黄芪：从传统中药到现代医学新星

黄芪：从传统中药到现代医学新星

近年来，传统中药黄芪在现代医学中的应用取得了重要突破。天津大学药物科学与技术学院教授高文远团队针对黄芪根腐病研发新型生物抑菌剂，不仅能抑制根腐病，还能促进黄芪生长代谢。相关成果日前发表于国际权威期刊《化学工程杂志》。

黄芪素有“补药之长”美誉，被《本草纲目》誉为药材上品。现代医学研究表明，黄芪含有三萜皂苷、黄酮等有效成分，还含有多种氨基酸、叶酸等微量元素，有补气升阳、固表止汗、利水消肿的功效。黄芪是西北中药材产业“三巨头”之一，相关产业成为甘肃、内蒙古、青海、宁夏、新疆等地助农增收的特色产业。

由多种致病菌复合侵染引起的根腐病被称为“植物癌症”，是中药材种植区的常见病害。研究表明，在低洼排水不良的地块，黄芪根腐病发病率为32%至41%，重病田达55%，成为制约黄芪产业发展的一大瓶颈。而种植抗病品种、使用传统化学农药对抗根腐病的方法又存在选育周期长、对环境和人体危害大等问题，因此，开发一种环境友好、性价比高的黄芪根腐病生物防治技术对于我国黄芪产业高质量发展具有重大意义。

作为国家中药材产业技术体系岗位科学家，高文远带领团队针对黄芪根腐病问题研发出新型生物抑菌剂。该抑菌剂不仅能作为抗真菌剂抑制根腐病，还能促进黄芪生长代谢。通过机理研究发现，这种新型抑菌剂可通过抑制尖孢镰刀菌生长基因、刺激黄芪产生抑菌成分、激活黄芪抗性基因等方式发挥抑菌作用，可作为传统农药的替代品，在植物保护中具有巨大的应用潜力。

“我们的新型抑菌剂与目前市售农药效果相当，但成本更低，也更加环保、健康。”团队主要成员、天津大学药物科学与技术学院副教授王娟表示，“接下来我们会进一步优化成本，计划与天津大学对口支援的甘肃宕昌县黄芪基地合作，考察示范效果，实现推广应用。”

在临床应用方面，黄芪在糖尿病肾病治疗中展现出显著疗效。糖尿病肾脏疾病是一种由糖尿病引起的慢性肾脏病，临床特征为持续性尿蛋白排泄增加，肾小球滤过率进行性下降，最终发展为终末期肾脏疾病。临床表现为白蛋白尿、水肿、高血压和肾动能不全等。病理上，表现为肾小球基底膜增厚和以肾小球系膜区为主的细胞外基质积聚，常伴有肾血管、肾小管间质病变，最终导致肾小球硬化和肾间质纤维化。

目前随着我国糖尿病患者人数的逐年增加，以及患者本身对糖尿病用药的重视程度不够，故糖尿病累及肾脏的发病率逐年增加。从2011年开始，与糖尿病相关的慢性肾脏病患者比例超过与肾小球肾炎相关的慢性肾脏病患者比例。目前，全球因糖尿病导致的ESRD事件比例从22.1%增加到31.3%。糖尿病肾病在早中期时若不能及时控制病情进展，恢复受损的肾脏功能，将会发展到终末期肾病，最终进行肾脏替代治疗。降低尿蛋白和保护肾功能是治疗糖尿病肾脏治疗的关键环节。目前，《糖尿病医学诊疗标准》中推荐的药物包括血管紧张素转化酶抑制剂、血管紧张素受体阻滞剂及新型降糖药钠–葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂，但在临床应用中，药物存在一些不良反应，这对于治疗糖尿病肾病患者药物的选择上具有局限性。故中医药治疗糖尿病肾脏疾病具有其独特优势，能有效缓解患者的临床症状，提高肾脏功能。黄芪作为肾病科常用中药药对组成之一，在治疗DKD中表现出良好的疗效。

黄芪是被广泛应用的传统中药材，为豆科植物蒙古黄芪Astraglusmembranaceus(Fisch.) Bag. Var. mongholicus (Bag.) Hsiao或膜荚黄芪A.membranaceus(Fisch.) Bag.的干燥根，具有益气升阳、生津养血、托毒排脓、敛疮生肌等功效。在《五十二病方》和《本草纲目》等医学书籍中均有被收载，并对其功效以及应用做有详细记载。目前，随着黄芪的药理机制及临床研究的不断深入，黄芪多糖、黄芪总黄酮和黄芪甲苷等有效成分逐渐被人类熟知。经药理学研究发现黄芪中的多种生物活性成分能够提高机体免疫功能、保护心脑血管、降低血压、保护肾组织细胞、防止糖尿病血管并发症的产生等多种药理作用，在降低血糖、改善胰岛素抵抗，防治糖尿病肾病微血管病变方面具有独特优势。近年来许多现代药理学研究以及临床研究均认为黄芪在治疗DKD过程中可有效发挥其药用功效。

