陳雨秋 張濤 陳長寶 王雪霓 姜奇宏

摘要：防風是傘形科植物防風的未抽薹植株的干燥根，含有色原酮類、香豆素類、多糖類、揮發(fā)油類等化學成分，有解熱、抗炎、鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛等藥理作用，是我國傳統(tǒng)的大宗藥材且應(yīng)用廣泛。通過查閱和梳理近幾年關(guān)于防風的相關(guān)文獻，對防風的化學成分、提取工藝及其藥理作用的最新研究進展進行綜述，旨在為防風資源的開發(fā)利用和深入研究提供理論參考。

關(guān)鍵詞：防風;化學成分;提取工藝;藥理作用;毒性;臨床應(yīng)用

中圖分類號： R284;R285 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2021）09-0043-06

防風是傘形科植物防風[Saposhnikovia divaricata （Turcz.） Schischk.]的干燥根，主要分布在中國、日本和韓國[1]。防風藥用歷史悠久，作用廣泛，在中醫(yī)臨床實踐中已有2 000多年的歷史，是我國傳統(tǒng)中藥材的重要組成部分?！渡褶r(nóng)本草經(jīng)》中將其列為上品，可見其極高的藥用價值。其味辛、甘、微溫，歸肝、脾、膀胱經(jīng)，功效有祛風解表、勝濕止痛、止痙等[2]。防風被稱為 “治風通用藥”，也是許多中藥復方的重要組成藥味，且被廣泛應(yīng)用于中醫(yī)臨床。防風具有很高的藥用和食用價值，但近些年由于野生防風資源匱乏，主產(chǎn)于內(nèi)蒙、外蒙、東北等地的野生防風在市面上已經(jīng)供不應(yīng)求，家種防風逐漸成為市場主流。近年來，國內(nèi)外學者對防風的化學成分、藥理作用及其提取工藝進行不斷的深入研究，并取得相應(yīng)研究結(jié)果，本文對其進行綜述，旨在為今后防風的開發(fā)利用和深入研究提供理論參考。

1 防風的主要化學成分

至今，國內(nèi)外研究人員從防風中分離出的結(jié)構(gòu)不同的化合物有100余種，主要包括色原酮類成分（防風色酮醇、升麻素苷等）、香豆素類成分（香柑內(nèi)酯）、揮發(fā)油類和酸性多糖等成分[1，3-4]。2020年版《中華人民共和國藥典》中規(guī)定藥用防風中含升麻素苷（C22H28O11）和5-O-甲基維斯阿米醇苷（C22H28O10）的總量不得少于0.24%[2]。

1.1 色原酮類

對于防風等傘形科植物來說，色原酮類化合物被認為是最重要的有效活性成分，它們不僅具有鎮(zhèn)痛和解熱作用，也能介導免疫調(diào)節(jié)或是抗凝血等活動。最早是從防風根的甲醇提取物中發(fā)現(xiàn)了防風的色原酮化合物（5-O-甲基維斯阿米醇苷和亥茅酚）[5]，隨后又有學者從防風中分離得出9種色原酮成分，分別是當歸酰亥茅酚、乙酰亥茅酚等成分[6]。到目前為止，已知的從防風中分離鑒定出的色原酮類化合物共有17種[7]，具體如表1所示，盡管它們的結(jié)構(gòu)簡單，但卻具有良好的抗炎、清除自由基和免疫調(diào)節(jié)作用。

