耿文慧，陳良華，耿雪梅，林河通，明艷林*

(1.福建農林大學食品科學學院，福建 福州 350002；2.福建省亞熱帶植物研究所／福建省亞熱帶植物生理生化重點實驗室，福建 廈門361006；3.廈門華僑亞熱帶植物引種園／廈門市植物引種檢疫與植物源產(chǎn)物重點實驗室，福建 廈門 361002；4.甘肅煌甫謐愛艾科技發(fā)展有限公司，甘肅 臨夏 731100)

艾葉為菊科蒿屬植物艾(Artemisia argyi)的干燥葉[1]。艾又稱艾草，為多年生草本植物，主要分布于北半球溫帶、亞熱帶地區(qū)，在中國、日本、韓國等國家均有分布[2]。中醫(yī)認為，艾葉性苦、辛、溫，歸脾、肝、腎經(jīng)，具有溫經(jīng)止血、散寒止痛、祛濕止癢及扶陽固脫等功效，可用于疫病的預防[3]。

我國端午節(jié)民間歷來有掛艾葉，食用艾葉以及熏艾煙，以“避邪”、“禳毒氣”的習俗。許多古書典籍也記載艾灸在預防疫病中的應用，《扁鵲心書》中記載艾灸能治療霍亂：“灸中脘五十壯，關元三百壯，六脈復生，不灸則死”；《千金翼方》稱艾葉“主灸百病”，可“辟風寒”；《本草綱目》中記載：艾葉“生溫熟熱”，“灸之則透諸經(jīng)而治百種病邪，起沉疴之人為康泰”?！吨夂髠浼狈健分杏涊d“以艾灸病患床四角，各一壯”，以“治瘴氣疫癘溫毒”；《中醫(yī)詞典》中稱艾灸能“祛寒逐濕”，對“風、寒、濕邪為患的疾病尤為適宜”。“艾葉辟邪”曾被視為迷信，經(jīng)現(xiàn)代醫(yī)學理論揭示其“妖魔鬼怪邪氣”實為病毒、細菌和其他微生物。艾葉揮發(fā)油等物質對多種致病細菌和病毒均有抑制或殺滅作用，艾葉的防病辟邪作用有科學依據(jù)，是我國勞動人民長期應用艾葉“辟邪”方法的總結。

2020年初的新冠疫情屬于“濕寒疫”，根據(jù)中醫(yī)理論應以散寒除濕、避穢化濁、解毒通絡為治療準則[4]。艾葉生溫熟熱，氣味芳香，具有祛濕散寒、芳香避穢、溫經(jīng)通絡的功效。根據(jù)艾葉的防疫功效，中國針灸協(xié)會提出對疑似病例、輕癥人群、恢復期患者采用艾灸治療的方案[5]，四川、海南、江西等地針對無明確人群、健康人員提出佩戴含艾葉香囊的方案[6]，艾葉(包括艾葉煙熏和艾葉洗浴)的消毒、殺菌、潔凈空氣等功效，對預防新冠病毒及其擴散傳播產(chǎn)生積極作用。自2017年第一屆世界艾草產(chǎn)業(yè)大會舉辦以來，艾草產(chǎn)業(yè)受到地方政府高度重視，艾草產(chǎn)業(yè)在區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、鄉(xiāng)村振興等方面扮演著重要角色，艾草產(chǎn)業(yè)正由我國中部河南南陽和湖北蘄春產(chǎn)業(yè)集群區(qū)，逐漸向東部、南部、西部、北部地區(qū)全面轉移，促進了浙江、湖南、陜西等地艾產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。本文主要綜述艾的本草考證與艾葉化學成分及其抗菌抗病毒等生物活性的研究進展。

1 艾的本草考證

艾為多年生草本或略呈半灌木狀，全株密被白色茸毛，高45～120 cm。單葉，葉片呈卵狀橢圓形，邊緣具粗鋸齒，其葉上暗綠，葉下灰綠，均覆有白色軟毛；花期7～10月。野生艾多生長于路旁、草地、荒野等處，全國均有分布[1]。艾在本草古籍中被稱為艾草、灸草、艾蒿、蘄艾、艾葉、黃草、家艾、甜艾等，其名稱繁多。艾葉作為一味中藥，其名稱最早出現(xiàn)在《詩經(jīng)》中，《別錄》曰：“艾葉生田野，三月三日采”；灸草在《埤雅》最早出現(xiàn)，曰：“艾…可以乂病者…一名曰灸草”；艾蒿最早見于郭璞《爾雅》；蘄艾見于《蘄艾傳》；黃草最早見于《本草綱目》；家艾最早見于《醫(yī)林纂要》；甜艾最早見于《本草求原》；草蓬、艾蓬、狼尾蒿子、香艾、野蓮頭、阿及艾均見于《中藥大辭典》。

