秋水仙素的用途和制备

背景及概述^[1-2]

秋水仙素(Colchicine，Col)是从百合科秋水仙的球茎和种子中提取的一种卓酚酮类生物碱，为高效抗痛风药，临床应用已有200多年历史，用于治疗关节疼痛和痛风。1949年，秋水仙素的化学结构被确定，证明其第三个环的侧链有抗炎的作用。目前，秋水仙素及其衍生物除作为抗痛风、抗肝炎、抗肿瘤等新药外，在农业及中药材育种领域也有着很好的开发应用前景。现将秋水仙素的研究现状及应用进展概述如下。

据报道，许多百合科秋水仙属植物中都含有秋水仙素。此外，还发现百合科其他属植物，如安圭拉氏兰属Auguillaria、嘉兰属Gloriosa、益辟坚属Iphigenia和天南星属天南星等也含有秋水仙素类生物碱。中国云南光菇子、丽江山慈菇、十字花科植物黄花菜中也含有秋水仙素。在现有技术中，秋水仙素主要采用合成方法生产，步骤长，产率低。专利CN101602686用CO2超临界从秋水仙素鳞茎粉中萃取，并采用大孔吸附树脂进行分离，秋水仙素的提取率为0.002%，纯度大于90%。此方法制备成本高，提取率低。专利CN101817760一种从新鲜百合中制备秋水仙素的方法，以甲醇回流提取2‑3次，酸碱纯化后用氧化铝柱吸附，再用石油醚、乙酸乙酯洗脱，洗脱液浓缩至其体积的1/4放置结晶得粗结晶物。粗结晶物用乙酸乙酯回流饱和溶解，调节温度至0℃以下结晶16小时，滤出，再结晶至少两次干燥后得秋水仙素，其提取率为0.16%以上，含量大于97%，此方法工艺过于复杂。

作用和用途^[3]

本品系由百合科植物秋水仙的鳞茎中提取的一种生物碱，属于抗痛风和抗肿瘤药。其作用机理可能是通过降低炎性组织内白细胞的活动和吞噬作用，减轻尿酸结晶引起的炎症，从而发挥消炎、消肿和止痛作用，故对急性痛风性关节炎有选择性的抗炎作用。另外本品还是一种有丝分裂毒素，具有很强的抑制细胞分裂的作用，使细胞停止于分裂期，导致肿瘤细胞死亡，故可用于癌症治疗。本品口服后易吸收，30%与血浆蛋白结合，口服后血药浓度达峰时间为0.5～2小时，急性痛风给药12小时后发挥药效，可持续50～70小时。本品大部由肝脏代谢，代谢物及原形药由胆汁排出，经肠道再吸收，未吸收的由肠道排出。其余约10%～20%经肾随尿排泄。

主要用于治疗急性痛风，也可用于白血病、皮肤癌、霍奇金病、再生障碍性贫血等。

不良反应^[3]

1.胃肠道反应：50%以上的病人有恶心、呕吐、腹泻、胃痛、食欲不振等，如出现此类反应立即停药。2.血液系统反应：长期用药可引起粒细胞缺乏、血小板减少、再生障碍性贫血等。3.其他毒性反应；主要表现为尿道刺激症状，如尿频、尿急、尿痛、血尿、少尿、甚至肾功能衰竭。胃、咽部或皮肤烧灼感，以及发热、血性腹泻、精神改变、重症肌无力、呼吸抑制等症状。4.服用本品期间，注意检查血象及肝肾功能。对造血功能不全、肝肾损害、严重心脏病及胃肠道疾患者应慎用。孕妇禁用。

剂量和用法^[3]

片剂：每片0.5mg；注射剂：1mg、2mg.

1.用于治疗急性痛风：成人口服片剂，首次剂量0.5～1mg，以后每1～2小时服0.5～0.6mg，直至关节症状缓解或出现胃肠道症状时，即停药。一般总剂量达4～10mg生效。注意在急性发作期用药越早效果越好。如采用静脉注射，首次剂量1～2mg，用生理盐水20ml缓慢注入，时间不少于5分钟，必要时每6～12小时静注0.5～1mg，直至生效，总剂量4～5mg/d。静注效果较口服好，且显著减少胃肠道反应。2.用于预防痛风急性发作：成人片剂每次0.5～0.6mg，每日2次或静注1～2mg/d。3.用于痛风的试验性诊断：如用药后急性关节症状缓解，即有助于明确诊断。

其他应用^[1]

