山西省道地中藥材研究進展

高 昆 ，林洪源

（1.山西大同大學 農學與生命科學學院，山西 大同 037009；2.大同鄉村振興研究院，山西 大同 037009；3.山西大同大學 設施農業技術研發中心，山西 大同 037009）

所謂道地藥材就是指經過長期臨床研究所選出來的，在特定地區，通過特定生產過程所制造的，較其他地區所產的同種藥材品質佳、療效好，并具有較高知名度的藥材[1]。山西道地藥材的生產歷史悠久，中藥文化底蘊深厚，山西中藥資源量位列全國第4，中藥材的種類、儲量、種植面積和產量均處于全國前列[2]。近年來，山西省積極挖掘中藥產業發展優勢，根據國家中醫藥發展戰略規劃，相繼出臺了《山西省中藥材保護和發展實施方案》《山西省人民政府辦公廳關于推進中藥材產業高質量發展的意見》（晉政辦發〔2022〕52 號）、山西省人民政府《關于建設中醫藥強省的實施方案》（2020年3月）等多項政策措施，為提高山西省中藥材資源優勢和市場競爭力奠定了堅實的基礎。

近年來，中藥的療效受到國內外的普遍關注，國外學者也致力于研究山西道地藥材的功效，如苦參的抗菌[3]、抗炎[4]、抗腫瘤[5]和降血糖作用[6]；黃芩黃酮的抗衰老作用機制[7]；連翹的抗炎活性[8]；黨參的免疫調節作用[9]；遠志的抗抑郁有效成分及作用機制[10]；甘草的抗炎殺菌性[11]；知母皂苷對老年癡呆癥的防治作用[12]。

本研究旨在通過查閱和整理文獻，從山西省道地中藥材的分布，有效成分和功效及分子生物學和生理生態學方面的研究進行綜述，了解山西省道地中藥材的研究成果，發現存在的不足，提出今后的研究方向，為提高山西省道地中藥材的產量和質量，更好地發揮其藥用價值提供幫助。

1 山西省道地中藥材及其分布

山西省是我國藥材資源大省，藥材種類豐富，據第四次中藥資源普查初步統計，山西省現有1 788 種中藥材，其中，道地中藥材達30 多種[13]。受地理位置、地形地貌、氣候條件、土壤類型等因素的影響，在山西各地集中分布的道地中藥材種類較多。

1.1 山西北部藥材

山西北部地區根據行政劃分包括大同、朔州、忻州3 個市，分布于北部的道地中藥材有：柴胡（Bupleurum chinenseDC.）、黃芪（Astragalus membranaceus（Fisch.） Bge.var.mongholicus（Bge.） Hsiao）、知母（Anemarrhena asphodeloidesBge.）、甘草（Glycyrrhiza uralensisFisch.）、麥冬（Ophiopogon japonicus（Linn. f.） Ker-Gawl.）、黃芩（Scutellaria baicalensisGeorgi）。

1.2 山西中部藥材

中部地區即呂梁、太原、陽泉、晉中四地，所產的藥材包括：甘草、連翹（Forsythia suspense（Thunb.）Vahl）、丹參（Salvia miltiorrhizaBge.）、板藍根（菘藍）（Isatis indigoticaFort.）、黃芩。

1.3 山西南部藥材

南部地區包括臨汾、長治、晉城、運城4 個市，主產藥材為：刺五加（Acanthopanax senticosus（Rupr.etMaxim.） Harms）、射干（Belamcanda chinensis（L.） DC.）、黨參（Codonopsis pilosula（Franch.）Nannf.）、連翹、生地（地黃）（Rehmannia glutinosaLibosch.）、柴胡、苦參（Sophora flavescensAit.）、板藍根、遠志（Polygala tenuifoliaWilld.）、瓜蔞（栝樓）（Trichosanthes kirilowiiMaxim.）、防風（Saposhnikovia divaricata（Turcz.） Schischk.）、丹參、麥冬、黃芩、貝母（Bolbostemma paniculatum（Maxim.）Franquet）、豬苓（Polyporus umbellatus（Pers.） Fries）、山茱萸（Cornus officinalisSieb. et Zucc.）。

在這些藥材中，除了黃芩在山西全省均有分布外，北部和中部共有的種類有甘草，北部和南部共有的種類有柴胡和麥冬，中部和南部相同的種類較多，有連翹、丹參、板藍根。相比較而言，山西南部的道地藥材種類比北部和中部多，而且產量也大。

