謝果珍，黃莉莉，張水寒，譚周進(jìn)*

1湖南中醫(yī)藥大學(xué)，長(zhǎng)沙 410208；2湖南省中醫(yī)藥研究院中藥研究所，長(zhǎng)沙 410013

苷(glycosides)是由糖或糖的衍生物與苷元(aglycone)通過糖基端的碳原子連接而成的一類化合物[1]，廣泛存在于中藥中。苷類化合物的苷元類型豐富，凡結(jié)構(gòu)中有羥基、羧基、氨基或巰基等基團(tuán)的化合物均可成為苷元。另外，苷類化合物的結(jié)構(gòu)上有一個(gè)或多個(gè)糖基，極性大，脂溶性低，低膜通透性導(dǎo)致其口服的生物利用率普遍較低，但苷類藥物在臨床治療中卻表現(xiàn)出很好的療效。苷類藥物的生物利用度低但療效好的現(xiàn)象引起了研究者們的極大興趣。

研究認(rèn)為，苷類化合物進(jìn)入機(jī)體后被腸道中的微生物及其分泌的酶轉(zhuǎn)化為極性小、脂溶性大的次級(jí)苷或苷元，苷元被吸收后在腸道上皮和肝臟中被I相和II相藥物代謝酶所代謝，并通過尿液和膽汁排出或通過肝腸循環(huán)返回腸道[2]。隨后，一些殘留的苷元和/或代謝衍生物進(jìn)入血管體循環(huán)。而苷類化合物在腸道的代謝產(chǎn)物，大多表現(xiàn)出比其母體更好的生物活性[3]。因此，腸道微生物對(duì)苷類成分的代謝是其藥效發(fā)揮的前提，本文將綜述腸道微生物對(duì)苷類化合物的代謝及其意義。

1 腸道微生物及代謝酶

健康成人的腸道微生物主要由厚壁菌門、擬桿菌門、變形菌門、放線菌門、梭桿菌門及疣微菌門的細(xì)菌組成，且90%以上物種屬于厚壁菌門和擬桿菌門[4]。研究表明，雙歧桿菌屬、乳桿菌屬、擬桿菌屬、乳球菌屬、腸球菌屬、真桿菌屬、毛螺菌屬、梭菌屬和大腸桿菌對(duì)苷類化合物的代謝起著非常重要的作用[5]。雙歧桿菌、乳桿菌、毛螺菌及腸球菌高效參與了苷類化合物的脫糖水解反應(yīng)，而擬桿菌和梭菌可進(jìn)一步降解苷元[5]。腸道微生物對(duì)苷類化合物的代謝實(shí)質(zhì)上是其所分泌的酶對(duì)底物選擇性代謝的結(jié)果。

腸道微生物可分泌龐大的代謝酶系，包括糖苷水解酶、硝基還原酶、偶氮還原酶、脲酶、硫酸化酶以及甲基化酶等[3]。苷類化合物進(jìn)入機(jī)體后，酶參與脫糖基、脫甲基、脫羥基、水解、氧化還原等反應(yīng)，使苷類化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，活性也得以產(chǎn)生或增強(qiáng)[6]。

腸道微生物分泌的糖苷水解酶在苷類化合物的代謝中最為關(guān)鍵[7]。脫糖基通常是苷類化合物發(fā)揮益生元作用及進(jìn)一步轉(zhuǎn)化的先決條件[8]。糖苷水解酶利用二羧酸殘基和水分子水解糖苷鍵，釋放出游離糖及次級(jí)苷/苷元，游離的糖基可作為能量來源促進(jìn)腸道特定微生物的生長(zhǎng)[9]，而次級(jí)苷/苷元或吸收入血發(fā)揮藥效，或被其他酶進(jìn)一步代謝。不同的糖苷水解酶作用于不同的糖苷鍵，具有底物特異性。如β-D-葡萄糖苷酶(β-D-glucosidase)的底物特異性較差，可廣泛裂解含C-O、C-S、C-N和C-F等β-糖苷鍵的苷類化合物[10]。Bifidobacteriumadolescentis、Bifidobacteriumlongum、Enterococcusfaecalis、Bacteroidesovatus、Bacteroidesuniformis、Parabacteroidesdistasonis和Escherichiacoli等菌種具有β-D-葡萄糖苷酶活性[9]。β-D-葡萄糖醛酸苷酶(β-D-glucuronidase)是一種重要的II相代謝酶，可有效切割黃芩苷及甘草酸中的β-1,4-葡萄糖醛酸苷鍵，Eubacteriumsp.GLH、Ruminococcussp.PO1-3具有β-D-葡萄糖醛酸苷酶活性[10]。α-L-鼠李糖苷酶(α-L-rhamnosidase)可作用于苷類化合物結(jié)構(gòu)中的α-L-鼠李糖基，Bifidobacteriumcatenulatum和Bifidobacteriumpseudoatenultum含有表達(dá)α-L-鼠李糖苷酶的基因[11]。葡萄糖是腸道微生物優(yōu)先使用的碳源，因此結(jié)構(gòu)中同時(shí)存在葡萄糖基和其他糖基時(shí)，腸道微生物對(duì)β-D-葡萄糖苷鍵的水解往往優(yōu)先于其他糖苷鍵的水解[12]。