1.2 香豆素類

香豆素類成分是防風的重要化學成分之一，金光洙等學者早在1992年就從防風中分離鑒定出9種香豆素類成分，分別為歐前胡素、補骨脂內(nèi)酯、香柑內(nèi)酯、花椒毒素、東莨菪素、珊瑚菜素、川白酯內(nèi)酯、異紫花前胡內(nèi)酯等[6]。隨后又有研究人員從防風中提取出紫花前胡苷元和防風靈[8]。到目前為止，各國學者們在防風中分離鑒定出的香豆素類化合物共有35種，主要是呋喃香豆素類和吡喃香豆素類。其中分離出的17種呋喃香豆素類分別為bergapten（香柑內(nèi)酯）、byakangelicin（白當歸素）、deltoin（石防風素）、imperation（歐前胡素）、isoimperation（異歐前胡素）、isobergapten（異香柑內(nèi)酯）、marmesin（異紫花前胡苷）、nodakenin（紫花前胡苷元）、methoxy-8-（3-hydroxymethyl-but-2-enyloxy）-psoralen[甲氧基-8-（3-羥甲基-2-烯氧基）-補骨脂素]、oxypeucedanin hydrate（水合氧化前胡素）、phellopterin（珊瑚菜內(nèi)酯）、psoralen（補骨酯素）、sapodivarin（防風靈）、xanthotoxin（花椒毒素）、5-hydroxy-8-methoxypsoralen（5-羥基-8-甲氧補骨脂素）、nodakenin（紫花前胡苷元）和xanthoarnol;還有5種簡單香豆素類成分，分別為fraxidin（秦皮啶）、isofraxidin（異秦皮啶）、scopoletin（東莨菪素）、umbelliferone（傘形酮）和5-methoxy-7-（3，3-dimethylallyloxy）-coumarin[5-甲氧基-7-（3，3-二甲基烯丙氧基）-香豆素]等，雖然它們結(jié)構(gòu)簡單，但具有抗腫瘤等多種生物活性;最后，還鑒定出13種吡喃香豆素類化合物，分別為anomalin（白芷內(nèi)酯）、decursinol（紫花前胡醇）、decursinol angelate（紫花前胡醇當歸酯）、divaricoumarin A（香豆素A）、divaricoumarin B（香豆素B）、divaricoumarin C（香豆素C）、praeruptorin（白花前胡素）、praeruptorin F（白花前胡素F）、cis-3′，4′-disenecioylkhellactone（順-3′，4′-二烯甲基芐內(nèi)酯）、cis-3′-isovaleryl-4′-acetylkhellactone（順-3′-異戊酰基-4′-乙酰海拉內(nèi)酯）、cis-3′-isovaleryl-4′-senecioylkhellactone（順-3′-異戊?；?4′-千里光內(nèi)酯）、（—）-cis-khellactone[（—）-順-克拉內(nèi)酯]和（3′S）-hydroxydeltoin[（3′S）-羥基-石防風素]等[9]。

1.3 多糖類

多糖類是防風中的另一類化合物，早在1989年，國外學者Shimizu等就從防風中分離鑒定出了3種多糖，分別為saponikovan A：由半乳糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸組成，saponikovan B：由半乳糖、半乳糖醛酸、阿拉伯糖、乙酞基以及甲氧基組成，saponikovan C：由半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖、半乳糖醛酸組成[10]。李江等從防風水提液中分離得到2 種平均分子量分別為13 100、73 500的新型酸性雜多糖結(jié)構(gòu)：XC-1、XC-2[11]。

1.4 揮發(fā)油類

防風中分離出的揮發(fā)油類成分相對來說較為復雜，到目前為止，已經(jīng)利用氣相-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)從防風根和果實中共鑒定出近70種揮發(fā)油成分，包括人參醇、α-蒎烯、β-月桂醇、己醛、戊醇、己醇、辛醛、辛醇、壬醛等成分[9]。1987年，王建華等從防風揮發(fā)油中鑒定分離出20種化學成分[12]。隨后他們又對防風果實中的揮發(fā)油進行研究，一共鑒定得出66種化學成分，其中37種為菇類化合物，并含酮、醇、醛、酸等含氧成分，還存在少量烴類[13]。嚴云麗等采用水蒸汽蒸餾法從防風中提取揮發(fā)油，從中鑒定分離出 69種化合物，主要為萜類和鏈狀脂肪族化合物[14]。

2 防風有效成分的提取方法

防風有效成分的提取方法有很多種，雖然提取工藝豐富多變，但真正應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的大多還是傳統(tǒng)的提取方法，比如回流法和水蒸氣法等，它們工藝簡單、投資少、技術(shù)含量低、操作簡單方便、上手快，但同時也存在著提取工序復雜多樣、時間長、效率較低等缺點。而一些新興的提取工藝雖然科技含量高，更加現(xiàn)代化、智能化，提取時間較短，效率較高，但就目前來說還沒有被廣泛應(yīng)用，沒有真正投入到大規(guī)模生產(chǎn)中[15]。

