丁釗，陳科力，佘瑤瑤，陳運(yùn)中*

1.湖北中醫(yī)藥大學(xué) 中藥資源與中藥復(fù)方教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430065；2.荊州市民康生物科技有限公司，湖北 荊州 434000

水蛭在我國(guó)俗稱螞蟥，是對(duì)環(huán)節(jié)動(dòng)物門蛭綱類動(dòng)物的統(tǒng)稱。全世界蛭類動(dòng)物有600 多種，在中國(guó)有93 種[1-2]。20 世紀(jì)初，Jocoby Y 首次從歐洲醫(yī)蛭Hirudo medicinalis中分離得到一種活性組分，并命名為水蛭素（hirudin），這是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)的天然凝血酶抑制劑，是比阿司匹林和肝素更有效的抗血栓藥[3-4]。在國(guó)外，藥用水蛭療法（MLT）是一種很流行的療法，主要以活體歐洲醫(yī)用水蛭為主，治療各種疾病[5]。MLT 已被用于多種疾病的治療，包括心血管疾病[6]、癌癥[7]、糖尿病[8]、膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎[9]和皮膚創(chuàng)傷[10]等。在國(guó)內(nèi)，水蛭的現(xiàn)代研究起步較晚，目前主要以中醫(yī)臨床應(yīng)用為主，用水蛭的干燥蟲體治療血瘀經(jīng)閉、癥瘕痞塊、中風(fēng)偏癱、跌撲損傷等病癥[11]；也有中西醫(yī)結(jié)合，采用活體水蛭、水蛭膠囊、水蛭地龍湯等治療斷指再植后的靜脈危象[12-14]。在我國(guó)，水蛭是一種珍貴的動(dòng)物類中藥，具有很強(qiáng)的藥用價(jià)值和研究?jī)r(jià)值。本文介紹國(guó)內(nèi)外藥用水蛭的種類，對(duì)已發(fā)現(xiàn)的30 種具有生物活性的水蛭多肽進(jìn)行綜述。

1 藥用水蛭的種類

1.1 國(guó)外藥用水蛭種類

水蛭在全世界種類很多，藥用水蛭大多數(shù)集中在醫(yī)蛭科，國(guó)外主要藥用水蛭信息見表1。醫(yī)蛭科中最著名的物種是歐洲醫(yī)蛭[15]。在西方，長(zhǎng)期以來認(rèn)為歐洲醫(yī)蛭是唯一的藥用水蛭種類，也是目前研究最多的藥用水蛭，是醫(yī)蛭科動(dòng)物的標(biāo)準(zhǔn)模式物種。側(cè)紋醫(yī)蛭Hirudo verbana是3 種歐洲藥用水蛭之一，長(zhǎng)期作為歐洲醫(yī)蛭用于商業(yè)往來。1999 年，由Nesemann 和 Neubert 在 《Sü?wasserfauna von Mitteleuropa》中蛭綱部分重新恢復(fù)側(cè)紋醫(yī)蛭這個(gè)名字[16]。東方醫(yī)蛭Hirudo orientalis是一種分布在外高加索、伊朗及中亞等地區(qū)的醫(yī)蛭，通常也被稱作波斯醫(yī)蛭，作為3 種歐洲藥用水蛭的最后一種，直到2005年才被重新描述[17]。巨龍水蛭Hirudo troctina是一種分布在伊比利亞地區(qū)和非洲西北部的藥用水蛭，19 世紀(jì)，其被當(dāng)做歐洲醫(yī)蛭大量出口到英國(guó)和法國(guó)。1816 年，Rawlins Johnson 基于藥店的標(biāo)本形態(tài)特征對(duì)巨龍水蛭進(jìn)行了首次描述，Hechtel和Sawyer基于內(nèi)部構(gòu)造對(duì)其進(jìn)行了重新描述[18]。顆粒牛蛭Poecilobdella granulosa是一種在印度用于藥用的醫(yī)蛭科牛蛭屬的水蛭，此種在中國(guó)也有分布[19]。前幾年，又在土耳其發(fā)現(xiàn)一個(gè)醫(yī)蛭屬的新種，命名為土耳其醫(yī)蛭Hirudo sulukii[20]。此外，北美醫(yī)蛭Macrobdella decora[21]、墨西哥醫(yī)蛭Haementeria officinalis[22]、亞馬遜水蛭Haementeria ghilianii[23]是應(yīng)用相對(duì)較多的藥用水蛭品種。其中，亞馬遜水蛭是一種巨型水蛭，體長(zhǎng)可達(dá)50 cm。