同一菌株具有表達(dá)不同代謝酶的能力，不同菌株表達(dá)的代謝酶的種類有差異，代謝酶具有一定的底物特異性，因此復(fù)雜的腸道微生物及其酶系共同影響著機(jī)體對(duì)苷類化合物的代謝。一個(gè)典型的例子是大豆異黃酮的腸內(nèi)代謝。研究表明，大豆異黃酮的臨床療效可能是由其在腸道中轉(zhuǎn)化的二氫大豆苷元、四氫大豆苷元、雌馬酚和O-去甲基安哥拉素等代謝物所實(shí)現(xiàn)[13]。尤其是雌馬酚，比其代謝前體具有更好的雌激素樣、抗癌及抗氧化作用[14]。人類個(gè)體將大豆異黃酮轉(zhuǎn)化為雌馬酚的能力表現(xiàn)出高度的差異性，大約只有30%～40%的人群具有轉(zhuǎn)化大豆異黃酮得到雌馬酚的能力[15]。Hur[16]和Wang等[17]從人類糞便和牛瘤胃內(nèi)容物中分離出能夠?qū)⒋蠖巩慄S酮代謝為二氫大豆苷元的菌株Lactobacillussp.Niu-O16和將二氫大豆苷元代謝為雌馬酚的菌株Eggerthellasp.Julong 732。Wang等[18]將上述兩個(gè)菌株混合培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)大豆苷元完全轉(zhuǎn)化為雌馬酚而沒有產(chǎn)生中間產(chǎn)物二氫大豆苷元，說明不同菌株代謝苷類化合物后得到的產(chǎn)物有差異，而苷類化合物在腸道中的代謝是多種細(xì)菌共同作用的結(jié)果[19]，這一點(diǎn)也可由多種細(xì)菌混合代謝苷類成分得到的產(chǎn)物量高于單種細(xì)菌代謝所得到的產(chǎn)物量而加以證實(shí)。糞芽孢菌屬的菌株MRG-1對(duì)大豆苷具有β-D-葡萄糖苷酶活性，對(duì)大豆苷元?jiǎng)t表現(xiàn)出還原酶活性，可將大豆苷元轉(zhuǎn)化為二氫大豆苷元，說明一個(gè)菌株可能具有多種代謝功能[20]。

因腸道微生物的個(gè)體多樣性影響著藥物代謝，比較生理狀態(tài)及病理狀態(tài)下腸道微生物對(duì)藥物的差異化代謝為明確藥效的物質(zhì)基礎(chǔ)提供了思路。正常小鼠及2型糖尿病小鼠對(duì)黃芩苷的轉(zhuǎn)化有較大差別。厭氧孵育48 h后，2型糖尿病小鼠的糞便孵育液中黃芩素的數(shù)量比正常小鼠顯著增加，且產(chǎn)生了特有的甲基化黃芩苷元——木蝴蝶素A，而2型糖尿病大鼠代謝黃芩苷能力的提高歸因于腸道β-D-葡萄糖醛酸苷酶活性的增加[3,21]。Gao等[22]比較了甘草酸在肝炎患者和肝癌患者腸道中的代謝產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)除甘草酸單糖水解產(chǎn)物、苷元、脫氫苷元、脫羧基苷元等相同的代謝產(chǎn)物外，在肝炎患者腸道菌群的含藥孵育液中還鑒定出脫羥基苷元，而在肝癌患者腸道菌群孵育液中并未檢測(cè)到。Zhu等[23]比較了正常大鼠和免疫抑制大鼠代謝人參皂苷的差異，發(fā)現(xiàn)了特異性的代謝產(chǎn)物及菌群。以上報(bào)道說明疾病機(jī)體的腸道微生物及代謝酶發(fā)生改變并對(duì)藥物進(jìn)行特異性代謝，而特異性代謝產(chǎn)物可能是藥物治療疾病的真正有效成分。因此，從不同用藥個(gè)體的腸道中尋找具有標(biāo)志性的藥物代謝物，可為解釋“同藥不同效”“異病同治”等現(xiàn)象提供參考。

綜上所述，苷類化合物進(jìn)入機(jī)體腸道后被特異性代謝的微生物及酶所識(shí)別，并首先對(duì)其進(jìn)行脫糖水解，脫去的糖基成為腸道微生物的能量來源，而脫糖后的代謝產(chǎn)物被吸收入血發(fā)揮藥效，因此苷類化合物可同時(shí)發(fā)揮益生元及藥效作用。苷類化合物與腸道微生物的相互關(guān)系見圖1。

