半夏为天南星科植物半夏Pinellia ternata(Thunb.)Breit.的干燥块茎，主要分布在甘肃、湖北、山东、四川、贵州、江西、山西、河北等省。半夏始载于《神农本草经》,其性辛、温，有毒，归脾、胃、肺经，具有燥湿化痰、降逆止呕、消痞散结的功效，临床内服用于治疗湿痰寒痰、咳喘痰多症，外用治疗痈肿痰核。半夏主要含有生物碱、有机酸、氨基酸、挥发油、黄酮类等化学成分，具有镇咳、祛痰、止呕、抗肿瘤、抗菌、抗炎等药理作用[1,2]。2020年版《中国药典》中半夏的质量标准包括性状、鉴别和薄层检验等，目前对半夏的药理作用、化学成分研究缺少专有性。现利用CNKI、PubMed、万方等数据库，对半夏的化学成分以及药理作用进行综述，并对半夏的质量标志物进行预测，以期为促进半夏产业发展提供依据。

1、化学成分、药理作用及预测分析

已经从半夏中检测到生物碱、有机酸、氨基酸、挥发油、黄酮类等多种化学成分，其中，淀粉含量尤为丰富，可达75.74%[3]。

1.1 化学成分

1.1.1 生物碱

生物碱是半夏中的重要组成成分，近年又从半夏中分离出3种新的生物碱类成分：9-((5-methoxypyridin-2-yl)methyl)-9H-purin-6-amine、4-(2-(2,5-dioxopyrrolidin-1-yl)ethyl)phenyl acetate、N-(9-((5-methoxypyridin-2-yl)methyl)-9H-purin-6-yl)acetamide, 已从半夏中检测到的主要生物碱类化合物见表1。

1.1.2 有机酸

有机酸是半夏镇咳祛痰的主要化学成分，半夏中含有大量不饱和脂肪酸(相对含量49.15%)和饱和脂肪酸，其中，不饱和脂肪酸主要为亚油酸(37.10%),饱和脂肪酸主要为棕榈酸(15.16%)。半夏中的主要有机酸成分见表2。

1.1.3 氨基酸

氨基酸是人体所需的重要营养成分，半夏中的天冬氨酸有很强的镇咳祛痰作用。半夏中含有16种氨基酸，其中，7种是人体所必需的氨基酸。用UPLC-Q-TOF-MS/MS法从半夏药材中初步得到了11种氨基酸类成分，半夏中的主要氨基酸类成分见表3[4]。

1.1.4 挥发油

半夏的主要化学成分为挥发油，其挥发油可用于治疗因化疗或者放射引起的白细胞减少。采用GC-MS联用发现半夏中的114种成分，主要有β-cubebene、苍术酮、甲基丁香酚、δ-cadinene等[13,14]。半夏中的主要挥发油类成分见表4。

表1 半夏中的生物碱

1.1.5 其他

目前已从半夏中共检测出22种苯丙素类(分为简单苯丙素和木脂素，如E-对-香豆醇、3,4-二羟基肉桂醇)、12种黄酮类(二氢类黄酮、异黄酮、高异类黄酮等[7])、9种脑苷类、蛋白质类(半夏蛋白、半夏胰蛋白酶抑制剂和半夏凝集素[15,16,17])等成分。还从半夏中分离得到无机元素(Zn、Cr 、Fe、Mn、Ni、Ca、Mg、Pb等)、主要毒性成分(草酸钙针晶和凝集素蛋白[18])、新成分(环木质素苷A)、大量淀粉等。对半夏化学成分的研究相对较为全面，后期可加强对有效成分方面的研究[19]。

1.2 药理作用

1.2.1 镇咳作用

半夏具有明显的镇咳作用，临床多用于治疗咳喘、痰多症。不同来源野生和栽培品种的半夏与小鼠咳嗽次数相关性由大到小为生物碱、核苷类、有机酸、总多糖。在研究半夏总有机酸与止咳作用的关系时，发现具有显著相关性，表现为总有机酸的含量越高，止咳作用越明显[20]。分析认为：镇咳可能与生物碱和总有机酸类成分有关。有研究比较了生半夏和清半夏、干姜半夏、法半夏、生水半夏以及姜半夏不同极性提取物的镇咳作用，发现正丁醇部位可能是姜半夏的主要镇咳部位。也有学者研究发现半夏提取物可减少小鼠咳嗽次数。目前对半夏镇咳作用的机制、入血成分研究较少，后期可加强相关研究。

