全 文 ：青篙素及其衍生物的抗疟机理
军事医学科学院微生物流行病研究所
北京






王京燕

摘要 通过电子显微镜的研究证实 , 青篙素类药物主要作用于疟原虫的膜系结构 , 不 同 剂 量 的
药 物 仅 有 作用速度的差异 , 没有作用部位及特点的差别 。 该类药物经体内代谢可产 生 氧 自由
基 , 其抗疟作用有赖于宿主体内抗氧化剂维生素
的水平 , 该类药物与原虫内的氯化高铁 血 红素







反应 , 导致副产物活性氧的产生及氧的损害。
青篙素是从中药菊科植物黄花篙中分离出的一 个具有过氧基 因的新型倍半菇内醋 。 是与
已知抗疟药完全不同的新型化合物 。 大量的药理及临床研究证明青篙素是优于氯哇的抗疟新
药 。 它具有高效 、 速效 、 低毒等特点 , 由于其化学结构与已知的抗疟药截然不同 , 因此推测
其在抗疟作用机理上也有所不 同 。 早在


年〔‘〕就有报道青篙素的抗疟作用与疟原 虫 体内
叶酸代谢的关系不大 , 不同于 乙氨喀陡 、 氯肌 、 磺胺与矾类等药物 。 用大量的对氨基苯甲酸
和叶酸均不能拮抗青筒素的抗疟作用 。 因此说明青篙素可能不是通过干扰叶酸代谢而发挥作
用的 。


年〔
〕又有人利用色素凝集试验证明青篙素的抗疟作用部位不同于氯哇 。 作者详细
做了氯唆和青筒素对色素凝集的影响 , 氯哇使色素凝集率达
 以上 , 而青篙素则不到
吠 。
有关该类药物的抗疟机理已有不少报道 , 概述如下 。

对疟原虫膜系统的影响




年〔
〕中医研究院在研究青篙素对小鼠疟原虫红内期超微结构的影响时 , 首先发现该
药主要作用于疟原虫的膜系结构。 其中包括食物泡膜 、 限制膜 、 线粒体膜和核膜均出现肿胀
且膜间隙增宽 。 不同剂量 的青篙素仅有作用速度的差异 , 没有作用部位及特点的差别 。 提出
青篙素对 疟原虫的作用原发部位是表膜 。 由于作用于食物泡膜 , 从而阻断了摄取营养的最早
阶段 , 使疟原虫较快产生氨基酸饥饿 , 迅速形成自噬泡 , 并不断排出虫体外 , 使疟原虫损失
大量胞浆直至死亡 。 李锐等〔
〕又报道了青篙醋钠对猴疟原虫超微结构的影响 。 青篙醋钠静脉
注射后 , 猴疟原虫形态迅速变化至膜 系破裂 。 药物注射
 后疟原虫表膜 、 食物泡膜 、 线粒体
膜均出现肿胀 , 自噬泡较多 ,

膜系肿胀 , 界限不清 , 染色质集聚


膜系肿胀明显 , 核膜
界限不清 , 自噬泡大量出现 , 核糖体消失 , 出现膜系破裂 。 叶祖光等〔
〕又在体外培养的人恶
性疟原虫中也看到类似的形态学变化 。 在青篙素的作用下 , 恶性疟原虫的核膜和限制膜的间
隙明显水肿并增宽以及内质网呈囊泡状肿胀 。 所有这些变化在用药后



便已出 现 , 其中
尤以核膜的损伤为最甚 。 接着他们又应用扫描电镜技术观察了青篙素对小鼠正常红细胞和感
染红细胞以及游离的疟原虫的表面结构的作用〔
〕。 结果发现即使青篙素作 用


