一种治疗内毒素血症的植物提取物、化合物及其提取方法和用途 【技术领域】
本发明涉及一种治疗内毒素血症的植物提取物、化合物及其提取方法和用途。
背景技术
内毒素(Endotoxin ET)是革蓝氏阴性杆菌细胞壁的脂多糖(Lopipolysacharide LPS)成分，是介导肌体免疫和炎症反应异常的关键致病因子。内毒素血症是由内源性和外源性内毒素过量进入血循环，激发肌体免疫细胞大量释放多种细胞因子，破坏肌体炎症反应平衡，引起微循环障碍和组织严重损伤，造成广泛而强烈的病理反应，进而导致的脓毒性休克、多脏器功能衰竭等高危性疾病。近年来，许多研究表明，创伤应激状态发生的脓毒症、脏器功能损伤与肠源性内毒素血症密切相关。应激状态下出现的肠黏膜机械屏蔽功能受损，使比细菌颗粒小的内毒素首先易位进入血液，造成内毒素血症，激活炎症细胞，释放大量炎症介质和细胞因子形成脓毒症。因此，内毒素血症的发生并不仅仅存在于内、外科的各种感染性疾病，严重的创伤、烧伤、休克、大手术和癌症放、化疗等都是产生内毒素血症的主要病因。而内毒素血症又是临床许多难治性疾病如急性肺衰、急性肝衰、急性肾衰、急性DIC、脓毒性休克和多脏器功能障碍等严重并发症的主要病因。临床观察证实，大面积烧伤病人内毒素血症发生率为58％，多呈现显著的脓毒症状态，最终可并发MODS而死亡。失血性休克后出现明显的内毒素血症，即使血容量补足，升压药用到了极量，休克仍不能得以纠正，最终发展至死亡。重症肝炎、肝炎肝硬变、慢性肝炎、急性肝炎患者肠源性内毒素血症(IETM)的发生率分别为93.3％、84.3％、79.0％与75.0％。胆管阻塞及其它腹内脏器疾患外科手术的内毒素血症进展为肾功能不全的占51.4％，最后发展为多脏器衰竭死亡的高达28.3％。内毒素血症所诱发的多器官功能障碍综合征(MODS)是重症监护病房最常见地死亡病因之一。针对内毒素血症及诱发的多脏器功能衰竭的抗内毒素治疗是当今国内外学者研究的重大课题及最活跃的领域，但至今还没有一种药物正式上市。
【发明内容】
本发明目的在于提供板蓝根的有效部位以及其中主要的化学成分；本发明目的还在于提供板蓝根的有效部位及其中主要的化学成分的制备方法；本发明第三个目的在于提供板蓝根的有效部位以及其中主要的化学成分的抗内毒素血症的新用途。
从板蓝根中提取具有抗内毒素血症作用的有效部位，可以采取以下任何一种方法：
原料药材：十字花科植物菘蓝Isatis indigotica Fort.的干燥根。
1.乙醇作溶剂(含浸泡、渗漉、回流)的提取工艺：用80％乙醇多次浸泡或回流提取，或用80％乙醇渗漉提取，合并提取液，静置，取上清液过滤，滤液回收乙醇，得有效部位流浸膏。
2.离子交换树脂提取工艺：将一定量的板蓝根加水浸泡后，加水煎煮2次，每次1.5h-2h，合并水煎煮液，静置，取上清液离心分离，离心液通过强酸性阳离子交换树脂交换，收集流出液，浓缩至每毫升药液含生药约2克，加95％的乙醇使含醇量达80％，静置沉淀，取上清液过滤，滤液回收乙醇，得有效部位流浸膏。
3.大孔吸附树脂提取工艺：将一定量的板蓝根加水浸泡后，加水煎煮2次，每次1.5h-2h，合并水煎煮液，静置，取上清液离心分离，分离液通过大孔吸附树脂，分别用10％、20％、40％、50％的乙醇洗脱吸附后的树脂，并收集洗脱液，静置，取上清液过滤，滤液分别回收乙醇，得有效部位流浸膏。
4.其它有机溶剂提取工艺：将乙醇提取的浸膏加水稀释成每毫升含生药1克的水溶液，分别依次用石油醚、氯仿萃取，石油醚、乙酸乙酯萃取，石油醚、正丁醇萃取。分别回收氯仿、乙酸乙酯、正丁醇萃取液中的有机溶剂，得有效部位流浸膏。
本发明有效部位中含有的四类化合物分别为：糠醛类化合物、木质素类化合物、吲哚类化合物、有机酸类化合物。各类化合物中的主要有效成分为：糠醛类化合物：5-羟甲基糠醛，英文名：5-hydroxymethylfurfural(5-HMF)，分子式：C6H6O3，分子量：126；木质素类化合物：异落叶松树脂醇。英文名：Isolariciresinol分子式：C20H24O6分子量：360；吲哚类化合物：1-N-甲氧基-2-氧-吲哚-3-乙酰胺；有机酸类化合物：邻氨基苯甲酸、水杨酸、苯甲酸、丁香酸、含羟基和双键的长链脂肪酸等。糠醛类化合物、木质素类化合物、吲哚类化合物在有效部位中的含量5-60％，包括邻氨基苯甲酸、水杨酸、丁香酸、喹唑酮酸及含羟基和双键的长链脂肪酸的有机酸类化合物在有效部位中的含量为5-30％。
