★ 葛巍 謝昌營(yíng) 葉夢(mèng)琪 張磊昌 王海燕(.江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院 南昌 330006;.江西衛(wèi)生職業(yè)學(xué)院 南昌 33005;3.江西中醫(yī)藥大學(xué)方證研究中心 南昌 330004)
礦物藥是我國(guó)傳統(tǒng)中藥的重要組成部分,其中不乏汞、砷、鉛等毒性成分的存在。在歷經(jīng)數(shù)千年的不斷探索與實(shí)踐,毒性礦物藥規(guī)范化的臨床應(yīng)用初具雛形[1],其中高劑量朱砂配伍方療效顯著且無(wú)中毒報(bào)道而廣受關(guān)注[2],但汞的潛在毒性也引發(fā)諸多學(xué)者對(duì)該類(lèi)藥物安全性的思考[3]。本文著重介紹含汞礦物藥“識(shí)毒-防毒-解毒”的基礎(chǔ)研究,為礦物藥的臨床“用毒”研究提供參考依據(jù)。
汞的應(yīng)用最早可追溯到《神農(nóng)本草經(jīng)》,其中丹砂作為開(kāi)篇第一味藥,位列在上品之首。秦漢時(shí)期受黃老之道“金性不敗朽,故為萬(wàn)物寶,術(shù)士服食之,壽命得長(zhǎng)久”“服丹守一,與天相畢,還精胎息,延壽無(wú)極”等思想影響[4-5],金石類(lèi)丹藥的服食一度風(fēng)靡上流社會(huì),成為延年益壽之品。隋唐時(shí)期,妄服丹藥、五石散者悉數(shù)出現(xiàn)疾患和中毒癥狀,丹藥之毒性也日益凸顯[6]。藥王孫思邈通過(guò)親身實(shí)踐發(fā)現(xiàn)丹藥服食需因人而異、因藥而異,量其所宜,區(qū)別年齡體質(zhì),遵循服食禁忌,注意石藥品質(zhì)[7]。至此人們已然察覺(jué)到金石類(lèi)丹藥存在毒性作用。此后受孫思邈“先食后藥”的服食理念,金石類(lèi)丹藥漸漸轉(zhuǎn)向治病療疾的“用毒”階段[8]。至宋代官修《太平圣惠方》和《太平惠民合劑局方》均有大量丹方及其功效的記載,不同是純金石類(lèi)服食丹方數(shù)量明顯下降甚至消失[9]。表明此時(shí)人們已認(rèn)識(shí)到金石類(lèi)中藥的毒性而漸漸放棄服食。明清時(shí)期金石類(lèi)中藥醫(yī)用趨勢(shì)迎來(lái)重大轉(zhuǎn)折,紅升丹、白降丹之類(lèi)成為中醫(yī)外科特色用藥,臨床醫(yī)家也通過(guò)改進(jìn)炮制工藝,發(fā)展新劑型,調(diào)整配伍比例等方式降低藥物毒性[10]?!侗静菥V目》對(duì)金石類(lèi)中藥有詳盡記載,統(tǒng)計(jì)有毒中藥共33種,并有“微毒”“小毒”“有毒”的分級(jí)分類(lèi),同時(shí)從鑒別識(shí)藥、炮制減毒、用藥禁忌、配伍應(yīng)用、附方應(yīng)用五方面對(duì)前人用藥經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)與更正,專(zhuān)門(mén)提出了解金石毒的方法[11]。至此人們對(duì)毒性金石類(lèi)中藥已從簡(jiǎn)單的識(shí)毒、用毒初步建立“識(shí)毒-用毒-防毒-解毒”的藥物警戒意識(shí)[12]。清代諸多本草著作還提出利用雄黃的毒峻偏性來(lái)治療疑難雜癥的毒效轉(zhuǎn)換治療[13]。目前含汞礦物藥的獨(dú)特療效與安全性受到廣泛關(guān)注,但兩者本就是矛盾共同體。因而,從“識(shí)毒-防毒-解毒”角度出發(fā),深入了解該類(lèi)藥物基礎(chǔ)研究,是指導(dǎo)臨床“用毒”的有效策略[14]。