2 山西省道地中藥材有效成分及功效

在山西道地中藥材中，能夠分離出生物堿、有機酸類、皂苷類、黃酮類、多糖類等有效成分，這些有效成分具有多種生物活性，在臨床上有廣泛用途。

2.1 含有生物堿類的中藥材

有研究發現，黨參中含有吡咯烷鎓[14-15]、黨參堿、黨參次堿[16-17]，黨參生物堿的藥理作用主要是對神經系統的作用，具有保護神經細胞、提高學習記憶能力以及減輕阿爾茲海默病癥狀等[18]。從苦參中分離到的生物堿主要有苦參堿、臭豆堿、苦豆堿、羽扇豆堿等類型[19]。其中，苦參堿具有顯著的抗腫瘤、抗肝炎病毒、抗心血管疾病作用[20-24]。常寶勤等[25]用紫外分光光度法測定板藍根中的生物堿類靛玉紅、靛藍的質量分數，這2 種生物堿具有保護肝臟、治療白血病、抗菌、抗病毒等作用。何立巍等[26]研究發現，板藍根總生物堿類對感染甲型流感病毒的小鼠有保護作用。張繼等[27]研究結果顯示，甘草生物堿成分為喹啉衍生物類及異喹啉衍生物類，甘草的根和根莖具有清熱解毒、止咳祛痰、補脾和胃等功效，這與甘草生物堿成分有關。金寶淵等[28]用光譜分析法鑒定出遠志的生物堿為咔啉類衍生物。瓜蔞干燥果皮脂溶性部分含有一種特有的生物堿——栝樓酯堿[29]，但其藥理活性未見報道。貝母中的甾體生物堿種類多，其中主要是西貝素和西貝素苷，它們是貝母止咳、化痰作用的有效成分[30]。

2.2 含有有機酸的中藥材

有機酸是中藥材的有效活性成分之一，具有抗菌、消炎等作用。不同中藥材中有機酸種類不同，如黨參中的有機酸主要是丁香酸、丁香醛、煙酸以及香草酸4 種[31]。板藍根中的有機酸是水楊酸、丁香酸、苯甲酸和鄰氨基苯甲酸[32]。巢志茂等[33]在5 種瓜蔞果皮揮發油中發現了15 種有機酸，其中，棕櫚酸含量最高，其次是亞麻酸和亞油酸。

2.3 含有皂苷類的中藥材

黨參皂苷具有增強免疫力、抑菌、抗氧化和抗癌等作用。曹發昊等[34]研究發現，黨參皂苷能增強細胞免疫、體液免疫功能，可以作為免疫增強藥物。鄧寶安等[35]研究表明，黨參皂苷提取物具有很強的抗菌活性。方志娥等[36]研究結果顯示，黨參總皂苷對人肝癌SMMC-7721 細胞有抑制作用?？鄥⒏腥圃磉邦愔饕锌鄥⒃磉阿?、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，大豆皂甙Ⅰ。三萜皂苷類具有抗腫瘤、抗菌消炎、抗病毒等生物活性[37]。知母根莖中含有甾體皂苷類，是知母首要的藥理活性成分[38]，其中知母皂苷BⅡ以及知母皂苷AⅢ等甾體皂苷類具有改善學習記憶、抗老年癡呆的作用[39]。柴胡中含有較多的皂苷類化合物，其中柴胡皂苷A、C、D 是其主要活性成分[40]。李肖等[41]研究發現，柴胡中的柴胡皂苷A 和柴胡皂苷D 等活性成分具有抗抑郁效果。宋吉美等[42]研究表明，柴胡皂苷A 和D 具有明顯的抗炎和免疫調節作用。相關研究表明，柴胡皂苷類成分具有良好的保肝護肝作用[43]，柴胡、刺五加、麥冬的皂苷具有抑制癌細胞的生長、侵襲、遷移功能[44-46]。刺五加皂苷還有抗氧化功能[47]。黃芪皂苷類成分主要有黃芪皂苷、異黃芪皂苷、乙酰黃芪皂苷、環黃芪苷和大豆皂苷等。黃芪皂苷是黃芪中重要的活性成分之一，具有抗腫瘤、抗衰老、抗病毒、免疫調節、保護心血管系統等功能[48]。王敏等[49]研究發現，黃芪皂苷Ⅱ可激活CD45PTPase，誘導Th1 細胞反應，增強抗腫瘤免疫反應。鄭恒等[50]研究表明，黃芪皂苷可改善心肌損傷，增強心功能，抑制心肌細胞凋亡。甘草皂苷中的三萜皂苷是甘草中最主要的一類化學成分，具有保肝活性[51]。甘草酸制劑用于臨床治療乙型肝炎病毒。費書珂等[52]研究表明，甘草皂苷可顯著改善急性胰腺炎小鼠的炎癥水平，減輕胰腺組織損傷。遠志皂苷為中藥遠志中的三萜皂苷類成分，是其發揮藥效的主要成分之一。遠志皂苷具有抗氧化、抗衰老、抗癌、保護心腦血管及神經等作用[53]。梁義等[54]研究發現，遠志皂苷D通過Wnt/β-catenin 信號通路抑制結直腸癌的生長和轉移。皮婷等[55]研究結果顯示，遠志皂苷可抑制LPS 誘導的細胞炎癥因子的釋放及表達，具有保護神經細胞炎癥損傷的作用。