圖1 苷類化合物與腸道微生物的相互關(guān)系Fig.1 Interaction of glycosides with gut microbiota

2 腸道微生物對(duì)苷類化合物的代謝

苷類化合物根據(jù)苷元結(jié)構(gòu)分為黃酮苷、萜苷、甾體皂苷、苯乙醇苷、蒽醌苷、香豆素苷、木脂素苷和生物堿苷等。結(jié)構(gòu)相似的化合物，在腸道中具有相似的代謝途徑和代謝產(chǎn)物。

2.1 腸道微生物對(duì)黃酮苷的代謝

目前有超過15 000個(gè)黃酮類成分從植物中被分離鑒定出來[24]。黃酮類化合物極少以游離的形式存在，多與糖相連，以糖苷的形式存在。黃酮苷由兩個(gè)苯基環(huán)(A和B)、一個(gè)含氧雜環(huán)(C)和取代糖基組成(見圖2)。根據(jù)糖基與苷元的連接方式可分為黃酮氧苷和黃酮碳苷。研究證明，黃酮氧苷在腸道中較易被水解，而黃酮碳苷因結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定而較難被水解。

許多腸道細(xì)菌具有切斷黃酮氧苷糖苷鍵的能力，只有少數(shù)幾種細(xì)菌可裂解黃酮碳苷的糖苷鍵，但大多數(shù)可裂解黃酮碳苷的細(xì)菌也可作用于黃酮氧苷的去糖基化[9]。雙歧桿菌屬和擬桿菌屬有大量菌株表現(xiàn)出活躍的代謝黃酮氧苷的能力，如BifidobacteriumadolescentisJCM 1275、BifidobacteriumangulatumMB 223、BacteroidesuniformisJCM 5828、BacteroidesuniformisATCC 8492。Robinsoniellsp.CG19-1和Eubacteriumcellulosolvens6可水解黃酮類碳苷，但對(duì)異黃酮類碳苷葛根素沒有去糖基化的活性，表現(xiàn)出底物特異性[25]。Takagaki等[26]報(bào)道大鼠腸道中的Adlercreutziaequolifaciens和Flavonifractorplautii具有C環(huán)切割和進(jìn)一步裂解間苯三酚的能力，可代謝產(chǎn)生一系列小分子物質(zhì)。

大多數(shù)黃酮苷在腸道微生物及代謝酶的作用下通過脫糖水解產(chǎn)生苷元，苷元繼續(xù)代謝產(chǎn)生多種環(huán)狀裂變產(chǎn)物[27]。黃酮苷A環(huán)裂解后產(chǎn)生間苯三酚等羥基化芳香化合物，間苯三酚可在腸道微生物的作用下完全降解為短鏈脂肪酸[9]；B環(huán)裂解后產(chǎn)生酚酸[27]。不同苷元類型的黃酮苷C環(huán)裂解后的產(chǎn)物不同，如黃烷酮苷C環(huán)裂解產(chǎn)生查爾酮，查爾酮進(jìn)一步還原為二氫查爾酮，二氫查爾酮水解生成羥基苯基丙酸。異黃酮苷C環(huán)裂變生成O-去甲基安哥拉素，后者進(jìn)一步降解為更小的酚類[9]。

2.1.1 葛根素

葛根素(puerarin)是中藥葛根的主要活性成分，在大豆苷元的C-8位上連接著葡萄糖，屬于異黃酮碳苷。葛根素與大豆苷(daidzin)為同分異構(gòu)體，因此表現(xiàn)出相似的腸內(nèi)代謝途徑(見圖2)，即先脫去葡萄糖生成大豆苷元(daidzein)，大豆苷元加氫成為二氫大豆苷元(dihydrodaidzein)、四氫大豆苷元(tetrahydrodaidzein)，而后生成雌馬酚(equol)。Kim等[28]將葛根素與人腸道菌群共孵24 h，檢測(cè)到大豆苷元和毛蕊異黃酮2種代謝產(chǎn)物。Nakamura等[29]發(fā)現(xiàn)葛根素去糖基化時(shí)生成了關(guān)鍵的中間產(chǎn)物——3"-oxo-葛根素(3"-oxo-puerarin)。

