【关键词】 莽草酸;药理活性;提纯工艺;综述
莽草酸(Shikimic acid)化学名为3，4，5-三羟基-1-环己烯-1-羧酸，分子式C7H10O5，分子量174.15，化学结构见图1。图1 莽草酸的化学结构
莽草酸是广泛存在于高等植物和微生物中莽草酸途径的中间产物[1-2]，具有抗肿瘤和对心脑血管系统的作用[3-4]，可作为抗禽流感药物磷酸奥司米韦(商品名达菲)以及二恶霉素、乙二醛酶抑制剂等抗肿瘤药物的合成原料。此外，在生物合成中也扮演着重要的角色，如苯丙素类化合物、芳香氨基酸、黄酮类化合物等都是通过莽草酸途径产生的。莽草酸的生产原料主要来自植物，其中以木兰科植物八角茴香中的含量为高。在禽流感病毒肆虐期间，莽草酸的市场价格一度飞涨至5000元/kg，其主要原料八角茴香的价格也成倍上涨。为开发研究莽草酸资源，笔者综述了国内外有关莽草酸的研究近况，希冀为莽草酸资源的开发提供参考。
1 提取纯化工艺
自1885年莽草酸首次从日本芒草果实中分离以来，国内外有关莽草酸生产工艺的专利和文献报道很多。Adams H等[4]利用索氏提取器在24 h里从900 g八角茴香中提取莽草酸，并用阴离子交换柱和活性炭进行纯化，得到含量达7%的莽草酸。Richard P等[5]采用脱色炭有效缩短了提取时间，达到相同的效果。廖氏等[6]用95%乙醇提取八角茴香，经脱色、浓缩、重结晶等步骤制备莽草酸，纯度达90%以上，收率为3.97%。有关从八角茴香中提取莽草酸的工艺，多集中在研究影响提取效率的因素，对各种提取技术的提取效率作出对比，总结出效率最高、成本最低、生产环保的提取工艺[7-10]，详见表1。何氏等[10]研究从八角茴香中提取莽草酸，最佳纯化工艺为莽草酸浸膏经硅胶柱层析，乙酸乙酯洗脱，真空浓缩至干，甲醇和水混合结晶，得含量为98%的纯品莽草酸。张氏等[11]研究了活性炭对八角茴香提取液中莽草酸的吸附过程，开展了莽草酸的吸附平衡和吸附动力学研究。李氏等[12]以脱色率为考察指标，研究了6种离子交换树脂对莽草酸粗提液的脱色效果。结果表明，D290树脂脱色最佳，并通过单因素试验和正交试验对脱色条件进行优化。杨氏等[13]通过对比研究8种离子交换树脂对莽草酸的吸附和解吸附能力，筛选出最佳树脂D290，应用于白扦中莽草酸的分离纯化，并确定了其工艺条件和参数。焦氏等[14]采用硅胶、凝胶柱等多种色谱方法对板栗总苞的95%乙醇提取物进行分离，从正丁醇层分离得到莽草酸。林氏等[15]采用水提醇沉、大孔吸附树脂脱色、离子交换树脂分离等方法从马尾松中分离和纯化出莽草酸。Ruohong Sui[16]通过柱层析和重结晶等方法从松针水提液中分离得到莽草酸，纯度达98%以上。在北美地区分布极广的枫香树的树叶、树皮和果实中也含大量莽草酸，但以果实中的含量最高[17]。表1 八角茴香中莽草酸的最佳提取工艺
2 含量测定
目前，莽草酸的含量测定主要集中在高效液相色谱法(HPLC)、液相色谱-质谱联用法(LC-MS)、毛细管电泳(CE)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)和偏最小二乘-近红外(PLS-NIR)光谱法。
2.1 高效液相色谱法
应用HPLC法测定莽草酸的含量，以木兰科八角属为多见，其次是松柏科，详见表2。表2 莽草酸含量的HPLC测定法
2.2 液相色谱-质谱联用法
Bharathi A等[29]应用高效液相色谱并联紫外检测器(LC-UV)、高效液相电喷雾串联质谱(LC-ESI-MS)法，建立了八角果实和多种天然产物中莽草酸的定性和定量分析方法。共检测了9种不同地区八角果实及173种不同天然产物中的莽草酸含量，为莽草酸的资源开发和LC-MS检测提供了很好的参考。
2.3 毛细管电泳法
罗氏等[30]建立了莽草酸毛细管区带电泳-紫外检测(CZE- UV)分析方法，通过优化试验获得最佳分离条件：pH=8.63、10 nmol/L Nah3PO4-9 nmol/L硼砂、分离电压为25 kV，成功用于八角壳和籽中莽草酸的定量分析。Qing-Feng Zhang等[31]利用CE法建立了同时分离和测定土茯苓中莽草酸等6种有效成分的可行方法。Claudia M等[32]以HPLC法为对比，建立了直接和间接测定智利不同地区红酒中莽草酸含量的CE法。Iben LP等[33]建立了天然产物中莽草酸含量测定的胶束动电毛细管电泳法(MECC)。以上研究说明，CE法在莽草酸含量分析中逐渐成熟。
2.4 气相色谱-质谱联用法
Hong-cheng Liu等[34]以苯甲酸为内标，建立了莽草酸含量测定的GC-MS法，对云南不同地方产的八角茴香中莽草酸的含量进行了对比研究。
