2.3　红茂草资源价值及研究利用前景

2.3.1　红茂草药物研究历程

红茂草主产于我国青海、甘肃和陕西地区，且为野生植物，尤以青海东南部、甘肃省陇东南地区、陕西西南部等地分布最为广泛，国外学者对其研究不多，国内研究首先起始于20世纪80年代，1980年陕西李镇等人从该植物中分离出异紫堇碱，这为红茂草化学成分的进一步研究拉开了序幕。紧接着陕西省中医研究所畅行若先后于1981年和1982年对红茂草化学成分进行了研究，从红茂草中提取分离鉴定出：异紫堇碱、原阿片碱、紫堇碱、二十九碳醇等化合物。陕西中医学院雷国莲通过理化特性检验红茂草主要化学成分为生物碱，其总碱含量约为0.36%～0.47%。其后中国科学院兰州化物所于90年代，从红茂草制剂中检测出原阿片碱和异紫堇啡碱。但此后的二十多年时间里，对红茂草化学成分的研究却鲜有报道。2009年赵强、王廷璞等人先后利用指纹识别和TLC检测技术，发现红茂草中含有5种主要生物碱成分，其中异紫堇碱含量较高。2010年赵强、王廷璞等人采用酸性染料比色法，以异紫定堇碱标准品为对照，对红茂草中总生物碱含量进行了测定，从而建立了红茂草中总生物碱含量的检测方法，为该药材的质量控制和评价提供了科学依据。2011年党岩、刘大护等人从红茂草中提取了11种结晶，部分结晶经鉴定分别为秃疮花碱、异紫堇碱、紫堇碱、原阿片碱、别隐品碱、血根碱、清风藤碱等。2012年赵强、王廷璞等人对红茂草挥发油成分做了分析，鉴定出了46个化合物；建立了红茂草生物碱和黄酮类化合物（芦丁）的正交和响应面提取工艺模式；建立了红茂草生物碱冻干工艺；对红茂草生物碱抑菌活性及抑菌机理进行了深入研究；对其系列提取物的抗氧化活性做了系统研究；对其抗炎、抗肿瘤作用及疗效做了较为全面的研究。近年来，在相关领域学者的合作研究下，对红茂草化学成分的分析才取得了一些阶段性的成果。

红茂草药理作用开启于上世纪七八十年代，甘肃省平凉市第一医院脱守文和卢贤昭等用当地野生红茂草治疗人外伤、肺结核和乙型肝炎中治疗效果显著。其后时为甘肃省畜牧兽医研究所的王廷璞研究员将红茂草水煎剂应用于羊口疮的治疗，发现其对“orf病毒”有很好的抑制作用，在甘肃省畜牧兽医研究所相关研究人员的推动下，开始对药用种植红茂草进行了一系列较为系统的药理作用研究。近十年来，随着人员的流动和学术的交流，其研究单位已延伸到新疆、上海、黑龙江等地。逐渐形成了天水师范学院王廷璞研究员，中国科学院西北高原生物研究所赵强博士后，天水师范学院袁毅君教授、董晓宁副教授，兰州大学王勤教授，甘肃农业大学赵海福硕士等参与的科研团队，联合中科院兰州化学物理研究所、甘肃省畜牧兽医研究所和甘肃省中医学院等科研院所，从不同研究方向和领域，对西北地区特色药用植物红茂草资源进行了较为深入的研究与开发。截至目前，国内已有青海、新疆、西藏等地的科研工作者，也在逐渐发现并开始进行红茂草药物的相关研究。

红茂草在《本草纲目》中记载为石长生，是民间习用药材，全草入药，能清热解毒、消肿止痛、杀虫，治疗扁桃腺炎，咽喉痛、淋巴结核（瘪疠、老鼠疮），秃疤，疥癣等症。根据民间用药，提取并分析有效活性成分，制成不同的药物剂型，从免疫学、毒理学、病理学等方面进行了基础研究。结果表明，从红茂草中分离出的异紫堇碱、紫堇碱、原阿片碱等多种生物活性碱，制成的注射液可抑制结核菌生长和orf病毒繁殖；小鼠毒性实验检测其最大致死量为40g/kg体重，LD50为（16.39±0.04）g/kg体重；促进小鼠脾细胞增殖，使T细胞增殖与活化；刺激巨噬细胞活化及细胞因子分泌；诱导并促使IL-2的分泌，增加红细胞免疫功能；对移植性S180肉瘤抑制率达50%以上；对CCl4造成的急性肝损伤有明显保护作用；在有效成分分析的基础上建立了红茂草生物碱实验室提取工艺及指纹检测技术，提出了质量检验规程。进行了抑菌实验和生物活性测定：红茂草生物碱对几种常见细菌的IC50分别为：大肠埃希氏杆菌0.1807mg/mL、金黄色葡萄球菌0.1407mg/mL、枯草杆菌0.1407mg/mL、粪肠球菌0.2605mg/mL，证明红茂草生物碱具有明显的抑菌活性。对红茂草不同生长期不同器官中生物碱的含量进行分析检测，确定了生药采集的最佳时期为盛花期。因此，红茂草生物碱可用于治疗各种伤口和开放性创伤，并对其生理药理作用机理进行深入研究。