Kim等[30]從人類糞便中分離出Lactococcussp.MRG-IFC-1和Enterococcussp.MRG-IFC-2，可裂解葛根素中的碳糖苷鍵，同時(shí)這兩種細(xì)菌表現(xiàn)出氧糖苷酶活性，可廣泛水解各種異黃酮和黃酮的氧糖苷鍵。Gaya等[31]首次在雙歧桿菌屬發(fā)現(xiàn)了將葛根素轉(zhuǎn)化為大豆苷元和二氫大豆苷元的菌株B.animalisINIA P900，而腸球菌屬的E.faecalisINIA P90和E.faeciumINIA P1將葛根素轉(zhuǎn)化為大豆苷元，但沒有產(chǎn)生二氫大豆苷元。以上3個(gè)菌株還表現(xiàn)出去甲基化的能力。Nakamura等[29]將Doreasp.PUE中的DgpA蛋白鑒定為葛根素氧化酶，其以3"-oxo-葛根素作為葛根素氧化的氫化物受體，隨后DgpB-C切斷3"-oxo-葛根素的C-糖苷鍵，從而生成大豆苷元。

圖2 腸道微生物對(duì)葛根素及大豆苷的代謝Fig.2 Metabolism of puerarin and daidzin by gut microbiota

2.1.2 蘆丁

蘆丁是槐米、黃芪、陳皮等中藥的成分之一，以槲皮素為苷元，在C-3位羥基上連接了一分子葡萄糖和一分子鼠李糖，屬于黃酮氧苷。蘆丁在人體與動(dòng)物腸道中都以脫糖水解為主，且表現(xiàn)出2條代謝途徑。途徑一為蘆丁首先被α-L-鼠李糖苷酶水解成異槲皮苷，然后在β-D-葡萄糖苷酶的作用下進(jìn)一步水解成苷元槲皮素。槲皮素在體內(nèi)進(jìn)一步發(fā)生羥基化、甲基化、開環(huán)、還原等反應(yīng)[34,35]。途徑二為蘆丁在α-L-鼠李糖苷酶和β-D-葡萄糖苷酶的作用下轉(zhuǎn)化為無色花青素[34,35]。

Bifidobacteriumdentium能脫去蘆丁結(jié)構(gòu)中的α-L-鼠李糖[36]。芽孢桿菌屬(Bacillus)、韋榮球菌屬(Veillonella)、擬桿菌屬的B.distasonis、B.uniformis和B.ovatuis將蘆丁代謝為槲皮素、槲皮素3-O-葡萄糖苷和無色花青素[37]。Bacteroidesfragilis、Clostridiumperfringens、Clostridiumorbiscindens、Eubacteriumoxidoreducens、Eubacteriumramulus、StreptococcusS-2、LactobacillusL-2、BifidobacteriumB-9和BacteroidesJY-6將槲皮素3-O-葡萄糖苷轉(zhuǎn)化為3,4-二羥基苯基乙酸、3,4-二羥基苯甲酸、4-羥基苯甲酸、乙酸、丁酸和間苯三酚等代謝產(chǎn)物[37,38]。

2.1.3 黃芩苷

黃芩苷是黃芩的藥效成分，在苷元黃芩素的C-7位羥基上連接了葡萄糖醛酸，為黃酮氧苷。黃芩苷在大鼠腸道菌群孵育液中發(fā)生糖苷鍵斷裂得到葡萄糖醛酸和黃芩素，黃芩素通過C環(huán)裂解和其他酶催化代謝生成4-羥基苯甲酸、3,4-二羥基苯甲酸、間苯三酚和苯乙酸[39]。

EscherichiacoliHGU-3、EubacteriumLG-22和Lactobacillusbrevissubsp.coagulans產(chǎn)生的β-葡萄糖醛酸苷酶催化水解黃芩苷中連接黃芩苷和葡萄糖醛酸的醚鍵[40]。將黃芩苷降解為酚酸代謝物的菌株為StreptococcusS-2、LactobacillusL-2和BifidobacteriumB-9[38]。Cui等[41]發(fā)現(xiàn)從人腸道中分離出來的Enterococcus和Escherichia具有代謝黃芩苷為黃芩素的能力，Escherichiasp.41還具有脫甲基功能，是生成脫甲基代謝物的關(guān)鍵菌株。

2.1.4 甘草苷

甘草苷是甘草的主要成分，屬于二氫黃酮氧苷。甘草苷在腸道微生物的作用下可生成甘草素及其甲基化產(chǎn)物[42]。Zhang等[43]在甘草苷與人糞便的共孵液中發(fā)現(xiàn)了乙?；什蒈铡⒏什菟?、甲基化甘草素、雙甲基化甘草素及甘草素脫氧和加氫產(chǎn)物，且從人糞便分離的Bacteroidessp. 57負(fù)責(zé)乙?；eillonellasp.31和Veillonellasp.48負(fù)責(zé)脫糖基、Bacillussp.46負(fù)責(zé)脫氧和加氫反應(yīng)，Veillonellasp.31、Clostridiumsp.51和Bacteroidessp.57使甘草素甲基化。在腸道堿性環(huán)境和腸道微生物的作用下，甘草素C環(huán)開環(huán)后轉(zhuǎn)化為其同分異構(gòu)體異甘草素，環(huán)裂解產(chǎn)物在體內(nèi)進(jìn)一步代謝為4-羥基苯甲酸、3-(4′-羥苯基)丙酸等產(chǎn)物[43]。