1.2.2 祛痰作用

半夏用于治疗各种湿痰寒痰，临床上常用作燥湿化痰要药。半夏对寒饮蕴肺模型的小鼠治疗作用显著，可能与入血成分中的有机酸、生物碱、黄酮类等成分有关，其机制可能通过抑制ova和诱导的PKC/EGFR/MAPK/PI3KAkt信号通路激活，下调MUC5AC的表达，上调AQP5的表达，发挥化痰效应，故半夏的化痰作用与黏蛋白MUC5AC及水通道蛋白AQP5的表达水平有关。通过小鼠气管酚红法研究发现：生半夏水提物、红芽姜制半夏水、乙酸乙酯、正丁醇提取物均可使小鼠气管酚红的排泌量增加，且正丁醇部位的作用最显著，可为其祛痰作用的临床进一步研究提供思路[21]。半夏可显著降低寒痰模型的气道炎症、黏液分泌和气道高反应性，且通过调节Th1和Th2细胞因子的平衡，并可能参与PKC/EGFR/MAPK/PI3KAkt信号通路，抑制寒痰模型所致的过敏性气道炎症[22]。综上可知：半夏的祛痰机制可能与PKC/EGFR/MAPK/PI3KAkt信号通路有关，后续可加强对上述信号通路的研究。

1.2.3 止呕作用

半夏的生物碱类成分具有显著止呕作用，但其止呕作用相比于镇咳作用较弱，且持续时间短。从半夏水提物中分离出一种具有止呕的多糖成分(Breit),能够对口服阿朴吗啡的花豹、青蛙引起的呕吐现象有拮抗作用。从半夏中分离出粗球蛋白，并对其进行进一步分离纯化，得到了一种具有抗呕吐和凝集作用的糖蛋白(6KDP)。

1.2.4 抗菌作用

细菌感染会导致病理变化，半夏具有较强的抗菌活性。从半夏蛋白中分离出的半夏凝集素对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌均有抑制作用，且前者的抑制效果强于后者。半夏乙醇提取液对大肠杆菌、藤黄微球菌、恶臭假单胞菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉菌、裂殖酵母、酿酒酵母、甜瓜枯萎霉菌等均有抑制作用[23]。由此可知：半夏乙醇提取液的抗菌活性具有很大的开发利用价值。

1.2.5 抗炎作用

炎症是对细胞损伤的局部反应。半夏和清半夏能够显著降低模型组小鼠细胞因子白细胞介素(IL)-4、IL-8、IL-6、IL-17、转化生长因子(TGF)-β、干扰素(IFN)-γ的表达水平，证明半夏对小鼠炎症具有治疗作用。给过敏性气道炎症小鼠灌胃半夏水提物可以显著降低小鼠体内IL-4、IL-13、肿瘤坏死因子(TNF)-α的水平，且具有剂量依赖性，说明半夏水提物对过敏性气道炎症具有一定的抑制作用。其抗炎机制可能与抑制TNF-α、5-羟基色氨酸(5-HT)和前列腺素(PG)E2等炎症因子有关。基于此，半夏的抗炎机制可能与抑制IL-4、IL-8、IL-6、IL-13、IL-17、TNF-α、TGF-β、IFN-γ、5-HT、PGE2的水平有关。

1.2.6 抗氧化作用

近年来半夏的抗氧化活性逐渐受关注。当息半夏多糖浓度为1 mg·mL-1时，DPPH的清除率为34.66%;为2 mg·mL-1时，羟基自由基的清除率为22.56%,说明息半夏多糖具有一定的抗氧化作用[24]。半夏生物碱对超氧阴离子自由基、羟基自由基和DPPH的清除率均在40%以上，其中，DPPH的清除率最强，约为60%[25]。目前发现，半夏多糖、生物碱、β-谷甾醇等均有一定的抗氧化活性。