红茂草是一种亟待开发的新药物资源，有着广阔的开发应用前景和巨大的社会经济效益。异紫堇碱具有毒性，其在心血管系统具有广泛的药理作用，有明显的镇痛、镇静、缓解内脏和平滑肌痉挛等作用。其扩血管及心脏作用与抑制受体中介的钙释放和钙内流，进而抑制去甲肾上腺素（NA）引起的心肌细胞[Ca2+]升高，达到抑制血管收缩的作用，但不是典型的钙拮抗剂。4～10mol/L异紫堇碱可明显抑制PGF2α诱导心肌细胞肥大，细胞明显缩小，肿胀减轻，改善器官微循环、抗心律失常、减慢心率等作用；原阿片碱具有松弛平滑肌、抗血小板聚集、抗心率失常等作用，可以抑制受体中介的钙内和流钙释放来松弛动脉平滑肌。红茂草具有止咳、平喘、杀菌、抗肿瘤和活血通络，行气止痛的功效，可用于治疗中风偏瘫，跌扑损伤，风湿性关节炎，坐骨神经痛等疾病，红茂草生物碱具有明显的生物活性和药理学活性，是红茂草中的主要有效成分，其含量高低直接影响药材的质量与疗效。目前国内对红茂草的研究主要还是集中在对其生物碱的生物和药理活性方面。

2.3.2　红茂草主要药理作用

（1）对心肌和免疫系统作用

卢贤昭等研究证明红茂草素注射液对小鼠脾、胞的吞噬功能；低剂量红茂草素注射液（0.2g/kg）具有促进红细胞免疫黏附的作用；小鼠腹腔连续注射不同剂量的红茂草素注射液10d后：能明显促进脾细胞分泌IL-2，且无剂量依赖关系。而5g/kg、1.0g/kg能使血清溶血素含量升高。陈正山等用不同浓度剂量的红茂草制剂实验组，对小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能、溶菌酶活力和·等进行体内外测定，实验结果表明，体外50～100mg/mL红茂草制剂实验组能产生比对照组高的·，而体内以1.0g/kg作用效果最显著；红茂草制剂实验组在体内外均能激活PMΦ，并显著提高其吞噬能力；红茂草制剂实验组在体内外对PMΦ溶菌酶水平和小鼠血清溶菌酶含量均有显著的作用。张兴旺用红茂草注射液对地塞米松（DEX，0.8mg/kg）造成免疫功能低下小鼠进行小鼠血清溶血素、小鼠血清溶菌酶活性、小鼠巨噬细胞吞噬功能和小鼠脾指数和胸腺指数的测定，实验结果显示，腹腔注射地塞米松可使小鼠血清溶血素水平明显降低；100mg/mL红茂草注射液可显著提高小鼠血清溶血素水平；腹腔注射地塞米松可明显提高小鼠血清溶菌酶活力，100mg/mL红茂草注射液可显著提高小鼠血清溶菌酶活力；腹腔注射地塞米松可使小鼠巨噬细胞碳粒廓清功能明显降低，100mg/mL红茂草注射液可显著提高小鼠单核巨噬细胞碳粒廓清功能；腹腔注射地塞米松可提高小鼠器官指数，100mg/mL红茂草注射液可显著提高小鼠脾指数和胸腺指数。作者将28d龄Balb/c小鼠60只，分成4组，实验组每天分别ip 4mg/mL、20mg/mL、100mg/mL的红茂草内用制剂（0.2mL/每只）；对照组每天分别ip生理盐水（0.2mL/每只）。各组连续注射7d后，用流式细胞仪和ELISA试剂盒测定小鼠T淋巴细胞的C和C及小鼠淋巴细胞48h培养上清液中的IL-4和IFN-γ的浓度。实验结果表明，小鼠腹腔注射红茂草内用制剂7d后，小鼠淋巴细胞C数量明显下降，小鼠淋巴细胞C数量也明显下降；其中4mg/mL注射组C数量明显下降最多，100mg/mL注射组C数量下降最多。分离红茂草内用制剂处理的小鼠淋巴细胞，用ConA 刺激，5%CO2、37℃培养48h后，小鼠淋巴细胞C数量增多，小鼠淋巴细胞C数量增减不一；其中20mg/mL注射组C数量增多最大，4mg/mL和20mg/mL注射组C数量下降，但100mg/mL注射组C数量增高；小鼠淋巴细胞分泌IL-4和IFN-γ含量均明显增多，其中4～20mg/mL注射组含量最高，100mg/mL注射组IL-4含量和100mg/mL注射组IFN-γ含量增量较低。实验结果提示，红茂草内用制剂处理7d后，C/C数量的倒置是小鼠在高免疫水平下的调节时期；红茂草内用制剂处理的小鼠T淋巴细胞用ConA刺激后，C数量增多，C数量下降，能分泌高水平的IL-4和IFN-γ，能提高小鼠的细胞免疫和体液免疫水平；说明红茂草内用制剂处理7d小鼠T淋巴细胞功能正常，红茂草内用制剂对小鼠免疫系统没有不良影响；从IFN-γ分泌高水平远高于IL-4水平，提示红茂草内用制剂对细胞免疫调节的作用更大；同时也提示高剂量组对免疫调节的作用差一些。实验结果表明，红茂草内用制剂对小鼠T淋巴细胞有明显的调节功能，能提高小鼠的细胞免疫和体液免疫水平。

