鮑玉龍，柳春燕, ，邵太麗, ，韓 軍, ，王國棟, *

1. 皖南醫(yī)學院藥學院，藥物研發(fā)中心，安徽 蕪湖 241002

2. 安徽省多糖藥物工程技術(shù)研究中心，安徽 蕪湖 241002

3. 安徽省皖南地區(qū)植物藥活性物質(zhì)篩選與再評價工程實驗室，安徽 蕪湖 241002

4. 活性生物大分子研究安徽省重點實驗室，安徽 蕪湖 241002

5. 安徽中醫(yī)藥高等?？茖W校，安徽 蕪湖 241002

6. 皖南醫(yī)學院，新安醫(yī)學與中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究所，安徽 蕪湖 241002

甜葉菊Steviarebaudiana(Bertoni) Hemsl.為菊科多年生草本植物，是一種天然甜味劑草藥，1887年將其作為甜味劑使用[1]，現(xiàn)在常用于食品和化妝品行業(yè)[2]。甜葉菊原產(chǎn)于南美洲，引進我國后廣泛種植，現(xiàn)已成為種植面積最大的國家。甜葉菊中含有多種甜菊醇類物質(zhì)，使得甜葉菊具有較高的甜味，然而其熱量極低，甜度約為蔗糖的300 倍[3]，其中含量最多的是甜菊苷和萊鮑迪苷A[4]。與淀粉的代謝方式不同的是，甜菊醇的代謝產(chǎn)物不會在體內(nèi)累積，基本上都會排出體外，因此被越來越多地用作各種食品的糖替代品[5-6]，是繼甘蔗和甜菜的又一優(yōu)質(zhì)代糖來源。研究表明，甜葉菊提取物的體內(nèi)代謝產(chǎn)物甜菊苷具有多種藥理活性，可用于治療糖尿病、肥胖、高血壓和齲齒等[7]。

甜葉菊的質(zhì)量與生長年限、肥料、制作工藝等密切相關(guān)[8-9]，但現(xiàn)行的質(zhì)量標準評價方法在有效成分含量上僅規(guī)定甜葉菊中甜菊苷含量下限為2%，萊鮑迪苷A 的含量下限為3%[10]，對含量的范圍規(guī)定過于寬泛。因此，建立精準的質(zhì)量標準體系尤為重要。本文系統(tǒng)地綜述了甜葉菊化學成分和藥理活性研究進展，并對其質(zhì)量標志物（quality marker，Q-Marker）進行預(yù)測分析，以期為更好地控制甜葉菊的質(zhì)量提供參考。

1 化學成分

甜葉菊化學成分復(fù)雜多樣，主要包括黃酮類、二萜類及衍生物、酚類及衍生物、多糖及揮發(fā)油等多種化學成分[11-12]，其中，二萜類成分為現(xiàn)代藥理研究的熱點，是甜葉菊的主要成分[4]。

1.1 二萜類成分

近年來，甜葉菊中二萜類化學成分備受關(guān)注。甜菊苷（2）和萊鮑迪苷A（3）最先被提取分離出來，并有大量研究表明其為甜葉菊中含量最高的2種二萜類成分[13]。Benítez-Villalba 等[14]首先采用高效液相色譜法（ high performance liquid chromatography，HPLC），萊鮑迪苷B～F（4～8）及杜尓可苷（9）等二萜類成分；隨后，分別采用高分辨電噴霧電離質(zhì)譜和二維核磁共振譜技術(shù)，從甜葉菊中分離出新的甜菊醇并確定了結(jié)構(gòu)，分別命名為萊鮑迪苷T～Z（10～14）[15-17]。甜葉菊二萜類化合物的成分見表1，化學結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 甜葉菊中二萜類和黃酮類成分化學結(jié)構(gòu)Fig.1 Chemical structures of diterpenoids and flavonoids in S. rebaudiana