2.4 含有黃酮類的中藥材

黃酮類化合物具有清除自由基、抗氧化、抗癌、抗菌、抗過敏、抗炎癥、抗病毒等多種生物活性及藥理作用，對人類的腫瘤、衰老、心血管等疾病的治療和預防也具有重要意義。山西省道地藥材中含有黃酮類的有連翹、黃芪、甘草、柴胡、遠志、黨參、苦參、板藍根、黃芩、射干、麥冬、山茱萸等，它們各有不同的功效。連翹中的黃酮類化合物具有一定的清除羥自由基的能力[56]。李平等[57]研究發現，連翹黃酮能顯著抑制胃癌細胞MGC80-3，促進細胞自噬性死亡。杜虹韋等[58]研究表明，黃芪黃酮提取物能抑制S180 小鼠腫瘤細胞的生長，對腫瘤細胞的凋亡有一定的促進作用。邵洋等[59]研究推測，黃芪黃酮與葛根黃酮配伍，通過APN/AMPK 的相關信號通路有降低血糖、血脂的作用。陳浩等[60]研究表明，甘草黃酮對MPTP 帕金森病小鼠DA 能神經元具有神經保護效應。相關研究發現，柴胡黃酮、遠志黃酮、黨參黃酮具有一定的抗氧化性[61-63]。王繼光等[64]研究發現，苦參總黃酮有抗心律失常的作用。張洪江等[65]利用分子對接方法研究了板藍根中15 個黃酮化合物對神經氨酸酶的抑制作用，為板藍根抗流感病毒的物質基礎提供線索。龍旭等[66]研究顯示，丹參總黃酮對革蘭氏菌有抑制作用，其抑菌率大小依次為大腸埃希菌＞金黃色葡萄球菌＞銅綠假單胞菌。相關研究發現黃芩黃酮有抗衰老作用[67]。

2.5 含有多糖類的中藥材

中藥材中的多糖也是重要的活性成分之一，起著不同的藥用功效，如黨參、黃芪、甘草的多糖[68-70]能夠參與調節免疫活性；黨參、知母、柴胡、黃芪的多糖[42,71-73]起到抗炎癥功能；甘草多糖[74]，苦參、黨參多糖[75-76]，具有抗氧化功能。

2.6 含有其他有效成分的中藥材

除了以上5 種主要有效成分外，山西中藥材中還有多種化學成分，牛天增等[77]從黨參中提取的有效成分還包括了蒼術內脂Ⅲ，蒼術內脂Ⅲ能夠改善腸道炎癥，可用于臨床治療腫瘤及損傷。張娜等[78]研究表明，生地（地黃）甾醇類成分具有調節免疫、減少血管通透性、抑制血管內皮炎癥、抑制關節滑膜炎癥的作用。李亞妮等[79]通過FTIP 指紋圖譜的研究，發現遠志醇溶性浸出物中有大量的脂類物質，證實了山西遠志醇溶性浸出物中脂溶性成分含量高。