红茂草注射液能提高实验性免疫功能低小鼠的免疫能力，显著提高机体非特异性免疫、特异性体液免疫等，可作为免疫增强剂。巨噬细胞（PMΦ）是免疫应答中一类十分活跃的细胞，它在非特异性免疫、体液免疫以及肿瘤免疫等方面起着重要作用，红茂草提取物可诱导PMΦ活化并提高其免疫功能。异紫堇碱、原阿片碱对小鼠腹腔巨噬细胞免疫能力有较强的促进作用。

（2）抗菌、抗病毒作用

红茂草具有清热解毒、抗菌消炎的作用。从该植物中提取的有效成分可抑制结核菌的生长，与链霉素、异菸肼相比较，前者在低浓度时也能很好的抑制结核菌的生长。王廷璞等用不同浓度的红茂草注射液分别作用于牛睾丸细胞和羊传染性脓疱（orf）病毒，并回归动物，测定其对正常细胞的毒性和对orf病毒的抑制作用。红茂草在一定浓度范围内对细胞具有毒性作用，可抑制细胞的分裂和繁殖；对orf病毒有较强的抑制和灭活作用，治愈羊口疮及羊痘引起的口腔溃烂10000余例，产生了良好的经济效益。薛掌林等用不同含量的红茂草注射液对鸡传染性支气管炎病毒（IBV）的H52毒株进行稀释，在鸡胚尿囊中接种传代，测试红茂草注射液对H52毒株的抑制作用，发现红茂草注射液能有效地抑制H52毒株在鸡胚中的增殖，对鸡胚的生长、发育无任何不良影响。红茂草素注射液对小鼠腹腔传代的肿瘤S180细胞具有明显抑制作用，抑瘤率最高可达58.82%。

为研究红茂草生物碱抑菌活性，我们用醇提法辅助超声波破碎法提取红茂草生物碱，超滤后经石英色谱柱层析分离，结晶后对不同细菌进行体外抑菌活性研究，通过对供试菌的最小抑制浓度（MIC）、抑菌率、半数抑菌浓度（IC50）进行测定，LSD法进行统计学多重比较。结果表明，红茂草生物碱对供试菌的MIC分别为：大肠埃希氏杆菌0.22mg/mL、金黄色葡萄球菌0.18mg/mL、枯草杆菌0.18mg/mL、粪肠球菌0.30mg/mL；IC50分别为：大肠埃希氏杆菌0.1807mg/mL、金黄色葡萄球菌0.1407mg/mL、枯草杆菌0.1407mg/mL、粪肠球菌0.2605mg/mL，红茂草生物碱具有明显的抑菌作用。

红茂草具有抑菌和抗病毒作用。赵强博士等用红茂草提取物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、粪肠球菌、奇异变形杆菌进行抑菌实验，实验结果表明，红茂草提取物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、粪肠球菌的半数抑菌浓度（IC50）分别是0.1807mg/mL、0.1407mg/mL、0.1407mg/mL、0.2605mg/mL；奇异变形杆菌在不同浓度的红茂草提取物作用下变化不显著。作者用红茂草水溶性外用制剂对大肠杆菌、葡萄球菌和无乳链球菌进行抑菌实验，实验结果表明，大肠杆菌的IC50=0.98±0.16（含氮量mg/mL）；葡萄球菌的IC50=2.54±0.39（含氮量mg/mL）；链球菌的IC50=1.60±0.34（含氮量mg/mL）。作者用红茂草水溶性外用制剂在兽医临床治疗中对动物外科创伤、疥癣和瘘管的治愈百分率分别为95.59%、91.43%和85.71%，在治疗过程中发现红茂草水溶性外用制剂不仅对病原微生物有杀灭作用而且对外科创伤、疥癣和瘘管的愈合和组织的修复有促进作用。薛掌林等用含5.0mg/mL、3.3mg/mL、2.5mg/mL、2.0mg/mL、1.7mg/mL（红茂草干草粉质量/制剂最终体积）的红茂草制剂鸡传染性支气管炎病毒（IBV）H52尿囊病毒液进行10倍之稀释，将10d龄SPF鸡胚70枚，分为7组，每组10枚，药物对照组接种5mg/mL红茂草的稀释液各0.2mL，阳性对照组接种1∶10稀释的IBV H52毒液各0.2mL，其他各组分别接种不同浓度红茂草制剂稀释的病毒液各0.2mL，用红细胞凝集实验测定病毒效价，对每个对鸡传染性支气管炎H52进行抑制实验，研究结果显示，红茂草制剂能抑制H52毒株在鸡胚中的增殖，有效浓度为2.5～5mg/mL。王廷璞等将平凉地区医院（现为甘肃省平凉市第一人民医院）免疫室制备的红茂草制剂，依次做22、23、24、25、26、27、28倍稀释，各取4.5mL于试管中，每管加入9代羊传染性脓疱病毒HCE毒株（TCID50为105.769）0.5mL，4℃作用6h，同时设立细胞对照和病毒对照。然后加于生长4d的犊牛睾丸单层细胞上，每个稀释度各加4个细胞管，逐日观察记录，直至病毒对照细胞全部产生CPE为止。重复本实验3次，对羊传染性脓疱病毒进行抑制实验，实验结果显示，在接种细胞后72h观察，病毒对照瓶细胞全部产生病变，正常对照细胞没有发生病变，28倍红茂草制剂稀释瓶细胞几乎全部产生病变；27倍红茂草制剂稀释瓶约有70%细胞发生病变，26倍红茂草制剂稀释瓶细胞的病变细胞在50%以下，25倍红茂草制剂稀释的细胞有脱落的趋势，两瓶有20%左右的病变，另两瓶没有病变，24稀释瓶细胞脱落趋势更明显，但没有产生病变；23和22的细胞瓶细胞全部脱落；用24倍红茂草制剂稀释病毒液接种正常健康羊股内侧，股内侧正常无病变，用25和26倍红茂草制剂稀释病毒液接种正常健康羊4d内出现红肿、水泡，至6d时出现脓疱，未经治疗，很快痊愈，而接种病毒的对照羊，则出现典型的水泡和脓疱病变，至10d经治疗后才痊愈。作者以红茂草内用制剂（含氮量0.55%）的0.2mL为1个单位，对鸡ND病毒和鸡传染性支气管炎H52病毒进行抑制实验，实验结果表明，在18～36倍稀释的红茂草内用应用制剂对鸡ND病毒和对鸡传染性支气管炎H52病毒抑制效果最好，浓度过高或过低对病毒抑制效果都不好。作者以红茂草内用制剂和外用制剂对GPV和CPDV进行抑制实验，实验结果表明，红茂草外用制剂对GPV和CPDV的半数抑制浓度是8.8mg/mL和5.4mg/mL；红茂草内用制剂对GPV和CPDV的半数抑制浓度是1.0mg/mL和0.6mg/mL，说明红茂草内用制剂和红茂草外用制剂的化学成分和作用机理可能不同。