“識(shí)毒”即認(rèn)識(shí)藥物毒性成分和毒理機(jī)制。2015年版《中華人民共和國(guó)藥典》收錄可應(yīng)用臨床的含汞礦物藥包括朱砂和輕粉。朱砂的主要成分是硫化汞(HgS),含量不低于96 %,還含有少量單質(zhì)汞和可溶性汞(如HgCl2)[15-16]。輕粉的主要成分是氯化亞汞(Hg2Cl2),含量不少于99%,難溶于水,見(jiàn)光或加熱易分解成單質(zhì)汞和HgCl2[17]。朱砂中在胃腸道吸收率低,少量HgS可在胃腸道中轉(zhuǎn)化成可溶性汞[18]。研究發(fā)現(xiàn)人工腸液的朱砂汞溶出率高于人工胃液,其中人工胃酸中很難生成HgCl2,而在人工腸液或人腸道菌群作用下可轉(zhuǎn)化成活性成分多硫化汞[19]。尚無(wú)充分證據(jù)表明朱砂能在人體腸道菌群作用下轉(zhuǎn)化成劇毒甲基汞,該機(jī)制多發(fā)生在細(xì)菌、低等生物和魚(yú)類(lèi)[20]。輕粉汞由皮膚及其附屬腺體器官吸收,受皮膚完整性和藥物載體的影響[21]。輕粉的一價(jià)汞離子進(jìn)入體內(nèi)極易轉(zhuǎn)化為Hg2+和單質(zhì)汞[22]。無(wú)機(jī)汞、甲基汞、單質(zhì)汞與人血清白蛋白存在很強(qiáng)的親和力,其通過(guò)與不同受體蛋白和細(xì)胞酶的巰基結(jié)合,干擾細(xì)胞代謝,從而誘導(dǎo)細(xì)胞死亡[22-24],也可隨血液循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)到肝臟、腎臟、腦及心臟等靶器官并產(chǎn)生蓄積性[19-20]。朱砂汞蓄積實(shí)驗(yàn)表明單次給藥汞蓄積量最大為肝臟,而長(zhǎng)期給藥的汞蓄積量為腎臟最多,依次為腦、肝、血[25]。體外細(xì)胞研究表明相比朱砂和HgS,甲基汞和HgCl2的細(xì)胞毒性及24 h細(xì)胞汞蓄積量均顯著提升[26]。上述提示可溶性汞可能是含汞礦物藥的重要毒性成分。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也顯示HgCl2在肝腎的汞蓄積量、組織形態(tài)學(xué)及MT-1、MT-2 mRNA表達(dá)等急性毒性反應(yīng)較朱砂更明顯[27]。Xu等[28]認(rèn)為HgCl2所致的肝毒性與PPARα、Cyp4a10、UGTs、磺基轉(zhuǎn)移酶、Oatp1a4及多藥耐藥相關(guān)蛋白(Mrp)等肝臟藥物代謝基因表達(dá)提升有關(guān)。汞的腎毒性與脂質(zhì)過(guò)氧化損傷[29]、半胱氨酸-汞-半胱氨酸耦合物形成[30]以及有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體(如Oat1、Oat3)受到抑制[31]有關(guān)。隋怡等[32]發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期灌胃HgCl2可致小鼠腎臟汞蓄積量增加及Oat1、Oat2表達(dá)降低,而朱砂幾乎不影響。朱砂中的汞還可透過(guò)血腦屏障,通過(guò)抑制腦干Na+-K+-ATP酶活性[33]、干預(yù)NO和氨基酸類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)水平[34]、影響小腦顆粒神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞的線粒體相關(guān)功能[35]、減少小腦浦肯野細(xì)胞[36]等方式,產(chǎn)生神經(jīng)毒性。