1.2.7 抗肿瘤作用

半夏具有一定的抗肿瘤活性，其生物碱、多糖、脂溶性、有机酸和半夏蛋白等成分对食道癌、胃癌、肺癌、直肠癌、恶性淋巴癌、宫颈癌等具有一定的治疗作用。半夏酸性多糖可通过S期阻滞诱导Hep G2细胞发生剂量依赖性凋亡。半夏脂溶性提取物在体外能使HPV+TC-1细胞的凋亡和坏死百分率显著增加，体内可直接抑制肿瘤生长和对缺血性坏死的抵抗，根除野生型C57BL/6小鼠皮下HPV+TC-1肿瘤[26]。中药抗肿瘤具有极大的开发利用价值，半夏有较强的抗肿瘤活性，对其抗肿瘤作用可加强研究。

1.2.8 其他作用

半夏还具有治疗新冠、抗胃溃疡、抗衰老、凝血、抗癫痫、保护胃黏膜、镇静催眠、降脂降压、抗腹泻、抗抑郁、抗早孕等作用，还可影响肝胆、循环系统[27]。近些年来，半夏的药理作用研究已经趋于成熟，但其作用机制的研究相对较少，后期可加强对半夏作用机制的研究。

1.3 半夏的质量标志物预测分析

中药质量标志物是由刘昌孝院士提出的，为提高中国中药产品品质和质量控制水平，反映中药安全性和有效性的标示性物质[28,29]。半夏的化学成分复杂，不同炮制方法、不同产地对其化学成分含量的影响较大，且自身缺乏专属的质量控制方法。基于此，对半夏的质量标志物进行预测分析，可进一步建立科学的质量控制方法。

1.3.1 基于植物亲缘学及化学成分特有性的分析

半夏属天南星科植物半夏的干燥块茎。半夏属的植物全世界共9种，主要分布在东亚如中国、日本、韩国等国家。国内有5种：半夏P.ternate (Thunb) Breit、虎掌P.pedatisecta Schott、滴水珠P.cordata N.E.Brown、石蜘蛛P.inlegrifolia N.E.Brown和盾叶半夏P.peltata Pei, 均可药用，主要分布于南部以及东部，如四川、江西、浙江、河南、江苏等省。半夏属植物具有止咳、祛痰、抗肿瘤等药理作用，主要与其生物碱、有机酸、多糖、黄酮、β-谷甾醇有关。2020年版《中国药典》之前的要求对其总酸进行含量测定，但2020年版后取消了对总酸的测定。采用HPLC法测定不同产地半夏中的主要成分琥珀酸、腺苷、鸟苷。采用UPLC-MS法同时测定半夏中尿嘧啶、胞苷、尿苷、腺嘌呤、鸟苷、腺苷、酒石酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸等10种成分，并进行品质评价[30]。故以上几种成分可作为半夏质量标志物的参考成分。

1.3.2 基于传统药性的分析

中药药性体系的核心是寒、热、温、凉，是中医药理论的基本组成部分。半夏辛、温，有毒，归脾、胃、肺经。辛味是中药药性的五味之一，具有化湿、发散、行气、行血的作用，半夏属于辛味中有温脾胃、通经络功效的中药。辛味药一般多含挥发油，其次是苷类成分和生物碱，温热药一般多含挥发油、脂肪油、生物碱。归肺经中药的化学成分以苷类最多，其次是黄酮类、糖类、挥发油类，生物碱类、甾体类等。基于此，半夏中所含苷类、生物碱、挥发油可作为其传统药性的主要物质基础，可作为质量标志物分析的主要选择。