（3）抗肿瘤作用

陈正山等将昆明小鼠分为生理盐水组、20mg/kg环磷酰胺组、0.5g/kg红茂草组、1.0g/kg红茂草组、2.0g/kg红茂草组。每只小鼠右腋下接种5×106细胞/mL浓度的荷S180肉瘤细胞悬液0.2mL，24h后，生理盐水组腹腔注射0.2mL/d生理盐水，环磷酰胺组腹腔注射0.2mL/d、20mg/kg环磷酰胺，其余各组腹腔注射相应剂量红茂草0.2mL/d，连续10d后，用微循环仪测定实体瘤的平均血管孔径和平均血流速率；取出肿瘤、脾脏和胸腺称重，测定抑瘤率、脾指数和胸腺指数；用中性红法测定腹腔巨噬细胞的吞噬功能。实体瘤的平均血管孔径和平均血流速率测定实验结果表明，20mg/kg环磷酰胺组对实体瘤的平均血管孔径和平均血流速率没有影响，3个红茂草组对实体瘤的平均血管孔径和平均血流速率均有一定程度的抑制，特别是1.0g/kg红茂草组，它的平均血管孔径和平均血流速率是对照组的45.30%和61.13%；抑瘤率、脾指数和胸腺指数和腹腔巨噬细胞的吞噬功能测定实验结果表明，20mg/kg环磷酰胺组、0.5g/kg红茂草组、1.0g/kg红茂草组、2.0g/kg红茂草组的抑瘤率分别是54.62%、16.47%、40.96%、43.78%；红茂草组不同程度提高荷瘤小鼠脾指数和胸腺指数腹腔和巨噬细胞的吞噬功能。

龚艳妮等将昆明小鼠分为生理盐水组、0.75g/kg卡介苗组、0.2g/kg红茂草组、1.0g/kg红茂草组、5.0g/kg红茂草组。每只小鼠右腋下接种1×107细胞/mL浓度的荷S180肉瘤细胞悬液0.2mL、24h后，生理盐水组腹腔注射0.2mL/d生理盐水，卡介苗组腹腔注射0.2mL/d卡介苗，其余各组腹腔注射相应剂量红茂草0.2mL/d，连续10d后，测定抑瘤率、脾指数和胸腺指数、测定荷S180肉瘤小鼠红细胞受体和红细胞免疫复合物花环率、用四甲基偶氮哇盐比色法测定红茂草对小鼠脾脏和胸腺淋巴细胞、腹腔巨噬细胞的增殖、外周血NK细胞和体内IL-2的活性、用鸡红细胞半体内法观察红茂草对小鼠腹腔巨噬细胞吞噬功能的影响、用溶血素法测定红茂草对小鼠血清Ig水平的影响。抑瘤率、脾指数和胸腺指数测定实验结果表明，1.0g/kg红茂草组荷瘤小鼠的脾指数和胸腺指数均高于生理盐水组，但低于卡介苗组水平；5.0g/kg红茂草组脾指数和胸腺指数均下降；0.2g/kg红茂草组荷瘤小鼠的脾指数和胸腺指数与生理盐水组差异不显著。荷S180肉瘤小鼠红细胞受体和红细胞免疫复合物花环率测定实验结果表明，0.2g/kg和1.0g/kg剂量的红茂草组荷瘤小鼠的红细胞花环率和红细胞免疫复合物花环率均高于生理盐水组，其中0.2g/kg的红茂草效果最为显著，但5.0g/kg剂量的红茂草组荷瘤小鼠的红细胞花环率和红细胞免疫复合物花环率低于生理盐水组。对荷瘤小鼠脾脏、胸腺淋巴细胞及外周血细胞的影响测定实验结果表明，红茂草可显著促进荷瘤小鼠胸腺和脾脏淋巴细胞的增殖，随剂量增加增殖增高，但均未达到卡介苗组水平；红茂草可增强外周血细胞的杀伤活性，其杀伤率随剂量而增加。对荷瘤小鼠腹腔巨噬细胞功能的影响测定实验结果表明，红茂草可促进荷瘤小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能，剂量在1.0g/kg时，吞噬百分率高于卡介苗组，但剂量在5.0g/kg时，吞噬百分率和吞噬指数均有所下降。对荷瘤小鼠IgG水平和IL-2活性的影响测定实验结果表明，红茂草制剂可显著提高荷瘤小鼠IgG血清水平，高于生理盐水组与卡介苗组，在1.0g/kg剂量时，效果显著；红茂草能提高荷瘤小鼠IL-2的活性，但各组间无剂量效应关系。

