甘磷酸胆碱的应用

背景及概述^[1][2]

甘油磷酸胆碱( GPC)，是人体内正常存在的水溶性小分子物质，是重要的神经传递介质乙酰胆碱( Acetylcholine) 的生物合成前体。GPC 最重要的作用在于其产生的胆碱为水溶性维生素B 族，对大脑和神经系统具有重要作用，研究显示GPC 对某些激素和神经传递介质如乙酰胆碱和人生长激素的产生具有重要作用，由此支持大脑和神经系统的功能。

在体内，GPC 最重要的生理功能在于穿过血脑屏障，为乙酰胆碱和磷脂( PC) 的合成提供必要的胆碱，乙酰胆碱是中枢神经系统中重要的神经传递介质，帮助脑部完成学习、记忆和认知活动，且能控制浅睡眠和肌动活动。直接服用GPC，能够促进脑部磷酸肌醇的形成，并增加脑部磷脂的合成数量，为中枢神经内的信号传递提供更多的磷脂化合物，增加体内磷脂酰胆碱的合成数量，有助于抵抗年龄增长而引起的细胞膜受损和末梢神经功能的衰退。GPC 最早在意大利上市，近几年，GPC 在我国引起越来越多的关注。

理化性质^[1]

GPC 分子式为C8H20NO6P，可与水混溶，能溶于甲醇、乙醇，不溶于氯仿、醚、油等，在紫外可见光下无特征吸收。GPC 含量测定方法有高效液相色谱法( 配备蒸发光散射检测器或折光示差检测器) 和消化定磷法。常用的别方法有TLC 法( 展开剂为： V( CH2Cl2) ∶ V( H2O) ∶ V( 三乙胺) = 35 ∶ 60 ∶ 5或V ( CHCl3) ∶ V ( CH3OH ) ∶ V ( CH3COOH ) ∶V( CH3CH2CHO) ∶ V( H2O) = ( 45∶ 25∶ 7∶ 4∶ 2) ) 、化学鉴别法( 配制5% 的GPC 供试品溶液，加入一定量的氢氧化钠溶液和高锰酸钾溶液，加热，有类似三甲胺臭气产生，此气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝) 和红外吸收光谱图鉴别法。采用核磁共振谱对GPC 进行结构分析，得到了GPC 的H 谱、C 谱、DEPT 谱、HSQC 谱、COSY 谱、HMBC 谱以及P谱的检测数据，得到GPC 的结构及化学位移归属见图。

安全性^[2]

甘油磷酸胆碱是人体内的内源性物质，在2009年的《突变研究》杂志刊登了480 种测试销售药物的遗致癌性和遗传毒性，甘油磷酸胆碱列于“ 没有检索到数据的药品”类。它不具有生殖毒性、遗传毒性和致癌性。在对2 000 多例患者进行临床前试验时，发现总共出现了不良反应40 多例（ 2.14%），本品的临床不良症状主要有：胃有灼热感、兴奋、失眠、头痛和恶心；个别患者出现呕吐、腹泻、意识模糊、头晕、猝倒等症状；但总体看来甘油磷酸胆碱的安全性良好。

耐受性^[2]

根据多个中心的临床试验使用甘油磷酸胆碱对阿尔茨海默氏症和多发性脑梗死性痴呆患者进行分别研究治疗。甘油磷酸胆碱治疗阿尔茨海默氏症疗程为180 d，每次0.4 g，每天服用3 次药。结果显示，甘油磷酸胆碱治疗阿尔茨海默氏症疗效明显，并且患者对于甘油磷酸胆碱的耐受性较好；甘油磷酸胆碱在治疗多发性脑梗死性痴呆方面的研究，在对120 多例轻度病情的多发性脑梗死性痴呆患者进行试验，疗程为80 d，每同肌肉注射甘油磷酸胆碱1 g。

结果显示甘油磷酸胆碱对于多发性脑梗死性痴呆效果显著，患者的耐受性较好。使用甘油磷酸胆碱治疗脑缺血性中风、轻度多发性脑梗死型痴呆、轻度阿尔茨海默症，无局部或者全身的重大不良反应。没有临床上和统计上的生命体征（舒张压、收缩压和心率）也没有任何实验室检查参数的明显变化。所以，甘油磷酸胆碱的耐受性良好。

生物学功能^[2]

甘油磷酸胆碱不仅是肾髓质细胞的主要渗透物之一，而且能够平行的改变细胞内外渗透物质的浓度。这对于脑血管的健康，尤其是有益于因大脑衰退而引起的行为和情感障碍。甘油磷酸胆碱具有对于多种生化病变进行治疗和预防的潜在能力。研究人员发现它可以改变神经元膜中的磷酸盐类脂化合物结构，并且在引发神经组织衰退综合症的相关因素中发现它具有缓解身体紧张性的奇特功效。

甘油磷酸胆碱的理化结构以及相互联系的理化特性，确保了它成为非常对脑组织有益的、能时刻保护脑组织新陈代谢的磷脂类物质。乙酰胆碱可帮助脑部完成记忆、学习等活动。在体内，甘油磷酸胆碱可穿过血脑屏障，这种生理生化特性为乙酰胆碱的生物合成提供了必要的原料—胆碱。“ 胆碱能损伤假说”，认为胆碱能的活性丧失与阿尔茨海默氏症的严重程度有关。

