胡增美，黃露，侯佳華，王小瑩（天津中醫(yī)藥大學(xué)，天津 301617）

生物堿是一類具有顯著藥理活性的堿性含氮化合物，常與酸類化合物結(jié)合以生物堿鹽的形式廣泛存在于罌粟科、茄科、豆科、茜草科等植物中。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外學(xué)者在研究和使用生物堿的過程中，發(fā)現(xiàn)其在抗腫瘤、抗炎、抗病毒、抗菌、降血糖、調(diào)節(jié)機(jī)體自身免疫以及治療心血管系統(tǒng)疾病方面顯示了突出的療效。然而，隨著研究的不斷深入，研究人員發(fā)現(xiàn)部分生物堿在發(fā)揮藥理活性的同時對機(jī)體的消化系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等產(chǎn)生一定的毒性，這極大地限制了生物堿在臨床的應(yīng)用。因此，如何使生物堿發(fā)揮增效減毒的作用，是研究人員重點(diǎn)關(guān)注并亟需解決的問題。本文對近20年發(fā)表的與生物堿毒性相關(guān)的文獻(xiàn)進(jìn)行歸納分析，并就其中研究熱度較高的生物堿的毒性劑量、臨床表現(xiàn)和機(jī)制展開論述。

1 文獻(xiàn)計量學(xué)分析

利用CiteSpace 軟件分析Web of Science 核心文集中近20年與生物堿毒性相關(guān)的文獻(xiàn)，從而對該領(lǐng)域的研究方向、研究熱點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測。關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜（見圖1A）中高頻率的關(guān)鍵詞有：metabolic activation、pyrrolizidine alkaloid、hepatotoxicity、neurotoxicity、oxidative stress、apoptosis、cytochrome p450、glutathione、monocrotaline、chemotherapy、aconite、cardiotoxicity、paclitaxel等。關(guān)鍵詞聚類圖譜（見圖1B）顯示的9 個聚類群分別為：#0 pyrrolizidine alkaloid（吡咯嗪核生物堿），#1 chemotherapy-induced peripheral neuropathy（化療引起的周圍神經(jīng)?。?2 neuroprotective effect（神經(jīng)保護(hù)效應(yīng)），#3 cisplatin-induced renal injury（順鉑引起的腎損傷），#4 ephedra sinica stapf（麻黃），#5 striatal dopaminergic transmission（紋狀體多巴胺能傳輸），#7 tetradium ruticarpum（吳茱萸），#9 protopine alkaloid（原阿片堿型生物堿），#10 alkaloid dioncophylline（薯蕷堿）。根據(jù)共現(xiàn)圖和聚類圖的結(jié)果，研究方向可大致歸為兩類：① 從機(jī)制和代謝方面對生物堿的毒性進(jìn)行深入研究；② 生物堿對神經(jīng)系統(tǒng)的毒性依然是未來的關(guān)注方向。研究熱點(diǎn)主要集中在以下三個方面：① 脂質(zhì)過氧化與生物堿毒性之間的聯(lián)系；② 生物堿對肝臟的毒性；③ 生物堿對腦和神經(jīng)的毒性。

圖1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜（A）及聚類圖譜（B）Fig 1 Co-occurrence mapping（A）and clustering map（B）of keyword

從文獻(xiàn)分析結(jié)果看，長春花生物堿、吡咯嗪生物堿、紫杉烷類生物堿、烏頭類生物堿是研究熱度較高的生物堿（見表1）。它們在發(fā)揮著顯著藥理作用的同時也伴隨著嚴(yán)重的毒副反應(yīng)。從夾竹桃科長春花屬植物長春花中分離出的長春堿、長春新堿、去甲長春堿等多種雙聚吲哚生物堿已被廣泛運(yùn)用于腫瘤的治療中，但同時也伴隨著嚴(yán)重的神經(jīng)毒性。吡咯嗪生物堿多存在于紫草科、菊科、豆科等植物中，肝毒性吡咯嗪生物堿（如千里光堿、毛果天芥菜堿、野百合堿等）會導(dǎo)致肝竇阻塞綜合征（HSOS）的發(fā)生。紫杉烷類生物堿是從植物短葉紅豆杉的樹皮中提取出的一種活性成分，研究人員對已取得的活性成分進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，合成了一系列如decinnamoytaxinine E、taxine、docetaxel 類的衍生物，這些化合物廣泛運(yùn)用于臨床抗腫瘤治療的同時也會造成一定程度的免疫系統(tǒng)損傷。烏頭類生物堿是以烏頭堿為代表的一類雙酯型生物堿，廣泛存在于毛茛科烏頭屬植物烏頭中，其中烏頭堿、次烏頭堿、新烏頭堿等具有較強(qiáng)的心臟和肝臟毒性。

