青蒿的研究進(jìn)展

1、青蒿的研究進(jìn)展四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院 廖凱摘要：青蒿有著巨大的利用價(jià)值，青蒿素的研究和發(fā)展對(duì)人類對(duì)抗瘧疾等寄生蟲(chóng)疾病有著重要的作用。本文綜述了今年來(lái)青蒿的研究進(jìn)展，并對(duì)青蒿產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，特別是青蒿素產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做了進(jìn)一步的展望。關(guān)鍵詞：青蒿，青蒿素，研究，提取工藝前言 青蒿（Artemisia annua L.）為菊科蒿屬植物，又名臭蒿，苦蒿，黃花蒿。青蒿入藥現(xiàn)存最早的記載為出土于馬王堆漢墓的五十二病方。東晉葛洪在肘后備急方中記錄了青蒿治療瘧疾的方法“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之”的記載，也是現(xiàn)存最早的用青蒿治療瘧疾的記載。明代李時(shí)珍將青蒿分為青蒿和黃花蒿兩種。青蒿為一年生草本植物，其入藥部分

2、為干燥的地上部分，性寒味苦、辛，歸肝、腎經(jīng)。具抗菌、解熱、止咳、平喘之功效。用于暑邪發(fā)熱、陰虛發(fā)熱、夜熱早涼、骨蒸勞熱、瘧疾寒熱、濕熱黃疽等癥。20世紀(jì)七十年代，我國(guó)科學(xué)家自主研發(fā)了的青蒿素是其主要截瘧成分。隨著瘧原蟲(chóng)對(duì)奎寧等眾多治瘧藥產(chǎn)生抗藥性，青蒿素這類新型抗瘧藥被廣泛應(yīng)用與臨床。臨床上主要用于治療瘧疾，急慢性支氣管炎，呼吸道感染，神經(jīng)性皮炎和皮膚真菌等多種疾病。青蒿為二倍體植物，染色體基數(shù)為9，即2n=18。青蒿適應(yīng)能力強(qiáng)，廣泛分布于世界各地。在我過(guò)從海拔50米的沿海平原到海拔3000多米的青藏高原均有分布。青蒿的生育期大約240天左右，10月下旬到次年5月均可播種。1成分的研究1.1揮

3、發(fā)油成分的研究 青蒿入藥，在我國(guó)已有數(shù)千年的歷史，但主要作為解表藥。青蒿作為解表藥，其主要作用與其所含的揮發(fā)油成分密切相關(guān)。其揮發(fā)油成分隨產(chǎn)地不同而有所不同，不同的生長(zhǎng)時(shí)期起成分也是變化的。盡管如此，但其主要成分大致相同。陳偉民報(bào)道了青海產(chǎn)青蒿的揮發(fā)油主要含樟腦、蒿酮、龍腦、松油醇、桉葉油素和蒎烯等成分。 具文獻(xiàn)報(bào)道，青蒿揮發(fā)油的得率一般為0.2%-0.25%。青蒿揮發(fā)油的提取方法較多，主要有水蒸氣蒸餾法和萃取法等。董巖等采用水蒸氣蒸餾法對(duì)比黃花蒿（A. annul）和青蒿(A. apiacea)揮發(fā)油成分做分析發(fā)現(xiàn)，青蒿和黃花蒿在揮發(fā)油成分上有較大差異。除蒎烯、桉樹(shù)腦、天然樟腦、桃金娘烯醛等