2.2 腸道微生物對(duì)皂苷的代謝

近年來，皂苷因具有抗腫瘤、抗炎、抗病毒等藥理活性成為研究的熱點(diǎn)。常見的皂苷為三萜皂苷和甾體皂苷。人參皂苷、三七皂苷、酸棗仁皂苷、黃芪皂苷、甘草皂苷等是被研究較多的皂苷。研究表明，皂苷類化合物在腸道中的代謝以脫糖反應(yīng)為主，苷元會(huì)進(jìn)一步脫水或脫氫[44,45]。

2.2.1 人參皂苷

人參皂苷是中藥人參和三七的主要活性成分，種類繁多，根據(jù)苷元類型可分為原人參二醇型、原人參三醇型和齊墩果烷型人參皂苷。人參皂苷進(jìn)入腸道后從末端開始依次脫去糖基，生成次生苷和苷元發(fā)揮藥理作用[46,47]。

原人參三醇型皂苷Re，在腸道中的代謝路徑為Re→Rg1/Rg2→Rh1/F1→PPT，即Re依次脫去鼠李糖和葡萄糖后得到苷元PPT[48,49]。而原人參二醇型人參皂苷的代謝途徑及產(chǎn)物更多樣化，以人參皂苷Rb1為例，4個(gè)葡萄糖基兩兩分別連接在C-3及C-20位上，且C-20位的葡萄糖基優(yōu)先脫去，因此Rb1→Rd→F2/Rg3→CK/Rh2→PPD為主要代謝途徑，Rb1→Gyp-XVII→Gyp-LXXV/F2→CK→PPD為次要代謝途徑[50](見圖3)。齊墩果烷型人參皂苷Ro在大鼠體內(nèi)生成的主要代謝產(chǎn)物為zingibroside R1、chikusetsusaponin IVa、glucosyl oleanolate、silphioside F和苷元齊墩果酸。齊墩果酸可通過氧化得到齊墩果酸酮和11-oxoerythrodiol[51,52]。

不同的腸道微生物主導(dǎo)著不同的代謝路徑。BifidobacteriumanimalisGM1可將Rb1代謝為Rd[53]。BifidobacteriumK-103及BacteroidesJY-6將Rd代謝為F2，并進(jìn)一步將F2代謝為CK，而FusobacteriumK-60代謝Rb1為Gyp-XVII[54]。同時(shí)，BifidobacteriumK-103、BacteroidesHJ15、BacteroidesJY6及FusobacteriumK-60可脫去人參皂苷Re C-6位上的鼠李糖生成Rg1，并繼續(xù)脫去C-20或C-6位的葡萄糖產(chǎn)生Rh1或F1[55]。值得注意的是，BacteroidesJY6的代謝能力突出，可全程參與人參皂苷Rb1及Re的代謝直至生成苷元，因此可作為體外轉(zhuǎn)化人參皂苷的優(yōu)選菌株。

2.2.2 柴胡皂苷

柴胡皂苷為齊墩果烷型五環(huán)三萜皂苷，其脫糖代謝依賴于腸道菌Eubacteriumsp.A-44、BifidobacteriumSaiko-1和BifidobacteriumSaiko-2所產(chǎn)生的β-D-葡萄糖苷酶和β-D-巖藻糖苷酶[59]。柴胡皂苷a、b1、b2、d在β-D-葡萄糖苷酶的水解作用下轉(zhuǎn)化為前柴胡苷元F、A、D、G，再經(jīng)β-D-巖藻糖苷酶代謝為柴胡皂苷元F、A、D、G[60]。Liu等[61]在大鼠糞便中發(fā)現(xiàn)柴胡皂苷a轉(zhuǎn)化得到的柴胡皂苷元F還發(fā)生了脫氫反應(yīng)生成3-keto-SGf，羥基化反應(yīng)后生成SGf-27-oic acid。不同研究者對(duì)柴胡皂苷c的體內(nèi)轉(zhuǎn)化有不同觀點(diǎn)。Yu等[62]發(fā)現(xiàn)不管在人體還是大鼠腸道中均沿著柴胡皂苷c→前柴胡苷元E1、E2→前柴胡苷元E3→前柴胡苷元E的途徑轉(zhuǎn)化，且BacteroidesJY-6和BacteroidesYK-4菌株在這一轉(zhuǎn)化過程起著重要作用。而有學(xué)者則認(rèn)為柴胡皂苷c的水解不形成中間產(chǎn)物前柴胡皂苷元，僅形成最終產(chǎn)物柴胡苷元[63]。

