摘要

白鲜皮为芸香科植物白鲜的干燥根皮,是一种在多国广泛使用的中药,有抗菌、抗霉菌、抗肿瘤、抗发炎、抗凝血等药理作用,常被用来治疗湿疹、风疹疥癣等急慢性皮肤疾病、急性风湿性关节炎、黄疸等。近期有文献指出白鲜皮会引起药物性肝损伤,白鲜皮中含有呋喃环( furan ring ) 的化合物其呋喃的部分会在体内经 CYP3A 代谢为环氧化合物 ( epoxide ) 或顺丁烯二醛 ( cis-enedial ) 的中间产物,此亲电子的中间产物会与体内的 NAC ( N-acetyl-L-cysteine ) 与 GSH ( glutathione ) 作用产生键结,肝细胞中的 GSH 被消耗殆尽后则进一步与体内细胞的蛋白质与 DNA 产生键结而造成细胞损伤或细胞毒性。

本文透过系统性回顾方式,探讨其致病成分与机转有助于提升用药安全,为病患的健康把关。

前言

㈠ 白鲜皮简介

白鲜皮生药名 Cortex Dictamni、英文名 Densefruit Pittany Root-bark,其基原为芸香科 Rutaceae 植物白鲜 Dictamnus dasycarpus Turcz. 之干燥根皮,主产于辽宁、河北、江苏等地。据台湾中药典第三版纪载,其原药材 ( 图一 ) 性状呈卷筒状;长 5~15 cm,直径 1~2 cm,厚 0.2~0.5 cm。具细纵皱纹及细根痕,外表面灰白色或淡灰黄色,常有突起的颗粒状小点;内表面类白色,有细纵纹。质脆,断面不平坦。饮片( 图二) 性状为横切环薄片状,切片厚约0.1~0.2 cm,直径约1 cm,全体呈黄白色,中间为淡黄色,皮部外侧有横向裂痕,味微苦,有羊膻气。

白鲜皮性寒味苦,归脾、胃、膀胱经。功效为清热燥湿,泻火解毒,祛风止痒。主治风热湿毒所致的风疹、湿疹、疥癣等急慢性皮肤疾病与黄疸尿赤。始载于《神农本草经》主治头风,黄疸,咳逆,淋沥,女子阴中肿痛,湿痹死肌,不可屈伸起止行步。 《本草纲目》里也提到白鲜皮气寒善行,味苦性燥,足太阴、阳明经,祛湿热药也,兼入手太阴、阳明,为诸黄风痹要药。其用法与用量据《中华本草》纪载为内服:煎汤,6~15g;或入丸、散。外用:适量,煎水洗或研末敷。在《中国药典》用量则为 4.5~9g;外用适量,煎汤洗或研粉敷。 《台湾中药典》中用量为 5~15g。白鲜皮常与苦参、地肤子共同入药,既可内服,亦可煎汤外洗。

白鲜皮主要活性成分为梣酮 ( fraxinellone )、黄柏酮 ( obacunone )、白鲜碱 ( dictamnine ),在台湾中药典规范其所含黄柏酮不得少于 0.15%。近代研究发现白鲜皮有抗菌、抗霉菌、抗肿瘤、抗发炎、抗凝血等药理作用,近期文献指出白鲜皮会引起药物性肝损伤,近年来中国的药品不良反应中心通报多个已上市中成药均含有白鲜皮。

图一 白鲜皮原药材

 

