叶绿酸应用研究现状与展望

【摘要】  叶绿酸是天然叶绿素的衍生物,因其具有较为广泛的生物活性和药理作用在临床上有所应用。近年来由于其独特的抗诱变、抗肿瘤活性逐渐成为国内外研究热点。本文以叶绿酸的抗诱变、抗肿瘤作用为重点,综述其在临床多个方面的应用研究进展。

【关键词】  叶绿酸;应用研究;进展

　Abstract:As a derivative of chlorophyll,chlorophyllin was clinically used because of its wide biological activity and pharmacological effects.In recent years chlorophyllin gradually become the hot spot of domestic and international research organizations because of its unique antimutagenic and antineoplastic activity.In this article the progress of the clinical application of chlorophyllin,especially its antimutagenic and antineoplastic roles are reviewed.

　　Key words:chlorophyllin;application research;progress

　　叶绿酸(chlorophyllin,CHL)是叶绿素(chlorophyl1,Chla)的衍生物,天然绿色植物及中药蚕砂中均能提取,其中以蚕砂中的Chla含量尤其丰富,为0.6%～1.0%干物质量。自1913年德国的Willsttter报道了有关Chla结构、制备方法、特点,第一次详尽地阐述了Chla的研究成果,开创了现代Chla及其衍生物的工业生产以来,Chla及其衍生物CHL的研究和工业生产突飞猛进。由于CHL具有独特的抗诱变及抗肿瘤活性,目前逐渐成为国内外研究热点。本文以叶绿酸的抗诱变、抗肿瘤作用为重点,综述其在临床多个方面的应用研究进展。

　　1 CHL的制备和理化性质

　　Chla是一种镁—卟啉络和物,性质不稳定,对酸、碱、光和热敏感,易被氧化裂解而褪色;因有一条长的疏水性植醇侧链,不溶于水,应用范围有一定的局限性。故而人们不断研究其衍生物,即CHL:在酸性条件下,Chla分子卟啉环中的镁离子可被氢离子取代,生成黄褐色的脱镁Chla,脱镁Chla分子中的氢离子又可被铜离子取代,从而恢复为绿色,并在国内和国际上简称CHL。CHL对酸、光、氧、热等稳定性大大提高,因而能够较长时间的保存。目前CHL广泛应用于医药、化工、食品、保健、饮料等行业。

　　2 CHL的应用研究进展

　　2.1 抗诱变、抗肿瘤作用

　　CHL因有对抗诱变活性起决定性作用的卟啉环的结构故而成为肿瘤防治研究中的热点。在动物实验研究方面,Meirong等[1]分别以2氨基3甲基咪唑喹啉(IQ)和二甲肼(DMH)诱导F344鼠肝肿瘤,从诱癌的第5周开始在饮水中加入3种不同浓度的CHL,52周后处死鼠,发现CHL可显著抑制IQ诱导F344鼠肝肿瘤的发生,并且具有量效关系,但对DMH诱导的F344鼠肿瘤,不管是肿瘤发生率还是荷瘤鼠荷瘤个数,都没有明显影响,也没有剂量反应关系，而且极低浓度(0.001%)的CHL对DMH诱癌似乎表现出一种促癌作用,可增加荷瘤鼠的平均荷瘤数,而这一浓度对IQ诱导的肿瘤并无促进作用。作者认为CHL对癌的化学预防作用与致癌物种类和CHL的浓度有关。蒋义国等[2]用乌拉坦单次腹腔注射以及己烯雌酚多次肌肉注射,联合诱导小鼠肺肿瘤,以CHL饮水供小鼠自由饮用以研究其抑瘤作用。18周后作肺肿瘤病理分析。发现饮用CHL的动物中肿瘤发生率和癌症发生率均显著降低,且平均肿瘤数和恶性肿瘤比例也明显降低。高剂量CHL组的肿瘤发生率和平均肿瘤数明显低于低剂量CHL组。CHL可降低肺肿瘤组织中雌、孕激素受体的阳性率。结果表明CHL对肺肿瘤的发生有预防作用。Dashwood等[3]研究发现,CHL能显著减少2氨基1甲基6苯咪唑吡啶(PHIP)及IQ诱导的结肠异常隐窝灶(ACF)的数量,并呈剂量反应关系。而Hirese等[4]在用PHIP诱导鼠乳腺肿瘤模型中发现,CHL可以明显降低肿瘤发生率。