表1 甜葉菊中二萜類和黃酮類成分Table 1 Diterpenoids and flavonoids in S. rebaudiana

1.2 黃酮類成分

黃酮類成分在植物中廣泛存在，是甜葉菊中的重要活性成分[19-20]，甜葉菊的總黃酮含量占干質(zhì)量的5%左右[21]。甜葉菊的黃酮類成分主要包括蘆丁、槲皮素、山柰酚、木犀草素及其衍生物[22]。Simlat等[18]采用反相高效液相色譜從甜葉菊中鑒定出6 種黃酮類成分，分別是芹菜素-4′-O-葡萄糖苷、木犀草素-7-O-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-鼠李糖苷、槲皮苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷和槲皮素-3-O-阿糖胞苷（15～20），其成分見表1，化學結(jié)構(gòu)見圖1。

1.3 酚類成分

酚類物質(zhì)是甜葉菊中重要的次生代謝產(chǎn)物，由于其結(jié)構(gòu)上含有多個酚羥基而具有良好的抗氧化活性。W?lwer-Rieck 等[23]采用高效液相色譜-串聯(lián)四極桿質(zhì)譜分離出包括新綠原酸（24）、隱綠原酸（31）、咖啡?？鼘幩幔?9）和異綠原酸A～C（42～44）在內(nèi)的24 種酚類化合物，其中含量最高的是異綠原酸A。酚類成分見表2，化學結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 甜葉菊中酚類成分化學結(jié)構(gòu)Fig.2 Chemical structures of phenolics in S. rebaudiana

表2 甜葉菊中酚類成分Table 2 Phenolics in S. rebaudiana

1.4 多糖類成分

甜葉菊葉和根莖中含有多糖成分，通過水提醇沉提取甜葉菊葉中的粗多糖，再將粗多糖分離純化，得到2 種含有 (1→6)-D-半乳糖主鏈的均一多糖[24]。Li 等[25]從甜葉菊葉中提取到了一種由甘露糖、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖組成的均一多糖。Tang 等[26]從甜葉菊根中提取純化出一種均一多糖SRRP，測得其相對分子質(zhì)量約為5 400，主要由果糖和葡萄糖組成。SRRP 中存在Glcp-(1→、Fruf-(2→和→1)-Fruf-(2→ 3 種連接方式，是一種聚合度約為30 的菊粉型果聚糖。

1.5 其他成分

甜葉菊葉中還含有精油，其中大部分是半萜類的化合物[27-29]，與類黃酮、奎寧一起構(gòu)成了甜葉菊的苦味成分。此外，甜葉菊中還含有氨基酸[30]、生物堿、維生素、嘌呤及一些微量元素等[5,31]。甜葉菊中其他化學成分見表3，化學結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3 甜葉菊中其他物質(zhì)化學結(jié)構(gòu)Fig.3 Chemical structures of other substances in S. rebaudiana

表3 甜葉菊中的其他類成分Table 3 Other substances in S. rebaudiana

2 藥理作用

2.1 降血糖

糖尿病是一種由胰島素分泌不足或胰島素抵抗引起的代謝性疾病[32]。研究表明，在甜葉菊的降糖成分中，甜菊醇的降血糖作用最強，其次是甜菊苷和萊鮑迪苷A。Ahmad 等[33]通過研究甜葉菊水提物對糖尿病大鼠的影響，發(fā)現(xiàn)甜葉菊水提取物可顯著降低糖尿病大鼠體質(zhì)量、血糖和糖化血紅蛋白水平，并能改善大鼠胰島素和肝糖原水平。Li 等[34]研究表明，甜菊苷可促進小鼠胰島素分泌和改善葡萄糖不耐受，其作用機制可能是增強瞬時受體電位離子通道蛋白5（transient receptor potential subfamily M member 5，TRPM5）的活性。Dandin 等[35]研究甜菊苷對高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖模型斑馬魚的影響，結(jié)果表明甜菊苷5 mg/L 可以通過抑制成纖維細胞生長因子 21 和腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的表達降低血糖，還可以降低血清一氧化氮水平，增強超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和谷胱甘肽巰基轉(zhuǎn)移酶（glutathione S-transferase，GST）的活性。此外，甜葉菊根多糖可顯著降低2 型糖尿病小鼠空腹血糖水平，改善胰島素抵抗，減輕氧化應(yīng)激，其作用機制與甜葉菊根多糖改善腸道菌群、增加短鏈脂肪酸含量有關(guān)，可以用來治療2 型糖尿病[36]。