图二 白鲜皮饮片

㈡ 药物性肝损伤

药物性肝损伤 ( drug-induced liver injury, DILI ) 是指使用药物后所导致的肝功能伤害,在临床上并不罕见,但诊断上却有其一定的困难度,因为缺乏相关特异性的血清指标,且须先排除其他可能造成肝功能异常的原因;目前临床上是使用RUCAM ( Roussel Uclaf Causality Assessment Method ) 因果关系评估量表作为药物性肝损伤的诊治指南。药物性肝损伤在临床上可分为直接型肝损伤 ( direct liver injury )、特异体质型肝损伤 ( idiosyncratic liver injury ) 与近年提出的第三种间接型肝损伤 ( indirect liver injury )。临床上最常见的为直接型肝损伤,因与剂量相关因此可预期也可在动物实验模型重现且潜伏期短,高剂量乙醯胺酚 ( acetaminophen ) 引起的急性肝损伤为最广为人知的案例;特异体质型肝损伤在临床上则较罕见,因与剂量无相关联因此无法预测且在动物实验模组无法重现而潜伏期也因人而异,此类型的药物性肝损伤在致肝伤害成分与致病机转的厘清上相对的困难,曾被报导过的药物有安灭菌 Augmentin ( amoxicillin-clavulanate )、头孢菌素 ( cephalosporins )、双氯芬酸 ( diclofenac ) 与中药何首乌。

㈢ 中草药引起的肝损伤

中草药在我国乃至世界各国广泛的应用且历史悠久,但近十多年来中草药引起的肝损伤 ( herb-induced liver injury, HILI ) 的不良反应事件逐渐增多,逐渐受到相关机构单位与医护人员的重视。 HILI 是指由中草药或其代谢产物所诱发的肝损伤,是药物性肝损伤的种类之一。

药物在体内经过代谢转化为一具毒性的活性代谢物 ( reactive metabolites, RM ) 是药物性肝损伤的一主要致病机转,许多含有呋喃环 ( furan ring ) 的化合物其化学结构中呋喃的部分会在体内经 CYP3A 代谢为环氧化合物 ( epoxide,为一含氧三元环的醚类结构 ) 或顺丁烯二醛 ( cis-enedial ) 的中间产物,此中间产物为亲电子的活性代谢物 ( RM ),会进一步与生物体内细胞产生键结而造成细胞损伤或细胞毒性。

中草药的组成成分较一般化学药物和生物制剂复杂,中药材本身所含成分亦会受到其基原、产地、炮制方法影响而有所不同,且中医应用配伍亦会影响其药性,因此在毒理学方面的研究相对缺乏,这也使 HILI 的主要成分与致病机转的厘清相对困难。个体特异性体质差异与不合理用药等因素亦增加在临床上诊断的困难。药物性肝损伤常常是造成研发中药物在临床阶段中止或药物下市的主要原因,2003 年在中国批准生产的中药新药痣血胶囊即是一个案例。

痣血胶囊系由白鲜皮与苦参组成,制法为全方 85% 乙醇回流提取,主治功效为清热解毒、凉血止血,用于 1、2 期痔疮的治疗,于 2008 年因肝损害不良反应报告数量迅速增加而下市。截至  2008 年 9 月 25 日共收到相关病例报告 35 例,其中 21 例 ( 60% ) 不良反应名称描述为肝功能异常、胆汁淤积型肝炎、药物性肝炎。回顾性分析此群发性肝损伤病例,发现女性患者明显多于男性,占 83.34%。痣血胶囊的处方来源是古老中医经验方,以汤剂长期在临床上实践应用,已证实其安全无虞且疗效确切,但为何痣血胶囊会有肝损伤之不良反应引发后人探讨。 2015 年版《中国药典》记载白鲜皮与苦参用量均为 4.5~9g,痣血胶囊处方中苦参日服生药量为 5g,而白鲜皮日服生药量则达 15g,远超过规定上限,制程以 85% 乙醇回流提取,抽提成分含量高,以致肝毒性的不良反应。