4、幾種成分在青蒿和黃花蒿揮發(fā)油里都存在外，其它化學(xué)成分相差較大。陳飛龍等采用CO2超臨界（SFE-CO2）萃取法提取青蒿揮發(fā)油與水蒸氣蒸餾法做對(duì)比，并通過(guò)高效氣相色譜（GC/MS）檢測(cè)發(fā)現(xiàn)超臨界萃取法共分離出102個(gè)峰，鑒定出65種成分，而水蒸氣蒸餾法則分離出107個(gè)峰，鑒定出86個(gè)成分；并發(fā)現(xiàn)水蒸氣蒸餾法易得到揮發(fā)油中低沸點(diǎn)的部分，而超臨界萃取則易得到高沸點(diǎn)的部分。不同生育期對(duì)其揮發(fā)油含量也有影響，馮文宇等通過(guò)對(duì)不同采收期的青蒿做比較發(fā)現(xiàn)，其揮發(fā)油含量在盛花> 初花期> 花后期> 花前期。1.2青蒿素及其衍生物的研究1.2.1青蒿素及其衍生物的作用抗瘧疾作用據(jù)世界衛(wèi)生組織估計(jì)

5、，目前全世界約有3億人長(zhǎng)期感染瘧疾，而每年又有約1.5億新增感染病歷。全球平均約有150萬(wàn)人死于瘧疾，其中約有一百晚是兒童。可見(jiàn)，瘧疾仍然是世界上最嚴(yán)重的傳染病之一。隨著青蒿素類抗瘧藥的發(fā)現(xiàn)，為人類治愈瘧疾帶來(lái)了新的希望。青蒿素治療瘧疾有著治愈率高，復(fù)發(fā)率小，副作用小的特點(diǎn)，因此被世界衛(wèi)生組織稱為“世界上唯一有效的瘧疾治療藥物”，也是我國(guó)唯一被世界衛(wèi)生組織認(rèn)可的按西藥研究標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)的新藥。青蒿素為一種含過(guò)氧橋的新型倍半萜內(nèi)酯，該結(jié)構(gòu)與奎寧類抗瘧藥不同，即它是一個(gè)不含雜環(huán)的非生物堿類抗瘧藥。青蒿素的發(fā)現(xiàn)，不僅為治療瘧疾提供了一種新藥，也為新抗瘧藥的發(fā)現(xiàn)，發(fā)明指明了一個(gè)新的方向。青蒿素的藥理作用不同

6、與其他抗瘧藥。其作用是通過(guò)鐵（包括游離鐵離子和血紅素結(jié)合鐵）催化過(guò)氧橋損傷瘧原蟲(chóng)細(xì)胞膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和核膜等結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致瘧原蟲(chóng)死亡。實(shí)驗(yàn)表明，青蒿素類抗瘧藥對(duì)紅內(nèi)期瘧原蟲(chóng)殺傷作用最為明顯。抗吸血蟲(chóng)作用 青蒿素不僅僅具有抗瘧作用，研究發(fā)現(xiàn)，其還有抗吸血蟲(chóng)作用，翟自立等對(duì)感染日本吸血蟲(chóng)的小鼠灌服蒿甲醚后收集蟲(chóng)體，采用平板淀粉凝膠電泳法觀察糖代謝酶活性，72 h后，己糖激酶，蘋(píng)果酸脫氫酶等代謝關(guān)鍵酶活性均明顯下降，甚至被完全抑制。吳玲娟等給小鼠灌服青蒿琥酯，收集小鼠體內(nèi)24 d童蟲(chóng)制成勻漿電泳，測(cè)定酶活性，發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯對(duì)日本血吸蟲(chóng)酸性磷酸酶有明顯抑制作用，對(duì)PGI影響不大，提示青蒿琥酯對(duì)日本血吸蟲(chóng)童蟲(chóng)能量

7、代謝和腸壁消化紅細(xì)胞的功能均有抑制作用。此外，青蒿素及其衍生物對(duì)弓形蟲(chóng)、利什曼原蟲(chóng)和肺孢子蟲(chóng)等多種寄生蟲(chóng)也有明顯抑制作用。青蒿素機(jī)器衍生物除了有抗瘧疾和抗吸血蟲(chóng)等作用外，研究人員還發(fā)現(xiàn)其在調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)、抗腫瘤和治療艾滋病等方面，都有一定的作用，這些作用的發(fā)現(xiàn)，為青蒿素產(chǎn)業(yè)的發(fā)展開(kāi)拓了更為關(guān)闊的前景。WHO建議對(duì)青蒿素的使用宜使用聯(lián)合化療的方式，以避免瘧原蟲(chóng)產(chǎn)生抗藥性而導(dǎo)致青蒿素及其衍生物重蹈奎寧等抗瘧藥的覆轍。青蒿素衍生物中，除了油溶性的蒿甲醚外，還有一種應(yīng)用比較廣泛的水溶性衍生物青蒿琥酯，這也是一種常為使用的青蒿素類衍生物。青蒿琥酯化學(xué)名為二氫青蒿素一1,2 -a-琥珀酸單醋，分子式C19H