有效部位中有效成分的最佳组合的重量比例为：5-羟甲基糠醛20-50∶异落叶松树酯醇1-3∶1-N-甲氧基-2-氧-吲哚-3-乙酰胺10-40。
本发明化合物临床应用剂量范围分别为：5-羟甲基糠醛为1.0mg～10.0mg/kg，异落叶松树酯醇为0.1mg～1.0mg/kg，1-N-甲氧基-2-氧-吲哚-3-乙酰胺为0.8mg～8.0mg/kg。本发明制剂的pH范围在2.0-5.0。
本发明首次从该植物中分离得到的化合物1-N-甲氧基-2-氧-吲哚-3-乙酰胺为有效部位中的主要有效成分。英文名：1-N-methoxy-2-oxo-indolyl-3-acetamide 结构式为：
分子式：C11H12O3N2，分子量：220；
上述新化合物的提取方法为：板蓝根的乙酸乙酯提取物用硅胶柱层析分离，依次用氯仿∶甲醇＝80∶1(500ml*18)、40∶1(500ml*20)、30∶1(500ml*5)、20∶1(500ml*32)洗脱。在氯仿∶甲醇＝40∶1洗脱的流份7B中有两个荧光斑点，将流份7B继续柱层析，进一步用石油醚∶氯仿∶甲醇＝15∶15∶1洗脱，获得一白色针状结晶。
本发明有效部位或其化学成分可制成药学上可接受的制剂，例如制备成口服给药制剂：片剂、胶囊剂、丸剂、颗粒剂、滴丸剂、口服液，制备成直肠给药制剂：栓剂、灌肠液，制备成皮肤给药制剂：膏剂、乳剂、搽剂、贴剂、透皮吸收制剂，制备成注射给药制剂：肌肉注射剂、静脉注射剂。当治疗病毒性感染时，活性组分可与适当的杀病毒剂一起给药、或制成复方制剂。该活性组分可以作为冻干制剂。
下面实验例用于进一步说明本发明：
实验例1：本发明通过动物体内试验确认板蓝根具有抗内毒素血症作用的有效部位
试验用药液：以上各提取工艺获得的提取物加水稀释配成每毫升含2克生药的药液。
试验用内毒素：用中国药品生物制品鉴定所提供的O111B4大肠杆菌，经本实验室制备、纯化内毒素，并用中国药品生物制品鉴定所提供的O111B4大肠杆菌内毒素进行效价标定。制备内毒素血症模型的小鼠剂量范围为每公斤体重15-18毫克。
试验用动物：购自中国医学科学院动物繁殖场，昆明种，二级小鼠。体重范围：18-22克，雌雄各半。按体重随机分组，每组动物不少于30只。并进行各组动物体重的t检验，各组间无显著差异，随机抽一组作阴性对照。
试验方法：试验前各组动物禁食不禁水12小时，给药组按每20克体重给不同工艺所得提取液0.5毫升灌胃，阴性对照组同体积蒸馏水灌胃，给药后45分钟，自小鼠尾静脉注射80％致死量的内毒素溶液，制备内毒素血症及多脏器功能衰竭模型。
观察指标及数据处理方法：以存活率和存活时间为指标，以存活率为主要指标。观察并记录72小时内，每只小鼠死亡时间和每组的死亡只数，计算每组动物的存活时间和存活率，用t检验检测给药组与阴性对照组存活时间之间是否有显著差异，用X2检验检测给药组与阴性对照组存活率之间是否有显著差异。试验结果：见表1。
表1不同方法提取板蓝根得到的部位提取物的抗内毒素作用 不同工艺提取组分 存活时间(h) 存活率(％) X2检验 (X2≥3.84)T检验(P≤0.05) 对照 组 给药 组 对照 组 给药组 80％乙醇提取部位 31.15 67.45 8/32 28/32 22.924.04*10-9 阳离子交换树脂流出 液醇提取部位 38.90 59.33 12/30 23/30 6.863.33*10-3 大孔吸附树脂 10％-50％醇洗脱部位 31.15 47.20 8/32 18/32 5.239.60*10-3 氯仿萃取部位 24.57 45.58 4/34 17/34 9.923.80*10-4 乙酸乙酯萃取部位 33.86 61.56 9/30 23/30 11.324.04*10-5 正丁醇萃取部位 25.62 55.40 5/30 20/30 13.443.17*10-5