1.3.3 基于传统药效的分析

现代中医药研究的核心内容之一是中药药效物质[31],中药的质量很大一部分取决于中药药效。2020年版《中国药典》中记载半夏具有燥湿化痰、降逆止呕、消痞散结的作用，对应现代药理作用为镇咳祛痰、止呕、抗肿瘤等。总生物碱与其镇咳祛痰相关性最大，半夏生物碱、多糖是其止呕的主要有效成分。生物碱、豆甾醇、多糖、黄芩苷、黄芩素是半夏主要的抗肿瘤活性成分[32]。故以上成分符合半夏燥湿化痰、降逆止呕、消痞散结的作用，可作为其质量标志物分析的参考。

1.3.4 基于不同炮制加工方法的分析

中药炮制技术具有减毒增效、转变药性、改变药效等作用[33]。半夏有毒，临床上常使用其炮制品，常用的辅料为白矾、生姜、甘草等。2020年版《中国药典》中记载半夏的炮制品有法半夏、清半夏、姜半夏，且规定对其精氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸进行鉴别。半夏草酸钙针晶炮制品比生品中的含量降低，通过主成分分析和和偏最小二乘法判别分析发现：对半夏生品及其炮制品差异贡献最大的指标性成分为胆碱、盐酸麻黄碱和原儿茶酸。研究者对姜半夏、清半夏、法半夏的脂溶性成分和氨基酸成分进行研究，发现脂溶性成分主要为棕榈酸、亚麻醇、酞酸二丁酯、间苯二甲酸二辛酯等，氨基酸类成分由高到低依次为清半夏、姜半夏、法半夏，且天冬氨酸的含量在三种炮制品中皆为最高[34]。综上所述，建议以上化学成分可作为半夏质量标志物的备选。

1.3.5 基于化学成分可测性的分析

可测性是质量标志物化学成分预测分析的基本条件之一，2020年版《中国药典》中未规定半夏中指标性成分的含量测定。半夏石油醚部位主要以亚油酸、棕榈酸、β-谷甾醇等成分为主，不同产地半夏中生物碱、有机酸、氨基酸、核苷、多糖及浸出物等的含量差异较大。研究者建立了HPLC法测定半夏中肌苷、尿苷、腺苷和鸟苷含量的方法[35]。对不同产地半夏中的主要化学组分进行测定，其含量依次为浸出物>多糖>有机酸>生物碱[36]。目前建立了HPLC测定尿嘧啶、腺嘌呤、胞苷、尿苷、次黄嘌呤、次黄嘌呤核苷、胸苷、腺苷、鸟苷等的方法。因此，生物碱、有机酸、亚油酸、棕榈酸、β-谷甾醇、尿嘧啶、腺嘌呤、胞苷、尿苷、次黄嘌呤、次黄嘌呤核苷、胸苷、腺苷、鸟苷等均可作为半夏质量标志物的选择依据。

2、结论

半夏的用药历史悠久、疗效显著，化学成分复杂，药理作用较多，应用前景广阔，但因其具有毒性，应用范围受到限制。现阶段对半夏的研究主要集中在经典名方中的药效及机制研究，但对其单味药的有效化学成分及作用机制的研究缺乏系统性，以及其毒性成分还不清晰。后续可对其有效化学成分、毒性成分以及药理作用机制进行具体研究，为半夏临床安全用药提供有效的依据，以及扩大其应用前景。文中通过对半夏的化学成分和药理作用进行系统梳理，以中药质量标志物新概念为理论指导，从半夏的植物亲缘学、传统药性、药效、不同炮制加工方法以及化学成分多方面进行质量标志物预测分析，推测将左旋麻黄碱、葫芦巴碱、腺苷、胸苷、尿苷、鸟苷、β-谷甾醇、亚油酸、棕榈酸、琥珀酸、苹果酸、天冬氨酸等化合物可作为半夏质量标志物的参考物。为保障半夏的用药安全以及临床疗效，建议后期对以上成分进行深入研究，确定半夏的有效化学成分及药理作用机制。

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基金资助:甘肃省科技计划项目(22CX8NK244);中药材及饮片质量控制重点实验室项目(2021GSMPA-KL08);

文章来源:张国玉,熊继东,魏家艳等.半夏化学成分和药理作用的研究进展及其质量标志物预测分析[J].华西药学杂志,2024,39(01):110-115.