　　在人群干预试验研究方面,近年中美科研合作小组在我国江苏省启东县的一个肝癌高发区进行CHL的人群干预试验,试验结果表明应用富含CHL的食物进行预防干预可能是阻断肝癌发生的有效手段[5]。研究者采用随机双盲、以安慰剂为对照的预防干预试验,将180名健康成人随机分成CHL干预组(每天三餐前20 min服用100 mg CHL,持续16周)和安慰剂对照组,评估CHL能否降低肝癌高危人群尿中黄曲霉毒素(AFT)N′7鸟嘌呤的水平。AFTN′7鸟嘌呤是一种致癌物体内有效剂量的生物标记,它的增加与肝癌的发生危险度增高有关。采用顺序免疫亲和色谱法和液相色谱法结合电子喷射质谱法测定尿中AFTN′7鸟嘌呤的变化,结果在完成试验的169名志愿者的尿样中,105份检出AFTN′7鸟嘌呤,CHL组尿中AFTN′7鸟嘌呤比安慰剂组下降了55%(P=0.036),未见副作用。Jubert等[6]利用交叉设计,研究人体内黄曲霉毒素B1(aflatoxin B1,AFB1)药代动力参数和施加CHL或Chla后代动力参数的变化,首次证明CHL或Chla能降低人体对AFB1的生物利用率。

　　此外,CHL亦可作为一种肿瘤化疗中的辅助剂。Keshava等[7]研究证实CHL能有效减少抗癌药甲氨喋吟(MTX)治疗过程中导致的染色体损伤和减少微核双核细胞的数目,并取得良好的效果。同样,Te等[8]将CHL用于抗癌药环磷酞胺(CP)的配合治疗,发现能减轻CP治疗中出现的副反应,而未降低抗癌作用。

　　2.2 抗贫血和抗白细胞减少的作用

　　国内外的动物及临床试验均证实CHL具有治疗各类贫血和白细胞减少症的作用。Bordes等[9]观察了CHL对44名患有低色素性贫血、白细胞减少和血红蛋白过少症儿童的治疗效果。每天服用1 mg CHL,20 d后患儿血液中铜、铁以及白细胞和红细胞均恢复到正常水平。1985年魏克民利用CHL成功研制了“肝血宝”,用于治疗白细胞减少症。之后,在实验中又发现,CHL不但能提升因照射引起的再生障碍性贫血小鼠周围血中白细胞、血红蛋白、白细胞、血小板等,且对小鼠骨髓中多能干细胞(CFU—s)、粒单祖细胞(CFU—GM)、红系祖细胞(CFU—E)及骨髓有核细胞的恢复有明显的促进作用,对骨髓基质细胞的修复也有一定的调节作用[10]。于是,在研究“肝血宝”的基础上,研制出治疗再生障碍性贫血的“血障平”,杨云等[11]报道,CHL可明显提高慢性再生障碍性贫血的疗效,为慢性再生障碍性贫血的治疗提供了一个新的方案。林庚庭等[12]的研究表明CHL能通过调节造血调控因子干扰素IFN—γ、肿瘤坏死因子TNF—a及白介素IL一6的水平,改善造血功能。最近魏克民等[13]研究报道CHL治疗各种原因引起的白细胞减少症,疗效可靠,无任何毒副反应,且疗效优于口服西药。

　　2.3 保肝作用

　　有关CHL抗肝损伤的报道始于1951年,McCloskey等在四氯化碳所致大鼠肝损伤模型中,证实CHL可以减轻肝损伤程度,并能促使受损肝脏功能的恢复。Sato等[14]用四氯化碳诱导肝损害,在用CHL预处理的小鼠中,四氯化碳诱导的肝微粒体脂类的过氧化作用大大降低,四氯化碳引起的免疫血清水平、谷氨酰胺—草酰乙酸和谷氨酸—丙酮酸转氨酶和异柠檬酸脱氢酶水平,以及甘油三酸脂水平不再提高。另外,肝色氨酸吡咯酶活性相应降低。亦有大量研究表明,CHL对黄疽肝炎、传染性肝炎均具有明显疗效。

　　2.4 抗溃疡作用

　　我国从1960年开始相继运用CHL与其它药物配制成复方叶绿素片、胃甘绿等,经临床试验,效果良好,并无副作用及过敏反应。李丽贤等[15]以CHL为原料制备口腔溃疡膜,治疗口腔溃疡,具有良好的疗效。苏桂兰等[16]用0.1 g CHL治疗70例经胃镜证实的消化性溃疡,每日3次,对照组63例,应用甲氰咪胍0.2 g,每日3次,结果表明二者疗效无明显差异。日本龟田、高崎、田坂等先后用CHL治疗胃溃疡、消化道溃疡及胃炎,均有较好的效果,研究表明CHL对胃、十二指肠溃疡亦有良好的疗效,它能促使胃、十二指肠溃疡创面愈合,易被胃粘膜吸附,对细胞有赋活作用,能增强溃疡创面的再生能力,促使新生肉芽形成,并能保护刚露出的肉芽免受胃蛋白酶的侵蚀。最近有研究表明CHL对幽门螺杆菌有明显的抑菌作用。

