脂質代謝、抗病原微生物、抗炎、抗腫瘤等。Germoush等[7]研究發現小檗堿通過調節抗氧化狀態和炎性細胞因子來減輕環磷酰胺誘導的肝毒性。說明小檗堿除了具有抗氧化和抗炎作用外，還通過降低已升高的血清標志物酶，顯示出對環磷酰胺誘導的肝毒性的顯著保肝作用。Lin等[8]對小檗堿的神經系統保護作用進行了綜述。小檗堿的神經保護作用機制包括：①Akt/PKB相關的信號通路；②抗細胞凋亡；③抗氧化應激；④抗炎；⑤其他神經保護途徑。Kumar等[9]更新了對小檗堿的現有認識和藥理學特征，研究了小檗堿的藥動學特征以及小檗堿的藥效學特征，[10]研究了小檗堿用于治療缺血性腦卒中（MCAO），研究結果表明小檗堿對MCAO大鼠模型具有強效抗炎作用；小檗堿可減少腦梗死體積，抑制腦水腫的形成，并＜0.05）。并且鹽酸小檗堿耐受性良好。因此得出結論，其可減少IBS癥狀，從而有效改善患者的生活質量。Lee等[12]研究了小檗堿對情緒障礙的藥理作用，結果表明小檗堿可能有助于治療情緒障礙。Zou等[13]研究了小檗堿抑制各種消化系統腫瘤的作用和機制。炎癥，尤其是慢性炎癥，是腫瘤發生、發展過程中不可或缺的參與者，能夠促進腫瘤細胞的增殖、存活和遷移。小檗堿具有抗炎活性，通過抑制絲裂原活化蛋白激酶信號傳導和細胞活性氧產生來抑制炎癥反應。小檗堿還能抑制各種癌細胞的生長，促進腫瘤細胞的凋亡，誘導腫瘤細胞的分化，抑制腫瘤細胞的轉移。小檗堿還具有與DNA或RNA形成強復合物的能力，以誘導DNA損傷并促進端粒酶抑制和拓撲異構酶中毒。黃連提取物和小檗堿具有抑制腫瘤細胞侵襲和血管生成的作用，從而抑制了癌癥轉移。黃連提取物和小檗堿在調節腫瘤基質微環境以及預防腫瘤發生中發揮作用[14]。
1.3.2 小檗堿衍生物的藥理作用 小檗堿溶解性差，生物利用度低。通過烷基化、醚化、酰化等化學手段得到的小檗堿衍生物可解決這一問題，而且也能增強其藥理活性。小檗堿結構修飾的位點通常為C-7、8、9、13。小檗堿已被證明是一種有效的抗糖尿病藥物，作為補充劑。小檗堿通過增強胰島素受體mRNA的表達、調節腸道菌群、刺激胰島素分泌、增加脂肪細胞和骨骼肌細胞對葡萄糖的利用以及減少葡萄糖在腸道的吸收產生降血糖作用。小檗堿還可通過作用于腸道微生物、影響膽汁酸的合成與代謝、上調低密度脂蛋白受體的表達，以及改善胰島素抵抗等多個作用靶點發揮調血脂作用。8,8-二烴基二氫小檗堿生物利用度較小檗堿更高，且能改善胰島素抵抗并抑制血糖的快速升高，對糖尿病的治療具有積極作用。9位乙氧基取代的小檗堿衍生物的促糖消耗活性遠遠高于小檗堿。9-O-小檗堿糖苷同系物、親脂性烷基化修飾的9-O-辛基小檗堿與小檗堿相比，在生物利用度方面有顯著地提高，尤以9-O-小檗堿葡萄糖苷為最佳[15-16]。小檗堿、黃芩苷復合物抑制脂質累積效果顯著優于小檗堿和黃芩苷[17]。小檗堿的抑菌作用與其影響細菌的細胞壁及細菌生長、代謝、增殖等有關，其抑菌機制包括影響DNA復制、RNA轉錄、蛋白質表達、相關酶活性以及破壞菌細胞表面結構等。