2.2 抗腫瘤

甜葉菊作為代糖食用，有助于降低血液循環(huán)中的葡萄糖水平，剝奪腫瘤細胞能量來源[6]。甜葉菊提取物對多種腫瘤細胞的生長具有明顯的抑制作用，對正常細胞無明顯毒性，研究發(fā)現(xiàn)在人類成纖維細胞中，甜葉菊提取物濃度低于1 000 μg/mL 時沒有細胞毒性[37]。多項研究表明，甜菊苷可以顯著抑制人肝癌HepG2 細胞的增殖[38-39]。Velesiotis 等[40]在關(guān)于甜葉菊影響乳腺癌細胞功能性的研究中指出，甜菊苷40 μmol/L 可以對不同的乳腺癌細胞產(chǎn)生抑制作用；同時也可以通過增加B 淋巴細胞瘤-2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）相關(guān)X 蛋白和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3 的表達水平顯著抑制前列腺癌相關(guān)成纖維細胞的增殖，并誘導(dǎo)癌細胞死亡[37]。Voloshina 等[41]研究了甜菊醇對人乳腺癌MCF-7 細胞的細胞毒性作用，結(jié)果表明甜菊醇10 μmol/L 在MCF-7 細胞中表現(xiàn)出細胞毒性作用與阿奇霉素處于同一水平，且對癌細胞具有選擇性，其機制可能與誘導(dǎo)線粒體途徑的細胞凋亡有關(guān)，從而誘導(dǎo)細胞凋亡。

2.3 抗氧化

氧化應(yīng)激是由于機體活性氧和活性氮的產(chǎn)生與抗氧化防御間的不平衡導(dǎo)致的病理性損傷[42]。研究表明，甜菊苷通過抑制絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAPK）/核因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）通路而發(fā)揮抗氧化作用[43]，還可以降低丙二醛含量和SOD 活性，并可以通過清除自由基發(fā)揮抗氧化活性[44-45]。Ferreira等[46]研究發(fā)現(xiàn)，甜葉菊提取物500 μg/mL 可以有效清除2,2′-聯(lián)氮雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺鹽和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基。Carrera-Lanestosa 等[47]研究發(fā)現(xiàn)甜葉菊提取物25 mg/kg 可以降低糖尿病小鼠肝臟、胰腺和腎臟組織中的丙二醛水平，從而改善氧化損傷。

2.4 降血壓

高血壓是一種常見的心血管疾病，是全球疾病負擔和死亡率最大的單一因素，發(fā)病率也逐年上升[48]。Wang 等[49]研究了甜菊苷對高血壓大鼠的治療作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)甜菊苷2 500 μg/mL 具有很強醛水平，從而改善的血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（angiotensin converting enzyme，ACE）抑制活性，具有降血壓的潛力。此外，甜菊苷還可以增加血管彈性，減少血管壁上的鈣積累，且呈劑量相關(guān)性降低舒張壓，改善高血壓[50-51]。Yesmine 等[52]研究表明，食用甜葉菊可以引起大鼠主動脈血管松弛，降低收縮壓水平，可能與抑制鈣通道有關(guān)。