菊科蒿屬全球有350 種以上，廣布于北半球歐、亞、北美溫帶地區(qū)，少數(shù)種分布于非洲、南亞及中美洲等熱帶地區(qū)。我國有170種以上，各地均產(chǎn)[7]。艾耐寒、耐旱，對土壤、氣候適應性較強，尤其以潮濕肥沃的土壤生長較好。除《中國藥典》收載的艾作艾葉用以外，還有同屬其他植物的葉在分布地區(qū)亦作“艾葉”入藥[7](表1)。

我國艾資源豐富，種類繁多，除表1中列舉的各種艾草外，還有華西蒿(A.occidentalisinensis)、秦嶺蒿(A.qinlingensis)、遼東蒿(A.verbenacea)等，在福建省分布有魁蒿(A.princeps)、五月艾(A.indica)、紅足蒿(A.rubripes)等種類。艾葉藥用歷史悠久，適用范圍廣泛，正確了解艾的名稱、形態(tài)、種類，有助于進一步開發(fā)艾葉資源。

2 艾葉的主要化學成分

艾葉的化學成分可根據(jù)其沸點分為非揮發(fā)性化合物和揮發(fā)性成分[8](表2)。艾葉中的非揮發(fā)性成分包括黃酮類物質、酚酸、多糖、三萜類、脂肪酸、苯丙素類、甾醇類等[9—13]，其中總黃酮含量可達11.47%[14]，酚酸類成分可達3.28%～4.81%[15]。艾葉揮發(fā)性成分主要為揮發(fā)油，包括烯烴類、醇類、烷烴類、醛類、酯類和酮類[8]，也是艾葉的主要活性物質。艾煙熏蒸常用于室內消毒和預防流行病，因艾葉揮發(fā)油中富含桉油精、樟腦、龍腦等化合物，具有殺菌消毒的功效，艾葉揮發(fā)油是艾煙預防微生物感染的物質基礎[16]；但艾煙中的萘[17]、苯酚[18]及苯甲醛、CO、焦油[19]等有害成分，會對機體血液循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)造成不良影響[20]，加強艾煙的無害化處理，有助于艾灸推廣和普及。

表1 不同種“艾葉”的分布情況Table 1 Distribution of different species of Artemisia used as artemisiae argyi folium

表2 艾葉的化學成分主要類型及其代表化合物Table 2 The main types of chemical components and the representative compounds of Artemisia argyi leaves

表3 不同產(chǎn)地艾葉揮發(fā)油成分Table 3 Components of essential oil in leaves of Artemisia argyi from different habitats

研究表明，艾葉的揮發(fā)性成分因地理位置、采收保存時間、提取方法不同而存在較大差異(表3)。產(chǎn)自湖北蘄春的蘄艾質量最好，揮發(fā)油得率較高[22]。即便產(chǎn)地相同，在不同的時間采集，艾葉成分也會發(fā)生變化，傳統(tǒng)意義上一般以端午節(jié)前后為艾葉最佳采收期，而現(xiàn)代研究認為在6月上旬采收蘄艾，艾葉揮發(fā)油含量最高[22,37]。有研究將艾葉的采收期進一步細化，采集時若以揮發(fā)油含量和成分為指標，其最佳的采集期為端午節(jié)前1～2周；若以揮發(fā)油所含側柏酮等毒性成分為指標，最佳的采集期則為端午節(jié)后1～2周[38]。在保藏期間，艾葉的揮發(fā)性成分還會隨著時間的延長而發(fā)生變化，一些易揮發(fā)成分如桉葉油醇、側柏酮等相對減少，而難揮發(fā)性成分如石竹素、石竹烯等含量仍維持在較高水平[39]。水蒸氣蒸餾法是目前應用較多的提取方法，此法簡便，提取的成分類型多，但得率較低。隨著技術的不斷進步，超臨界CO2萃取法和微波提取法也被應用到艾葉成分的提取中來。超臨界CO2萃取法得率高，但提取成分不完全，以烴類、酯類和部分醇類居多；微波提取法能夠較好地破壞植物細胞壁，提取的化合物類型豐富，得率較高[32]。因此在開發(fā)艾葉資源，選育優(yōu)勢品種時，應對不同產(chǎn)地和采收時間的艾葉加以區(qū)分；在測定艾葉的揮發(fā)性成分時應考慮不同條件的影響，以期達到最佳提取效果。