8、28O8，分子量384.43。青蒿琥酯同青蒿素一樣也具有抗瘧作用。同時(shí)，研究還發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯對(duì)懷孕動(dòng)物的胚胎有特殊的影響。婁小娥等研究發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯在多種動(dòng)物表現(xiàn)出抗孕作用，發(fā)現(xiàn)其對(duì)胚胎有相當(dāng)高的選擇性毒性，較低劑 (對(duì)母體無(wú)毒性劑)即可引起胚胎死亡而導(dǎo)致吸收或流產(chǎn)，對(duì)母體子宮及卵巢影響卻不明顯，因此認(rèn)為有開(kāi)發(fā)作為抗孕藥物應(yīng)用的可能性。該研究同時(shí)也對(duì)青蒿素以及青蒿素類衍生物的安全使用提出了問(wèn)題，即孕婦在使用青蒿素以及青蒿素類衍生物是否該考慮到青蒿素對(duì)胚胎的毒性。1.2.2提取與檢測(cè)方法 目前，青蒿素的提取方法研究較多，根據(jù)目的和規(guī)模的不同，主要有工業(yè)提取和實(shí)驗(yàn)提取?，F(xiàn)在青蒿素的提取方法主要有有機(jī)溶

9、劑萃取、超臨界萃取和超聲波提取等。有機(jī)溶劑提取是目前廣為應(yīng)用的提取方法，根據(jù)所采用的有機(jī)溶劑不同，提取方法有異。該方法的優(yōu)點(diǎn)是所采用溶劑一般都價(jià)格低廉，容易找到，對(duì)技術(shù)設(shè)備等要求不高。該類方法的主要流程為：干燥粉碎浸泡萃?。ǘ啻危饪s提取液粗品純化青蒿素。趙兵等通過(guò)對(duì)青蒿采取不同提取方法以及不同有機(jī)溶劑萃取，認(rèn)為在乙醚，氯仿、正己烷和石油醚作溶劑中，石油醚為較理想的溶劑，攪拌提取為較優(yōu)的方法；并通過(guò)對(duì)不同溫度，轉(zhuǎn)速等作系統(tǒng)的研究認(rèn)為原材料粉碎過(guò)60目篩，用石油醚，在50oC以800r/min提取2h，效果最佳。但該類方法需要對(duì)原材料作多次萃取，對(duì)溶劑的需求量大，能耗較高，時(shí)間較長(zhǎng)。青蒿素及其衍

10、生物的測(cè)定方法主要有容量法，比色法，紫外分光光度法，脈沖極譜法，薄層色譜掃描法，高效氣相色譜法，高效液相色譜法等，而目前應(yīng)用最為廣泛，操作簡(jiǎn)便、成本較低且較準(zhǔn)確的有紫外分光光度法和高效液相色譜法等。1.2.3人工合成與細(xì)胞工程青蒿素需求量大，但目前其藥物和衍生物的生產(chǎn)主要靠從天然的青蒿中提取，生產(chǎn)成本高，產(chǎn)量低，且受原材料的限制，不能滿足市場(chǎng)需求。近年來(lái)，研究者試圖通過(guò)新的途徑來(lái)解決這些問(wèn)題。青蒿素的人工合成和組織培養(yǎng)是研究的比較多的兩個(gè)方面。人工合成面臨諸多問(wèn)題，而科學(xué)家們?cè)谏锕こ谭矫娴耐伙w猛進(jìn)則為青蒿的細(xì)胞工程和組織培養(yǎng)提供了技術(shù)支持，為人們利用生物技術(shù)方法提高青蒿素含量展現(xiàn)出廣闊的前景