表1 國(guó)外主要藥用水蛭信息

1.2 國(guó)內(nèi)藥用水蛭種類

在中國(guó)，自《中華人民共和國(guó)藥典》（以下簡(jiǎn)稱《中國(guó)藥典》）1963 年版開始收載水蛭品種，當(dāng)時(shí)根據(jù)各省藥材市場(chǎng)的情況，分別收載了水蛭Hirudo nipponica、螞蟥Whitmania pigra、柳葉螞蟥W.arcanulata3 個(gè)物種，一直沿用至今[11]，國(guó)內(nèi)主要藥用水蛭信息見表2。水蛭學(xué)名日本醫(yī)蛭，以吸食人、畜和蛙的血液為生，含有水蛭素等成分，在我國(guó)除新疆、西藏外，其余地區(qū)均有分布[2]。螞蟥學(xué)名寬體金線蛭，以螺類為食，在我國(guó)分布廣泛，與日本醫(yī)蛭分布地區(qū)類似[2]。柳葉螞蟥學(xué)名尖細(xì)金線蛭，以水蛭及蚯蚓幼蟲為食，不吸血，主要分布在我國(guó)南方[2]。螞蟥和柳葉螞蟥均不吸血，不含水蛭素類似物。歷版《中國(guó)藥典》把日本醫(yī)蛭和螞蟥、柳葉螞蟥均記載為水蛭科動(dòng)物，顯然在分類上是錯(cuò)誤的。目前，市場(chǎng)上流通的水蛭藥材商品主要為螞蟥。水蛭（日本醫(yī)蛭）雖然有著極高的藥用價(jià)值，但其資源和流通量相對(duì)較少，一般只能直接供給制藥企業(yè)；柳葉螞蟥在市場(chǎng)上鮮有蹤跡。究其原因，與水蛭相比，螞蟥的養(yǎng)殖技術(shù)門檻相對(duì)較低，且螞蟥個(gè)體大、收益大、養(yǎng)殖成本低，柳葉螞蟥與水蛭和螞蟥相比，更是缺乏優(yōu)勢(shì)。菲牛蛭P.manillensis，含有水蛭素類似物，以吸食人畜血液為生，主要分布在我國(guó)華南沿海地區(qū)[2]。菲牛蛭是廣西特色藥用動(dòng)物資源，雖未被歷版《中國(guó)藥典》收載，但關(guān)于菲牛蛭的研究報(bào)道相對(duì)較多。

表2 國(guó)內(nèi)主要藥用水蛭信息

2 水蛭多肽

關(guān)于水蛭中的活性成分研究，歐洲主要以歐洲醫(yī)蛭為研究對(duì)象，美洲主要以墨西哥水蛭和北美醫(yī)蛭為主，亞洲主要以寬體金線蛭、菲牛蛭和日本醫(yī)蛭為主，其中寬體金線蛭的研究主要來源于我國(guó)。造成這種現(xiàn)象的原因是水蛭資源分布的地理隔離。目前，國(guó)內(nèi)外研究表明，水蛭活性成分主要是多肽蛋白類大分子，其主要藥理作用表現(xiàn)為抗凝活性。目前已知水蛭多肽相關(guān)信息見表3。

表3 水蛭活性多肽信息

2.1 抗凝多肽

2.1.1 凝血酶抑制肽 天然水蛭素是一種由65 個(gè)氨基酸組成的相對(duì)分子質(zhì)量約為7 kDa 的多肽，是目前研究最多的水蛭多肽，存在多種異構(gòu)體[24]。N端具有3 個(gè)二硫鍵，二硫鍵是決定其分子構(gòu)型穩(wěn)定性、保持高抗凝活性的關(guān)鍵。水蛭素有極強(qiáng)的抗凝血酶活性，不良反應(yīng)發(fā)生率低，是一種良好的肝素替代品[25]。Gelin 是一種由29 個(gè)氨基酸組成的多肽，其二級(jí)結(jié)構(gòu)中沒有螺旋，由58%的β折疊和42%的隨機(jī)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，是一種有效的凝血酶抑制劑[26]。

2.1.2 Xa因子抑制肽 Xa因子處于凝血聯(lián)級(jí)反應(yīng)的中心位置，可以由內(nèi)源性和外源性凝血途徑激活，Xa因子激活使凝血酶原活化成凝血酶繼而發(fā)生凝血反應(yīng)。Antistasin是一種含有119個(gè)氨基酸的多肽，是一類新的絲氨酸蛋白酶抑制劑的原型，最初從墨西哥水蛭中分離鑒定，是一種有效的Xa因子抑制劑，是一種低風(fēng)險(xiǎn)抗凝劑[27]。Ghilantens 是從亞馬遜水蛭唾液腺中分離鑒定的5種相對(duì)分子質(zhì)量約為18 kDa的多肽，能抑制Xa因子，從而阻止凝血[28]。Tridegin是同樣是一種從亞馬遜水蛭唾液腺中分離的多肽，由66個(gè)氨基酸組成，相對(duì)分子質(zhì)量為7.3 kDa，是有效的Xa因子抑制劑[29]。Therostasin 是一種富含半胱氨酸的多肽（8991 Da），由82個(gè)氨基酸殘基和16個(gè)半胱氨酸殘基組成，是一種有效的Xa因子抑制劑[30]。