3 艾葉抗菌作用

艾葉的揮發(fā)油成分可抑制多種真菌和細菌。艾葉揮發(fā)油對絮狀表皮癬菌、白色念珠菌和新型隱球菌等致腳氣真菌和疫霉、黑曲霉、青霉等常見食物致腐真菌有較強抑制作用，艾熏30 min即可殺滅絮狀表皮癬菌，效果顯著[16,40]。艾葉揮發(fā)油對常見的有害細菌如金黃色葡萄球菌、大腸桿菌的抑制效果更為明顯。對金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度(MIC)可達8.0 mg·mL-1[41]；對大腸桿菌的抑菌圈半徑可達13.7 mm，其抑菌效果明顯強于青霉素[42]。幽門螺旋桿菌入侵人體可引發(fā)胃炎、胃潰瘍，Wang等[43]對艾中活性物質抑殺幽門螺旋桿菌的潛在靶點進行預測，發(fā)現(xiàn)黃酮類、倍半萜類化合物、單萜類化合物在幽門螺桿菌相關靶點(HtrA、HYPB)表現(xiàn)良好，提示艾可能對胃潰瘍有治療作用。此外，艾葉揮發(fā)油對炭疽桿菌、熒光假單胞菌、嗜水氣單胞菌[44]及大腸埃希菌、普通變形桿菌、腸炎沙門氏菌[45]均有抗菌活性，可用于炭疽病、水生生物疾病、畜禽疾病的防治。

揮發(fā)油活性成分的結構與抗菌活性密切相關[46]。一般而言，酚醛>萜烯，單萜>倍半萜[46]；構型上，β異構體>α異構體[47]；碳原子數(shù)目上，碳原子數(shù)為12的脂肪酸抗菌活性最高[48]；Kurita等[49]提出揮發(fā)油的抗真菌活性與活性成分的分子軌道能的關系，活性成分的分子軌道能越低，其抗真菌活性越高。

揮發(fā)油的親脂特性是發(fā)揮抗菌作用的重要機制，細胞膜可能是精油的作用靶點。研究表明揮發(fā)油中酚、醇、萜類物質具有強烈的疏水性，可大量積聚在膜表面，導致細菌細胞膜通透性增加[46]，影響膜參與的能量調節(jié)、能量傳遞、溶質轉運和代謝調節(jié)等多個功能[46]，最終導致細胞內容物流出、細菌死亡。揮發(fā)油不僅破壞膜結構，還干擾膜的功能，Knobloch等[50]發(fā)現(xiàn)揮發(fā)油中的萜類化合物使線粒體膜上NADH和琥珀酸脫氫酶的反應速率降低，破壞細菌呼吸作用。艾葉揮發(fā)油還會引起細胞器損傷，施高翔等[51]發(fā)現(xiàn)艾葉揮發(fā)油可引起白色念珠菌胞內ROS累積，并使線粒體膜電位下降，最終誘導菌體凋亡。