2.1 回流提取法

回流提取法是采用容易揮發(fā)的有機溶劑來提取中藥有效成分的方法。有學者將防風的根及根莖用甲醇回流提取，從中分離得到11個結(jié)晶，根據(jù)理化常數(shù)及光譜分析分別鑒定為β-谷甾醇、香柑內(nèi)酯、亥茅酚等[6]。張?zhí)亓⒌纫?-O-甲基維斯阿米醇苷和升麻素苷的含量為標準，得出回流法為防風有效成分的最佳提取工藝，當料液比為1 g ∶ 40 mL（甲醇），提取時間為1.5 h，次數(shù)為1次時，有效成分的總提取率為0.46%[16]。雖然回流法提取效率較高，但是提取時需要大量溶劑，操作也比較繁瑣，一般不應(yīng)用于大量生產(chǎn)[17]。

2.2 水蒸氣蒸餾法

水蒸氣蒸餾法是通過水蒸氣穿過植物材料，蒸汽中的揮發(fā)性化合物經(jīng)過揮發(fā)、凝結(jié)，最后收集在接收容器中的方法。該法對于提取熱不穩(wěn)定性成分來說是不適用的，如果提取物溶于水，就會明顯降低其蒸氣壓力，進而不能有效提取一些易溶于水的中藥材，而且，如果反應(yīng)混合物中的雜質(zhì)是揮發(fā)性的，那么所提取揮發(fā)油的純度也會相應(yīng)變低，質(zhì)量變差，丟失揮發(fā)油原有的新鮮香味，大大降低了所提取出的揮發(fā)油價值，更為嚴重的是會影響某些藥物制劑的實際療效[18]。由于水蒸氣法操作簡便易上手、安全系數(shù)高、綠色環(huán)保且成本低廉，它已經(jīng)成為我國目前為止提取中藥揮發(fā)油的重要方法之一。但此法一般只適用于提取難溶于水或不溶于水的植物成分，對于提取具有不穩(wěn)定化學性質(zhì)的成分，不適合用水蒸氣法提取。

2.3 超聲提取法

超聲提取法是一種新興的現(xiàn)代化提取工藝，此法高效、綠色環(huán)保且適用性廣[15]。用此法提取多糖與水蒸氣蒸餾法提取和微波萃取法相比，更易于純化，并且由于其提取溫度低，所得的多糖抗氧化活性也較高[19]。有研究人員通過正交試驗法確定了超聲時間30 min、乙醇濃度90%、液料比40 mL ∶ 1 g、溫度50 ℃、頻率90 Hz為超聲法提取防風中總色原酮的最佳工藝，平均提取率是4.05%[20]。姚仲青等用6倍量75%乙醇進行2次超聲提取，每次30 min，目標有效成分的總提取率均在95%以上[21]。盡管超聲提取有上述很多優(yōu)點，但同時也存在一些不足，比如它的工藝更復雜、變量較多等。

2.4 微波輔助萃取法

微波輔助萃取法是一種新型提取方法，具有高選擇性、高速、高提取率、高質(zhì)量、節(jié)省時間和能源等優(yōu)點，最難得的是，它基本上不會破壞所提取成分的生物活性與化學結(jié)構(gòu)。當然此法也有一些缺陷，不均勻的微波輻射會導致局部溫度過高，有效成分會發(fā)生變性，而且在提取富含樹膠或淀粉的物料時，易產(chǎn)生提取物的變形和糊化，不利于胞內(nèi)物質(zhì)的釋放[15]。同時微波輔助萃取也容易受到外界因素的影響，溶劑的用量、濃度、種類、微波輻射方式以及藥材的浸泡時間等因素都會影響到微波萃取的速度和質(zhì)量[22]。以升麻素、升麻素苷、5-O-甲基維斯阿米醇苷和亥茅酚苷的含量為指標，韓忠明等通過試驗優(yōu)選出防風色原酮微波提取的最佳工藝：料液比為1 g ∶ 30 mL，提取時間為3 min，溫度為90 ℃，乙醇體積分數(shù)為70%，3 min的微波處理在提取效果上較1 h超聲提取法和2 h回流提取法好，同時提取時間大大縮短[23]。因此，微波提取法可作為提取防風有效成分的優(yōu)選工藝，具有足夠明顯的優(yōu)勢。