1. 在农业及中药材育种领域的应用

1）在农业育种中的应用。目前，人工诱变多倍体的方法比较多，应用最广泛也最有效的是用秋水仙素处理。通过秋水仙素破坏纺锤丝的形成而诱导染色体加倍是目前最常用的方法，农作物成功应用的比较多，秋水仙素对种子、幼芽、花蕾、花粉、嫩枝都可产生诱变作用，它的主要作用是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使染色体不走向两极，而被阻止在分裂中期，这样细胞不能继续分裂，产生染色体加倍的核，若染色体加倍的核继续分裂，就形成多倍体组织，由多倍体组织产生的性细胞，其配子是多倍性的，因而可通过有性繁殖方法把多倍体繁殖下去。如三倍体无籽西瓜的培育，可以获得很大的经济效益。还有八倍体小黑麦的培育，小麦与黑麦杂交，杂种是不育的，用秋水仙素处理，使染色体加倍，就能变成可育的异源八倍体小黑麦，在云贵高寒地区种植，产量和品质都比小麦和黑麦好。因此，用秋水仙素诱变多倍体在生产上有较大应用价值，对农作物育种具有重要意义。秋水仙素还可在单倍体育种中应用。单倍体育种是指用花药离体培养的方法获得单倍体，再经过诱导使染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。其基本步骤为：年，杂交，即将需要的一些优良性状通过杂交组合到同一株植物体。第二年，先用花药离体培养得到单倍体，然后用秋水仙素处理单倍体幼苗，使染色体数目加倍，最后得到的都是纯合体。纯合体的种类和比例与F1产生的配子种类和比例是一致的。再通过一定方法从中选出所需要的类型。在单倍体育种中，秋水仙素处理的只能是幼苗。因为在花药离体培养过程中，只能得到幼苗，不能得到种子。由于秋水仙素只能处理幼苗，因而幼苗长成植株后，地上部分植株细胞中染色体数目发生了加倍，而植株根部细胞由于没有受到秋水仙素的作用，其细胞中的染色体数目只是地上部分细胞染色体数目的一半，即还是原来花药中染色体数目。

2）在中药材育种中的应用。近年来，中药材的育种应用多倍体诱导技术逐渐兴起，最早培育了四倍体的丹参优良品系，陈柏君及段英姿均分别通过离体培养采用秋水仙素加倍的方法，成功诱导了黄芩、南丹参的四倍体植株，用秋水仙素处理种子的方法，获得了牛蒡的同源四倍体，通过用秋水仙素处理三七种子诱导多倍体的研究，发现三七经秋水仙素溶液处理后可以获得部分四倍体植株，这为今后三七新品种选育提供科学的理论依据，通过秋水仙素处理鳞茎切块诱导产生的不定芽，进行多倍体育种，成功诱导了伊犁贝母的四倍体植株，可以看出多倍体诱导在中药材育种领域有比较广阔的应用前景，它在一定程度上回避了中药材普遍存在的传统育种研究基础差的困难。

制备^[1]

1. 有机溶剂提取法

根据秋水仙素及其类似物的性质，一般用乙醇、甲醇和苯作为溶剂提取，该法操作简单，成本低，消耗溶剂少，但提取率低；也有少数文献用水、氯仿、乙酸乙酯等作溶剂。考察溶剂种类、提取时间及提取方式对中药百合中秋水仙素提取效果的影响，确定提取剂为乙醇，提取时间为8h，碱化百合粉能显著改善提取效果，提取率从0.95%提高到1.77%。

2. 超临界二氧化碳流体萃取法

超临界流体萃取(SFE)是近年来发展起来的新型提取技术。研究表明，超临界流体萃取不仅可以用于脂溶性生物碱也可以用于水溶性生物碱，该法比常规法提高1~10倍。它同经典的样品处理方法(如索氏提取，液-液萃取等)相比具有如下特点：(1)快速、高效；(2)选择性好；(3)污染小、耗样品量少；(4)可与其他分析技术联用。现以超临界流体萃取为例来说明其工艺流程：用CO2-SFE提取光菇子中秋水仙素，用76%的乙醇为夹带剂，粒度10目，萃取压力45kpa，萃取9h，秋水仙素的提取率为0.585%。结果表明：夹带剂为76%的CO2-SFE提取率平均提高为回流萃取法的1.25倍，而且萃取时间减少。

主要参考资料

[1] 秋水仙素的研究与应用进展

[2] CN201210087258.0一种秋水仙素的制备方法

[3] 临床常用药物