具有中等烷基碳數（6或8）的8位烷基取代的小檗堿具有較好的抗菌活性[18-19]。13位取代辛基的小檗堿衍生物對多藥耐藥性結核分枝桿菌H37Rv均具有抑制作用，而2、3、9位乙氧基取代則可顯著增強其抑菌活性[20]。9-苯氧丁基小檗堿對常見的11種致病菌體現了很好的體外抗菌活性，其中對耐藥產氣桿菌和大腸桿菌的抑制作用提高最為明顯[21]。13-正己基小檗堿鹽酸鹽和13-正己基巴馬汀鹽酸鹽對HIV-1感染的C8166細胞抑制作用明顯優于小檗堿和巴馬汀。小檗堿對口腔癌、食管癌、胃癌、肝癌等多種腫瘤細胞具有明顯體外抑制作用，在體內也有一定的抗腫瘤活性。9-N-胺鏈小檗堿衍生物、9-O-長鏈胺取代小檗堿衍生物以及9-O-氮雜芳香取代小檗堿衍生物均具有顯著提高G-四鏈體的穩定性并能有效抑制端粒酶活性或抑制腫瘤細胞增殖和癌基因的轉錄等作用[22-23]。體外抗癌活性實驗表明合成的親脂性小檗堿衍生物可對人類癌細胞產生細胞毒性，13-辛基與13-癸基小檗堿具有較強的抗腫瘤活性。2、3位二甲氧基取代，9位長鏈烷氧硝基取代，13位溴代原小檗堿衍生物具有廣譜抗腫瘤活性和選擇性細胞毒性，是極具潛力的抗腫瘤候選藥物[24-26]。小檗堿通過對核轉錄因子-κB（NF-κB）、絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activatedprotein kinase，MAPK）、過氧化物酶體增殖物激活受體γ（peroxisome proliferators-activatedreceptor γ，PPARγ）等信號通路的調節，影響免疫細胞之間的[27-28]。小檗堿還具有抗心律失常、鎮痛、抗動脈粥樣硬化以及防治阿爾茨海默病等多種藥理作用。2-甲氧基-3-羥基-9,10-二甲氧基- 13-甲基小檗堿衍生物對于急、慢性炎癥疼痛均有效。8位16烷基取代的小檗堿在治療載脂蛋白E基因缺陷小鼠的動脈粥樣硬化方面較小檗堿更有效。9-O-三氮唑烷基的小檗堿衍生物對乙酰膽堿酯酶（AChE）和丁酰膽堿酯酶（BuChE）有一定的抑制活性[29-31]。
1.4 巴馬汀研究進展
巴馬汀別名黃藤素、掌葉防己堿，具有較強的降血糖、抗心律失常、提高免疫功能、抗老年癡呆等多種藥理活性。巴馬汀碘化物能競爭性阻斷α1和α2腎上腺素受體，鹽酸巴馬汀能使家兔冠脈結扎所致的心肌梗死范圍縮小，但對異丙腎上腺素所致的大鼠心肌缺氧壞死則無保護作用，提示鹽酸巴馬汀可能無鈣拮抗和β-受體阻斷作用。離體蟾蜍心臟心電圖、在體兔心及兔耳灌流實驗結果表明巴馬汀具有明顯降血壓的作用。巴馬汀對金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、痢疾桿菌、大腸桿菌、乙型鏈球菌和亞洲甲型流感病毒，以及多種霉菌均有不同程度的抑制作用[32]。巴馬汀具有一定降低實驗性高脂血癥模型小鼠三酰甘油（TG）的作用[33]。巴馬汀能抑制西尼羅病毒NS2B-NS3蛋白的活性，對于登革病毒和黃熱病毒也有劑量依賴性的抑制作用，為巴馬汀應用于診斷治療黃熱病毒感染提供了理論依據。對有認知功能障礙的糖尿病大鼠進行了巴馬汀影響實驗，結果發現，服用巴馬汀6周后能有效改善糖尿病大鼠的認知功能障礙[34-35]。巴馬汀具有較明顯抗前列腺癌的活性[36]。9-O-烴基取代巴馬汀衍生物具有調血脂和降血糖的作用[37]。