2.2.3 甘草酸

甘草酸為齊墩果烷型五環(huán)三萜皂苷，在C-3位有兩分子葡萄糖醛酸與氧苷鍵相連。直接被腸道微生物代謝為甘草次酸是甘草酸在體內(nèi)代謝的主要途徑，還可先代謝生成中間產(chǎn)物18β-甘草酸3-O-單葡萄糖苷(GAMG)，GAMG再經(jīng)轉(zhuǎn)化生成甘草次酸[64]。

圖3 腸道微生物對(duì)人參皂苷Rb1的代謝Fig.3 Metabolism of ginsenoside Rb1 by gut microbiota

Eubacteriumsp.GLH、Ruminococcussp.PO1-3、ClostridiuminnocuumES24-06、Streptococcussp.LJ-22和BacteroidesJ-37與甘草酸的體內(nèi)代謝密切相關(guān)[65-67]。尤其是Eubacteriumsp.GLH，可產(chǎn)生甘草酸-β-D-葡萄糖醛酸苷酶和GAMG-β-D-葡萄糖醛酸苷酶，分別將甘草酸和GAMG轉(zhuǎn)化成甘草次酸[68]。Streptococcussp.LJ-22可特異性地將甘草酸轉(zhuǎn)化為GAMG[67]。

2.2.4 酸棗仁皂苷

酸棗仁皂苷A為達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜類化合物，由棗仁苷元連接著阿拉伯糖、鼠李糖、木糖和葡萄糖構(gòu)成，除β-糖苷鍵在人體腸道環(huán)境中較易被水解外，其他糖苷鍵較難被水解。有研究顯示酸棗仁皂苷在腸道內(nèi)的水解不完全，其原形及代謝產(chǎn)物均可進(jìn)入血液到達(dá)靶器官[69]。Pang等[70]在體外代謝研究中發(fā)現(xiàn)酸棗仁皂苷A經(jīng)腸道菌群代謝僅失去一分子葡萄糖而轉(zhuǎn)變成酸棗仁皂苷B。然而Zhang等[71]在大鼠腸道菌群與酸棗仁皂苷A的共孵液中發(fā)現(xiàn)酸棗仁皂苷A的系列脫糖水解產(chǎn)物和苷元，可能與腸道微生物的個(gè)體差異有關(guān)。

2.2.5 黃芪皂苷

黃芪皂苷是中藥黃芪中含量較高的成分，多數(shù)黃芪皂苷為環(huán)阿屯烷型三萜皂苷。黃芪皂苷Ⅰ、黃芪皂苷Ⅱ、黃芪皂苷Ⅲ和黃芪甲苷與人腸道菌群共孵的前8 h主要發(fā)生脫乙?；彤悩?gòu)化反應(yīng)，而在4～24 h均有C-3和C-6位糖苷鍵的脫糖反應(yīng)，分別生成brachyoside B和cyclogaleginoside B，之后生成苷元環(huán)黃芪醇。共孵24 h之后主要是環(huán)黃芪醇發(fā)生脫氫反應(yīng)[44]。霉菌AbsidiacorymbiferaAS2所表達(dá)的乙酰酯酶可有效地水解黃芪皂苷Ⅰ和黃芪皂苷Ⅱ中C-3位置的木吡喃?；鶜埢系囊阴；⑥D(zhuǎn)化為黃芪甲苷[72]，但人腸道中負(fù)責(zé)黃芪皂苷代謝的菌株尚未見報(bào)道。

2.2.6 知母皂苷BII

知母皂苷BII屬于甾體皂苷，在腸道中依次脫去C-26和C-3位上的β-D-葡萄糖及β-D-半乳糖生成知母皂苷AIII、知母皂苷AI及知母皂苷元。另外，在大鼠糞便中還檢測(cè)到知母皂苷BII的脫水環(huán)合產(chǎn)物知母皂苷BIII及E環(huán)裂解產(chǎn)物、知母皂苷BII及BIII的羥基化產(chǎn)物等[12,73]。

2.3 腸道微生物對(duì)環(huán)烯醚萜苷的代謝

環(huán)烯醚萜苷屬于環(huán)戊烷單萜衍生物，其基本母核為環(huán)烯醚萜醇，不穩(wěn)定。腸道微生物分泌的糖苷水解酶能催化環(huán)烯醚萜水解形成苷元。糖基中的半縮醛部分裂解，腸道細(xì)菌氮代謝產(chǎn)生的氨與醛基發(fā)生加成反應(yīng)，最終生成含氮化合物[74]。

2.3.1 京尼平苷

Akao等[75]的研究表明，京尼平苷在腸道中先被β-D-葡萄糖苷酶水解為京尼平，繼而被酯酶代謝為京尼平苷酸，Eubacteriumsp.A-44具有將京尼平苷轉(zhuǎn)化為京尼平的能力。Kawata等[76]從人糞便中篩選了25種可將京尼平苷轉(zhuǎn)化為京尼平的菌株，其中LactobacillusfermentumATCC 9338、LactobacillusacidophilusATCC 4356、LactobacillusxylosusATCC 155775、LactobacillusplantarumATCC 14917、Escherichiacoli0-127的轉(zhuǎn)化效率較高。Peptostreptococcusanaerobius、KlebsiellapneumoniaeATCC 13883、Fusobacteriumnucleatum、Bacteroidesfragilisssp.thetaotus還可將京尼平苷轉(zhuǎn)化為genipinine。