表1 四類研究熱度較高的生物堿
Tab 1 Four alkaloids with high research enthusiasm

生物堿類別基本結(jié)構(gòu)常見成分英文名稱分子式長春花生物堿images/BZ_167_543_426_1039_835.png長春瑞濱vinorelbineC45H54N4O8長春堿vinblastineC46H58N4O9去甲長春堿N-demethyl VLBC45H56N4O9長春新堿vincristineC46H56N4O10羥基長春堿vincadiolineC46H58N4O10images/BZ_167_673_858_909_1031.png吡咯嗪生物堿千里光堿senecioineC18H25NO5倒千里光堿retrorsineC18H25NO6千里光寧堿senecionineC18H25NO5野百合堿monocrotalineC16H23NO6毛果天芥菜堿lasiocarpineC21H33NO7紫杉烷類生物堿images/BZ_167_585_1143_998_1401.png紫杉醇paclitaxelC47H51NO14三尖杉寧堿cephalomannineC45H53NO14 7-表-10-去乙?；仙即?0-deacetyltaxolC45H49NO13紫杉堿taxineC35H47NO10多烯紫杉醇docetaxelC43H53NO14烏頭類生物堿images/BZ_167_543_1428_1039_1831.png烏頭堿aconitineC34H47NO11次烏頭堿hypoaconitineC33H45NO10新烏頭堿mesaconitineC33H45NO11附子靈fuzilineC24H39NO7宋果靈zongorineC22H31NO3

2 生物堿的臨床毒性表現(xiàn)

長春花生物堿、吡咯嗪生物堿、紫杉烷類生物堿和烏頭類生物堿的毒性主要表現(xiàn)為對心臟、肝臟、神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)的損傷。

2.1 長春花生物堿

長春瑞濱作為一種具有劑量依賴性的小分子抗腫瘤藥物，其在殺傷腫瘤細(xì)胞的同時也具有損傷正常組織的特性，這使得長春瑞濱的使用劑量受到限制。臨床研究發(fā)現(xiàn)，長春瑞濱的最大耐受量為35.4 mg·m，而劑量在20 mg·m以下無效，臨床推薦劑量為25 ～30 mg·m。其劑量限制性毒性主要為神經(jīng)毒性，使用長春瑞濱4 個周期后，患者會出現(xiàn)踝關(guān)節(jié)抽動減少或消失、下肢遠(yuǎn)端感覺異常的輕度神經(jīng)病變癥狀；使用12 個周期后，患者還會出現(xiàn)手腳感覺異常、深部肌腱反射減退、踝周感覺減退等癥狀。長春瑞濱的常見毒副作用還包括靜脈炎，與一般靜脈炎相比，其皮膚壞死程度、疼痛感都較為嚴(yán)重：一開始穿刺處出現(xiàn)靜脈局部紅腫現(xiàn)象，沿靜脈走向條束狀改變，進(jìn)而出現(xiàn)靜脈處皮膚水皰、潰爛，直至結(jié)痂愈合。其他不良反應(yīng)還包括中性粒細(xì)胞減少、發(fā)熱、疲勞、胸痛、腫瘤部位疼痛等。

2.2 吡咯嗪生物堿

吡咯嗪生物堿是來源于鳥氨酸的一類生物堿，其毒性主要來源于肝臟中的代謝產(chǎn)物——代謝性吡咯，因此，肝臟是吡咯嗪生物堿毒性的主要靶器官。2016年，歐洲藥品監(jiān)管局規(guī)定肝毒性吡咯嗪核生物堿（HPAs）的每日攝入量不得超過0.007 μg·kg，這也是近年來國外對HPAs最嚴(yán)格的規(guī)定。吡咯嗪生物堿中毒分為急性、亞急性和慢性。急性中毒的主要特征是出血性壞死、肝腫大和腹水；亞急性中毒時會出現(xiàn)肝靜脈阻塞，導(dǎo)致HSOS；而慢性中毒則會造成膽管上皮壞死、纖維化、肝硬化，嚴(yán)重時可導(dǎo)致肝功能衰竭。吡咯嗪生物堿中毒對肺和心血管也具有不同程度的損傷，可造成肺血管重構(gòu)、彈性近端肺動脈硬化、肌肉動脈內(nèi)膜或中層增厚、內(nèi)皮增生、動脈平滑肌擴(kuò)散到無肌肉化的區(qū)域、正常肌肉化區(qū)域的平滑肌肥大、毛細(xì)血管閉塞等病變，而閉塞的毛細(xì)血管會增加流動阻力引起肺動脈壓升高，進(jìn)而增加右心的工作量，造成右心室肥大，最終導(dǎo)致肺心病。