（4）对肝损伤的保护和抗溶血作用

红茂草提取物对小鼠实验性肝损伤有保护作用，对化学试剂诱发的溶血有一定的抑制作用。毛爱红、张昱等对实验小鼠灌胃或腹腔注射不同剂量的红茂草制剂，连续10d后，腹腔注射CCl4、卡介苗（BCG）和脂多糖（LPS）造成急性肝损伤，16h后测定血清谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）、乳酸脱氢酶（LDH）和肝组织匀浆中脂质过氧化产物丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性，并用组织病理学方法检查肝组织状况，结果显示，不同剂量的红茂草提取物治疗组小鼠血清谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）、乳酸脱氢酶（LDH）活性及肝组织匀浆中脂质过氧化产物丙二醛（MDA）含量均低于模型组，肝组织中超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性显著升高；病理切片表明红茂草作用后肝组织损伤不同程度地减轻，其中剂量为2.0g/kg时，肝组织的损伤程度较轻。赵祈等以H2O2诱导体外鼠红细胞发生氧化性溶血，以乙酰苯肼引发小鼠体内溶血性贫血，观察不同浓度或剂量红茂草对鼠红细胞溶血率，细胞形态、小鼠体内红细胞、白细胞数量，血红蛋白含量，血浆丙二醛含量，以及红细胞内各种抗氧化酶活性的影响，结果显示，红茂草提取物对H2O2诱导的鼠红细胞溶血的抑制率可达78%。小鼠腹腔注射红茂草提取物后，与模型组比较，红细胞数目增加，血红蛋白含量提高，白细胞数目减少，血浆丙二醛含量降低，四项指标均接近正常组。

（5）对淋巴结核及结核病所致创伤及炎症的治疗

卢贤昭研究红茂草对结核病及其所致创伤有良好的治愈作用，接受治疗的颈、背部淋巴结核患者156例，骨结核及其窦道和引起的脓性溃疡患者23例。患者在常规化疗基础上肌注红茂草素注射液，伤口用红茂草浸膏引流条填塞治疗，治愈疗效100%。用红茂草共治疗不同类型的肺结核患者78例，其中肺门淋巴结核11例，浸润型肺结核39例，慢性纤维空洞型肺结核18例，慢性血行播散型5例，结核性胸膜炎5例。经治疗3～6个月后，痊愈32例，显效26例，好转15例，无效5例，疗效最好者是肺门淋巴结核和结核性胸膜炎的患者，痊愈和显效为100%；其次为浸润性肺结核的患者，痊愈和显效31例，占79.5%，疗效最差者为慢性纤维空洞性肺结核。

（6）毒性

红茂草主要成分为：异紫堇碱。白屈菜红碱和血根碱也有一定毒性，但其在全草中的含量较少。给小鼠腹腔注射红茂草素注射液，其最大致死剂量为40g/kg，LD50为（16.39±0.04）g/kg，证明红茂草注射液安全，低毒。