2.5 抗炎

炎癥是指未知物質(zhì)入侵機體后產(chǎn)生的一種免疫反應(yīng)，但同時也會對機體造成一定的損傷[53]。有研究表明甜葉菊對腸炎、關(guān)節(jié)炎等炎癥都有一定的改善作用[54]；Mostafa 等[55]研究表明，甜葉菊水提取物80 mg/kg 預(yù)處理可以顯著降低潰瘍性結(jié)腸炎大鼠結(jié)腸病變程度，減少隱窩變性，保持腸道內(nèi)壁完整， 還可以降低 TNF-α 、 白細胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、髓過氧化物酶和NF-κB 的表達水平，從而緩解潰瘍性結(jié)腸炎。El Nashar 等[56]研究發(fā)現(xiàn)，甜葉菊可以通過下調(diào)NF-κB 和IL-6 的表達水平而發(fā)揮抗炎作用。Wu 等[57]發(fā)現(xiàn)甜菊苷可以通過抑制骨關(guān)節(jié)炎小鼠軟骨細胞中NF-κB 表達，并激活核因子E2 相關(guān)因子2（nuclear factor E2 related factor 2，Nrf2）/血紅素加氧酶-1（heme oxygenase-1，HO-1）通路，從而減輕骨關(guān)節(jié)炎。

2.6 調(diào)血脂

非酒精性脂肪肝（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）一般伴隨著三酰甘油（triglyceride，TG）和低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）水平的升高[58-59]。研究表明甜葉菊提取物可以通過增強肝臟誘導(dǎo)的脂肪酶活性及促進糞便排泄來降低血清中的三酰甘油和LDL 水平[60]。甜葉菊根多糖可以通過上調(diào)過氧化物酶體增殖物激活受體 α（ peroxisome proliferator-activated receptor α ，PPARα）和腺苷酸活化蛋白激酶（adenosine phosphate activated protein kinase，AMPK）α 表達降低NAFLD 大鼠血脂水平[61]，進而改善NAFLD。同時，PPARα 表達增強，也可以促進脂質(zhì)自噬從而降低血清中的三酰甘油和總膽固醇水平[39]。

2.7 其他藥理作用

此外，甜葉菊還具有抑菌、控制體質(zhì)量、預(yù)防肝損傷等作用。研究發(fā)現(xiàn)，12.5%的甜葉菊醇提物就會對變形鏈球菌和嗜酸乳桿菌產(chǎn)生抑制作用[62]。Khatun 等[63]研究表明甜葉菊的抗菌作用可能是由咖啡?？鼘幩嵋鸬?。臨床研究結(jié)果顯示，將飲食中的添加糖用甜葉菊代替，持續(xù)90 d 后可以顯著降低超重患者的體質(zhì)量和腰圍[64]。Ramos-Tovar 等[65]研究發(fā)現(xiàn)，甜葉菊粉末100 mg/kg 可以通過上調(diào)Nrf2和抑制NF-κB 表達，防止肝細胞壞死和膽汁淤積，從而預(yù)防肝損傷。甜葉菊藥理作用的機制見圖4。

3 Q-Marker 預(yù)測分析

中藥作為中華民族的瑰寶，數(shù)千年來一直是治愈患者的良藥，其質(zhì)量對臨床療效和用藥安全起到重要作用[66-67]。質(zhì)量標準化始終是中藥應(yīng)用的核心，這極大地影響人類健康[68-69]。近年來，越來越多的學者關(guān)注中藥材的質(zhì)量控制，并取得了重大進展[70-71]。然而，仍然存在以下挑戰(zhàn)。（1）部分指標成分不能代表中藥材的整體化學特征；（2）目前幾乎沒有證據(jù)證實中藥的化學標記與臨床療效間的牢固關(guān)系；同時，Q-Marker 相關(guān)的合理量化方法很少。因此，迫切需要開發(fā)一種探索中藥Q-Marker 的方法，從而在化學特征和功效間建立聯(lián)系[72]。劉昌孝院士[73]于2016 年提出了Q-Marker 的概念，以改善中藥的質(zhì)量和質(zhì)量控制，可從植物親緣性和化學成分特有性、成分可測性、成分有效性及傳統(tǒng)藥性來論述Q-Marker 研究和發(fā)現(xiàn)的過程[74-75]。通過對相關(guān)文獻系統(tǒng)整理與分析，從而預(yù)測分析甜葉菊的Q-Marker。甜葉菊Q-Marker 預(yù)測分析見圖5。

圖5 甜葉菊Q-Marker 預(yù)測分析示意圖Fig.5 Schematic diagram of prediction analysis of S. rebaudiana