2.3 紫杉烷類生物堿

紫杉烷類生物堿作為一種有效的抗腫瘤藥物，在發(fā)揮藥效的同時也伴隨著嚴(yán)重的毒副作用。臨床研究表明當(dāng)紫杉醇的化療劑量＞170 mg·m時會出現(xiàn)輕微肌痛；當(dāng)化療劑量＞250 mg·m時可致近端肌無力；當(dāng)累積劑量超過600 mg·m時可能會出現(xiàn)嚴(yán)重的神經(jīng)病變。其不良反應(yīng)主要包括超敏反應(yīng)、周圍神經(jīng)病變、肌痛、關(guān)節(jié)痛、骨髓抑制、心動過緩、惡心、腹瀉、黏膜炎和脫發(fā)。Ⅰ型超敏反應(yīng)表現(xiàn)為輕度低血壓、呼吸困難伴支氣管痙攣、蕁麻疹、腹部和四肢疼痛、血管神經(jīng)性水腫，這些反應(yīng)與輸注速度有關(guān)。而紫杉烷類生物堿引起的周圍神經(jīng)病變是一個累積的過程，紫杉烷類生物堿能影響微管的組裝和拆卸，減少正常的軸突運(yùn)輸，導(dǎo)致長度依賴性感覺運(yùn)動軸突神經(jīng)病變。臨床上化療引起的周圍神經(jīng)?。–IPN）表現(xiàn)為不同強(qiáng)度的感覺、運(yùn)動或自主神經(jīng)功能障礙。感覺障礙的癥狀包括麻木、刺痛、觸摸感覺改變、振動減弱，還時常伴隨痛感，包括自發(fā)性燃燒、射擊或電擊樣疼痛，以及機(jī)械性或熱敏性痛覺，甚至發(fā)展為感官知覺喪失。肌痛可在輸注過程或使用高劑量的紫杉醇治療后觀察到，但通常在5 d 內(nèi)消退。在輸注劑量為135 ～250 mg·m的紫杉醇Ⅲ期臨床試驗中發(fā)現(xiàn)紫杉醇劑量達(dá)到250 mg·m時肌水腫發(fā)生率更高。而肌病或由肌纖維功能障礙引起的神經(jīng)肌肉疾病很少被注意到，僅在接受高劑量紫杉醇（300 ～350 mg·m）聯(lián)合其他抗腫瘤藥物的患者中出現(xiàn)時引起關(guān)注。

2.4 烏頭類生物堿

烏頭堿是附子中的一種雙酯型二萜生物堿，其毒性主要作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心臟和肝臟等器官?？诜躅^堿0.2 mg 可引起中毒，其致死量是2 ～4 mg，死亡原因主要為心律失常和呼吸衰竭。患者發(fā)病時間多為服藥后30 min ～1 h，絕大多數(shù)附子中毒患者同時具有神經(jīng)系統(tǒng)、心血管和胃腸道反應(yīng)。神經(jīng)毒性表現(xiàn)為口舌麻木、四肢肌肉無力、觸覺減弱或消失、肌肉強(qiáng)直不能屈伸，嚴(yán)重者出現(xiàn)體溫下降、二便失禁的情況。心臟毒性表現(xiàn)為低血壓、心悸、胸痛、心動過緩、竇性心動過速、心室異位、尖端扭轉(zhuǎn)型室速、心室顫動。胃腸道反應(yīng)表現(xiàn)為流涎、惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、胃部灼熱、腸鳴音亢進(jìn)。根據(jù)臨床表現(xiàn)，中毒的程度可分為輕、中、重度。輕度僅有口咽灼痛、唇舌、肢體麻木、頭昏眼花、惡心嘔吐、腹痛腹瀉、胸悶等癥狀；中重度中毒者表現(xiàn)為全身發(fā)麻、語言不清、流涎、多汗、煩燥不安、心慌氣促、抽搐、昏厥、瞳孔縮小、視物模糊、缺氧征、心律不齊等，嚴(yán)重者會出現(xiàn)循環(huán)衰竭休克狀態(tài)。表2 列出了部分研究熱度較高的生物堿毒性的相關(guān)臨床研究。