2.3.2 獐牙菜苦苷

El-Sedawy等[77,78]研究了人體腸道微生物對(duì)獐牙菜苦苷及龍膽苦苷的代謝，發(fā)現(xiàn)獐牙菜苦苷先被脫糖轉(zhuǎn)化為苷元，苷元隨即經(jīng)過系列中間產(chǎn)物代謝為紅白金花內(nèi)酯，其中間體可以轉(zhuǎn)化為含氮化合物龍膽堿，紅白金花內(nèi)酯的醛基可被細(xì)菌脫氫酶還原生成5-hydroxymethylisochroman-1-one。龍膽苦甘表現(xiàn)出相似的代謝路徑，即先脫糖轉(zhuǎn)化為苷元，苷元繼而轉(zhuǎn)化為紅白金內(nèi)酯和gentiopicral，二者的醛基被還原成相應(yīng)的醇。

PeptostreptococcusintermediusEBF 77/25、Veillonellaparvulass.parvulaATCC 10790和ProteusmirabilisS2可高效地將獐牙菜苦苷和龍膽苦甘轉(zhuǎn)化生成紅白金花內(nèi)酯。Veillonellaparvulass.parvulaATCC 10790還表現(xiàn)出還原酶活性，可還原紅白金花內(nèi)酯的醛基[77,78]。

2.3.3 芍藥苷

Ke等[79]發(fā)現(xiàn)芍藥苷在離體的大鼠腸道菌群中發(fā)生水解、脫葡萄糖、脫苯甲?；退脑h(huán)裂解重排等反應(yīng)，得到的代謝產(chǎn)物有芍藥內(nèi)酯苷、芍藥內(nèi)酯苷元、脫?；炙巸?nèi)酯苷、脫?；炙巸?nèi)酯苷元和芍藥內(nèi)酯B等。

2.3.4 桃葉珊瑚苷

桃葉珊瑚苷在人腸道菌群的作用下發(fā)生脫糖基和氨基化反應(yīng)。桃葉珊瑚苷首先被腸道微生物代謝脫去葡萄糖，產(chǎn)生桃葉珊瑚苷苷元，但苷元本身不穩(wěn)定，可與其同分異構(gòu)體相互轉(zhuǎn)化，進(jìn)一步被氨基化生成氨環(huán)，同時(shí)羥基被氧化為酮基，生成aucubinine A[80]。

2.4 腸道微生物對(duì)苯乙醇苷的代謝

苯乙醇苷類化合物的結(jié)構(gòu)包含3部分，即咖啡酸、羥基酪醇和糖基。苯乙醇苷在體內(nèi)被代謝為羥基酪醇和咖啡酸，咖啡酸在還原酶作用下進(jìn)一步發(fā)生氫化生成二氫咖啡酸，二氫咖啡酸的C-4位脫羥基后生成3-(3′-羥苯基)丙酸。苯乙醇苷的苷元不穩(wěn)定，因此在腸道代謝物中很少發(fā)現(xiàn)苷元的存在[81]。

毛蕊花糖苷是苯乙醇苷的代表性化合物，由咖啡酸和羥基酪醇分別通過酯鍵和糖苷鍵與葡萄糖連接，葡萄糖上還連接了一分子鼠李糖。Cui等[82]比較了人與大鼠腸道菌群對(duì)毛蕊花糖苷的代謝，毛蕊花糖苷被人腸道微生物代謝的產(chǎn)物為3-(3′-羥苯基)丙酸、羥基酪醇、咖啡酸、二氫咖啡酸、毛蕊花糖苷羥基化產(chǎn)物和毛蕊花糖苷氫化產(chǎn)物；被大鼠腸道微生物代謝產(chǎn)生的主要產(chǎn)物為3-(3′-羥苯基)丙酸和毛蕊花糖苷脫咖啡酸產(chǎn)物。此外，在人與大鼠腸道菌群與毛蕊花糖苷的孵育液中還發(fā)現(xiàn)了毛蕊花糖苷的同分異構(gòu)體異毛蕊花糖苷和連翹酯苷A，說明在腸道中發(fā)生了結(jié)構(gòu)重排。松果菊苷和連翹酯苷A的代謝途徑與毛蕊花糖苷相似[83,84]。

2.5 腸道微生物對(duì)蒽醌苷的代謝

蒽醌苷主要存在于茜草科、豆科、鼠李科、蓼科、百合科和馬鞭草科植物中。中藥虎杖、大黃、決明子、番瀉葉和蘆薈中都有蒽醌苷類成分。番瀉苷、茜草苷及蘆薈苷是被研究較多的蒽醌苷。有研究表明，蒽醌類成分經(jīng)腸道菌群發(fā)揮瀉下作用[85]。