此外,HgCl2可通過(guò)損傷性腺組織、氧化應(yīng)激、改變HPG軸性激素和基因表達(dá)等方式對(duì)成年斑馬魚(yú)產(chǎn)生生殖毒性[37]。Zhou等[38]發(fā)現(xiàn)HgCl2可顯著誘導(dǎo)HTR-8/SVneo人絨毛膜滋養(yǎng)層細(xì)胞的凋亡。這些研究進(jìn)一步提示靶向可溶性汞的“防毒”研究是含汞礦物藥臨床應(yīng)用的關(guān)注要點(diǎn)之一。
“防毒”即毒性藥物減毒的探索與實(shí)踐。堅(jiān)持傳統(tǒng)理論和現(xiàn)代研究相結(jié)合,開(kāi)展科學(xué)、安全的藥物評(píng)價(jià)研究,是臨床“用毒”亟需解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。
3.1 炮制技術(shù) 《藥性論》記載: “丹砂,大毒,若經(jīng)伏火及一切烹煉,則毒等砒,服之必?cái)馈!碧岢隽撕V物藥的用毒禁忌?!侗静菥V目》按《何孟春余冬錄》云:“丹砂之畏磁石、堿水者,水克火也?!薄侗窘?jīng)逢原》曰:“研細(xì)水飛用?!薄缎核幾C直訣》也有朱砂、輕粉水飛炮制的記載[39]。上述文獻(xiàn)開(kāi)創(chuàng)了朱砂水飛炮制的防毒研究。曹帥等[40]利用X 射線衍射法發(fā)現(xiàn)水飛法可明顯減少朱砂中的含鐵雜質(zhì),使朱砂飲片的質(zhì)量趨同。郭婧潭等[41]采用SISE和HG-AAS揭示朱砂水飛后S2-水平升高及汞水平的降低可能是朱砂炮制減毒增效的原因。然而汞的不同化學(xué)形式和價(jià)態(tài)也使朱砂飲片的毒性差異巨大[42]。盡管如此,隨著微波消解法、ICP-AES、ICP-MS、AAS、AFS等質(zhì)量控制技術(shù)的日益成熟[43],也為含汞礦物藥的炮制防毒提供科學(xué)依據(jù)。上述研究提示含汞礦物藥的炮制是防毒有效措施,其中炮制科學(xué)化和飲片標(biāo)準(zhǔn)化是臨床用毒的安全前提。
3.2 量-時(shí)研究 毒性是藥物偏性,用毒本是用來(lái)矯正臟腑偏性,若矯正太過(guò)必然造成新的偏性。國(guó)內(nèi)外已有關(guān)于含汞礦物藥口服或外用中毒案例[44-46]。究其致毒原因多是防毒的量-時(shí)錯(cuò)誤。據(jù)2015版《中華人民共和國(guó)藥典》記載[1],輕粉不可過(guò)量,內(nèi)服慎用,外用適量;朱砂不宜大量服用及少量久服,每天0.1~0.5 g,外用適量。朱砂所致不良反應(yīng)發(fā)生率隨用藥劑量加大和用藥時(shí)間延長(zhǎng)而增加[47]。付中祥等[48]發(fā)現(xiàn)予以小鼠臨床劑量(0.2 g·kg-1)朱砂的汞吸收及汞蓄積量明顯低于高劑量(11.2 g·kg-1)的朱砂。閆美玲等[49]發(fā)現(xiàn)予以大鼠朱砂(0.1 g·kg-1)90 d后其肝、腎汞蓄積量及肝腎功能與正常組無(wú)顯著性差異。表明目前藥典的朱砂口服劑量安全性較高。含汞礦物藥外用已明確證實(shí)存在汞汞蓄積[21-22],且存在中毒案例[50],但相關(guān)劑量和用藥時(shí)間的基礎(chǔ)研究較少。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)提示2周內(nèi)外用輕粉每日的NOAEL為1.46 mg·kg-1·d-1(60 kg),當(dāng)MOS=1時(shí),其外用每日最大暴露量為1.1g·d-1[17]。曹玉娥等[51]通過(guò)對(duì)家兔外用2倍臨床劑量的九一丹28 d后發(fā)現(xiàn)皮膚及腎組織汞升高,停藥92 d后可恢復(fù)至正常水平。提示基于防毒思想的量-時(shí)研究可為臨床用毒提供安全保證。