白鲜皮致肝毒性之成份探讨

㈠ 白鲜皮致肝毒性成份

⑴ 水相/乙醇萃取液之小鼠体内试验

2018 年学者 Fan 等人进行一白鲜皮萃取物之肝毒性研究,为厘清痣血胶囊制剂与古老经验方之肝毒性差异,实验设计分别以水相萃取液 ( Cortex Dictamni aqueous extract, CDAE ) 与乙醇萃取液 ( Cortex Dictamni ethanol extract, CDEE ) 对小鼠进行研究,在乙醇萃取组与高剂量的水相萃取组观察到肝细胞产生细胞核皱缩 ( 象征着细胞凋亡 ) 与细胞膨大的现象。观察口服给予小鼠白鲜皮水相萃取液与乙醇萃取液对小鼠生化参数的影响,实验中设计的剂量分别为 2.3、4.6、9.2g/kg/day,相当于临床上 60 公斤成人 15 、30、60g/day 的剂量,发现雄性小鼠在高剂量乙醇萃取液组 ( 9.2g/kg/day ) 的血中生化参数丙胺酸转氨酶 ALT、天门冬氨酸转氨酶 AST、白蛋白、总蛋白与三酸甘油脂均有明显增高,在高剂量水相萃取液组三酸甘油脂亦有明显增高 ( 表一 );雌性小鼠受到的影响更显著,仅低剂量水相萃取液组是完全不受影响的,其余组别生化参数均有明显的增加 ( 表二 )。

表一 口服给予小鼠白鲜皮水相萃取液与乙醇萃取液对雄性小鼠生化参数的影响

 

表二 口服给予小鼠白鲜皮水相萃取液与乙醇萃取液对雌性小鼠生化参数的影响

 

⑵ 成分组成差异

进一步利用高效液相层析-质谱联用分析乙醇萃取液 ( CDEE ) 与水相萃取液 ( CDAE ) 中成分组成的差异,发现呋喃类化合物 ( furanoids ) 白鲜碱 ( Dictamnine )、黄柏酮 ( Obacunone )、梣酮 ( Fraxinellone )、柠檬苦素 ( limonin ) 在 CDEE 中含量高出许多,分别是 CDAE 的 2.27、5.28、2.15、1.33 倍。其中柠檬苦素为食品添加物的一种,因此将 Dictamnine、Obacunone、Fraxinellone 三种成分做进一步肝毒性的研究。

⑶ HepG2 细胞之体外试验

利用 CCK-8 Assay 研究CDAE、CDEE、Dictamnine、Obacunone、Fraxinellone 对 HepG2 细胞的影响,发现相同剂量下 CDEE 组的细胞存活率较低,Dictamnine 的细胞毒性较Obacunone 和 Fraxinellone 强,且毒性与剂量呈正相关。

⑷ Furanoids 对 ALT、AST 之影响

近期研究发现以单一口服剂量分别给予小鼠 Dictamnine、Obacunone、Fraxinellone ( 50mg/kg ) 会引起血中丙胺酸转氨酶 ALT 与天门冬氨酸转氨酶 AST 明显增高,白鲜碱与梣酮所引发的肝损伤与剂量成正相关。若将黄柏酮的呋喃环氢化为四氢呋喃黄柏酮 ( tetrahyedrofuran-obacunone ) 口服给予小鼠相同剂量则小鼠血中 ALT、AST 不受影响。

㈡ 白鲜皮致肝毒性成份之化学结构与致病机转探讨

2019、2020 年学者 Huang 等人进一步研究白鲜碱导致小鼠肝毒性其呋喃结构在代谢活化的角色,Dictamnine 是白鲜皮中富含的成分之一,具有抗凝血、抗菌、抗霉菌、抗肿瘤、血管放松等药理作用,为呋喃喹啉类生物碱,其结构中的呋喃环经 CYP3A 代谢为环氧化合物 ( epoxide ) 的中间产物,此中间产物为亲电子的活性代谢物,会进一步与生物体内细胞产生键结而造成细胞损伤或细胞毒性,而此肝毒性之影响可被非选择性的细胞色素酶抑制剂1-氨基苯并三唑 ( 1aminobenzotirazole,ABT, CYP450 inhibitor ) 消除,并受到细胞色素酶调节剂 ( CYP450 modulators ) 的调节而影响其肝毒性。

研究结果指出白鲜碱结构中的呋喃环是其造成肝损伤不可或缺的一部分,若将其氢化为 2,3-dihydro-DIC 则其对血中 ALT 之影响大幅减低,而 CYP3A 在白鲜碱的代谢与肝毒性中扮演相当关键的角色,肝脏中所富含的 GSH 则有保护肝细胞的作用,白鲜碱在体内早期会大量的消耗肝细胞中的 GSH。 NAC ( N-acetyl-L-cysteine ) 与 GSH ( glutathione ) 的硫醇基 (-SH,thiol ) 对肝细胞具相当程度的保护作用,能够减低白鲜碱对肝细胞造成的损伤。 ( 图三 )