在药理学研究方面，黄芪具有抑制氧化应激的作用。氧化应激与DKD的发展十分密切。机体在正常情况下存在氧化与抗氧化的能力，如机体氧化增强，细胞抗氧化能力下降，则会出现大量的活性氧类在体内蓄积。对于CKD患者来说，体内高血糖的环境会刺激机体线粒体产生大量的能量，与此同时产生大量ROS，从而激活线粒体自噬，以降低多余的ROS。而过量的ROS也会攻击机体的不饱和脂肪酸，产生大量的脂质类过氧化物，增加了血管的通透性，从而破坏了肾小球的滤过屏障，加速DKD的进程。同时ROS可以影响各种致纤因子的信号传导，导致大量的肾小球细胞外基质的沉积，加重肾脏的纤维化进程。因此体内低水平的ROS可以有效维持线粒体功能、细胞之间信号传导、肾小球滤过功能，抑制体内氧化应激以及减缓糖尿病肾病肾脏纤维化进程。

PINK/Parkin通路是调节线粒体自噬的一个重要的信号通路。PINK1是一种蛋白激酶，通常附着于线粒体外膜，Parkin是一种泛素–蛋白连接酶。当线粒体损伤时，PINK1在其外膜上积累，同时招募胞浆中的Parkin，活化的Parkin将泛素链作为降解信号连接到功能失调的线粒体上，引发线粒体的自噬。黎昌江等在研究黄芪甲苷对蓝光诱导损伤的视网膜色素上皮细胞的保护作用及其机制时发现黄芪甲苷可以通过调节PINK/Parkin信号通路，缓解线粒体损伤，抑制细胞产生大量的ROS，阻止细胞凋亡，维持正常的细胞活力和自噬过程。高俊丽等在研究中发现经黄芪甲苷孵育的人脂肪干细胞移植到大鼠尾静脉后可明显上调DKD大鼠肾组织中Pink1、Parkin蛋白等的表达，进而恢复DKD大鼠肾组织中的线粒体自噬。Nrf2 (NF-E2相关因子-2)细胞因子在氧化还原中发挥关键作用。Yexin liu等通过小鼠实验发现，Nrf2敲除的小鼠比正常小鼠有更严重的糖尿病症状，同时肾脏显示出有扩张的毛细血管环，表现出严重的炎症和肾脏中浸润巨噬细胞的增强，实验结果得出，Nrf2细胞因子能够抑制细胞氧化应激和炎症反应，保护肾脏免受DKD的侵袭。血红素加氧酶1 (HO-1)作为Nrf2的下游调控因子，当细胞中的氧化与抗氧化平衡被破坏，Nrf2将激活HO-1从而对细胞中的ROS进行调控，减少ROS的产生，从而达到抗氧化的作用。在黄芪甲苷Ⅳ对尿毒症大鼠肾脏损伤的保护及相关机制研究中发现，Nrf2通路抑制组的大鼠肾脏组织中ROS含量较模型组明显上调，而黄芪甲苷Ⅳ高剂量组和通路抑制组中大鼠肾脏组织中ROS的含量与模型组无明显差异，结果表明黄芪甲苷Ⅳ能够通过激活Nrf2/HO-1信号途径的表达抑制细胞中ROS的产生，发挥组织抗氧化作用。马盼等在研究在黄芪水提物3种效应成分对高糖诱导的内皮细胞损伤的保护作用及机制研究时发现黄芪效应成分能够在高糖诱导的细胞中减少ROS、MDA的含量，并且上调Nrf2、HO-1的蛋白表达水平，同时升高抗氧化酶SOD、CAT的表达，发挥抗氧化作用，保护细胞免受高糖诱导的氧化损伤。

此外，黄芪还具有抑制炎症反应的作用。炎症是造成糖尿病肾病发病的重要因素之一。研究显示，黄芪能够通过抑制炎症因子的产生，减轻肾脏炎症反应，从而延缓病情进展。

除了在糖尿病肾病领域的应用，黄芪在其他疾病治疗中也展现出广阔前景。其有效成分如黄芪多糖、黄芪总黄酮等，已被证实具有提高机体免疫功能、保护心脑血管、降低血压等多种药理作用。随着研究的深入，黄芪在心血管疾病、免疫系统疾病等多个领域的应用价值正逐步被揭示。

综上所述，黄芪作为传统中药，在现代医学中展现出强大的生命力。从种植技术创新到临床应用突破，从基础研究到实践探索，黄芪正以其独特的药理作用和临床疗效，为人类健康事业作出新的贡献。