表2 生物堿毒性的相關(guān)臨床研究
Tab 2 Clinical research on alkaloid toxicity

生物堿毒性劑量給藥方式出現(xiàn)不良反應(yīng)時間毒性表現(xiàn)參考文獻(xiàn)長春瑞濱 25 mg·m－2靜脈推注 8個周期，（7 d/次，28 d/周期） 血小板減少、中性粒細(xì)胞減少、白細(xì)胞減少[23]40 mg 溶于100 mL 0.9%氯化鈉注射液靜脈滴注 6 ～10 d骨髓抑制、胃腸道反應(yīng)、神經(jīng)毒性、注射部位紅腫[24]千里光堿 0.015 ～3 mg/（kg·d） 口服2 周至數(shù)月肝壞死、肝纖維化、肝硬化、高膽紅素血癥、疼痛性肝臟腫大、腹腔積液[25]紫杉醇150 ～175 mg·m－2靜脈滴注 8 d 后（3 ～4 周/次，2 ～3 周期為一療程）惡心嘔吐、肌肉關(guān)節(jié)酸痛、周圍神經(jīng)毒性、脫發(fā)、血紅蛋白下降、白細(xì)胞下降、血小板下降、靜脈炎[26-27]240 mg 溶于500 mL 0.9%氯化鈉注射液靜脈滴注 10 min 后嘔吐、肢體不自主抽搐、心悸、胸悶、大小便失禁[28]135 ～200 mg·m－2靜脈滴注 8 d 后（3 ～4 周/次）骨髓抑制、過敏反應(yīng)、手足麻木、惡心嘔吐、脫發(fā)、腹瀉[16-17][29-30]烏頭堿含有烏頭堿的藥酒5 ～50 mL口服0.5 ～3 h 后口咽灼痛，唇舌、肢體麻木，頭昏眼花，惡心嘔吐，腹痛腹瀉，胸悶[31]單方煎服生草烏20 g口服10 ～40 min口周、四肢麻木、惡心、嘔吐、心悸、血壓下降 [32]烏頭炮制的藥酒150 mL口服1 h 后暈厥、胸悶、四肢麻木、嘔吐、大汗、血壓60/40 mmHg[18]烏頭粉12 g口服10 min 后頭暈、口唇麻木、四肢乏力伴惡心嘔吐[21]

3 生物堿毒性的相關(guān)基礎(chǔ)研究

正如生物堿臨床應(yīng)用中所表現(xiàn)出的毒性癥狀，動物實(shí)驗也得到相應(yīng)的證實(shí)。裴天仙等給予大鼠靜脈滴注酒石酸長春瑞濱（NVB）4 個周期后，涂片結(jié)果顯示骨髓細(xì)胞稀疏，各系造血細(xì)胞均減少，粒細(xì)胞比例明顯降低，顯示NVB 可抑制造血系統(tǒng)。祁乃喜等研究表明吡咯嗪生物堿以100 g/（kg·d）的劑量給予大鼠連續(xù)灌胃7 d，尿液中內(nèi)源性小分子代謝物（如氧化三甲胺、?；撬幔┖可仙?，表明吡咯嗪生物堿能對大鼠的肝腎造成損傷。Flatters 等在大鼠實(shí)驗中發(fā)現(xiàn)，紫杉烷類生物堿所致的神經(jīng)病變與軸突中線粒體腫脹呈空泡狀的顯著增加有關(guān)，紫杉烷類生物堿使線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔（mPTP）開放，引起線粒體內(nèi)鈣離子外流，影響鈣介導(dǎo)的神經(jīng)元興奮性，最終誘發(fā)神經(jīng)毒性。雷懷成等發(fā)現(xiàn)給予大鼠1.46 mg·kg烏頭堿進(jìn)行一次性灌胃染毒后，HE 染色結(jié)果顯示心肌間質(zhì)淤血，部分心肌細(xì)胞出現(xiàn)嗜酸性變、核濃縮；而免疫組化結(jié)果顯示染毒后第2日心肌細(xì)胞凋亡數(shù)最多，但是第3日、第5日呈下降趨勢，可能是因為烏頭堿在體內(nèi)的消除速度快，對器官和組織的作用時間短，心肌中的凋亡細(xì)胞逐漸被巨噬細(xì)胞吞噬。表3 列出了熱度較高的生物堿毒性的相關(guān)基礎(chǔ)研究。