2.7 道地中藥材有效成分提取工藝

目前研究注重優化藥材主要有效成分的提取工藝，使提取的有效成分含量更加優質，提取率更高。最常用的提取方法有Box-Behnken 響應面優化法、正交試驗優化法、超聲波提取法。如連翹黃酮、連翹多糖、遠志黃酮、甘草多糖的提取利用Box-Behnken 響應面優化法[74,80-82]；板藍根多糖、黨參多糖的提取利用超聲波提取法[83-84]；知母黃酮、瓜蔞黃酮、黃芪多糖的提取利用正交優化法[85-87]。

有些研究還利用HPLC 指紋圖譜對藥材的有效成分進行分析，確定藥材有效成分的含量，鑒定不同產地、不同品種藥材的質量，為藥材質量控制提供依據。關琳靜等[88]采用RP-HPLC 色譜法，將潞黨參和其他不同產地黨參的有效成分進行對比，結論可用于測定山西潞黨參的質量。張麗增等[89]建立不同批次山西遠志的HPLC 指紋圖譜，表明山西遠志藥材有效成分組成一致，質量穩定，該法也可用于快速鑒定不同產地的山西遠志。喬麗芳等[90]建立了山西不同地區黃芩葉的黃酮類物質的HPLC 指紋圖譜，測定出不同產地黃芩黃酮含量，為黃芩質量評價提供依據。

3 山西省道地中藥材的分子生物學

隨著現代分子生物學技術、現代儀器分析技術和計算機技術的發展，這些技術開始逐步應用于中藥材的品種鑒定和品質研究。中藥分子鑒定是應用 DNA 分子標記技術鑒定中藥材的方法。DNA分子標記技術具有特異性強、痕量、方便、準確的特點。馬寧[91]利用ITS 序列的差異，鑒別黃芪的正品與偽品。詹海仙等[92]對山西省3 種野生黃芩葉綠體基因組序列的SSR 位點進行了分析，從分子水平對黃芩進行了快速、準確的鑒定。昌秦湘等[93]綜述了RAPD、SSR、ISSR、SNP 等4 種不同分子標記在連翹品種鑒定、遺傳多樣性和親緣關系等方面的應用。

PCR 技術廣泛應用于中藥材鑒定和基因克隆及表達分析中，蒲雅潔[94]運用PCR 技術鑒定出與遠志皂苷合成有關的關鍵酶。王曉林等[95]克隆出黨參中甘油醛-3-磷酸脫氫酶基因，并分析干旱脅迫下基因的表達，結果表明該基因與黨參多糖的合成相關。王寶霞等[96]利用PCR 技術鑒定出侵染板藍根的病毒為蠶豆萎蔫病毒2 號。此技術還用于柴胡、黃芪、遠志、苦參品種的鑒定[97-100]，根據基因序列遺傳距離，結果可分析不同品種在基因方面的差別。

有學者還利用了優化的PCR 分析技術，如苦參、黃芪、甘草的SSR-PCR 反應體系[101-103]、板藍根的RAPD-PCR 反應體系[104]，這些技術可為中藥材鑒定及遺傳多樣性分析提供一個標準化程序。

4 山西省道地中藥材的抗性生理生態

山西省處于我國的半干旱地區，水資源匱乏，同時土地鹽漬化程度嚴重，所以，藥用植物在受到干旱危害的同時，也受到鹽堿脅迫，影響了中藥材的產量和質量。

4.1 干旱脅迫

過度干旱使藥用植物缺水，導致生長受到抑制，對藥材的品質和各項生理指標有重要影響。干旱試驗表明，有些藥用植物在輕度干旱脅迫下仍可正常生長，具有一定耐旱性。王惠珍等[105]研究結果表明，輕度干旱脅迫下黨參各項生理指標均處于正常水平。韓麗君等[106]研究干旱脅迫下連翹體內保護酶活性的變化，結果發現，輕度干旱脅迫可使連翹體內的保護酶含量增加，使連翹具有一定的抗干旱能力。

輕度干旱脅迫還可促進藥用植物有效成分的合成。梁建萍等[107]對黃芪進行不同程度干旱脅迫，結果表明，輕度的干旱脅迫能夠促進黃芪根部有效成分的積累，但中度和重度脅迫對黃芪的生長起抑制作用。雷瑞祥等[108]采用不同濃度PEG 模擬干旱脅迫，結果發現，適當的干旱脅迫有利于遠志體內有效成分的積累。