2.3.3　近年来红茂草药物资源研究成果

近年来，国内对红茂草药物在毒理学、免疫学、病理学、药理学及临床疗效等方面，以及红茂草微观结构、植物学分类、成分分析均进行了不少有价值的研究。1998年陕西省中医药研究院沈雅琴将从红茂草中提取的异紫堇碱作用于减少蓖麻油或番泻叶致小鼠腹泻，发现其能很好地抑制小鼠墨水胃肠推进运动，能制二甲苯导致的小鼠耳壳肿胀和组胺导致的大鼠皮肤毛细血管通透性增高，有很好的抗炎作用。1998年王廷璞将红茂草运用于对羊传染性脓疱病毒（orf）的治疗，发现其水提物在在一定浓度范围内对orf细胞具有毒性作用，可抑制该细胞的分裂与繁殖；对orf病毒有较强的抑制和灭活作用，且对传染性脓疱有显著的治疗作用。2001年陈正山将红茂草注射液作用于小鼠腹腔巨噬细胞，观察其对免疫功能的影响，发现红茂草注射液不仅可以活化巨噬细胞，而且还可以提高其免疫功能。2004年薛掌林将红茂草注射液作用于鸡传染性支气管炎病毒（IBV），发现其但对鸡传染性支气管炎病毒具有一定的抑制作用，还可以杀灭鸡传染性支气管炎病毒，并对鸡胚的发育无任何不良影响。2004年毛爱红将红茂草提取物作用于小鼠免疫性肝损伤的保护，发现其对脂多糖（LPS）和卡介苗（BCG）诱导的小鼠免疫性肝损伤，具有很好的保护作用。2004年张昱将从红茂草中提取的有效成分作用于小鼠CCl4肝损伤的保护，发现其可显著降低因CCl4而引起的血清碱性磷酸酶（ALP）、谷丙转氨酶（ALT）、乳酸脱氢酶（LDH）、谷草转氨酶（AST）和肝脏丙二醛（MDA）水平的升高，并可以维持血清超氧化物歧化酶（SOD）水平，从而改善使肝组织的病理变化。2006年赵祁将红茂草提取物作用于红细胞氧化性溶血的抑制，发现其在小鼠体内外可分别抑制由乙酰苯肼和H2O2引发的小鼠红细胞氧化性溶血，且效果显著。2006年张兴旺将红茂草注射液作用于免疫低下小鼠，以研究其对小鼠免疫功能的影响，发现红茂草注射液可以明显的增强实验性免疫功能低下小鼠的免疫力，可以提高特异性体液免疫和机体非特异免疫。2007年刘明久对野生红茂草种子特性进行研究，发现野生红茂草种子发芽迟缓且无明显发芽高峰，可能与野生植物自身对外界环境条件的适应有关。2008年毛爱红将红茂草提取物作用于CCl4诱导的小鼠急性肝损伤，发现其对CCl4诱导的小鼠急性肝损伤具有很好的保护作用，其作用机制可能与红茂草抗自由基活性和抑制抗氧化酶活性有一定关系。2008年赵强将红茂草中提取的生物碱作用于对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌和粪肠球菌，测定其最小抑菌浓度和半数抑菌浓度，发现红茂草生物碱对这4种供试菌有显著地抑制作用。2007朱荣对红茂草在Zn、Cd、Cu和Pb胁迫下的耐性和富集特征进行了研究，发现红茂草对Cd和Zn具有较强的耐性和富集能力，对Cu和Pb具有较弱的耐性和富集能力。2008年王廷璞对不同生长期不同器官红茂草中生物碱含量的动态变化进行研究，发现红茂草初花期生物碱含量最高，可达为6.14%，采收最佳，对其进行了人工种植驯化及大面积推广种植。2008年王廷璞对红茂草生物碱提取方法及指纹检测技术进行了研究，醇溶法适合于工业化生产，生物碱提取含量为1.83%和3.33%，薄层层析法可作为红茂草提取物中生物碱的质量控制方法，该方法重现性好、准确度高。2008年龚艳妮将红茂草制剂作用于荷瘤小鼠以观察对其免疫功能的影响，发现红茂草能通过调节小鼠机体免疫功能，从而抑制S180肉瘤细胞的增殖，从免疫学角度探讨红茂草抑制肿瘤的作用机制。2008年石慧珍对红茂草种子萌发特性进行了研究，发现红茂草种子萌发速率随温度升高增大，在25℃时萌发速率最大。2009年苟想珍凯采用氏定氮法测定红茂草提取物中的氮含量，发现红茂草中的蛋白氮含量较低，为0.2281%。2010年赵强利用醇提法提取红茂草中生物碱，并对其进行TLC检测，建立了红茂草生物碱TLC检测技术，发现以V95%乙醇∶V冰乙酸∶V水∶V浓氨水（15∶0.5∶2.5∶0.5）为展开系统，分离效果最好。2010年施海燕对温度、pH值、营养条件影响红茂草种子萌发率进行了研究，发现在23℃、pH=6.0、0.3%KH2PO4条件下，红茂草种子萌发率可达76.02%。2010年赵强将红茂草浓缩液经石英色谱柱层析分离，作用于金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏杆菌、粪肠球菌、枯草杆菌等供试菌，其抑菌效果显著。2010年马志宏将红茂草水提取物腹腔注射于实验小鼠，测定出小鼠半数致死量LD50为1777.5mg/kg。2010年陈荃利用光学显微镜技术对红茂草营养器官进行显微结构观察，发现红茂草根的次生结构中有大量孔径不同的导管，但薄壁细胞数量较少；红茂草茎的维管束分散排列在基本组织中，皮层内有分泌腔分布，叶片上下表面均有大量表皮毛分布，叶肉组织中有1～2层的栅栏组织，中脉横切面上有三个靠得很近的维管束。2011李岩采用DNA条形码技术，对新疆伊犁地区红茂草基因条形码及系统发生关系进行了研究，测序获得的rbcL和matK基因序列长度分别为539bp和700bp，用最大简约法构建了基于rbcL和matK序列的系统树，发现伊犁红茂草聚在罂粟亚科中，与荷青花属、金罂粟属、海罂粟属亲缘关系较近。2011年赵强以异紫定堇碱为标准品，利用酸性染料比色法测定红茂草中总生物碱含量，发现红茂草中总生物碱含量为1.386%。2011年刘大护对红茂草生物碱类化学成分进行了研究，从红茂草中分离鉴定出11个异喹啉类生物碱。2011年党岩对红茂草水溶性制剂的毒性进行了研究，发现红茂草水溶性制剂对动物皮肤无毒、无刺激；对犊小鼠、鸡胚、牛睾丸细胞和的LD50分别为1776.20mg/kg、0.70mg/kg和0.43mg/kg。2012年赵强对红茂草生物碱进行正交提取工艺，并建立优化了相关工艺模式，将提取物作用于羟自由基和超氧自由基，以测定其清除自由基能力。2012年李一婧对红茂草种子萌发及组织培养最佳条件进行研究，发现茂草种子在石英砂基质中萌发效果好，其叶片是诱导愈伤组织形成的最佳外植体。2012年赵强利用响应面法，优化建立了红茂草生物碱提取工艺，并对提取物的抑菌活性进行了研究，发现红茂草生物碱最佳提取工艺条件为：乙醇浓度65%、超声时间35min、液料15mL/g、回流时间2.5h，此工艺下红茂草生物碱含量为9.33%；提取物对绿脓杆菌、大肠埃希氏杆菌、白色念珠菌的最小抑菌浓度分别为0.35mg/mL、0.20mg/mL、0.15mg/mL，透射电镜观察其抑菌效果显著。