表3 生物堿毒性的相關(guān)基礎(chǔ)研究
Tab 3 Basic research on the toxicity of alkaloids

生物堿動物類型受試劑量毒性劑量給藥方式給藥時間毒性表現(xiàn)參考文獻(xiàn)長春瑞濱 Beagle 犬6，12，24 mg·m－2 24 mg·m－2靜脈注射 7 d/次，21 d/周期，[37]給藥4 個周期，末次給藥后為停藥恢復(fù)期，約2個給藥周期精神沉郁、活動減少、俯臥、嘔吐、腹瀉、形體消瘦斑馬魚0.167，0.25，0.5 mg·mL－1＞0.167 mg·mL－1靜脈注射 單次，24 h 后觀察 抑制紅細(xì)胞和中性粒細(xì)胞[38]家兔5 mg 溶于3 mL 0.9%氯化鈉注射液5 mg 溶于3 mL 0.9%氯化鈉注射液皮下注射 單次，24 h 后觀察 真皮層纖維碎裂、毛囊周期性生長中斷、部分區(qū)域毛囊結(jié)構(gòu)完全喪失、薄壁血管較少[39]新西蘭白兔 1.2 mg·kg－11.2 mg·kg－1靜脈注射 3 d，末次給藥24 h后觀察耳靜脈高度擴(kuò)張充血、血管周圍疏松結(jié)締組織水腫伴大量淋巴細(xì)胞和嗜中性粒細(xì)胞、吞噬細(xì)胞浸潤[40]SD 大鼠5，10，20 mg·kg－1 20 mg·kg－1靜脈注射 每周給藥2 次，持續(xù)3 周或6 周，末次給藥24 h 后觀察體重減輕、食欲減退、消瘦脫毛、糞便干燥、糞便中有白色顆粒、白細(xì)胞和紅細(xì)胞均減少、胸腺和脾臟萎縮、睪丸輕度萎縮、曲細(xì)精管退化、淋巴結(jié)損傷[41]千里光堿 C57BL/6 小鼠50 mg·kg－150 mg·kg－1灌胃單次給藥，48 h 后觀察活動減少、精神畏縮、毛發(fā)豎立、肝細(xì)胞大面積壞死、細(xì)胞核固縮明顯、肝竇內(nèi)有大量瘀血、內(nèi)皮細(xì)胞脫落[42]8.5 d ICR小鼠胚胎12.5，25，50，100 μg·mL－1＞25 μg·mL－1共孵育48 h尿囊、心、腦、尾神經(jīng)管、視聽嗅系統(tǒng)、腮弓、頜突及肢芽等胚胎器官形態(tài)分化指標(biāo)評分較低[43]KM 小鼠含生藥60，120 g·kg－1 的藥液＞含生藥60 g·kg－1 的藥液灌胃單次給藥，14 d 后觀察肝臟中央靜脈擴(kuò)張、中央靜脈周圍的肝細(xì)胞出現(xiàn)輕度水樣變性、局灶性肝竇輕度擴(kuò)張[44]C57BL/6 小鼠15，30，45，60 mg·kg－1＞45 mg·kg－1灌胃單次給藥，30 h 后觀察血液中ALT 和AST 增加、肝臟中心周圍區(qū)域壞死[45]Wistar 大鼠86，104，125，150，180，215 mg·kg－1＞104 mg·kg－1 腹腔注射 單次給藥，2 ～3 d后觀察肝小葉中心出血性壞死、肺內(nèi)膜部分壞死、肺泡間隔增厚程度不同、支氣管和支氣管上皮發(fā)育不良[46]紫杉醇SD 大鼠38，50，65，85 mg·kg－1 85 mg·kg－1靜脈注射 單次給藥，5 d 后觀察胸腺髓質(zhì)萎縮、骨髓再生不良、脾內(nèi)淋巴組織衰竭[47]SD 大鼠1，3.3，10 mg·kg－1 10 mg·kg－1靜脈注射 5 d/次，給藥6 次后觀察紅細(xì)胞、血紅蛋白、嗜中性白細(xì)胞均下降、胸腺萎縮、骨髓再生不良、附睪萎縮[48]CBA 小鼠50 mg·kg－150 mg·kg－1靜脈注射 單次給藥，24 ～72 h 后觀察微核個體變大、形狀各異[49]烏頭堿斑馬魚3，10，30 μmol·L－1＞10 μmol·L－1共孵育 48 h 后觀察心包明顯腫脹、心臟舒展和收縮功能發(fā)生障礙[50]KM 小鼠1.299，1.856，2.532，3.788，5.412，7.732 mg·kg－1＞3.788 mg·kg－1 灌胃單次蜷縮、嘔吐、身體拉長、毛發(fā)濕潤、部分出現(xiàn)驚厥、彈跳[51]斑馬魚5，10，30，60 mg·L－1＞10 mg·L－1共孵育 24 h 后觀察心臟區(qū)域心包囊水腫、心膜出血、血細(xì)胞在心區(qū)堆積、心跳微弱甚至停止、血液循環(huán)受阻甚至停止[52]

續(xù)表3

生物堿動物類型受試劑量毒性劑量給藥方式給藥時間毒性表現(xiàn)參考文獻(xiàn)9.5 d 的SD大鼠胚胎1，2.5，5，10 mg·mL－1＞2.5 mg·mL－1 共孵育 48 h 后觀察頂臀長和頭部長度減少、體細(xì)胞數(shù)量減少、卵黃囊循環(huán)、屈曲、心臟、視神經(jīng)系統(tǒng)、肢芽等器官的發(fā)育受到影響[53]

4 生物堿的毒性機(jī)制

4.1 長春花生物堿的毒性機(jī)制

長春瑞濱是親脂性藥物，可直接引起血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，因此靜脈炎是長春瑞濱臨床使用中最常見的毒副反應(yīng)。長春瑞濱增強(qiáng)了體內(nèi)外p38 蛋白的磷酸化，并促進(jìn)了細(xì)胞內(nèi)活性氧（ROS）的生成和下游NF-