11、。細(xì)胞工程在青蒿素方面主要是選擇高青蒿素含量的細(xì)胞系在生物反應(yīng)器中發(fā)酵培養(yǎng)來(lái)生產(chǎn)青蒿素。Park等利用2L容量的長(zhǎng)方形氣升式反應(yīng)器培養(yǎng)青蒿芽，培養(yǎng)29天之后，培養(yǎng)言的生物量為接種量的8倍，發(fā)酵培養(yǎng)的青蒿芽長(zhǎng)不定根。但人工合成還面臨著成本高，難度大，技術(shù)設(shè)備要求高和毒性大等問(wèn)題，難以用于工業(yè)化大生產(chǎn)。此外，轉(zhuǎn)基因在藥物生產(chǎn)上的應(yīng)用也為青蒿素的生產(chǎn)開(kāi)辟了心得路徑。據(jù)報(bào)導(dǎo)，美國(guó)科學(xué)家最近成功地利用轉(zhuǎn)基因酵母合成了青蒿素的前體物質(zhì)青蒿酸。該步驟的成功，有望大幅度增加青蒿素的產(chǎn)量和降低青蒿素的生產(chǎn)成本，甚至為青蒿素的生物合成創(chuàng)造新的途徑。1.3青蒿在植物保護(hù)方面的應(yīng)用 青蒿不僅在治療人類疾病方面有巨大的

12、作用，在植物保護(hù)方面也有一頂?shù)墓π?。姚安慶等通過(guò)利用青蒿的乙醇浸提物對(duì)菜青蟲(chóng)噴灑，發(fā)現(xiàn)菜青蟲(chóng)的拒食率達(dá)72.11%，而且有明顯的觸殺作用。2資源利用與栽培2.1青蒿資源的利用 青蒿適應(yīng)力強(qiáng)廣，泛分布于世界各地，繁殖率高，野生資源豐富。但世界絕大多數(shù)地方青蒿素含量不到0.2%，起工業(yè)生產(chǎn)價(jià)值不高。在我國(guó)，全國(guó)范圍內(nèi)均有分布，含量一般在0.1%-1.2%不等。四川，重慶，湖南和廣西等地青蒿素含量較高，尤其在川東，鄂西的武陵山區(qū)青蒿素含量最高，有的選育品種已達(dá)1.6%，具有極高的工業(yè)提煉價(jià)值。青蒿雖然屬于世界種，但真正對(duì)青蒿大規(guī)模開(kāi)發(fā)的，形成產(chǎn)業(yè)的只有中國(guó)。世界其他地區(qū)人工種植青蒿的很少，越南有少量

13、人工種植，坦桑尼亞和印度有人工種植示范工程。青蒿作為我國(guó)優(yōu)勢(shì)種質(zhì)資源，我們?cè)诩哟箝_(kāi)發(fā)力度，利用的同時(shí)也要保護(hù)。2.2青蒿的選育青蒿野生資源豐富，目前所利用的僅是其中很小的一部分。隨著研究工作的深入，選育范圍的擴(kuò)大，在現(xiàn)有野生資源中選育出青蒿素含量更高，產(chǎn)量更大的青蒿品系是有可能的。國(guó)外有學(xué)者報(bào)道，青蒿素含量的高低是由青蒿的遺傳性狀決定的。Wallaart等使用秋水仙素誘導(dǎo)出青蒿四倍體植株，發(fā)現(xiàn)青蒿素含量較普通二倍體青蒿高38%，葉片也大得多，生長(zhǎng)較快，但植株較二倍體青蒿矮小，生物學(xué)產(chǎn)量較低。該四倍體青蒿在生產(chǎn)上無(wú)多大利用價(jià)值，但其生長(zhǎng)快，葉片大和青蒿素含量高的優(yōu)點(diǎn)則為育種工作者提供了新的資源，