2.3.4　目前取得的阶段性成果

（1）红茂草药物资源的保护、利用与开发

红茂草在青海省东南地区、甘陕交界的秦岭南北、渭河流域资源分布十分丰富，是一种亟待开发的新药物资源，有广阔的开发应用前景和巨大的社会经济效益。近年来课题组先后申报完成甘肃省科技厅科研资助项目“红茂草新药资源开发和临床应用研究”（No.06-1-23）、甘肃省跨世纪学术带头人和甘肃省“555创新人才工程”科研基金资助项目“红茂草生物碱分离工艺与规范化种植研究”（No.2003167）、天水师范学院科研基金资助项目“地方药材红茂草提取物与规范化种植研究”（No.TSB1015）、甘肃省中医药管理局资助项目“红茂草生物碱临床抗炎机制与新药开发研究”（No.GZK-2010-20）、2010年国家人社部出国留学人员基金项目“红茂草生物碱临床抗炎机制与毒理研究”、2013年国家自然基金项目（31360603）、2014年中国博士后科学基金支持，力争对红茂草生物碱临床抗炎机制与新药开发能有一个较为全面而深入的研究，全面推动我国西北地区红茂草新药开发产业的进一步发展。目前主要已完成的阶段性成果有以下几个方面。

①进行了红茂草人工栽培及植物核型研究

采用调查研究与实验研究相结合，室内测试分析与室外观察相结合，实验设计与统计分析相结合的技术路线开展工作，将红茂草这种野生药用资源进行人工驯化栽培研究。并在此基础上肯定了红茂草人工栽培的可能性和利用价值。但是将一种野生植物变为人工栽培的植物，并提出其规范化种植（GAP）规程，研究结果显然不便做出科学的定论。因此，有关红茂草规范化栽培技术规程尚须在进一步深入系统研究的基础上制定。对红茂草规范化种植进行实验，发现其发芽率随种子储藏时间迅速下降，播种期以每年8月底～9月初最佳，播种量5g/m2，播种深度0.5cm，播种后土壤浇水3cm出苗整齐度最好，盛花期及时采收入药。并据此制定出规范化种植规程，在不同地理条件和不同农户试种120多亩，每亩可产红茂草干草500kg，为工业化生产的原料来源打下了基础。

红茂草的染色体类型主要为中部着丝点染色体和近中部着丝点染色体，核型属2A型，核型不对称系数接近50%，表现了较强的对称性。据报道，河南红茂草的染色体数目为2n=12，与本种染色体数目一致。其染色体长度变异范围为1.30～2.59μm，与本种相近，均为小染色体。河南红茂草的第一对染色体的短臂上有一次缢痕，并具一较大的随体，本种的第三对染色体的端臂上也具一次缢痕及一较大的随体，河南红茂草的6对染色体中有3对中部着丝点染色体，1对近中部着丝点染色体，核型亦较对称，这些特点均表明红茂草属于比较原始的核型类型。

②优化建立了红茂草生物碱及黄酮类化合物（芦丁）提取工艺

采用水溶法和醇溶法结合超声波辅助提取，单因素实验筛选出影响红茂草生物碱提取的主要影响因子，再进行正交实验设计法、响应面优化设计法比较其化学提取工艺，确定最佳工艺参数，以此参数对红茂草中的主要活性成分生物碱进行提取，再经TLC检测、紫外光谱、红外光谱、高效液相色谱检测，发现其与对照品基本一致，从而优化建立红茂草中生物碱的化学提取工艺模式（图2-2）。利用响应面法提取工艺模式，初步建立了一套完整有效的红茂草中黄酮类化合物（芦丁）提取工艺，摸索其与系列金属形成配合物的稳定性及生物活性。建立和完善红茂草生物碱真空冷冻干燥工艺，使其冻干率达到44.26%以上。

③提取、分离、鉴定了红茂草生物碱及其他成分

在原有薄层色谱分析、显微镜熔点测定、元素分析、差热/热重综合分析、紫外光谱分析、红外光谱分析、气-质联用分析和高效液相色谱检测的基础上，通过石英色谱柱层析，洗脱剂冲洗，浓缩馏分，经核磁鉴定其生物碱类别。首次采用CO2超临界萃取法，提取了红茂草挥发油，并用GC-MS法鉴定其化学成分，共鉴定出46个化合物。利用火焰原子吸收光谱对红茂草干草粉末中的Cu、Zn、Fe、Mn、Co、Ni、Cr、Cd、As、K、Na、Ca、Mg、Li、Sr、Al、Pb、Se、Hg 19种微量金属元素进行了测定。

④确立了红茂草芦丁提取物对卵磷脂双层膜电化学行为的影响

用玻碳电极支撑的磷脂双层膜（s-BLM）作为生物膜的模型，以Fe（CN为探针分子，利用循环伏安与SECM实验研究了红茂草芦丁提取物对磷脂双层膜电化学行为的影响，发现s-BLM与芦丁之间可以发生比较强烈的相互作用，结果使s-BLM的通透性发生变化，探针分子可以通过s-BLM到达电极表面。这种现象的出现可能是由于在芦丁与磷脂双层膜发生作用时引起s-BLM表面分子的排列变化，进而在膜的表面形成不可逆的微孔，而探针分子Fe（CN可以通过这些微孔接近电极，产生氧化还原响应。采用电化学方法研究红茂草中提取的芦丁对卵磷脂双层膜电化学行为的影响，对于进一步了解红茂草药材的生物活性及药物疗效机理有一定的意义。