2.5 超臨界CO2流體萃取法

超臨界流體萃取技術(shù)是一種頗為綠色環(huán)保的提取工藝。二氧化碳（CO2）是最為常見的一種超臨界液體，不僅有著與液體相似的密度和溶解能力，而且它的價格低廉且對環(huán)境綠色友好，所以被人們廣泛使用[7]。超臨界CO2流體萃取提取迅速、效率高且沒有有機溶劑殘留，在日常提取中，采用此法提取揮發(fā)油，所得產(chǎn)品的質(zhì)量要比使用傳統(tǒng)提取方法高的多[24]。有研究人員用水蒸氣蒸餾法、溶劑提取法和超臨界CO2流體萃取法來提取防風揮發(fā)油，并采用氣相-質(zhì)譜（GC-MS）法鑒定其成分，其中水蒸氣蒸餾法確定出13 種化學成分，溶劑提取法鑒定出18種化學成分，而超臨界CO2流體萃取法鑒定得出21種化學成分[25]。由上述試驗可知，超臨界流體萃取法可以更好地反映出藥物中的化學成分，這種方法萃取溫度低、時間短、出油率高，是一種更為環(huán)保高效的提取方法。

3 防風的藥理作用

很多研究表明，防風具有極其廣泛的藥理活性，如解熱鎮(zhèn)痛、抗炎抗菌、鎮(zhèn)靜、抗驚厥、抗氧化以及抗白血病和抗動脈粥樣硬化等作用。

3.1 解熱鎮(zhèn)痛作用

防風中的有效成分升麻素苷和5-O-甲基維斯阿米醇苷可以顯著降低酵母致熱大鼠的體溫，此外，它們還可以有效抑制多種刺激引起的小鼠疼痛[26]。以阿司匹林為陽性對照藥，楊波等應(yīng)用扭體法和2，4-二硝基苯酚致熱法分別觀察小鼠的扭體反應(yīng)和體溫變化，最終結(jié)果顯示，防風CO2超臨界萃取物各劑量組均出現(xiàn)或強或弱的鎮(zhèn)痛作用，在給藥后50～180 min體溫升高的大鼠均有明顯的解熱作用，這與阿司匹林在鎮(zhèn)痛抗炎方面的功效相類似，其解熱作用與阿司匹林相比起效較慢，并且呈量效關(guān)系[27]。可以看出，防風具有不錯的解熱鎮(zhèn)痛作用。

3.2 抗炎抗菌作用

Khan等通過研究證實防風中的吡喃香豆素具有強大的抗炎作用[28]。葛衛(wèi)紅等通過試驗發(fā)現(xiàn)，防風揮發(fā)油能夠有效緩解由二甲苯所致的小鼠耳廓腫脹等急性炎癥癥狀，并能抑制慢性炎癥，如小鼠棉球肉芽腫以及小鼠耳異種被動皮膚過敏等類似的過敏性炎癥[29]。也有類似試驗證明，防風中的升麻素苷和5-O-甲基維斯阿米醇苷可以有效減輕由二甲苯引起的小鼠耳腫脹[26]。黎建斌等研究證明，防風揮發(fā)油也可以減輕由二甲苯引起的小鼠耳腫脹[30]。有研究人員通過體外抑菌試驗證明，防風能夠抑制很多細菌的生長，比如肺炎雙球菌、乙型溶血性鏈球菌等[31]，因此，防風中的升麻素苷、5-O-甲基維斯阿米醇苷、揮發(fā)油等成分具有較好的抗炎抗菌作用，可以有效緩解一些由于炎癥引起的臨床急癥，從而進行針對性用藥。