2.5 偏最小二乘-近红外光谱法
逯氏等[35]采用偏最小二乘法(PLS)建立了测定八角茴香中莽草酸含量的近红外(NIR)光谱定量分析模型，模型均经最有效的光谱区域选择和最适主因子数优化，结果表明，定量分析模型稳定性好和精度高，在中药有效成分定量分析方面有很好的应用前景。
3 药理作用
3.1 抗病毒
通过与禽流感抑制剂金刚烷胺及金刚乙胺的比较研究发现，莽草酸衍生物磷酸奥司米韦具有更广的抗病毒谱，其副作用较金刚烷胺更轻，造成可遗传抗药毒株的倾向性更小。无论药理和药动学研究[36]，还是临床研究[37]，结果均显示，磷酸奥司米韦在预防和治疗流感中具有重要作用。
3.2 抗肿瘤
早在1978年，Ganem B等[38]就开始对莽草酸的活性进行研究，发现莽草酸及其衍生物具有抗菌、抗肿瘤作用。1987年，日本学者发现，由莽草酸甲酯合成乙二醛酶Ⅰ抑制剂的类似物，对海拉细胞株(HeLa cells)和埃希利腹水癌(Ehrlichascites Carcinoma)有明显的抑制作用，能延长接种白血病细胞L1210小鼠的存活时间，且毒性相对较低，其抑制作用主要与硫氢化物反应有关[39]。国内学者孙氏等[40]于1988年合成了一种莽草酸衍生物二恶霉素类似物，证明该化合物具有与二恶霉素类似的体外抑制白血病细胞L1210的作用。
3.3 对心脑血管系统的作用
3.3.1 抗血栓
莽草酸及其衍生物对心血管系统的作用表现在抗血栓形成和抑制血小板聚集的作用。马氏等[3]发现，莽草酸有明显的抗血栓作用，可抑制动、静脉血栓及脑血栓的形成，其抗血栓作用与抑制血小板聚集有关，是通过影响花生四烯酸代谢来抑制血小板聚集和凝血系统。黄氏等[41]证实，三乙酰莽草酸(TSA)能显著升高血小板内环烯酸腺苷(cAMP)的含量，cAMP可通过降低血小板胞浆Ca2+浓度和抑制肌球蛋白磷酸化等途径抑制血小板功能，TSA通过影响第二信使cAMP而发挥抗血小板聚集作用。
王氏等[42]用动静脉环路血栓及三氯化铁致大鼠MCAT模型方法研究异亚丙基莽草酸(ISA)体内、外给药对血小板聚集的影响。结果表明，ISA体内外给药对二磷酸腺苷(ADP)和胶原诱导的血小板聚集有明显的抑制作用，抗血小板聚集的机制可能与G蛋白偶联下的cAMP水平降低有关。马氏等[43-44]发现，ISA还能减轻h3O2引起的细胞活性降低和乳酸脱氢酶(LDH)释放，可促进h3O2诱导的血管内皮细胞释放NO和前列环素，能明显改善h3O2所致的人脐静脉内皮细胞(HU-VEC)变形、皱缩等损伤表现。
3.3.2 抗脑缺血
莽草酸及其衍生物还具有抗脑缺血作用，主要表现在缩小大鼠局灶性脑缺血后脑梗死体积、降低神经功能评分、减轻脑水肿程度和增加缺血区脑血流量等指标[3]。种氏等[45-46]研究发现，TSA能降低脑缺血后红细胞聚集程度，抑制血小板的聚集，有利于脑的微循环，TSA还可通过影响P-选择素的表达，抑制脑缺血再灌注和凝血酶引起的血小板和中性粒细胞黏附，从而起到抗脑缺血的作用。孙氏等[47]对大脑中动脉缺血再灌注大鼠的研究发现，ISA可改善脑组织能量代谢，增加脑组织能荷值，提高脑组织Na+-K+-ATP酶和脊髓过氧化物酶(MPO)活力，减轻脑组织自由基损伤，从而保护受缺血性损伤的脑组织。此外，ISA还明显地抑制脂质过氧化产物丙二醛(MDA)的生成，并显著提高抗氧化系统T-SOD、Cu-Zn-SOD和GSH-PX的活性，表明ISA可通过调节自由基的代谢保护局灶性脑缺血的损伤[48-49]。
3.4 抗菌抗炎
由莽草酸甲酯合成的乙二醛酶Ⅰ抑制剂类似物对须发癣菌有一定的抑制作用[38]。邢氏等[50]通过试验发现， ISA能抑制二甲苯所致小鼠耳廓肿胀、角叉菜胶所致大鼠足跖肿胀和棉球肉芽肿，提示该药物可抑制炎症早期的渗出和水肿，同时抑制炎症晚期组织的增生及肉芽组织的形成，具有明显的抗炎作用。
4 结语
综上所述，目前国内外学者正致力于莽草酸的以下几个方面研究：①对天然产物中莽草酸的提纯工艺进行优化，寻求最佳生产工艺;②对天然资源中莽草酸的含量进行研究，以扩大资源;③在抗血栓和脑缺血及抗肿瘤方面深入研究，开发新药。目前，有关莽草酸研究存在的问题是：①莽草酸的生产成本高;②莽草酸衍生物的开发利用相对薄弱。应通过寻找新的植物资源降低成本，同时加强莽草酸衍生物的合成及生物活性研究。总之，莽草酸作为一种具有多种生物活性的天然产物和化学合成的重要原料，将会有广阔的开发前景。
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