用途^[2]

甘油磷酸胆碱已经在意大利、波兰、希腊、智利、韩国、巴西、俄罗斯等国家上市。它不仅能够提供脑细胞和神经细胞所需要的高水平胆碱，而且还能保护其细胞壁。阿尔兹海默症患者主要表现为记忆力与认知功能下降，并且伴有多种并发症，如行动不便、神经系统紊乱等功能性障碍。临床的药理学试验结果和临床试验都已证实甘油磷酸胆碱对大脑的认知能力和记忆功能大有帮助。

甘油磷酸胆碱可以延缓记忆力的衰退，对于脑部中风、颅与脑部损伤患者的康复与预防。由于年龄的增长而致使人脑的细胞膜受损，当体内乙酰胆碱和磷脂酰胆碱的合成数量增加了，情况就会得到改善。甘油磷酸胆碱能够进入脂蛋白结构中，它不仅可以口服还可以静脉注射。医药动力学研究证明，甘油磷酸胆碱能在静脉注射和小肠的位置被吸收，再经过血液循环进入到各个器官之中，并在肝脏中结合脂蛋白。它在青少年身体成长、保护肝脏、抗类风湿、改善老年人的认知能力、抗动脉硬化、抵抗高脂蛋白食物的脂肪渗透、提高记忆力等方面也具有一定的作用。

制备^[1]

目前，国内外关于GPC 的制备方法有动物器官直接萃取法、化学合成法、化学水解法、磷脂酶水解法。

1）动物器官直接萃取法

为了得到GPC，最早用了从牛胰脏中提取的方法。将牛胰脏破碎，取0.5 g 牛胰脏组织液，加入2 mL 纯净水，得到组织悬浮液，再加入40 mL 氢氧化钠溶液( 0.1 mol /L)，转移至锥形瓶中，加入无水乙醇与乙醚( 体积比3∶ 1) 进行萃取，分离乙醚层，得到无水乙醇萃取物，煮沸后，过滤。滤液加入石油醚进行二次萃取，分离，将无水乙醇中的萃取物抽滤，烘干，得到GPC 粗品。该方法操作工艺复杂，且产品收率低，已被其他方法所代替。

2）化学合成法

应用环氧开环反应原理，提出用( Ｒ)-( + ) 缩合甘油( ( Ｒ)-( + ) Glycidol) 与磷酸胆碱在异丙胺存在下进行亲核加成，再经过离子交换树脂层析制备GPC，该工艺方法简洁，但总收率低于50%，鉴于缩水甘油( 2，3-环氧-1-丙醇) 不稳定需冷冻保存以避免自身缩合，使用前必须测定其纯度，通常还要减压蒸馏纯化。将2-氯-2-氧-1，3，2-二氧磷杂环戊烷在0 ～ 10℃下在惰性溶剂中与异亚丙基甘油缩合；得到的缩合物与三乙胺在室温下开环缩合，得到GPC 粗品； 再经阳离子交换树脂浓缩，然后结晶，得GPC。

3）化学水解法

采用醇解蛋黄磷脂制备GPC，旋蒸除去溶剂，再用乙醚进行萃取，得到GPC 与甘油磷酰乙醇胺的混合物，然后用硅胶柱进行纯化，得到精制GPC。以四丁基氢氧化铵为催化剂水解卵磷脂，得到较纯的GPC，但是需要除去催化剂，对产品进行重结晶纯化，整个过程较复杂，成本较高。利用卵磷脂水解法制备GPC，利用氯化汞沉淀副产物以达到纯化GPC 的目的，过量的汞离子通过硫化氢和碳酸钡除去，这种方法效率较低，得到的GPC 不仅含有未反应的卵磷脂，还残留了大量有毒的汞离子。

采用将蛋黄卵磷脂溶于乙醚中，在室温下搅拌2 h，生成的沉淀用乙醚洗涤后，溶解在甲醇中，加入硅藻土，制成GPC 硅藻土混合粉末，将该粉末与4-二甲基氨基吡啶混合，加入氯仿，在冰水浴中冷却，50℃超声破碎48 h，过滤除去硅藻土，上清液浓缩后经过硅胶柱，得到的有效成分用Hodamine 6G 和DittmerLester-reagent 喷射显色后，浓缩，上葡聚糖凝胶柱纯化，得高纯度的GPC。

4）磷脂酶水解法

采用酶水解法制备GPC，属于脂质开发应用技术领域。其采用在水相体系中以磷脂酶A1 水解大豆粉末磷脂制备GPC，GPC 得率达到95%。用Lipozyme IM 和磷脂酶A2 在微乳体系中共同催化水解磷脂酰胆碱48 h 制备GPC，其最高产率达94%，此法用双酶催化，成本较高，且反应时间很长；利用磷脂酶A1 催化PC80水解，24 h 后产物GPC 产率为86%。采用吸附法制备固定化磷脂酶A1 催化磷脂酰胆碱制备GPC，该方法GPC 产率可达85%，此法提高了磷脂酶A1 的贮存稳定性，简化了分离纯化过程，且实现了酶的多次重复利用。

主要参考资料

[1] 甘油磷酸胆碱制备的研究进展

[2] 甘油磷酸胆碱制备及纯化技术研究进展