番瀉苷在腸內(nèi)有2條代謝途徑，一是β-D-葡萄糖苷酶將番瀉苷水解成番瀉苷元，然后通過還原反應(yīng)降解生成瀉下活性最強(qiáng)的大黃酸蒽酮；二是番瀉苷首先被還原成8-葡糖基-大黃酸蒽酮，再被β-D-葡萄糖苷酶水解生成大黃酸蒽酮[9]。

Bifidobacteriumdentium和BifidobacteriumSEN具有脫糖基的能力，但不能完成還原反應(yīng)；而Eubacteriumrectale、Eubacteriumlimosum、Peptostreptococcusintermedius、Clostridiumperfringens和Lactobacillusxylosus可將番瀉苷還原成8-葡糖基-大黃酸蒽酮，但無法繼續(xù)去糖基；Clostridiumsphenoides、Bifidobacteriumadolescentis、Bifidobacteriumpseudocatenulatum和Bifidobacteriumanimalissubsp.lactis同時(shí)具有糖苷水解酶和還原酶活性，因此可高效地將番瀉苷代謝為大黃酸酯[40]。

2.6 腸道微生物對(duì)木脂素苷的代謝

木脂素是除異黃酮外的另一種植物雌激素，連翹中的木脂素類化合物連翹苷經(jīng)人腸道菌代謝生成苷元連翹脂素、連翹脂素的脫甲基產(chǎn)物L(fēng)antibetin、Lantibetin的單鍵斷裂產(chǎn)物和腸內(nèi)脂[86]。而連翹苷在大鼠腸道菌群的代謝下主要發(fā)生去糖基化、去羥基化和氧化反應(yīng)，代謝24 h后僅檢測(cè)到代謝產(chǎn)物1,3,4,6-tetrahydro-1-(3,4-dimethoxyphenyl)-4-(3-methoxyphenyl) furo [3,4-c] furan[83]。

牛蒡苷在小鼠及人腸道菌群作用下首先脫去C-4位的葡萄糖基生成牛蒡苷元，小鼠腸道菌群可繼續(xù)通過去甲基生成3′-去甲基-牛蒡苷元，去羥基生成3′-去甲基-4′-去羥基牛蒡苷元，牛蒡苷元在人腸道中的代謝產(chǎn)物更為豐富，除上述2種產(chǎn)物外，還生成3′,3′′-去甲基-4′-去羥基牛蒡苷元、3′,3′′,4′′-去甲基-4′-去羥基牛蒡苷元和腸內(nèi)酯等代謝產(chǎn)物[87]。從人糞便中分離的Eubacteriumsp.ARC-2、Blautiasp.AUH-JLD56、Eggerthellasp.AUH-JLD49s可有效轉(zhuǎn)化牛蒡苷元[88,89]。

3 總結(jié)與展望

苷類化合物多作為“前藥”，其腸內(nèi)代謝產(chǎn)物常表現(xiàn)出多樣的藥理活性。一直以來，腸道微生物對(duì)苷類化合物的代謝是藥物研究的焦點(diǎn)，技術(shù)的發(fā)展為研究提供了有力工具，液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)可檢測(cè)苷類化合物的腸內(nèi)代謝產(chǎn)物，微生物培養(yǎng)技術(shù)和高通量測(cè)序技術(shù)可用以探究苷類化合物與腸道微生物的相互作用，有助于建立“苷—菌—酶—代謝物”的關(guān)系網(wǎng)。然而，相較于數(shù)量龐大的腸道微生物及代謝酶，我們對(duì)負(fù)責(zé)苷類化合物代謝的特定微生物菌株、基因及酶知之甚少。另外，現(xiàn)有研究多關(guān)注正常機(jī)體的腸道微生物對(duì)苷的代謝，而疾病機(jī)體腸道中所產(chǎn)生的特征代謝產(chǎn)物更能反映苷類化合物發(fā)揮療效的物質(zhì)基礎(chǔ)，因此通過高通量測(cè)序技術(shù)與微生物培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合、體內(nèi)代謝與體外孵育相結(jié)合的方法，比較正常機(jī)體與疾病機(jī)體、不同疾病機(jī)體間的腸道特異菌及其代謝苷類化合物產(chǎn)生的特異性產(chǎn)物，更有利于挖掘特異性的藥效成分，進(jìn)而解釋療效機(jī)理。在此基礎(chǔ)上篩選高效代謝菌株/酶，利用微生物/酶轉(zhuǎn)化技術(shù)對(duì)苷類化合物進(jìn)行體外轉(zhuǎn)化，可為新藥的研究與開發(fā)提供基礎(chǔ)。