4 艾葉抗病毒作用

利用艾煙消毒防疫自古有之，臨床研究表明艾葉燃燒時產(chǎn)生的艾煙對鼻病毒、腺病毒、流感病毒、副流感病毒[52]和呼吸道合胞病毒(RSV)[53]均有抑制作用。韓軼等[53]發(fā)現(xiàn)艾熏時艾葉揮發(fā)油對呼吸道合胞病毒的半抑制濃度IC50為3.33 mg·L-1，有較強的抑制效果。吳楠[54]發(fā)現(xiàn)艾葉揮發(fā)油中的1,8-桉葉素對雞傳染性支氣管炎病毒(IBV)有直接滅活作用，抑制率高達(85.36±2.31)%。艾煙可用于防治流感。駱陽[55]發(fā)現(xiàn)艾煙熏蒸加口服防感涼茶后30 d，消毒率可達88.07%，流感發(fā)病率大大降低。李瑞紅等[56]發(fā)現(xiàn)利用艾條熏蒸后上呼吸道感染發(fā)病率僅為8.47%，流感發(fā)病率為0，有顯著的統(tǒng)計學差異。在2003年SARS疫情中，曾有學者提出利用艾煙進行室內消毒的建議。在新冠疫情中，艾煙熏蒸在醫(yī)院、社區(qū)中得到較多應用，呂沛宛[57]提出艾熏介入疫情早期防治的方案，為密集接觸人群提供一種方便有效的艾條熏蒸方法。利用艾煙熏蒸成本低，效果明顯，避免了化學消毒劑對人體的傷害，但因萘、苯酚、CO等有害物質的存在，艾煙會導致慢性咽炎甚至過敏的產(chǎn)生[20]，因此應加強艾煙使用的規(guī)范化。

艾葉揮發(fā)油具有疏水性和黏性，可與吸附前病毒的包膜相互作用，降低包膜的通透性，導致病毒內容物流出，這是艾葉發(fā)揮抗病毒活性的重要機制。有文章指出[58]，有黏性的揮發(fā)油為小分子成分，能在鼻腔表面形成一層致密的“藥膜”，殺死進入鼻腔的病毒，并防止病毒入侵。除了破壞膜結構外，艾葉揮發(fā)油還干擾病毒復制。艾葉揮發(fā)油中的1,8-桉葉素能作用于病毒N蛋白的受體結合部位，影響病毒復制，并使被感染細胞G1期阻滯[54]。趙志鴻等[59]發(fā)現(xiàn)艾葉揮發(fā)油能明顯抑制HepG2.2.15細胞HBs Ag和HBe Ag的分泌，并影響乙肝病毒的蛋白表達水平，從而抑制乙肝病毒DNA復制。另外，龔啟華等[60]提出艾灸的熱作用直接滅活病毒的理念，原因是病毒不耐熱，大部分病毒在56 ℃作用20～60 min可被滅活，直接灸能在皮膚上維持 149～273 ℃ 7 min，皮膚下維持80～102 ℃ 7 min，使灸下組織能維持較長時間的高溫，達到滅活病原體、產(chǎn)生“熟苗”的效果。目前這一說法未有數(shù)據(jù)支持。

5 艾葉機體免疫調節(jié)作用

艾灸是中醫(yī)的一大特色，也是中國人民防疫抗疫的重要成果。艾灸對機體的調節(jié)有整體性的特點，艾灸既能激活免疫系統(tǒng)，同時對神經(jīng)系統(tǒng)也有調節(jié)作用，可調整神經(jīng)遞質中去甲腎上腺素(NE)、5-羥色胺(5-HT)、一氧化氮(NO)的失衡，維持內環(huán)境穩(wěn)定[61]。艾灸不僅可激活輔助T淋巴細胞[62]、紅細胞[63]、吞噬細胞[64]等多種具有免疫功能的細胞，提高CD4+T、CD8+T細胞比例[65]；還能促進皮膚和脾臟中IL-1α、IL-1β、TNF-α等多種促炎因子的表達，可以治療因病原菌、病毒引起的疾病[66]。此外艾草中的多糖也被證實有調節(jié)免疫的功效，可特異性地促進免疫球蛋白(IgM和IgG)、細胞因子(IL-1、IL-6和TNF-α)和NO的產(chǎn)生，從不同角度，多個層次上提高機體免疫力[10](表4)。

表4 艾灸激活不同免疫功能細胞Table 4 Moxibustion activates cells with different immune functions