图三 白鲜碱在体内代谢活化途径

 

Dictamnine、Obacunone、Fraxinellone 均为白鲜皮中的有效成分且属呋喃类生物碱,研究显示对 HepG2 细胞均有一定的肝毒性,Obacunone 具有抑制人类结肠癌细胞的作用,其结构中的呋喃环在肝脏经 CYP3A4 代谢为活性代谢物 cis-butene-1,4-dial,而后与 NAC、NAL ( N-acetyl-L-lysine )、GSH 结合;Fraxinellone 梣酮具有抗肿瘤、减缓风湿性关节炎之发炎的作用,其呋喃环在肝脏经 CYP3A4 代谢为活性代谢物顺丁烯二醛 ( cis-enedial ),而后与 NAC、GSH 结合。 cis-enedial 为亲电子的活性代谢物 ( RM ),肝脏中的 GSH 消耗殆尽后进一步与细胞的蛋白质与 DNA 产生键结造成细胞损伤或细胞毒性。

Dictamnine、Obacunone、Fraxinellone 所引发的肝损伤与 CYP3A4 的活性息息相关,ketoconazole ( KTZ ) 为 CYP3A,2D inhibitor,藉由抑制 CYP3A 可减低 Dictamnine、Obacunone、Fraxinellone 引起的肝损伤。 Dexamethasone 是 CYP3A inducer,会增加 Dictamnine、Obacunone、Fraxinellone 的肝毒性。

图四 白鲜皮导致肝毒性之可能机转

 

结论

白鲜皮中所富含的呋喃类生物碱 Dictamnine 白鲜碱、Obacunone 黄柏酮、Fraxinellone 梣酮为其有效成分,而其化学结构中的呋喃环是造成肝损伤不可或缺的部分,呋喃环在体内经 CYP3A 代谢为环氧化合物 ( epoxide ) 或顺丁烯二醛 ( cis-enedial ) 的中间产物,此活性代谢物会进一步与生物体内细胞产生键结而造成细胞损伤或细胞毒性。 CYP3A4 在此扮演相当关键的角色,NAC 与 GSH 的硫醇基 ( -SH,thiol ) 对肝细胞具相当程度的保护作用,细胞色素酶调节剂 ( CYP450 modulators ) 之中 ketoconazole ( KTZ ) 是 CYP3A ,2D inhibitor 可减低其肝毒性;Dexamethasone 是 CYP3A inducer 则会增加其肝毒性,在临床相关药物之应用应多加留意,避免不良之药物交互作用影响用药安全。

白鲜皮肝毒性之研究多以乙醇萃取液 ( CDEE ) 做为研究的对象,因其所含之呋喃类成分含量较水相萃取液 ( CDAE ) 高出许多。中国之痣血胶囊改变了古老经验方中汤剂的实践方法,以 85% 乙醇提取使呋喃类生物碱的含量增加而提高了肝毒性的风险。而白鲜皮在我国中医临床之应用上是以科学浓缩中药、饮片水煎剂口服或煎汤外用;台湾药事法规对于中药制程亦有严谨的规范,无论是赋形剂的改变或是制程技术的变更都须提出新的临床试验结果,证实其疗效与安全性无虞,并提报相关法规单位审核通过后方可进行制程或成分赋形剂等变更。

研究显示白鲜皮引起的肝损伤属于直接型肝损伤,此类型药物性肝损伤与剂量相关且可预测,因此在临床应用上注意安全剂量与相关药物交互作用可减低药物性肝损伤之风险。

( 林口长庚纪念医院中药局 / 黄馨瑀,桃园长庚纪念医院中医针伤科 / 许中原,台北长庚纪念医院中药科 / 邱名榕,长庚纪念医院中医药剂部 / 陈立伟 )