3.3 抗血小板凝固作用

研究表明，防風中的升麻素苷和5-O-甲基維斯阿米醇苷能夠有效抑制由二磷酸腺苷（ADP）誘導的血小板聚集[26]。還有學者通過斷尾取血和毛細玻管法試驗得出，防風揮發(fā)油可以大大縮短小鼠的出血時間和凝血時間，并且證明了防風揮發(fā)油具有不錯的止血作用[30]。李文等通過試驗表明，大劑量的防風有效成分可以減少醋酸致炎滲出液，同時降低血漿黏度，而中劑量和大劑量均可以延長凝血酶原時間并且抑制由ADP誘導所致的血小板聚集[32]。從以上試驗可以得知，防風有效成分不僅可以降低血漿黏度，還能有效抗炎以及抗血小板聚集，在臨床上具有較好的應(yīng)用前景。

3.4 鎮(zhèn)靜、抗驚厥作用

唐榮江等通過戊巴比妥鈉閾下睡眠劑量對小鼠的影響試驗，發(fā)現(xiàn)了防風組入睡小鼠數(shù)量比對照組有明顯增加，且防風組小鼠自發(fā)活動明顯減少，說明防風具有顯著的鎮(zhèn)靜作用[31]。有學者研究表明，防風水提物可以減輕由皮下注射戊四唑和士的寧所致驚厥的影響，可知防風中的有效成分具有明顯的抗驚厥作用[33]。張靜敏等通過觀察防風散對小兒高熱驚厥發(fā)作的預(yù)防效果，發(fā)現(xiàn)防風散觀察組能有效降低患兒呼吸道感染和高熱驚厥的發(fā)生率，由此可以推測，防風散不僅能夠直接預(yù)防驚厥，還能夠調(diào)節(jié)機體的狀態(tài)，提高免疫功能，減少呼吸道感染和發(fā)熱次數(shù)從而最終達到減少驚厥發(fā)作的目的[34]。由以上不難得知，防風中的有效成分存在著良好的鎮(zhèn)靜以及抗驚厥的作用。

3.5 免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤作用

劉華等研究人員使用流式細胞術(shù)監(jiān)測不同劑量防風多糖對小鼠免疫功能的影響，結(jié)果表明，不同濃度的防風多糖均可以不同程度地增強小鼠的細胞免疫、非特異性免疫和體液免疫功能[35]。防風多糖對機體免疫調(diào)節(jié)的同時也對抑制腫瘤生長起到了輔助作用，有學者從防風多糖中篩選出有效多糖部位JBO-6，并在體內(nèi)進行了JBO-6對小鼠免疫功能和抗腫瘤作用的試驗研究，結(jié)果表明，JBO-6在體內(nèi)有明顯免疫增強作用，主要是通過促進宿主免疫系統(tǒng)功能來實現(xiàn)對腫瘤細胞的抑制[36]。林華等通過試驗得出，硫酸酯化防風多糖不僅能直接調(diào)控腫瘤細胞的惡性生物學行為，還可以通過改變腫瘤微環(huán)境局部浸潤巨噬細胞的數(shù)量和功能發(fā)揮免疫監(jiān)視作用[37]。Kuo等通過試驗得出，從防風中純化的人參炔醇對各種腫瘤細胞的增殖具有最高的抑制活性，研究結(jié)果表明，人參炔醇能降低不同腫瘤細胞周期蛋白E（cyclin E）mRNA 的表達[38]。因此，人參炔醇對多種腫瘤細胞增殖的抑制作用似乎至少部分是通過對細胞周期蛋白E mRNA水平的損傷和細胞周期的阻滯來實現(xiàn)的。所以，我們可以了解到防風中有效成分防風多糖能夠有效抑制腫瘤細胞的生長，對人體進行免疫調(diào)節(jié)，增強自身免疫作用。