2.1.3 血小板聚集抑制肽 Saratin是一種相對(duì)分子質(zhì)量為12 kDa 的多肽，分子中α-螺旋和β-折疊末端形成的缺口式是膠原蛋白的結(jié)合位點(diǎn)，能競(jìng)爭(zhēng)性地抑制血小板與膠原蛋白結(jié)合，從而阻止血小板聚集[31]。Calin 是一種從歐洲醫(yī)蛭唾液中分離得到的蛋白質(zhì)，與saratin 一樣能抑制血小板聚集[32]。水蛭抗血小板蛋白（LAPP）是一種從墨西哥水蛭中分離得到的多肽，與已知蛋白序列比對(duì)，未檢測(cè)出序列同源性[33]。Decorsin是一種從北美醫(yī)蛭中分離得到的多肽，由39 個(gè)氨基酸組成，相對(duì)分子質(zhì)量為4379 Da，是血小板糖蛋白（GPⅡb-Ⅲa）的拮抗劑，是一種有效的血小板聚集抑制劑[34]。

2.1.4 抗凝肽 NLP-1 是一種相對(duì)分子質(zhì)量為13 800 Da 的多肽，從日本醫(yī)蛭中分離得到，具有抗凝活性[35]。水蛭素P6 和P18 是從菲牛蛭唾液腺中分離到的水蛭素，均具有很強(qiáng)的抗凝血活性，2 種糖基化的水蛭素是首次被發(fā)現(xiàn)的，相對(duì)分子質(zhì)量分別為7416、7199 Da[36]。黃愛民等[37]從廣西菲牛蛭消化液中分離出2 種抗凝成分，命名為菲牛蛭素A（BDA）和菲牛蛭素B（BDB），相對(duì)分子質(zhì)量分別為15 200、14 600 Da，等電點(diǎn)分別為3.97、4.61。螞蟥寡肽-1（whitide-1）是從寬體金線蛭干體中分離純化得到的一種具有一定熱穩(wěn)定性的抗凝血寡肽。質(zhì)譜分析該化合物的相對(duì)分子質(zhì)量為2 001.25 Da，由22 個(gè)氨基酸組成，發(fā)現(xiàn)其與人源膠原蛋白片段氨基酸序列配對(duì)一致率高達(dá)61%，屬于新的多肽結(jié)構(gòu)[38]。萬明[39]從寬體金線蛭低相對(duì)分子質(zhì)量的抗凝血活性部位中發(fā)現(xiàn)相對(duì)分子質(zhì)量分別為722.954、1 880.600 Da 的抗凝多肽。鐘山等[40]報(bào)道從寬體金線蛭干燥蟲體中分離得3 個(gè)抗凝血活性多肽，其中一種命名為螞蟥多肽（whitmanin），其相對(duì)分子質(zhì)量為8608 Da，為糖蛋白類物質(zhì)。另外2種相對(duì)分子質(zhì)量分別為7100、5531 Da，兩者在自然條件下相互轉(zhuǎn)化。Xiao等[41]則報(bào)道分離得到1個(gè)相對(duì)分子質(zhì)量為9374 Da的糖肽類化合物，命名為寬體金線蛭多肽Ⅰ，其具抗凝血活性。劉君等[42]從寬體金錢蛭新鮮藥材中分離出3個(gè)蛋白質(zhì)單體MH-A、MH-B、MH-C，相對(duì)分子質(zhì)量分別為12 042.57、15 580.00、24 416.00 Da，經(jīng)檢測(cè)有2個(gè)蛋白單體具有抗凝血活性。

2.2 蛋白酶活性抑制肽

2.2.1 胰蛋白酶抑制肽 水蛭胰蛋白酶抑制劑（LDTI）是最先在歐洲醫(yī)蛭體內(nèi)分離得到的，有LDTI-a、LDTI-b、LDTI-c 3 種亞型，分別由42、43、46 個(gè)氨基酸組成[43]。Bdellins是從歐洲醫(yī)蛭中分離得到的一組多肽，相對(duì)分子質(zhì)量為5～6 kDa。有研究者發(fā)現(xiàn)了高相對(duì)分子質(zhì)量的Bdellin B-3，相對(duì)分子質(zhì)量為20 kDa 左右，均能抑制胰蛋白酶、纖溶酶和精子頂體酶的活性[44]。Piguamerin同樣是從日本醫(yī)蛭中分離得到的一種胰蛋白酶抑制劑，由48 個(gè)氨基酸殘基組成，相對(duì)分子質(zhì)量為5090 Da，同時(shí)也是一種激肽釋放酶抑制劑[45]。