3.1 植物親緣性和化學成分特有性

中藥的化學成分較為復(fù)雜，同種屬不同產(chǎn)地的藥物可能含有不同的成分，而一種成分也可能出現(xiàn)在不同藥物中，這很難體現(xiàn)出藥物的特性[76]。因此，對甜葉菊的親緣性和化學成分特有性進行分析，從而找到能夠代表甜葉菊質(zhì)量標準的指標成分。甜葉菊原產(chǎn)于南美洲，是一種菊科草本植物[77]，在世界各地廣泛分布，熱帶地區(qū)較少，全世界已有13 個亞科，1 911 屬，32 913 種[78]，在我國有200 屬2 000多種[79]，分布在全國各地，包括菊花、蒲公英、青蒿、向日葵等植物。甜葉菊中含有多種成分，目前已分離出了二萜糖苷、類黃酮、槲皮素、綠原酸、多糖等多種成分[80]，其中二萜類物質(zhì)是其主要成分。菊糖是菊科植物的重要成分，也是其重要的次生產(chǎn)物，但是同一個環(huán)境中也可能長著不同類型的植物，而且作為同種屬的植物，其形態(tài)有時也難以區(qū)分，因生長環(huán)境復(fù)雜，其成分含量也會產(chǎn)生差別，從而導(dǎo)致臨床應(yīng)用各不相同。因此，從親緣性分析化學成分會使甜葉菊質(zhì)量控制Q-Marker 更貼合實際。甜菊苷和萊鮑迪苷都是甜葉菊的特有成分，不同產(chǎn)地的甜葉菊含量上會有所差異，研究發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地的甜葉菊所含的萊鮑迪苷A 的量具有差異[81]。Abdul-Qader 等[82]分析了不同部位槲皮素的含量，葉片中槲皮素的含量遠遠高于根莖。唐桃霞等[83]研究表明，不同品種的甜葉菊，其甜菊苷、萊鮑迪苷A 和萊鮑迪苷C 的含量皆不相同。因此，可以考慮將槲皮素、萊鮑迪苷A、萊鮑迪苷C 和甜菊苷共同作為甜葉菊的Q-Marker 選擇的依據(jù)。

3.2 化學成分可測性

《安徽省中藥飲片炮制規(guī)范》2019 年版中以甜菊苷作為其主要的含量測定成分[84]。甜葉菊中含有多種萊鮑迪苷[85]，其中萊鮑迪苷A 發(fā)現(xiàn)最早，也被看作甜葉菊的特征成分。HPLC 是中藥成分定性和定量分析常用的方法，用HPLC 測定甜葉菊中甜菊苷和萊鮑迪苷A 的含量，發(fā)現(xiàn)甜菊苷與萊鮑迪苷A含量差異較大[86]。Borgo 等[12]研究了不同產(chǎn)地的甜葉菊其植物化學上的差異，發(fā)現(xiàn)2 種甜葉菊的黃酮糖苷含量有顯著差異。Pacifico 等[87]利用超高效液相色譜法和四級桿飛行時間質(zhì)譜法進行化學分析，結(jié)果表明甜葉菊中含有大量的綠原酸類物質(zhì)，且綠原酸含量較高。根據(jù)以上分析，甜菊苷、萊鮑迪苷A、綠原酸和黃酮苷可以作為甜葉菊Q-Marker 的重要選擇。