3.3 毒-效研究 以毒為效是基于辨證論治、病證結(jié)合及君臣佐使配伍規(guī)律等中醫(yī)理論指導(dǎo)下的用毒實(shí)踐。《古今名醫(yī)方論》認(rèn)為:“朱砂具明之體,色赤通心,重能鎮(zhèn)怯,寒能勝熱,甘以生津,抑陰火之浮游,以養(yǎng)上焦之元?dú)狻!贝矸街焐鞍采裢瓒嘤糜谛幕鹂菏?,陰血不足之不寐證,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)分析其作用與大腦內(nèi)γ-氨基丁酸含量升高[52]和藍(lán)斑-去甲腎上腺素神經(jīng)功能下調(diào)[53]有關(guān)。然而朱砂安神丸中朱砂用量高于藥典,為何中毒現(xiàn)象甚少,代謝組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)方中4藥對(duì)朱砂的毒性有一定的保護(hù)作用[54]。經(jīng)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析考慮黃連(槲皮素、阿魏酸)和甘草(草酸、甘草次酸、甘草苷)對(duì)其肝腎毒性有解毒作用[2]。安宮牛黃丸同樣存在通過(guò)方中其他中藥抑制炎性損傷及提高抗氧化能力來(lái)拮抗朱砂所致肝腎毒性的類(lèi)似機(jī)制[55]。提示基于中醫(yī)藥理論深入闡述以毒為效的配伍規(guī)律可為臨床用毒提供安全參考。
3.4 關(guān)注特定人群 特定人群也是防毒實(shí)踐的關(guān)注要點(diǎn)。對(duì)于含汞礦物,藥典只提出孕婦禁服,但對(duì)兒童常用含汞成方制劑并無(wú)明確計(jì)量要求[1]。研究發(fā)現(xiàn)幼年大鼠單次服用成年大鼠同等劑量的朱砂可引起更明顯的汞蓄積[56]。鑒于不同階段兒童發(fā)育特點(diǎn)和汞易蓄積的腦肝腎等臟器功能不完善,以及藥物代謝酶水平不一,使得毒性反應(yīng)存在差異[57]。此外,不同機(jī)體狀態(tài)下的神經(jīng)內(nèi)分泌免疫網(wǎng)絡(luò)、藥物代謝、微生物菌群和肝臟微環(huán)境等所致藥物敏感性差異也是臨床用毒及相關(guān)基礎(chǔ)研究亟需關(guān)注點(diǎn)[58]。
解毒是用毒或防毒失敗的補(bǔ)救方法,意在緩解毒性反應(yīng)所致的嚴(yán)重后果。針對(duì)汞中毒的解毒方法,相關(guān)古籍記載甚少[12],《本經(jīng)逢原》記載:"急以生羊血、童便、金汁等解之"。但甘草、綠豆、飴糖等中藥解毒記載比比皆是,或許可從中得到啟示。此外,服用通利小便之中藥加速汞的排泄也不失為一種解毒方法[15]?,F(xiàn)代研究也發(fā)現(xiàn)還原大豆球蛋白胃酶酶解物、二巰丙磺酸鈉、二巰基丙醇和琥珀酸能夠有效降低汞在體內(nèi)的蓄積[20]。
腸道菌群被認(rèn)為是潛力巨大的代謝器官,其直接作用或宿主-菌群共代謝方式對(duì)藥物代謝為毒性產(chǎn)物的意義重大[59]。一方面宿主藥物代謝基因的表達(dá)受菌群所調(diào)控,對(duì)宿主的重金屬藥代動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生影響;另一方面重金屬也會(huì)影響菌群的活性和代謝產(chǎn)物,間接影響宿主對(duì)重金屬的代謝[60]。Zimmermann等[61]發(fā)現(xiàn)特定菌及其代謝酶對(duì)特定藥物的腸道及系統(tǒng)代謝的影響更為顯著,且特定菌在腸道菌群的豐度還部分解釋藥物代謝活性的個(gè)體差異。