, 感染小 鼠
的红细胞表面结构也未见异常改变 。 提示青篙素具有选择性较好的药理特点 , 可 以在不损害
红细胞的情况下 , 有效地杀伤其中的疟原虫 。



 等〔
〕给感染鼠皮下注射单剂青篙素





, 用药后


 就看见了原虫限制膜和
其它膜的变化 , 同时也看到核糖体和内质网的改变 。 作者在体外培养的 恶性疟 原 虫 中 加入
〔

〕一双氢青篙素 , 作用

后 , 经放射自显影观察 , 凡在感染疟原虫的红细胞内都见有〔“
〕
双氢青篙素标记的银颗粒出现 , 且均较为一致地定位于原虫的限制膜及消化泡的膜内。 而未
感染的红细胞内 , 则未见有银颗粒出现 。 作者认为核糖体及内质网形态学的变化与原虫体内








,









,
































 ,



























,











蛋白质合成受抑有关 。 〔

〕一双氢青篙素定位于原虫膜上的事实 , 说明原虫膜的完整性改变可
能发生在早期蛋白质合成的抑制之前 。
可 以看到 , 青篙素不论作用于鼠疟原虫 , 猴疟原虫还是人恶性疟原虫 , 其超微结构的变
化均主要表现在原虫的膜系结构 。 李锐等〔
〕认为疟原虫的表膜具有细胞色素氧化酶 , 该类药
物抗疟机理就是通过还原青篙素抑制细胞色素氧化酶 , 从而达到抑制疟原虫表膜 , 阻断以宿
主红细胞胞浆为营养的供给 , 造成原虫死亡 。

复对其抗疟作用的影响
由于青篙素及其衍生物的化学结构中都含有过氧桥 , 并有实验证明该类化合物如失去过
氧桥则也失去抗疟作用〔
〕。 因此 , 有人就设想青篙素类抗疟药的抗疟作用是否与 氧 有 关。







〔的测定了
种不同的氧压对青篙素抗疟活性的影响 。 结果表明 , 在恶性疟原 虫的
体外培养中 , 青篙素对原虫的作用有赖于氧压 。 当氧分压分别为

、

、

时 , 青篙素
的

。。值分别为


 、


。、。







, 可见随着氧压的增高 , 青篙素的抗疟作用也随之
增强 。 当青篙唬醋与咪康哇





可提高感染红细胞的氧压
伍用时具有明显 增效
作用 。 青篙唬酷与氧化剂阿霉素伍用也可 明显增强对培养的恶性疟原虫的抗疟作用 。 相反 ,
青篙素与具有减弱氧压作用的二硫苏糖醇




或
一维生素
合用 , 对体外培 养 的 恶性
疟原虫的抗疟作用明显减弱 。 同样 , 过氧化氢酶也可降低青篙素的抗疟作用 。 根 据 以 上 现
象 , 作者认为青篙素和青篙唬酷有提高感染红细胞氧压的作用 。 已知过氧桥是该药抗疟所必
需的 , 而感染红细胞浓缩〔



青篙素的量要比未感染红细胞大

 倍以上〔
。〕。 事实上 早有
报道〔


〕, 很多疟原虫包括人恶性疟原虫对

的伤害是敏感的 。 原虫在



环境下 生长
明显好于

和
 的

环境 。 另有报道 , 给感染文氏疟原虫的小鼠注射四氧喻吮后 , 高原
虫血症可迅速消失〔
 〕。作者认为此作用可能是由四氧喻吮与
一经基巴比妥酸之间的氧化还原
循环所生成的反应型氧
可能是经基
而引起 。 为确定游离氧根对疟原虫的影响 , 给感染鼠
注射少量能直接分解产生游离氧根的有机过氧化氢 , 叔一丁基过氧化氢 , 结果可治愈使小鼠
致死的疟原虫感染。 文氏疟原虫和恶性疟原虫体外试验表明 , 当其宿主红细胞置于游离氧根
发生剂时 , 这
种原虫都可被杀死 。 青篙素具有倍半菇内酷类的结构 , 由于它的过氧桥 降解 ,
释放出游离氧根 , 从而迅速产生抗疟作用。