14、不失為一份好的育種材料。在育種方面，選育出高青蒿素的青蒿，可以在以下方面繼續(xù)進(jìn)行研究。第一，繼續(xù)進(jìn)行單株選擇。如前所述，青蒿的野生資源的很龐大的，在這些野生資源中選育出青蒿素含量高且穩(wěn)定的植株是有可能的。研究黃花蒿的自交不親和的原因，打破其自交不親和，使高含量的黃花蒿育種系的優(yōu)良性狀得以穩(wěn)定遺傳。在系統(tǒng)育種的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)其它可行的、快速的育種方法。從生理生化的角度研究青蒿素含量的相關(guān)影響因素。實(shí)現(xiàn)黃花蒿的生理育種與系統(tǒng)育種的結(jié)合。2.3栽培措施 栽培措施的研究對(duì)青蒿產(chǎn)業(yè)的發(fā)展較為重要，合理的措施不僅能提高青蒿的產(chǎn)量，而且對(duì)提高青蒿素含量有巨大的作用，從而降低了青蒿素工業(yè)提取的成本。研究發(fā)現(xiàn)，青

15、蒿的基本生長(zhǎng)需求得到滿足，不同肥料水平對(duì)青蒿素的含量影響不大；但溫度和光照時(shí)間對(duì)青蒿素含量影響則較大，高溫和強(qiáng)光照對(duì)青蒿素積累的影響極為顯著。有學(xué)者研究報(bào)道，不同的播種時(shí)期對(duì)青蒿素的含量也有較大影響。路洪順報(bào)道3月播種的青蒿青蒿素含量可達(dá)0.65%，而在5月播種的則只有0.25%。不同的栽培密度對(duì)青蒿的產(chǎn)量有較大影響，但對(duì)青蒿素含量則影響較小。微量元素（如硼等）對(duì)青蒿素含量有一定影響。Simon采用30×30cm、30×60 cm和60×60 cm種植青蒿，同時(shí)每畝用0、67和134Kg水平尿素處理，采收后測(cè)定青蒿產(chǎn)量表明單株鮮重以60×60 cm最高，

16、達(dá)750g/株；而產(chǎn)量則以30×30cm為高，青蒿素含量差異則不明顯。3青蒿的前景 中藥現(xiàn)代化是指在繼承和發(fā)揚(yáng)中醫(yī)優(yōu)勢(shì)和特色的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的理論、方法和手段，借鑒國(guó)際通行的醫(yī)藥標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)中藥進(jìn)行研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和管理，提高中藥的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。隨著分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，為我國(guó)的中藥產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了前所未有的契機(jī)。高、新技術(shù)在中醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用，為中醫(yī)藥的發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。 參考文獻(xiàn)1 謝德玉，康寧玲，李國(guó)珍.中藥青蒿的核型研究J.植物學(xué)通報(bào),1995,12(增刊):71-722 羅小玲，陳宗源.青蒿高產(chǎn)栽培技術(shù)J.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，(2)：87-

17、893 中國(guó)科學(xué)院植物研究所主編.中國(guó)高等植物圖鑒M .學(xué)出版社,1975,5304 劉利芳，王茜.黃花蒿.中國(guó)野生植物資源J .2004，23（6）：605 Elhag H M ,phytotherapyJ. Research,1992,6:20-246 朱照靜，陳士林，肖遷超，等.具有開(kāi)發(fā)前景的藥用植物活性成分J.資源開(kāi)發(fā)與市場(chǎng)，1994，10（2）：65-677 段傳人，王伯初，徐世榮環(huán)境應(yīng)力對(duì)植物次生代謝產(chǎn)物形成的作用J重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2003，(10)：67-718 周凱，郭維明，徐迎春菊科植物化感作用研究進(jìn)展J生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，(08)：1780-17889 趙昕，閻