2.2.2 其他蛋白酶抑制肽 Hirustasin 是Antistasin家族的一種多肽，也是一種絲氨酸蛋白酶抑制劑，由55 個(gè)氨基酸組成，相對(duì)分子質(zhì)量為5866 Da，從歐洲醫(yī)蛭體內(nèi)分離，與Antistasin 不同的是其不能抑制Xa因子[46]。Guamerin 是一種從日本醫(yī)蛭中分離得到的白細(xì)胞彈性蛋白酶抑制劑，由56 個(gè)氨基酸組成，相對(duì)分子質(zhì)量為6110 Da[47]。

2.3 抗炎肽

Eglin-C 是一種從歐洲醫(yī)蛭中分離得到的相對(duì)分子質(zhì)量為8100 Da 的多肽，能降低中性粒細(xì)胞中的氧自由基水平，防止組織炎癥和破壞[48]。Ghilantens與antistasin 在結(jié)構(gòu)上有高度的同源性，除了抗凝活性外，一些研究者認(rèn)為兩者均具有抗炎作用[49]。

2.4 生物酶

水蛭透明質(zhì)酸酶是一種相對(duì)分子質(zhì)量為27.5 kDa的多肽蛋白，是水蛭中比較有代表性的多肽之一。不同于哺乳動(dòng)物來源的透明質(zhì)酸酶，水蛭透明質(zhì)酸酶不能降解軟骨素或硫酸軟骨素，更具應(yīng)用價(jià)值[49]。膠原酶是一種相對(duì)分子質(zhì)量為100 kDa的多肽蛋白，對(duì)于水蛭而言，其與水蛭透明質(zhì)酸酶共同發(fā)揮著破壞細(xì)胞外基質(zhì)的作用，與水蛭的攝食行為密切相關(guān)[49]。

3 展望

水蛭作為一種動(dòng)物藥材，在我國(guó)應(yīng)用歷史悠久。然而，國(guó)內(nèi)對(duì)水蛭的研究起步較晚，研究相對(duì)落后，主要集中在水蛭的人工種養(yǎng)殖、繁育及藥理藥效等方面。對(duì)水蛭進(jìn)行成分研究主要集中在菲牛蛭和寬體金線蛭。在國(guó)外，以歐洲醫(yī)蛭為代表的醫(yī)蛭屬的水蛭作為藥用水蛭的主要研究對(duì)象，已有100 多年的研究歷史。我國(guó)幅員遼闊，擁有較多的水蛭資源，其中醫(yī)蛭屬的水蛭就有2 種，一種是日本醫(yī)蛭，另一種是如今罕見的麗醫(yī)蛭Hirudo pulchra，僅在我國(guó)浙江溫州和麗水地區(qū)分布[2]。雖然日本醫(yī)蛭在中國(guó)分布廣泛，但其野生資源逐年萎縮，且養(yǎng)殖技術(shù)較寬體金線蛭困難，導(dǎo)致其藥用資源匱乏。近年來，日本醫(yī)蛭的人工養(yǎng)殖技術(shù)取得了突破，資源得到了極大的補(bǔ)充。目前，在水蛭中發(fā)現(xiàn)的活性多肽類成分熱穩(wěn)定性差，而水蛭作為中醫(yī)歷史上沿用至今的藥用品種大多用于湯劑，且炮制品為燙水蛭，因此其在符合中醫(yī)藥應(yīng)用的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)領(lǐng)域仍然有大量工作亟待開展。

另一方面，隨著基因工程技術(shù)的成熟，一些生物活性成分的獲取變得簡(jiǎn)單，可以擺脫資源稀缺的限制，這使得生物活性分子應(yīng)用成為可能。多肽相對(duì)分子質(zhì)量較蛋白小很多，空間結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，通過基因工程技術(shù)更易得到與天然產(chǎn)物一致性高的成分。目前，水蛭素的類似物來匹盧定[50]、比伐盧定[51]和地西盧定[52]被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)用于臨床。因此，利用現(xiàn)代生物技術(shù)來開發(fā)水蛭多肽類的藥物，在血液系統(tǒng)疾病治療領(lǐng)域仍有廣闊的前景。