　　2.5 抗菌、抗病毒作用

　　Smith观察到CHL对葡萄球菌、链球菌及厌氧产孢子菌有抑制作用;Koser和Nevin等证明CHL能抑制葡萄球菌、链球菌及乳酸杆菌的生长;Mowbray和EINakeeb等发现CHL对革兰阳性菌有抑制作用,对革兰阴性菌的抑制作用则不一致,灵杆菌、普通变形杆菌及大肠杆菌的生长仅部分受CHL的抑制,而铜绿假单胞菌的生长则不受CHL的影响。近来,日本国立精神病和神经学中心的研究员岩浪直子发现了CHL和铁叶绿酸钠可以抑制普里昂朊蛋白异常的物质,岩浪直子首先用基因技术培育出了既能合成正常普里昂朊蛋白,又能生成该蛋白变异类型的老鼠神经细胞,再往神经细胞中加入搀有CHL和铁叶绿酸钠的水溶液,结果发现,正常朊蛋白没有发生变异现象,证明CHL和铁叶绿酸钠抑制了异常朊蛋白的生成[17]。在对创伤的治愈作用中,CHL能抑制伤口微生物的生长,促进健康肉芽组织的生长,从而促进创伤愈合。

　　2.6 抗过敏等其它作用

　　CHL对慢性荨麻疹、慢性湿疹、支气管哮喘及冻疮等变态反应都有明显功效[18]。研究还表明,CHL在体内可抑制多种毒素,如饭匙倩毒素(Habutoxin)[19],眼镜蛇毒蛋白(Cobratoxin)[20]、葡萄球菌a—毒素[21]的溶血作用,以及某些化学物质如神经鞘氨醇半乳糖苷[22]的溶血反应。可见,CHL可用于预防和治疗由毒素或有毒化学物质引起的溶血性症状。CHL在治疗肾炎方面亦有良好的疗效,Hoelscher等[23]预先使用CHL使得小鼠对肾脏局部缺血的耐受性增强,降低了因肾脏局部缺血而引起的血尿素及肌酐水平的升高,并显示出膜的稳定性和对溶酶内自溶酶的抑制效果。CHL能阻滞尿中草酸钙结晶的形成,并阻止其转向更稳定的含结晶水的草酸钙石[24,25]。临床试验也己证明了CHL对高草酸尿患者的尿石形成有治疗价值。

　　3 展望

　　综上所述,CHL具有较为广泛生物活性和药理作用,在抗贫血和抗白细胞减少以及保肝等方面已有临床应用;在抗病毒,抗溶血反应,抗肿瘤方面有待进一步的研究和开发。尤其值得一提的是,随着世界范围内肿瘤患者的逐年递增,从天然药物中寻找一种高效、无毒的化合物来防治肿瘤的发生和发展成为肿瘤研究者们关注的热点。目前大量资料显示CHL对肿瘤有良好的调节作用,其在一些肿瘤预防和治疗应用中也取得了较好的效果。由于从天然植物或药物蚕砂中提取的CHL具有来源丰富、合成简单、稳定性较好,比化学合成的抗肿瘤制剂更具安全性且易于为人体吸收,故有望成为一种经济、理想的肿瘤化学预防剂和化疗中的辅助剂,甚至是一种有前途的抗肿瘤药物。目前可以考虑在食物、饮料中加入适量CHL以预防因接触诱变剂而引起的诱变作用,此类抗诱变、抗癌食品的开发和应用研究对于癌症的预防以及对于环境诱变剂所致遗传损伤的机制研究有着重要的意义。

【参考文献】
  　[1] Meirong D,Gayle E,George L,et al.Postinitiation effects of chlorophyllin and indole3carbinol in rats given 1,2dimethylhydrazine or 2arnino3methylimidaso[4,5f]quimoline[J].Carcinogenesis,2001,22(2):309314.

　　[2] 蒋义国,陈家,吴中亮,等.叶绿酸对小鼠肺肿瘤发生的预防作用[J].现代预防医学,1998,25(1):7072.