κ

B 信號通路中炎癥介質(zhì)（如TNF-

α

、ILs、iNOS）的過度釋放。而ROS 水平的增加又加速了p38/NF-

κ

B 信號通路的激活，最終造成靜脈內(nèi)皮細(xì)胞丟失、高滲透性反應(yīng)、間質(zhì)水腫、炎性細(xì)胞浸潤等現(xiàn)象。此外，長春瑞濱誘導(dǎo)的血管損傷與氧化應(yīng)激也有一定的聯(lián)系。細(xì)胞在各種刺激下產(chǎn)生的防御反應(yīng)導(dǎo)致ROS 不斷產(chǎn)生，進(jìn)而引起線粒體內(nèi)促凋亡蛋白（如Bax、Bak）由內(nèi)膜向外膜的遷移，線粒體膜破裂，細(xì)胞色素C 進(jìn)入胞質(zhì)。胞質(zhì)中的細(xì)胞色素C 與凋亡蛋白酶激活因子1（Apaf-1）結(jié)合并產(chǎn)生凋亡體，該凋亡體可以結(jié)合并裂解pro-caspase-9 蛋白，使caspase-9 活化。活化的caspase-9 進(jìn)一步加工和裂解caspase-3，導(dǎo)致后續(xù)一系列細(xì)胞凋亡級聯(lián)反應(yīng)的發(fā)生。而長春花生物堿的外周神經(jīng)毒性是由于其與微管蛋白結(jié)合抑制有絲分裂紡錘體動力學(xué)，干擾軸突運(yùn)輸，誘導(dǎo)軸突微管螺旋化，最終引起軸突損傷。

4.2 吡咯嗪生物堿的毒性機(jī)制

4.2.1 肝毒性機(jī)制 吡咯嗪生物堿經(jīng)肝臟中細(xì)胞色素P450（CYP450）氧化后可生成具有肝毒性的代謝產(chǎn)物，如吡咯嗪生物堿氮-氧化物和脫氫吡咯嗪生物堿。研究發(fā)現(xiàn)，吡咯嗪生物堿氮-氧化物可在體內(nèi)通過代謝活化實(shí)現(xiàn)生物學(xué)轉(zhuǎn)化，最終形成的吡咯-蛋白加合物可導(dǎo)致HSOS 的發(fā)生。雖然脫氫吡咯嗪生物堿可與細(xì)胞中的酶、蛋白質(zhì)、DNA 等親核基團(tuán)發(fā)生烴化反應(yīng)，最終造成肝損傷。但是脫氫吡咯嗪生物堿的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在體內(nèi)可進(jìn)一步水解為幾乎無毒的脫氫吡咯生物堿6，7-二氫-7-羥基-1-羥甲基-5H-吡咯嗪（DHP）。研究發(fā)現(xiàn)吡咯嗪生物堿所造成的肝損傷主要集中于肝腺泡分區(qū)的第三區(qū)帶，其原因在于該區(qū)帶的肝細(xì)胞有含量豐富的CYP450，但谷胱甘肽（GSH）的含量較少，而肝竇內(nèi)皮細(xì)胞中的GSH 含量更少。因此，吡咯嗪生物堿經(jīng)氧化應(yīng)激作用后更容易造成肝竇和肝小靜脈內(nèi)皮的損傷。吡咯嗪生物堿還可以通過泛素/蛋白酶體和鈣蛋白酶體系統(tǒng)誘導(dǎo)抗凋亡蛋白Bcl-xL降解，使釋放到胞漿的細(xì)胞色素C 在ATP 的作用下與Apaf-1 形成復(fù)合物激活caspase-9，導(dǎo)致caspase-9/caspase-3 信號級聯(lián)的激活，最終導(dǎo)致肝細(xì)胞凋亡。

4.2.2 肺毒性機(jī)制 肺動脈平滑肌細(xì)胞（PASMC）的異常增殖、遷移和凋亡與肺動脈高壓（PAH）中的血管重塑密切相關(guān)。過度的增殖促進(jìn)PASMC 群體擴(kuò)張，PASMC 的遷移又進(jìn)一步導(dǎo)致動脈肌肉化、血管狹窄和血管張力增加，最終造成肺動脈壓力升高，促進(jìn)了PAH 的發(fā)生。PASMC 中Ca穩(wěn)態(tài)的變化是PAH 中肺血管收縮和重建的重要影響因素。鈣離子內(nèi)流（SOCE）是PASMC 調(diào)節(jié)Ca內(nèi)流的主要Ca通道之一，調(diào)控著PASMC 的增殖、凋亡和遷移。而鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶（CaN）/活化T 細(xì)胞核因子（NFAT）通路是SOCE 最重要的下游信號通路，參與吡咯嗪生物堿誘導(dǎo)的PAH 中PASMC 的異常增殖、遷移和凋亡。吡咯嗪生物堿可誘導(dǎo)CaN 和NFAT 對接，使NFAT 去磷酸化并啟動轉(zhuǎn)錄程序，最終造成SOCE 誘導(dǎo)的Ca內(nèi)流增加。另一方面，吡咯嗪生物堿誘導(dǎo)的肺毒性也被認(rèn)為是由脫氫吡咯嗪生物堿引起的，其在肝臟中產(chǎn)生并隨血流進(jìn)入肺小動脈，使肺血管壁增厚且血栓增多，導(dǎo)致肺動脈血管閉塞和血管周圍炎癥。這些改變伴隨著心肌神經(jīng)體液因子（BNP、ET-1）和參與心臟發(fā)育的轉(zhuǎn)錄因子（HOP、Islet1）的mRNA 水平的增加，這些轉(zhuǎn)錄因子可能參與心臟重構(gòu)。