當對藥用植物施加一定的外源激素，可有效緩解干旱脅迫。韓曉偉等[109]研究表明，在不同干旱程度下，用適當濃度的外源脫落酸噴施于柴胡葉面，可提高柴胡的耐旱性，同時促進皂苷含量的增加。王楠等[110]研究發現，用50 mg/L 赤霉素浸種48 h，可以緩解重度干旱對黃芪種子萌發和幼苗生長的影響。安鈺等[111]用不同濃度的CaCl2噴施甘草葉片7 d 后，發現干旱對甘草的傷害得到緩解。

以上研究表明，藥用植物在輕度的干旱脅迫下生理狀態正常，同時輕度脅迫能夠促進藥用植物有效物質的積累，但是隨著干旱脅迫的加劇，當超過一定值時會對藥材幼苗的生長起抑制作用，由此可知，山西省道地中藥材具有一定的抗旱能力。并且相關研究結果表明，施加某些外源物質可以緩解或消除干旱脅迫對植物的傷害。

4.2 鹽脅迫

山西省道地中藥材的生產也受到鹽漬化土地的危害。在眾多的緩解藥用植物鹽脅迫的研究中，施加外源成分起了很大的作用。劉福順等[112]結果表明，苦參在輕度鹽脅迫時具有耐鹽性，當鹽濃度超過一定值后，苦參的生長就會受到抑制，而ALA（5-氨基乙酰丙酸）在苦參種子萌發時能夠起到緩解鹽脅迫的作用。劉建霞等[113]研究發現，用萘乙酸浸種和在幼苗期對黃芪葉面施加一定濃度的萘乙酸，可以有效緩解鹽脅迫對黃芪的傷害作用。柳福智等[114]研究表明，施加適當濃度的外源海藻糖能夠緩解鹽脅迫對甘草幼苗的傷害，或施加外源硅[115]也具有一定的緩解作用。華智銳等[116]、李小玲等[117]通過對黃芩幼苗施加外源吲哚乙酸、外源茉莉酸甲酯發現可以緩解鹽脅迫的傷害，增加其耐鹽性。

以上研究表明，山西省道地中藥材均有一定的耐鹽性，在低濃度的鹽溶液中山西道地藥材可以保持正常的生理活性，隨著鹽濃度的升高，植物生長受到抑制。但利用一些外源糖類、礦質元素、有機酸、植物激素等可以緩解鹽脅迫下植物受到的傷害，并促進有效物質的積累。這些研究成果為生產實踐中提高山西道地藥材的抗鹽性提供了理論依據。

4.3 其他逆境脅迫

藥用植物在生長的過程中，礦質元素也會對植物的生長產生一定的影響。有些學者研究認為，黨參在銅脅迫和鎘脅迫下，可在基質中添加適當凹凸棒石黏土，以緩解脅迫對植株的傷害[118-119]。黃芪在鎘脅迫時生長受到抑制，但凹凸棒黏土能夠有效緩解鎘脅迫對黃芪的傷害作用[120]。板藍根幼苗在鎘脅迫、鉛脅迫、銅脅迫[121]下均會受到傷害，抑制其生長。但低濃度的鈣離子可以緩解板藍根幼苗的鎘脅迫[122]，適當濃度的硅可以緩解板藍根幼苗的鉛脅迫[123]。

5 展望

山西省是我國的中藥材資源大省，也是中藥材主產區。隨著中醫藥產業的發展，道地中藥材生產已經成為山西的重要產業之一。山西省道地中藥材的種類、品質與山西的地形地貌、氣候條件、土壤性質相適應，具有一定的抗逆性，所提取的成分含量、品質優于其他品種，有效成分的應用更加突出。關于山西省道地中藥材的有效成分和功效、分子生物學和生理生態方面的研究都取得了較多的成果，并且有些已經用于臨床醫學、藥物生產及藥材生產實踐中。但是目前的研究取材大部分只局限于市面易獲取的中藥材，對野生中藥材的研究相對較少，所以，今后關于山西省道地中藥材的研究應更加注重野生資源的挖掘和開發利用，深入研究野生中藥材的有效成分，優化成分提取工藝，使更多中藥材有效成分的提取純度及含量更高，還要關注野生中藥材有效成分的臨床應用。同時注重新品種的培育，從藥材分子生物學和生理生態學方面進行研究，以便提高中藥材的質量和產量，更好地發揮其藥用價值。