1.5 其他生物堿類成分研究進展
[38]。表小檗堿能顯著降低小鼠空腹血糖值并改善糖耐量，且能降低高脂飲食誘導的敘利亞金倉鼠血清膽固醇含量[39-40]。黃連總生物堿對糖尿病腎病大鼠具有一定的保護作用。黃連總生物堿泡騰片臨床上用于治療女性下生殖道解脲支原體感染。在相同給藥劑量和含等劑量的鹽酸小檗堿條件下，黃連總生物堿對小鼠潰瘍性結腸炎（UC）的治療作用較鹽酸小檗堿有一定的優勢[41-44]。
1.6 黃連生物堿類成分產業化應用現狀
鹽酸小檗堿片為療效確切、副作用小、價格便宜的廣譜抗菌藥，對多種革蘭陽性菌及革蘭陰性菌均有抗菌作用，對幽門螺旋桿菌有抑制作用。另外，小檗堿在治療糖尿病及其并發癥、脂肪肝、膀胱癌、前列腺癌、高脂血癥、高血壓合并痛風、囊卵巢綜合征胰島素抵抗、消化性潰瘍、心律失常等疾病方面有著新的應用。但是該藥物的溶解度較差，導致其體內吸收較差、生物利用度低，因而嚴重影響了其對消化道以外疾病的治療效果[45-49]。
鹽酸小檗堿片是國家基本藥物，根據原國家食品藥品監督管理總局數據來源，現全國有批準文號的生產單位多達918家，同時，鹽酸小檗堿片也是2018年底前必須完成仿制藥質量和療效一致性評價的品種之一。小檗堿現在擁有的劑型都屬于傳統劑型，如鹽酸小檗堿片、鹽酸小檗堿膠囊、鹽酸小檗堿顆粒等，研究發現國內廠家小檗堿片的生產條件或生產工藝不穩定，即使是同一廠家生產的小檗堿片也會出現不同生產批號的溶出值差距明顯的問題，對患者的治療效果產生較大差距，這一問題在進行一致性評價后將會得到解決。目前實驗室正在研發的小檗堿新劑型有小檗堿囊泡、鹽酸小檗堿O/W型口服微乳、鹽酸小檗堿自微乳劑、鹽酸小檗堿的納米乳、小檗堿胃黏附微球、鹽酸小檗堿滴丸、鹽酸小檗堿胃漂浮片等。以上劑型都呈現出定位給藥的特點，旨在提高藥物的治療效果，使患者受益。近年來，國內科研工作者對小檗堿開展了較深入的研究，致力于為患者開發更為有效和安全的小檗堿制劑，發展前景廣闊[50-52]。
巴馬汀也是一種天然的季銨原小檗堿型生物堿，化學結構與小檗堿類似，水溶性和脂溶性也均較差，生物利用度低，也限制了其廣泛應用，但由于廉價易得，生物活性廣泛且較強，也是一個很好的先導化合物。對其化學結構改造，尋找有開發應用前景的先導化合物和生物活性成分，也是當前小檗型生物堿研究領域的一個重要課題。以巴馬汀為主要成分的黃藤素片、黃藤素膠囊、黃藤素注射液、黃藤素軟膠囊、黃藤素分散片、黃藤素葡萄糖注射液、黃藤素栓等制劑臨床上用于婦科炎癥、白色連珠菌感染、菌痢、腸炎、呼吸道及泌尿道感染、外科感染、眼結膜炎等。黃藤素柔性納米脂質體水凝膠貼劑藥物透皮吸收效率高、黏附性良好、使用方便。巴馬汀柔性納米脂質體對巴馬汀的包封率高、穩定性好，能夠促進藥物通過陰道黏膜并在黏膜組織中形成藥物儲庫，對陰道安全無刺激，因此，可作為巴馬汀陰道給藥的一種新型給藥載體。