4.3 紫杉烷類生物堿的毒性機(jī)制

紫杉烷類誘導(dǎo)CIPN 的機(jī)制如下：紫杉烷類可引起微管破壞，并通過損害軸突運(yùn)輸激活背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元內(nèi)多種受體（如

N

-甲基-

D

-天冬氨酸受體）和電壓門控離子通道（如電壓門控鈣通道亞基

α

2

δ

-1、鈉通道Nav1.7）來改變外周神經(jīng)元的電生理特性，導(dǎo)致周圍神經(jīng)元的過度興奮。紫杉烷類還可誘導(dǎo)有髓和無髓感覺神經(jīng)纖維腫脹，加速線粒體空泡化，改變線粒體膜電位，增加鈣離子釋放，而線粒體損傷又進(jìn)一步促進(jìn)ROS 的生成，導(dǎo)致軸突內(nèi)氧化應(yīng)激和神經(jīng)元內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)失調(diào)，造成周圍神經(jīng)細(xì)胞凋亡和脫髓鞘，最終改變周圍神經(jīng)元的興奮性。研究表明，紫杉烷類生物堿會導(dǎo)致小鼠體內(nèi)Nrf2 抗氧化反應(yīng)元件（Nrf2-ARE）功能受損并降低Nrf2 反應(yīng)基因（如

HO-1

、

γ

-

GCLC

和

NQO1

）的表達(dá)，這些基因均與神經(jīng)性疼痛相關(guān)。此外，紫杉烷影響小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞活化的同時還會導(dǎo)致免疫細(xì)胞的激活和促炎細(xì)胞因子（白介素和趨化因子）的釋放，造成周圍神經(jīng)元傷害性感受器的敏化和過度興奮。

4.4 烏頭類生物堿的毒性機(jī)制

4.4.1 心臟毒性機(jī)制 烏頭堿類生物堿的心臟毒性是由于它們作用于心肌細(xì)胞膜的電壓敏感鈉通道所致。研究表明，烏頭堿和新烏頭堿對體外鈉通道的親和力與大鼠的

LD

相關(guān)，烏頭堿和新烏頭堿以高親和力結(jié)合位點(diǎn)2 的電壓敏感鈉通道使其處于開放狀態(tài)，從而引起鈉通道的持續(xù)激活，有利于Na內(nèi)流，再通過Na-Ca交換系統(tǒng)使細(xì)胞內(nèi)Ca增加，細(xì)胞內(nèi)鈉鈣失衡造成的Ca超載會提高異位起搏點(diǎn)的自律性，最終造成心律失常。心室肌中鈣超載還可以增加蘭尼堿受體2（RYR2）的開放頻率，造成鈣泄漏，增加胞漿中鈣離子濃度，當(dāng)持續(xù)性升高的鈣離子不能被有效的消除將引發(fā)肌漿網(wǎng)對鈣離子的過度釋放，引起鈣震蕩和鈣波，最終造成心室肌的顫動或撲動，心臟無法有效泵血。線粒體功能障礙在烏頭堿的毒性機(jī)制中也起著至關(guān)重要的作用，烏頭堿可導(dǎo)致線粒體內(nèi)超氧化物和ROS 的水平升高，ATP的含量下降。ROS 的積累可致線粒體腫脹，mPTP開放，從而使細(xì)胞色素C 等內(nèi)容物流向胞質(zhì)，最終引發(fā)心肌細(xì)胞凋亡。ROS 還可以誘導(dǎo)線粒體內(nèi)膜脂質(zhì)的過氧化損傷，導(dǎo)致ATP 和線粒體呼吸鏈復(fù)合物的活性下降，最終造成線粒體功能障礙。