⑤对红茂草生物学活性及临床作用进行研究

以大肠埃希氏杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、粪肠球菌、奇异变形杆菌、白色念珠菌和绿脓杆菌等作为实验菌种，进行了细菌生长曲线法、纸片法、最小抑菌浓度、半数杀菌浓度、半数抑菌浓度、抑菌率、透射电镜观察、菌膜通透性和形态测定等实验，研究表明红茂草生物碱具有明显的抑菌活性。将在最佳工艺条件下提取的红茂草生物碱、挥发油、芦丁等，对DPPH、·OH自由基·自由基进行清除效果实验，发现红茂草各种成分对自由基均有显著的清除作用。将提取的红茂草生物碱提取液肌肉注射BALB/c小鼠，在不同时间采集小鼠心、肝、脾、肺、肾和注射部位肌肉组织，通过制作切片，用HE染色法进行染色后镜检，未发现典型性病理变化，结果表明红茂草生物碱具有很好的安全性。临床疗效观察，红茂草对分离到的结核分枝杆菌有较强的抑制作用，而这些菌株对异菸肼和链霉素都有不同程度的抗药性，可以在一定程度上能够抑制结核菌的生长繁殖；红茂草对伤口的愈合有促进作用；红茂草对一些慢性疾病都有较好的疗效，可以提高肌体的免疫机能，恢复被抑制或破坏的免疫系统。

（2）红茂草研究的展望

①建立种苗繁育场所，开展品种改良研究

目前红茂草还没有完全实行人工种植，栽培技术还不十分成熟，还是以野生环境为主，经过长期自然繁殖，野生资源本身是一个混杂群体，产量低，药用品质不稳定。应当选择自然生态条件适合、种植环境符合中药材规范化生产、具有一定生产水平的地区，利用传统方法现与代生物技术相结合的方式，建立西北地区特色药用植物红茂草种苗繁育基地，筛选出形态特征明显、生长整齐健壮、药用成分含量符合《中华人民共和国药典》要求、遗传性状稳定的栽培种供生产使用。与药材加工企业合作，大力发展符合GAP规范要求的道地药材生产基地。

②继续开展红茂草有效成分分析及其深加工研究

在原有红茂草药物资源开发、利用和研究的基础上，加强与省内外相关大专院校和科研单位的联系，开展红茂草植物资源分布的详细普查，细化各地区红茂草有效成分的分析，研究人工栽培与野生种属之间化学成分的异同与变化。并进行深加工研究，以提高该药用植物利用的经济效益。

③进一步加强其药理作用研究

目前临床上尚没有一种高效、低毒的抗病毒化学药物出现，中草药直接进行病毒疾病治疗和新药开发都具有广阔的空间。红茂草可清热解毒、消肿止痛、杀虫，对治疗淋巴结核、秃疮疥癣效果明显，其抗病毒作用显著，不论从兽医临床用药，还是人用药物研究方面，红茂草都是很有发展潜力的药物资源。

植物红茂草与其他中草药一样，经历了中药的相似的过程。在长期的临床实验后，近年来开始了对其制剂药效、药理、毒理等动物实验。从上面红茂草制剂研究进展中可以看出，目前应用于临床和实验的红茂草制剂是一种含生物碱和其他成分的多种化学成分的复合制剂。尽管目前红茂草制剂的质量标准还没有规范化，尽管目前红茂草制剂的有效化学成分是什么还不是太清楚，但是有几个方面是清楚的：第一，从红茂草制剂的制作过程到动物体内外的药理作用是复杂的多种化学成分共同作用和交互作用的结果；第二，红茂草制剂具有抗真菌、抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗血小板聚集、保肝、调节免疫等多种药效；第三，红茂草制剂的药效作用与现从中分离到的生物碱有非常相似的药效作用。鉴于上述几点，许多研究者认为红茂草的药物有效成分是生物碱或至少与红茂草中所含的多种生物碱有很大的相关性，同时红茂草制剂的研制者在临床上应用的红茂草制剂是多种化学成分的复合制剂，以避免制剂失去真正的药物有效成分和其多种化学成分的共同作用和交互作用。

红茂草化学成分和制剂的研究仅仅是个开始，它内含的许多化学物质都是目前研究的热点，通过系统的研究和开发使它的药效基础深入挖掘，使祖国传统的中医药在人类疾病防治中发挥其应有的作用。

红茂草对结核病有良好的治愈作用、能提高机体免疫力、对胃溃疡和外科创伤有良好的愈合作用。对其主要成分紫堇碱、异紫堇碱进行纯化，进行抗炎机制研究，对于推进红茂草资源开发，及早应用于临床具有重要的意义。在今后研究工作中，还需进一步加强和开展红茂草生物碱对细胞膜作用的研究、对胃溃疡治疗的研究、对肿瘤细胞作用的研究、对肺结核治疗的研究，从临床实验到作用机理，实现各个方面的突破，为红茂草生物碱临床抗炎机制与新药开发的深入研究奠定基础，从而推动我国西北地区特色药物红茂草开发产业的蓬勃发展。