多種傳染病都有炎癥反應，過度炎癥反應容易造成機體免疫自穩(wěn)平衡失調。艾煙可降低大鼠外周血中CD4+T細胞的CD4+CD25+Treg比例，調節(jié)免疫功能[70]。艾灸可下調Caspasel-1、L-1β、TNF-α、IL-lα、iNOS、IL-10等促炎細胞因子的表達量，抑制TNF-α的過量產(chǎn)生，調節(jié)紅細胞變形能力，使IgG、IgE降低至正常水平，減輕炎細胞浸潤，減少微血管的滲透性，緩解過度免疫對機體帶來的傷害[71—73]。艾葉中的多酚被證實是一種緩解炎癥的成分，可抑制一氧化氮(NO)產(chǎn)生和NF-κB激活，并通過抑制誘導型一氧化氮合酶(iNOS)、TNF-α和白細胞介素1β的mRNA表達等減弱巨噬細胞的活化，降低機體的過度應激[74]。艾葉揮發(fā)油可抑制JAK/STAT1/3磷酸化和抑制巨噬細胞中促炎介質(NO、PGE2和ROS)和細胞因子(IL-6、TNF-α、IFN-β、MCP-1)的釋放，減輕機體炎癥反應[75]。以上表明艾葉不僅整體性提高人體免疫活性，抵御微生物侵染，還在體液、細胞因子水平上緩解過度免疫給機體帶來的傷害，對免疫系統(tǒng)調節(jié)具有雙向性。

研究表明，艾灸最重要的體內作用機制是熱作用[76]，無論是直接灸時產(chǎn)生的強烈熱刺激，還是間接灸時的溫熱效應，都對機體的感受器、免疫細胞，以及后續(xù)的神經(jīng)-體液調節(jié)有刺激作用[77]，并有利于人體對藥物的吸收[76]；紅外輻射效應是艾灸的獨特之處，也是近幾年的研究熱點之一。直接灸時產(chǎn)生近紅外輻射，可達機體皮下組織10 mm，產(chǎn)生明顯的光電作用和光生化作用，使機體得到較強的“得氣感”[78]，還刺激穴位處產(chǎn)生能量[76]。間接灸主要產(chǎn)生遠紅外輻射[78]，刺激機體表皮，產(chǎn)生局部效應。有研究發(fā)現(xiàn)，隔物灸的峰值在7.5 μm左右，與人體的輻射峰值非常接近，可產(chǎn)生交感振動[79]，促進NO釋放調節(jié)皮膚微循環(huán)[80]。但間接灸的作用機理還需進一步發(fā)掘。

6 展望

艾在我國各地均有分布，名稱眾多，名稱的演繹從側面反映了艾的藥用歷史之悠久、范圍之廣泛。艾葉氣味芳香，含有艾葉揮發(fā)油、黃酮類化合物等活性成分，無論是在體內還是體外，艾葉對微生物感染均顯示出較強的抑制活性。在體外，艾葉廣譜抗菌抗病毒，艾灸、艾熏時產(chǎn)生的含萜類成分的小分子艾葉揮發(fā)油可與細菌細胞膜、病毒外套膜粘合并破壞，導致內容物流出，微生物生理機能紊亂；在體內，艾葉不僅激活多種免疫功能細胞和細胞因子，還在整體上調節(jié)免疫系統(tǒng)，降低機體過度免疫，維持內環(huán)境穩(wěn)定。

艾葉可抑殺多種病毒，在防治病毒性肺炎中有較好的效果，這一點在治療非典型性肺炎中得到驗證[81]。在2020年新冠疫情防控中，艾葉的防疫功能受到重視，多種艾灸、艾熏方案在全國推行，國家中醫(yī)藥管理局、中國針灸學會和四川、安徽、江西等地也對各類人群提出艾灸方案[82]。艾灸在抗擊新冠肺炎疫情中初見成效[83]，在未來流行性疾病防治中也將具有獨特性優(yōu)勢和發(fā)展前景。隨著提取和檢測技術的進步，艾葉在治療微生物侵染的應用機制逐漸被確定，并進一步細化。但同時艾葉在應用中仍存在一些問題：艾葉的活性成分復雜，揮發(fā)性成分較高，造成提取單一活性成分比較困難；由于艾煙的存在，導致艾灸在國際上難以推廣，艾灸的無煙化處理亟待解決；艾葉在流行性疾病的臨床治療中具有一定療效，但作用機制有待進一步闡明。

致 謝：廈門市園林植物園陳恒彬高級農藝師、福建省亞熱帶植物研究所童慶宣高級工程師、廈門市海滄保生青草藥傳習中心許子賢副主任為文章撰寫提供指導，特此致謝。