抗复化剂对青蓄紊抗疟作用的影响
青篙素的抗疟作用是否与活性氧有关 , 通过调节宿主血浆自由基清除剂一维生素
的水
平可得到证实。



〔
 〕通过调节饮食维生素
的含量将小鼠分成血浆维生素
缺乏 , 正 常
和升高
组 , 此时再接种约氏症原虫 。 接种后

一
。连续
天口服青篙素 , 剂量为。、
、
 和







组 ,
。涂片 。 结 果 发现不管哪种饮食, 青篙素为。的原虫寄生率均在

左右 ,
青篙素为





的原虫寄生率均


。 而青篙素少
或





时 , 缺乏维生素
组 的小
鼠原虫寄生率仅为另
组的


。 作者对给





青篙素的
组动物继续观察 了


的 存活
率 , 维生素
缺乏 、 正常 、 升高各组动物

的存活率分别为

、

和。
。 上述实验结
果表明 , 青篙素的治疗作用与小鼠体内血浆维生素
水平的高低有着密切关系 。 维生素
缺
乏时可明显提高青篙素的疗效 。





 〔
 〕也证实小鼠血浆维生素
缺乏可提高青篙素抗
约氏疟原虫的作用。 同时他发现维生素
缺乏并补充

鱼肝油的饮食有着很强的抗疟 作用 ,
并观察到鱼肝油本身在没有青篙素时也有抗疟作用 。 早在


年





〔
的就发现小 鼠饮
食中含有



鱼肝油则可抑制伯氏疟原虫在其体内的繁殖 , 而用奶油 、 橄榄油代替鱼 肝油
对疟原虫生长则无任何影响 。 当小鼠饮食中存在足够量的水溶性维生素时 , 维生素
可 完全
《中草药 》


 年第
 卷第
期


对抗鱼肝油对疟原虫的抑制作用 。 鱼肝油为什么有抗疟作用 , 而维生素
又为什么能对其抗
作用呢
作者认为鱼肝油的不饱和脂肪酸通过宿主氧化成过氧化物 , 这些过氧化物产生一卜
对伯氏疟原虫有害的过氧化状态的内环境 , 从而杀死疟原虫 。 而维生素
通过它的抗氧化特
性可防止过氧化物的产生 , 从而对抗了鱼肝油的抗疟作用 。




 〔“
〕又进一步 证 明 了
高度不饱和脂肪酸可被结合到宿主红细胞和
或
原虫的膜上 , 在维生素
缺乏时 , 这 些膜
对过氧化的攻击十分脆弱而 造成原虫的死亡 。 由此可 见 , 体内过氧化物含量的升高对疟原虫
的生长极为不利 。 青篙素及其衍生物化学结构的特点是结构式 中都含有过氧桥。 有报道〔
 〕,
大鼠静脉注射单剂青篙醋钠


 后 , 取肝肠组织进行 电子 自旋共振波谱法


测定 ,
在谱线上可见一 个大的自由基信号并可引发脂质过氧化 , 使用抗氧化剂维生素
可 抑制上述
现象 。 据此作者认为 , 青篙酷钠的主要毒性作用机理之一可能是该药在代谢过程中产生 的自
由基攻击不饱和脂肪酸 , 引起脂质过氧化 , 导致细胞膜结构的损伤和细胞功能的紊乱 。 虽然
这是毒性试验的数据 , 但也不能排除其抗疟作用与此有关 。 蔺福宝等〔““〕关于青篙醋 钠抗疟
机理一文中提到 , 青篙酷钠可使红细胞中
百和



等活性氧的浓度升高 , 并能增加红细胞膜
的脂质过氧化 。 青篙醋钠使感染红细胞的活性氧增加和膜脂质过氧化程度均比未感染红细胞
显著 。 这样一方面可直接杀伤疟原虫 , 另一方面可氧化红细胞膜不饱和脂肪 酸 产 生 丙二醛