结论：(1)用以上4种提取分离方法得到的6种提取部位均有显著抗内毒素血症及降低其诱发的多脏器功能衰竭所致死亡率的作用。
(2)在6种提取部位中，80％乙醇提取部分抗内毒素血症及降低其诱发的多脏器功能衰竭所致死亡率的作用最强，正丁醇、乙酸乙酯和氯仿萃取部分也有极显著的抗内毒素血症及降低其诱发的多脏器功能衰竭所致死亡率的作用，从大孔吸附树脂工艺得到的50％以下乙醇洗脱部分有显著抗内毒素血症及降低其诱发的多脏器功能衰竭所致死亡率的作用，提示有效部位中成分为中等极性物质。
(3)强酸性阳离子交换树脂流出液80％乙醇提取部分有显著抗内毒素血症及降低其诱发的多脏器功能衰竭所致死亡率的作用，提示有效部位中的部分主要活性成分不被阳离子交换树脂吸附。
(4)经研究，发现板蓝根抗内毒素血症的有效部位中主要含有以下四类化合物：糠醛类化合物、木质素类化合物、吲哚类化合物和有机酸类化合物。
实验例2：本发明有效部位中有效成分单体化合物的分离：上述表1中经动物试验证明的有效提取部位，其高效液相色谱有3个主要的吸收峰，薄层层析色谱有3个主要的斑点与疗效密切相关。由于在乙酸乙酯萃取部位3个主要成分含量较高，即将乙酸乙酯萃取部位进行柱层析分离。
材料：青岛海洋化工厂产柱层析用硅胶，薄层层析用G板和GF254板。北京益利化学品公司的分析纯试剂氯仿、甲醇、石油醚、乙酸乙酯等。展开系统：石油醚-氯仿-甲醇＝4∶4∶1、2∶4∶1，氯仿-甲醇＝80∶1、40∶1、20∶1。
单体化合物的波谱分析及结构确证：从以上组分中分离出单体化合物，经军事医学科学院分析中心质谱、氢谱、碳谱分析并解谱确定结构的有25个化合物，其中22个为已知化合物，3个为首次从该植物中分离得到的化合物。
本发明首次从该植物中分离得到的化合物1-N-甲氧基-2-氧-吲哚-3-乙酰胺为有效部位中的主要有效成分。其波谱数据如下：FAB-MS m/z[M+H]+为221。1HNMR(CDCL3)，δ：2.71(1H，dd，J＝15.9，7.0Hz H-10a)，2.97(1H，dd，J＝15.9，5.7Hz H-10b)，3.85(1H，t，J＝6.4Hz H-3)，4.03(3H，S，OCH3)，6.09(1H，br.s，-NH)，6.28(1H，br.s，-NH)，6.99(1H，dd，J＝7.8，1.0Hz H-7)，7.09(1H，td，J＝7.8，1.0Hz H-5)，7.32(1H，dd，J＝7.8，1.0Hz H-4)，7.33(1H，td，J＝7.8，1.0Hz H-6)。由13CNMR谱可进一步推断化合物存在两个羟基。此化合物碘化铋钾试验呈阳性，说明为生物碱类化合物。由质谱数据并结合1HNMR、13CNMR谱推断化合物6的分子式为C11H12N2O3。根据生源关系，该化合物可能为吲哚类化合物，而且具有2-吲哚酮骨架。由1HNMR中观察到的两个活泼氢及13CNMR谱中羰基化学位移，推测存在-C＝O-NH2(酰胺)基团。13CNMR谱中δ值为63.42的-OCH3与1位N原子相连与文献中该类化合物数值相符。据此推断该化合物的分子式为：C11H12O3N2，结构式为：命名为：1-N-甲氧基-2-氧-吲哚-3-乙酰胺。
实验例3：本发明有效部位中各主要成分的作用强度及比例
供试液的制备：将乙酸乙酯萃取物进行硅胶柱层析分离，将氯仿洗脱部位和氯仿∶甲醇＝10∶1洗脱部位回收溶剂，加水配成浓度为含生药量2g/ml的背景溶液，将氯仿-甲醇不同比例洗脱得到的5-羟甲基糠醛、异落叶松树醇酯、1-N-甲氧基-2-氧-吲哚-3-乙酰胺按不同重量比加入背景液中，筛选最佳配比。为保证有效成分的稳定性，3号有效部位的背景溶液用5％的盐酸调pH＝2.5，6号有效部位的背景溶液用5％的氢氧化钠调pH＝4.5，试验动物、给药方法及结果统计同前。试验结果见表2。