4.4.2 神經(jīng)毒性機(jī)制 烏頭的神經(jīng)毒性與氧化應(yīng)激、離子轉(zhuǎn)運(yùn)通道活性改變和能量代謝相關(guān)。越來越多的證據(jù)表明多巴胺可能是ROS 的內(nèi)源性來源，多巴胺的酶促和非酶促代謝均可導(dǎo)致ROS的產(chǎn)生。在生理狀態(tài)下，代謝過程中產(chǎn)生的ROS或其他自由基可以被超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（GPx）及時清除。但在病理狀態(tài)下，過多的多巴胺代謝會導(dǎo)致ROS 無法及時清除，最終造成細(xì)胞內(nèi)ROS 的激增。研究表明，PC12 細(xì)胞中抗氧化酶系統(tǒng)的功能障礙在烏頭的細(xì)胞毒性中起重要作用，烏頭可誘導(dǎo)PC12細(xì)胞中多巴胺過度釋放，并顯著降低PC12 細(xì)胞中SOD 和GPx 的活性，造成細(xì)胞內(nèi)自由基增加，從而誘導(dǎo)氧化應(yīng)激的發(fā)生。烏頭堿和鈣離子競爭結(jié)合細(xì)胞膜上的磷脂會改變鈉轉(zhuǎn)運(yùn)通道的活性，阻止鈉離子內(nèi)流，抑制神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)。同時烏頭堿還影響與疼痛相關(guān)的中樞內(nèi)源性神經(jīng)遞質(zhì)（如5-羥色胺、兒茶酚胺、乙酰膽堿、內(nèi)啡肽）與相應(yīng)的受體結(jié)合，最終造成感覺神經(jīng)和中樞神經(jīng)的麻痹。此外，烏頭堿還會破壞星形間質(zhì)細(xì)胞膜的完整性，使細(xì)胞內(nèi)鈣離子外流，細(xì)胞呼吸鏈中斷，無氧呼吸增加，糖原大量分解，最終導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞能量代謝障礙。

4.4.3 肝毒性機(jī)制 烏頭堿類生物堿引起肝毒性的機(jī)制涉及多種成分、靶點(diǎn)和途徑的聯(lián)合作用。研究表明，烏頭堿可能通過調(diào)節(jié)關(guān)鍵靶標(biāo)AKT1、EGFR、HRAS 和IGF1 來抑制PI3K 和Akt 的磷酸化，降低HIF-1 和mTOR 的表達(dá)，破壞氧化還原穩(wěn)態(tài)和能量平衡，最終造成自噬障礙和細(xì)胞凋亡，降低肝細(xì)胞的耐受性。當(dāng)大鼠服用烏頭堿類生物堿時可降低體內(nèi)葡萄糖六磷酸脫氫酶（G6PD）、谷胱甘肽還原酶（GSR）、谷氨酰胺（GLH）的表達(dá)，造成GSH 的含量顯著下降，機(jī)體抗氧化能力減弱，細(xì)胞內(nèi)ROS 的含量升高，細(xì)胞膜磷脂過氧化，最終破壞細(xì)胞和線粒體膜結(jié)構(gòu)，影響能量代謝。且服用烏頭堿類生物堿的部分大鼠肝臟病理切片還出現(xiàn)了脂肪變性現(xiàn)象，說明脂質(zhì)代謝異常，而脂質(zhì)代謝紊亂會通過炎癥介質(zhì)的形成和異常分泌來加劇炎癥反應(yīng)。

5 小結(jié)與展望

本文對近20年研究熱度較高的長春花類、吡咯嗪類、紫杉烷類和烏頭類生物堿的毒性劑量、毒性表現(xiàn)和毒性機(jī)制進(jìn)行了歸納總結(jié)，分析發(fā)現(xiàn)，這四類生物堿的毒性主要體現(xiàn)在心臟、肝臟、神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)方面，且毒性機(jī)制包含氧化還原穩(wěn)態(tài)的失衡、炎癥因子的釋放、細(xì)胞凋亡、離子通道的異常表達(dá)和線粒體功能障礙。生物堿的毒副作用大大限制了其研究開發(fā)和臨床應(yīng)用，開展生物堿增效減毒的研究對于其更廣泛的臨床應(yīng)用具有非常重要的意義。配伍是中醫(yī)用藥的主要形式，通過適當(dāng)配伍可達(dá)到增效減毒的目的。生物堿類有毒中藥多辛香，常配伍味酸之白芍、白及、烏梅、赤石脂，味甘之甘草、黃芪、人參、生地黃、何首烏，味苦之防己、黃芩、佛手、秦艽等。研究發(fā)現(xiàn)，SD 大鼠給予烏頭堿前用甘草水提取物預(yù)處理一周后與未經(jīng)處理組相比，大鼠體內(nèi)烏頭堿的含量減少，原因可能是甘草通過上調(diào)CYP 酶和外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（P-gp）的表達(dá)來參與附子中二酯二萜生物堿和單酯二萜生物堿的轉(zhuǎn)運(yùn)，使毒性較大的生物堿代謝成毒性較小的化合物，降低附子的毒性。除藥物配伍減毒外，發(fā)酵、制霜去毒、水火共制減毒等炮制方法也能達(dá)到相應(yīng)的效果。然而，生物堿的成分多樣，毒性機(jī)制復(fù)雜，基礎(chǔ)研究并不能完全模擬生物堿在人體內(nèi)的作用，故如何使生物堿發(fā)揮增效減毒的作用還需進(jìn)一步研究和探討。