巴馬汀納米粒為均勻圓整的類球形實體粒子，平均粒徑64 nm，載藥量50.9%，包封率67.8%，巴馬汀納米粒可使感染金黃色葡萄球菌小鼠的存活率達到80%，而普通制劑為35%，減輕脾臟指數比普通制劑顯著提高，故該制備工藝穩定可靠，所制巴馬汀納米粒的抑菌效果比片劑和膠囊顯著增強。小檗堿和巴馬汀環糊精包合物可以增加藥物的溶解度，提高藥物的穩定性，制備緩控釋制劑[53-55]。
2 黃連生物堿類成分的資源化應用策略
2.1 資源性成分的高值化利用
多年以來，小檗堿用于腸道感染性疾病的治療取得顯著療效。近年來，隨著研究的不斷深入，其臨床應用潛力不斷被開發，在治療心律失常、高血壓、充血性心力衰竭、抗血小板聚集等心血管系統疾病，治療腹瀉型腸易激綜合征、細菌性痢疾、消化性潰瘍、利膽保肝等消化系統疾病，治療高脂血癥、2型糖尿病及其并發癥等代謝性疾病及其并發癥，以及治療腫瘤、術后腹腔黏連、炎癥和外用治療沙眼衣原體感染等疾病均具有較好效果[56]。小檗堿新作用的發現，賦予了其全新的意義和價值。作為極具前景的中國傳統藥物，小檗堿更多潛在的應用前景等待著國內外研究學者的探索與開發。然而，現有小檗堿新用途療效研究結果尚不十分明確，臨床觀察時間較短。許多在細胞、動物水平進行的實驗不能完全代表臨床療效，這些作用能否真正應用于臨床治療還需進一步確證。全面系統地闡明小檗堿在整體動物相應疾病模型中的藥理作用及分子機制，對最終將其廣泛應用于臨床具有重要的指導意義。此外，小檗堿的水溶性較差，生物利用度較低，亟待開發新的藥物劑型；其作用機制復雜，臨床應用劑量、毒副作用及安全性也需要更多的循證醫學研究驗證。小檗堿“老藥新用”的開發標志著我國天然藥物研究正逐步獲得領先世界的成就。
小檗堿由于溶解性差、口服吸收不利于到達靶點使其無法被充分利用。對小檗堿結構進行修飾及合理利用小檗堿衍生物藥物組合物，不僅能為解決上述問題提供一個途徑，同時也能針對性地增強小檗堿某些藥理活性。目前對小檗堿單個位點結構進行修飾的研究較多，而對多位點結構修飾的小檗堿衍生物研究還有較大的發展空間。其中一些衍生物藥理作用的構效關系分析較為全面，但新的衍生物將會有新的構效關系等待被發現。在天然藥物化學研究領域中，采用有機分離和有機合成的手段，以天然資源或有機試劑為原料，優化小檗堿及其結構類似物的合成工藝，并以其作為先導物進行結構改造，研究構效關系，可能是開發相關新藥的一條重要途徑。
隨著巴馬汀各種新劑型的開發及其衍生物的結構改造與藥理研究的發展和現代藥學技術的進步，相信巴馬汀在臨床上的應用價值會越來越大，有望在治療心律失常、高血壓等心血管系統疾病，治療高脂血癥、2型糖尿病及其并發癥等代謝性疾病，治療腫瘤等疾病方面取得突破。
黃連生物堿的藥理作用顯著且廣泛。近年來，有關黃連總生物堿以及其他單體生物堿的藥理活性實驗研究進展為黃連生物堿類化學成分的創新藥物研究提供了基礎資料。目前黃連總生物堿以及其他單體生物堿還未在臨床上獲得應用。這些在成藥性方面的不足就需要進行更廣泛、深入的制備工藝、藥理活性、藥動學以及結構修飾等研究。