表2各主要成分比例及相应的药效学试验结果 给药部位 编号 各部位所占比例(重量比) 动物试验数据 5-HMF 异落叶 松树醇 酯 1-N-甲氧基- 2-氧- 吲哚-3-乙酰 胺 药液pH 值 X2检验 (X2≥ 3.84) T检验 (P≤ 0.05) 给药部位1 17.00 1.00 15.0 4.00 20.43 5.16*10-9 给药部位2 17.00 1.00 0.00 2.80 13.08 7.04*10-5 给药部位3 51.00 0.00 0.00 2.50 4.19 0.05 给药部位4 0.00 1.00 7.5 3.80 4.22 0.01 给药部位5 0.00 1.50 0.00 3.50 3.95 0.00 给药部位6 0.00 0.00 30.0 4.50 4.19 0.05 背景溶液7 0.00 0.00 0.00 3.50 0.00 0.00
结论：
(1)有效部位中的5-羟甲基糠醛、异落叶松树酯醇、1-N-甲氧基-2-氧-吲哚-3-乙酰胺3个主要成分单独存在背景溶液中，均能显著的降低内毒素血症诱发的多脏器功能衰竭所致的小鼠死亡率。
(2)同剂量条件下，各种组合的作用强度为：5-羟甲基糠醛+异落叶松树酯醇+1-N-甲氧基-2-氧-吲哚-3-乙酰胺＞5-羟甲基糠醛+异落叶松树酯醇＞异落叶松树酯醇+1-N-甲氧基-2-氧-吲哚-3-乙酰胺。
(3)有效部位中有效成分的最佳组合的重量比例为：5-羟甲基糠醛20-50∶异落叶松树酯醇1-3∶1-N-甲氧基-2-氧-吲哚-3-乙酰胺10-40。
(4)有效部位中各有效成分、有效成分不同比例组合的作用强度与各自的浓度有关，随浓度增大作用增强。
(5)有效部位中的主要有效成分为5-羟甲基糠醛、异落叶松树酯醇、1-N-甲氧基-2-氧-吲哚-3-乙酰胺、有机酸可以作为本发明治疗内毒素血症的有效部位的质控指标。
(6)5-羟甲基糠醛对小鼠内毒素血症及诱发的多脏器功能衰竭的治疗浓度范围在每公斤体重10mg～100mg/kg，异落叶松树酯醇对小鼠的治疗浓度范围在每公斤体重1mg～10.0mg/kg，1-N-甲氧基-2-氧-吲哚-3-乙酰胺的治疗浓度范围在每公斤体重8mg～80.0mg/kg。
本发明有效部位的主要适应症：本发明所述的有效部位可以有效地降低由内毒素血症诱发的脓毒症、脓毒性休克、多脏器功能衰竭的死亡率。适用于严重创(烧、战)伤、感染、大手术、重症休克、放(化)疗、脏器移植等应激状态下产生的内毒素血症，重症肝炎、肝硬化、胃肠道疾病、营养不良、胆道/肠梗阻等并发的内毒素血症，由内毒素血症诱发的脓毒症、脓毒性休克、多脏器功能障碍甚至衰竭。该有效部位具有中医理论的清热解毒，活血化淤，回阳救逆功效，适用于热毒之邪直中卫气营血的温病见证：如败血症的热毒炽盛，急性肺炎的热毒淤湿壅滞于肺，急性肝衰的毒热攻串，湿热互结，急性DIC的热毒之邪入营血，重症休克的厥脱证等。
该有效部位可以有效地治疗或预防任何与LPS有关的疾病，所述疾病包括但并不限于内毒素血症(或脓毒症综合症)，也抑制LPS刺激的病毒的产生。这些病毒的复制作用是直接或间接受到NF-KB调节区的控制。这些病毒包括巨细胞病毒、疱疹病毒，但不局限于此，此外，由于流感病毒的活化作用受到LPS的作用增强以及TNF-α释放量的增加与流感病毒A和细菌性感染的综合情况有关，本发明也可能对流感病毒的活化起抑制作用。
实施例1：5-羟甲基糠醛120克，按常规加赋形剂制颗粒300克，填充制成0.3克/粒胶囊1000粒，调制剂ph值为2-5，日3次，每次1粒口服。
实施例2：异落叶松树酯醇2克，加PEG-6000 48克，调制剂ph值为2-5，加热熔融，滴制成50毫克/粒滴丸1000粒，日3次，每次5粒，舌下含服。
实施例3：1-N-甲氧基-2-氧-吲哚-3-乙酰胺120g，按常规加赋形剂，调制剂，制颗粒300克，压制成0.3克/片的片剂1000片，日3次，每次1片口服。
实施例4：5-羟甲基糠醛∶异落叶松树酯醇∶1-N-甲氧基-2-氧-吲哚-3-乙酰胺＝15.0∶1.0∶15.0，共100.0克，按常规加赋形剂，调制剂，制颗粒300克，填充制成0.3克/粒胶囊1000粒。日3次，每次1粒口服。