18、秀峰叢枝菌根真菌對(duì)植物次生代謝的影響J植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，(03)：51452110 肖春橋，高洪，池汝安誘導(dǎo)子促進(jìn)植物次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)的研究進(jìn)展J天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā)，2004，(05)：472-47611 尚辛亥，王洋，閻秀峰土壤水分對(duì)高山紅景天生長(zhǎng)和紅景天甙含量的影響J植物生理學(xué)通訊，2003，(04)：335-33612 魯守平，等干旱脅迫下不同種源甘草幼苗的生理反應(yīng)及其抗旱性分析J干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2007，(05)：141-14413 王英利，王勛陵,岳明UV-B及紅光對(duì)大棚番茄品質(zhì)的影響J西北植物學(xué)報(bào)， 2000，(04)：59059514 杜興旭，等中藥白芷香豆素類成分的研究

19、進(jìn)展J井岡山學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)) ，2005，26（2）：120-12215 程用謙中國(guó)植物志M，20卷(一) 北京：科學(xué)出版社，1982：816 陳偉民，等青海幾種蒿屬植物揮發(fā)油的化學(xué)成分及其藥性與用途J青?？萍迹?004,(4) ：7-917 董巖，劉洪玲青蒿與黃花蒿揮發(fā)油化學(xué)成分對(duì)比研究J中藥材，2004，27（8）：118-12018 劉春朝，等.適于青蒿素生長(zhǎng)和青蒿素積累的光、溫和培養(yǎng)方式探討J.植物生理學(xué)報(bào)，1999，25（2）：105-10919 翟自立，肖樹(shù)華青蒿素類抗瘧藥的作用機(jī)制J中國(guó)寄生蟲(chóng)學(xué)與寄生蟲(chóng)病雜志，2001，19(3)：182 18520 胡潤(rùn)生，李寶珍，陳玫.濱

20、蒿利膽有效成分的研究，提取物的水溶部分.藥學(xué)學(xué)報(bào)，1965，12 (5) ：289-29421 蔣潔云，徐強(qiáng)，王蓉.茵陳抗腫瘤活性成分的研究.中國(guó)藥科大學(xué)學(xué)報(bào)，1992，23 (5)：283-28622 譚忠華，戴國(guó)華，李軍.茵陳素對(duì)肺癌細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期的影響.中國(guó)藥房，2001，12 (5) 267-268123 趙兵，等. 青蒿素提取條件研究J.中草藥,2000，31（6）：421-42324 中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所.中草藥有效成分提取與分離M .上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1983，36925 青蒿研究協(xié)作組.抗瘧新藥青蒿素的研究J.藥學(xué)通報(bào)，1373，14（2）：49-5326 張衍緘.青

21、蒿的要用歷史及品種調(diào)查J.藥學(xué)通報(bào)，1981，16（4）：5-827 胡世林.青蒿、黃花蒿與邪蒿的訂正J.基層中藥雜志，1993，7（3）：4-628 劉春朝，王玉春，歐陽(yáng)藩.青蒿素研究進(jìn)展J.化學(xué)進(jìn)展,1999,11(1):41-4829 郝小玲.半夏瀉心湯加青蒿治療伏暑的體會(huì)J.河南中醫(yī)，2007，27（3）：21-2230 黃禮明.青蒿鱉甲湯的臨床運(yùn)用J.江蘇中醫(yī)，2001，22（3）：34-3531 黃禮明.青蒿鱉甲湯在慢性腎功能衰竭中的運(yùn)用J.四川中醫(yī)，2002，20（12）：7432 姚安慶，梁德華.樟樹(shù)和黃花蒿浸提物對(duì)菜青蟲(chóng)的生物活性J.中國(guó)蔬菜，2004（5）：14-15 33 王建祥. 青蒿高產(chǎn)栽培過(guò)9關(guān)J.廣東農(nóng)村實(shí)用技術(shù)，2006，(9)：14-1534 路紅順.黃花蒿的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值與栽培技術(shù)J.中國(guó)林副特產(chǎn)，2OO2，(1)：635 Simon，J.E.，DCharles，ECebert，LCrant，JJaniek，