3.6 抗氧化活性作用

在體外化學模擬條件下，有研究表明，防風多糖可以有效清除自由基，除此之外，還能有效抑制脂質(zhì)過氧化，其清除作用對1，1-二苯基-2苦苯肼（DPPH）自由基和羥基自由基都比較明顯[39]。有學者通過超聲法提取不同時間和溫度的溶劑，來制備不同的提取物，并采用自由基清除法測定不同提取物中的抗氧化活性，最終結(jié)果表明，80%乙醇提取物（提取120 min后制備）在DPPH試驗中會表現(xiàn)出比較強烈的抗氧化活性[40]。由此可知，防風中的防風多糖還有較強的抗氧化活性作用，可以較為明顯地清除一些自由基。

4 防風的毒性研究

近年來，有很多學者在對防風的藥理學、化學成分、提取工藝、質(zhì)量標準等方面進行研究，但筆者查閱近些年文獻發(fā)現(xiàn)，在防風的毒性方面相關(guān)研究較為稀少。尚勇等在2018年研究了防風水提物和水提醇沉取物對小鼠的急性反應(yīng)，得出了防風水提物和水提醇沉取物有一定的毒性，且水提物的毒性要小于水提醇沉取物的結(jié)論，填補了近些年關(guān)于防風毒性方面研究的空白，也為臨床上安全使用防風提供了試驗依據(jù)[41]。但對于防風毒性方面的研究相較于其他方面還是太少，今后還要在防風毒性及毒理學方面多多關(guān)注，做出一些大的突破，為臨床用藥安全提供保障。

5 防風的臨床應(yīng)用

防風這味藥材，從它的名字就可以知道它與風密切相關(guān)，藥性溫潤，既是風中之潤劑，也是臨床上常用的治風通用藥，可以防治內(nèi)風和外風等與風相關(guān)的病癥，比如由外感風寒邪氣所引起的感冒頭痛，風濕痹癥、風疹瘙癢等皮膚科病癥，驚嚇抽搐以及破傷風等疾病。防風作用非常廣泛，不論是陰陽寒熱虛實，還是內(nèi)風外風均可以治療，而且風可以勝濕，脾胃性疾病容易出現(xiàn)水液代謝障礙，所以臨床上常常用風性藥來治濕，表明防風也可用于治療脾胃相關(guān)性疾病。

6 結(jié)語

根據(jù)以上綜述，對防風的化學成分、提取工藝、藥理作用、毒性以及臨床應(yīng)用的研究進展有了一個較為全面的認識，但仍然存在著很多問題，值得我們進一步研究。防風是我國傳統(tǒng)大宗藥材，藥用歷史悠久。在古代，防風的根、葉、花、果都被用于臨床入藥，而現(xiàn)在更多是對防風的根進行研究，所以日后對防風地上部分的研究很有必要，應(yīng)該重點關(guān)注。此外，防風的毒副作用尚未被徹底分析描述，還未進行系統(tǒng)的毒理學評估，所以防風的毒性研究也應(yīng)成為今后研究的重要方向。防風在臨床疾病治療中，具有解熱鎮(zhèn)痛、抗炎抗菌、鎮(zhèn)靜、抗驚厥、抗氧化等藥理作用。然而，在防風藥效物質(zhì)基礎(chǔ)、提取工藝及藥理作用研究中缺乏系統(tǒng)性。不同栽培手段對防風有效成分產(chǎn)生較大影響，防風藥效得以發(fā)揮的成分可能并不是其中的某一種固定成分，也可能是某一種或幾種成分協(xié)作得出的共同結(jié)果[42]，而提取工藝對藥材藥效成分作用的發(fā)揮具有重要作用，優(yōu)化的提取工藝是保證藥材質(zhì)量的前提。因此，須要建立規(guī)范化的防風栽培技術(shù)體系，從根源上解決防風有效成分含量差異的問題;優(yōu)化防風有效成分的提取工藝，形成提取工藝的操作規(guī)程;采用現(xiàn)代分子生物學和化學手段，揭示防風的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)，系統(tǒng)全面地闡釋防風的藥理藥效機制，為保證防風藥材質(zhì)量控制和臨床應(yīng)用安全奠定基礎(chǔ)。

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