等产物 , 这些产物有很高的反应活性 , 可交联脂质和蛋白 , 它们既可直接 作用于
疟原 虫也可使红细胞损伤 , 破溶而导致疟原虫死亡 。

对蛋 白合成的影响
青篙素是否对疟原虫的蛋 白合成有影响


等〔

〕以〔

〕一异亮氨酸掺入为指标 观 察了
青篙素及其衍生物对体外培养的恶性疟原虫蛋白合成的影响 。 结果发现 , 在加 药 后 不 到


即可 明显抑制〔”
〕一异亮氨酸的掺入 。 异亮氨酸是疟原虫感染红细胞蛋白合成的主 要外 源性
氨基酸 。 因此 , 它的掺入可作为蛋白合成作用的一 个观察指标 。 在相同条件下 , 青篙 素类药
物抑制〔“
〕一次黄嚓吟掺入核酸 , 需作用

, 且抑制作用较弱 。 因此认为 , 青篙素 类药物的
抑制蛋白合成作用是直接的而不是通过抑制核酸代谢而继发的 。

与氯化高铁血红素





形成加合物
疟原虫进行蛋 白生物合成所需的氨基酸主要来自
个途径 , 其中之一就是利用宿 主 血红
蛋白分解后释放的氨基酸 。红细胞内的游离氨基酸不多 , 血红蛋白就是疟原虫最丰富的氨基酸
储备 。原虫摄入血红蛋白 , 在食物泡中血红蛋白被酸性内肤酶和氨基肤酶所消化 。 血红蛋白水
解产生游离氨基酸被原虫利用 , 同时也产生大量 的



 。





等〔
 〕发现 青 篙素与




反应生成一 个表现分 子量为

 的加合物 。 该加合物与由原虫所形成的加成物在色谱上 、溶解
性和电泳上都是一致的。 加合物本身对疟原虫并无毒性 , 但当在反应中加入红细胞膜时则出
现 了蛋白硫醇的氧化 。 因此作者认为青篙素与原虫内的



 反应导致副产物活性氧的产生
及氧的损害是这类药物的抗疟机理 。



 〔
 〕又进一步提出



 可催化青篙素不可逆地
分解为有机自由基 , 并通过电化学和分子模型的研究所证实 。 这种有机 自由基可以使蛋 白质
和



 烷基化并可氧化脂质和蛋白质 。 上述现象可 以解释为什么感染疟原虫的红细胞内青
篙素的浓度要远远高于正常红细胞 。 疟原虫内环境大量的



 可能是药物选择性毒性的原
因 。 青篙素及其衍生物对产生疟色素的红内期原虫有效 , 但不能杀灭不产生色素的肝内期和
蚊内期原虫以及成熟配子体 , 其原因之一就是



 起了关键作用 。
综上所述 , 青篙素类药物的抗疟机理之一是与活性氧有关 。 活性氧的产生导致原虫膜系
统的损害 , 从而原虫代谢功能紊乱直至死亡 。





致谢
本文 由王明道审校 。
今

赵 一 , 等
中医杂志 ,



,








叶祖光 , 等
中医杂志 ,
,
 ,









中医研究院中药研究所药理研究室
新医药杂志,











李 锐, 等
中草药,
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# 叶祖光 , 等 , 中医杂志 , 1 9 5 2 , 2 3 ( 4 ) : 6 5
8 叶祖光, 等 . 寄生 虫学与寄生虫病杂志 , 1 9 8 6 ,
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考 文 献
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( 上接164页)
从以上理化性质及光谱数据推定L p一 兀为ac t-
eo sid eo
致谢 : 紫外光谱和红外光谱 由我所分析
参 考
81 ( 2 ) , 1 6 2
14 哪章安 . 益寿保健信息 , 1 9 8 9 , 6 . 25
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1 5 2
(
1 9 9 3
一0 6砚2收稿 )
室测 定 , 核磁共振 谱由昆明植 物 研 究 所代
测 , 质谱由上海 医药工业研 究院代刚 。 实验
材抖 由云南永善县土特食品 厂提供 。
文 献
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1 9 9 2
一0 8 一2 5 收稿xg93一0 1 一 1 0 修 回 )
846
《中草药 》1 9 9 4 年第25 卷第3期 · 1 5 5 .