　　[3] Dashwood D,Xu D,Omer X,et al.Colonic cell proliferation.Apoptosis and aberrant crypt foci development in rats given 2amino3methylimidaz[J].Eur J Cancer Prev,2001,10(2):139145.

　　[4] Hirese D,Nishikawa L,Shibutani I,et al.Chemoprevention of heterocyclic amine induced mammary carcinogenesis in rats[J].Environ Mol Mutagen,2002,39(23):271278.

　　[5] Egner PA,Munoz A,Kensler TW.Chemoprevention with chlorophyllin in individuals exposed to dietary aflatoxin[J].Murat Res,2003,523524:209216.

　　[6] Jubert C,Mata J,Bench G,et al.Effects of chlorophyll and chlorophyllin on lowdose aflatoxin B(1)pharmacokinetics in human volunteers[J].Cancer Prev Res(Phila Pa),2009,2(12):10151022.

　　[7] Keshava C,Keshava N,Whong WZ,et al.Inhibition of methotrexateinduced chromosomal damage by vanillin and chlorophyllin in V79 cells[J].Teratog Carcinog Mutagen,19971998,17(6):313326.

　　[8] Te C,Gentile JM,Baguley BC,et al.In vivo e fects of chlorophyllin on the antitumour agent cyclophosphamide[J].Int J Cancer,1997,70(1):8489.

　　[9] Bordes E,Cristea C,Andronescu E,et al.Activity of copper chlorophyllin racler organism load with cadinium[J].Stud Cercet Biochin,1986,29(2):121125.

　　[10] 田生望,肖乾秀,季业伟,等.叶绿素及其衍生物的实验与临床研究简析[J].中医药学刊,2004,22(2):286288.

　　[11] 杨云,张王刚,曹星梅,等.叶绿酸铜钠片治疗慢性再生障碍性贫血的临床研究[J].临床血液学杂志,2005,18(5):271273.

　　[12] 林庚庭,魏克民,梁卫青,等.蚕沙提取物对再生障碍性贫血小鼠细胞因子影响的实验研究[J].中国中医药科技,2008,15(2):117118.

　　[13] 魏克民,王守军,浦锦宝,等.叶绿素铜钠盐治疗白细胞减少症985例临床疗效分析[J].中国中医药科技,2009,16(1):6465.

　　[14] Sato M,Imai K,Kimura R,et al.Effect of sodium copper chlorophyllin on lipid peroxidation.Ⅷ.its effect on carbon tetrachlorideinduced liver injury in rats[J].Chem Pharm Bull,1985,33(8):35303538.

　　[15] 李丽贤,陈新,崔健,等.叶绿素口腔溃疡膜的制备与应用[J].长春中医学院学报,2004,20(4):41.

　　[16] 苏桂兰,石磊.速释胃药叶绿酸铜钠片药效学研究及临床观察[J].时珍国医国药,2001,12(7):623624.

　　[17] 郑国栋,欧阳文,颜苗,等.叶绿素及其衍生物的药理研究进展[J].中南药学,2006,4(2):146148.

　　[18] 孙彩云,毕春波.金属叶绿素衍生物的研究进展[J].唐山师范学院学报,2008,30(2):5658.

　　[19] Kojima R.Hemolytic activity of hakukoxin and copper chlorophyllin[J].Igaku to Seibutsugaku,1978,97(2):103105.

　　[20] Kojima R.Inhibitory mechanisms of copper chlorophyllin on the hemotytic activity of cobrotoxin[J].Igaku to Seibutsugaku,1978,96(6):461463.

　　[21] Kojima R.Effect of hemoglobin,globin,and copper chlorophyllin on the lethal toxicity of staphylococcal atoxin[J].Igaku to Seibutsugaku,1978,97(1):4143.

　　[22] Kojima R.Effect of copper chlorophyllin on the hemolytic activity of psychosine[J].Igaku to Seibutsugaku,1978,97(3):239241.

　　[23] Hoelscher M,Zuehlke V.Pharmacological prolongation of ischemic tolerance of rat kidneys by sodium copper chlorophyllin[J].Am Soc Artif Intern Organs,1975,(21):96101.

　　[24] Tawashi R,Cousineau M.Growth retardation of weddellite(calcium oxalate dihydrate)by sodium copper chlorophyllin[J].Invest Urol,1980,18(2):8689.

　　[25] Tawashi R,Corsineau M,Denis G.Crystallization of calcium oxalate dihydrate in normal urine in presence of sodium copper chlorophyllin[J].Urol Res,1982,10(4):173176.