5.1 在“識(shí)毒”方面的價(jià)值 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明高劑量汞可影響小鼠盲腸菌群的多樣性[62];而短期、低劑量亞砷酸鹽暴露可增加帶有硫還原酶的細(xì)菌豐度及硫酸鹽還原菌的短暫出現(xiàn)[63]。陳衛(wèi)等[64]發(fā)現(xiàn)自閉癥患者頭發(fā)中汞、砷的水平與腸道Parabacteroides及顫螺旋菌屬顯著相關(guān)。Hoen等[65]發(fā)現(xiàn)砷暴露與6周齡男嬰(配方奶喂養(yǎng))腸道菌群的變化相關(guān),涉及厚壁菌門(mén)、擬桿菌和雙歧桿菌等。Eggers等[66]發(fā)現(xiàn)成人尿鉛濃度升高與糞便菌群的α多樣性及豐富度增加相關(guān),其中變形菌門(mén)(包括伯克霍爾德菌目)顯著相關(guān)。提示體內(nèi)汞、砷、鉛水平的升高可引起腸道菌群改變,但特定菌屬的明確尚需更多證據(jù)。
5.2 在“防毒”“解毒”方面的價(jià)值 體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)乳酸桿菌等益生菌對(duì)汞、鎘、鉛等重金屬具有較強(qiáng)的耐受性和結(jié)合能力[67]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)植物乳桿菌可促進(jìn)體內(nèi)鎘的排出[68]。Coryell等[69]發(fā)現(xiàn)腸道菌群完整性、柔嫩梭菌和功能性砷解毒酶可為小鼠的急性砷中毒提供部分保護(hù)作用。臨床研究表明鼠李糖乳桿菌對(duì)孕婦血液中汞和砷水平的進(jìn)一步升高有保護(hù)作用[70]。Astolfi等[67]發(fā)現(xiàn)服用復(fù)合益生菌制劑(乳酸桿菌等)可降低嬰兒糞便中鎘水平。提示通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群對(duì)礦物藥的毒性反應(yīng)可能存在一定的保護(hù)機(jī)制。
“神農(nóng)嘗百草,日遇七十二毒,得荼而解之”開(kāi)啟了古人的“識(shí)毒”的探索,隨著“用毒”實(shí)踐深入,“毒”成為中藥藥性的重要組成,“防毒”“解毒”已成為安全“用毒”的核心問(wèn)題。通過(guò)明確毒性成分、體內(nèi)中毒機(jī)制和毒性反應(yīng);建立炮制科學(xué)化和飲片標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)工藝;強(qiáng)調(diào)在中醫(yī)藥理論指導(dǎo)下的量-時(shí)-毒-效的基礎(chǔ)研究及解毒機(jī)制的實(shí)踐探索;探尋毒性早期預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物和毒性防治方法;積極關(guān)注特定人群的藥物敏感性差異。可為礦物藥的臨床“用毒”研究提供參考依據(jù)。
此外,隨著腸道菌群在重金屬體內(nèi)代謝、毒性反應(yīng)及排泄過(guò)程的作用日益凸顯。基于藥物-微生物-宿主代謝網(wǎng)絡(luò)的形成,以腸道菌群和藥物代謝基因?yàn)榘悬c(diǎn)的礦物藥微生物防毒與解毒機(jī)制,有望成為今后臨床“用毒”研究的方向之一。