3.3 成分與藥效關(guān)聯(lián)性

控制中藥的質(zhì)量標準的最終目的就是控制中藥藥效，因此，有效性才是選擇Q-Marker 的核心所在[88]。在治療各種疾病時，甜葉菊中的多種化學成分都發(fā)揮著不同的作用。Kamal 等[89]通過HPLC檢測并通過重復(fù)柱層析法從甜葉菊水提物中分離出甜菊苷和萊鮑迪苷A，并發(fā)現(xiàn)甜菊苷對胰腺脂肪酶、α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶表現(xiàn)出明顯的抑制作用。研究表明甜葉菊可以作為預(yù)防和治療與2 型糖尿病相關(guān)的代謝變化的補充藥物。Sari 等[90]研究也表明甜菊苷具有降血糖作用。其次，也有研究表明甜葉菊的調(diào)脂作用也與甜菊苷有關(guān)，Park 等[39]研究了甜菊苷和萊鮑迪苷對小鼠肝脂肪變性的影響。二者都降低了身體和肝臟的質(zhì)量及血清總膽固醇、三酰甘油的水平。Mlambo 等[50]研究表明，槲皮素和類黃酮類成分有抗炎和抗菌的作用。根據(jù)以上分析，甜菊苷、類黃酮、槲皮素都可以作為表征其功效的Q-Marker 選擇的重要依據(jù)。

3.4 傳統(tǒng)藥性

甜葉菊氣清香，味極甜，歸肺、胃經(jīng)[84]。甜葉菊常被用作甜味劑使用，如飲料或糖果[91-92]，這與其味極甜的特性相關(guān)。甜葉菊的甜味主要來自于甜菊苷和萊鮑迪苷A，甜葉菊偶爾出現(xiàn)苦味是因為杜爾可苷的存在[93]。隨著現(xiàn)代研究的深入，發(fā)現(xiàn)甜葉菊中的甜味是糖苷、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等多種物質(zhì)的共同結(jié)果。甜葉菊中含有較多的揮發(fā)油物質(zhì)[94]，使甜葉菊有清香的味道。根據(jù)以上分析，甜葉菊中甜菊苷、萊鮑迪苷A、脂質(zhì)和揮發(fā)油等物質(zhì)是其“氣清香，味極甜”的物質(zhì)基礎(chǔ)，其中脂質(zhì)和揮發(fā)油類物質(zhì)的具體成分及其含量還需要進一步研究，可以將甜菊苷和萊鮑迪苷A 作為甜葉菊Q-Marker 選擇的依據(jù)。

4 結(jié)語與展望

甜葉菊中含有多種化學成分，具有降血糖、抗腫瘤、抗炎等多種藥理作用，甜菊苷為主要藥理活性成分，不僅可以用作甜味劑或代糖，也可以作為糖尿病治療的輔助藥物?，F(xiàn)階段甜葉菊的藥效學研究仍然關(guān)注在提取物層面，而一般的提取物成分比較復(fù)雜，難以鑒定具體結(jié)構(gòu)，作用機制研究不夠深入。單體成分的研究主要以甜菊苷為主，而對黃酮類成分未進行深入研究，黃酮類成分具有良好的抗氧化性和抗炎活性，黃酮類成分為主的藥物可以作為研究方向。降血糖是甜葉菊的主要藥理作用，化學結(jié)構(gòu)修飾一直被當作增強糖苷降糖活性的方法之一，如硫酸化修飾、硒化修飾、鉻離子螯合等，但近年來國內(nèi)外相關(guān)研究較少，可以在甜菊苷研究的基礎(chǔ)上對其化學進行修飾，這對甜葉菊的進一步利用具有較大的指導(dǎo)意義。隨著甜葉菊的廣泛應(yīng)用，可能會出現(xiàn)諸多問題，如各個單體成分的具體藥理作用有待進一步發(fā)現(xiàn)和驗證；由于甜葉菊提取物中含有多種化學成分，其作用機制具有不確定性，不能以單個化合物作為甜葉菊質(zhì)量標準的評價指標。

本文主要在綜述甜葉菊化學成分和藥理作用的基礎(chǔ)上，從植物親緣性、化學成分可測性、藥性、成分與藥效關(guān)聯(lián)性4 個方面進行分析，推測甜葉菊中甜菊苷、萊鮑迪苷A、萊鮑迪苷C、槲皮素、黃酮苷、綠原酸等物質(zhì)可以作為質(zhì)量評價指標，但其Q-Marker 及相關(guān)作用機制還有待進一步研究。隨著研究的深入，會有更多的活性物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)，這將對甜葉菊的廣泛應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在重要意義。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突