2.2 非傳統藥用部位的開發利用
黃連傳統藥用部位為根莖，但是在《本草蒙荃》中有“宣連，……，肥粗苗少，去苗者收，川連，……，瘦小苗多，帶苗收者。”宣連即短鄂黃連，去苗采收，以根莖入藥；川連（黃連）則帶苗采收，以地上部分和根莖一起入藥。黃連屬植物根莖和地上部分都含有類似的生物堿類成分，藥用價值相似。《中國藥典》規定黃連以根莖入藥，有一定的局限性，應當擴大藥用部位，更好地利用黃連屬藥用植物資源[57]。黃連葉、黃連須和黃連花薹都為藥材的副產物，量大物廉，均具有和原藥材相似的有效成分和藥理作用，也含有季銨型生物堿，主要包括小檗堿、黃連堿、巴馬汀、藥根堿、表小檗堿和非洲防己堿等，具有抗氧化、降糖、調血脂等多種保健功能[6,58]。因此，利用黃連葉、須和花薹作為醫藥與保健品原料，開發其系列深加工產品，制成黃連葉茶和黃連花茶，一方面可以高效利用黃連藥用植物資源，另一方面可以有效提高藥農的經濟收入。黃連單味藥材及復方制劑常用于獸藥。小檗堿與巴馬汀也被收載于《中國獸藥典》，硫酸小檗堿注射液等獸藥小檗堿制劑主要用于治療豬、馬、牛、羊等家畜胃腸炎、細菌性痢疾等腸道感染，效果明顯。獸用黃藤素（巴馬汀）注射液等制劑主要用于豬羊菌痢腸炎。將黃連葉、黃連須和黃連花薹應用于獸藥領域不僅可以節約資源而且對于減少動物用藥與人用藥爭奪資源有著重要意義。《中國獸藥典》2015年版已批準對黃連須進行獸用質量標準的研究。
因此，依據中藥資源化學原理和利用策略，開展黃連藥材傳統功效的再認識及生物堿類資源性化學成分新用途和新價值的研究，對黃連傳統非藥用部位的資源價值加以有效利用，采用化學或生物轉化技術對主要生物堿成分進行結構修飾，使其轉化為資源價值更高的修飾產物，多途徑、多層次精細化開發，提高黃連資源產品的價值，提升資源利用效益。
3 結語和展望
作為我國傳統中藥的黃連已有數千年的應用歷史。黃連屬植物種類較多，資源分布廣泛，人工栽培已形成規模化；國內外學者對黃連中所含成分進行了較為系統地研究，原小檗堿型生物堿類成分是黃連屬植物特征性成分，也是黃連藥材發揮藥效的主要活性成分。目前對黃連的資源化學進行了一些研究，但藥理作用和臨床應用的研究主要集中在小檗堿和巴馬汀，黃連中其他生物堿類成分的研究較少，因此，需要進一步系統深入地開展藥理活性與應用研究工作。黃連地上部分生物量占總資源的50%以上，值得系統評價與深度開發。原小檗堿類化合物是一類異喹啉生物堿，廣泛存在于多種屬植物體內，種類多、分布廣，有多種藥理作用和生物化學效應。小檗堿和巴馬汀等成分都是具有重要生物活性的分子，可考慮作為潛在的先導化合物進行長期的新藥研發規劃發展；黃連總生物堿與其他生物堿類成分的藥理作用顯示出一定的優勢，有望被開發成高效、價廉、作用廣泛的新藥。
參考文獻（略）
來 源：楊念云，張啟春，朱華旭，付廷明，李 博，段金廒，唐志書. 黃連生物堿類資源性化學成分研究進展與利用策略 [J]. 中草藥, 2019, 50(20):5080-5087.
