白藜蘆醇

1940年，日本學者稻夫高岡（MichioTakaoka）首次從百合科藜蘆屬植物白藜蘆Veratrum album中分離獲得了白藜蘆醇，此後於1963年從蓼科蓼屬植物虎杖Polygonum cuspidatum中分離獲得。 ^[7] 

1976年，在葡萄的葉片也中發現了白藜蘆醇，是植物體在逆境或遇到病原侵害時分泌的一種抗毒素，紫外線照射、機械損傷及真菌感染時合成急劇增加，故稱之為植物抗菌素（phytoalexin）。 ^[2] 

對白藜蘆醇最初的認識僅限於其能提高植物抵抗病原性攻擊和環境惡化條件下的植物抗毒素功能，直到1992年人們發現葡萄酒能夠預防心血管疾病是由於含有白黎蘆醇，引起了世界各國學者的關注。對白藜蘆醇的研究成為藥物研究的熱點，並發現其具有免疫調節、抗衰老、預防心腦血管疾病和神經退行性疾病發生、預防腫瘤形成、抗炎、抗微生物、抗病毒等多樣的生物學功能。白藜蘆醇也作為膳食補充劑用於人體保健和疾病的預防。白藜蘆醇口服後在肝臟代謝，生物利用度僅為1%，限制了應用。以白藜蘆醇為先導化合物，對開展的化學合成、結構修飾及其衍生物製備也成為研究的熱點，獲得了大量白藜蘆醇結構類似物，並實現了白藜蘆醇工業化生產。 ^[7] 

2016年4月，《分子生物技術》（mBio）所刊登的一篇由重慶第三軍醫大學發表的論文，則是首次探明瞭白藜蘆醇能改變腸道細菌，從而減少心臟病發生風險的機制。 ^[8] 

白藜蘆醇在植物中分佈廣泛，截至2021年，已在21個科的70多種植物中發現了白藜蘆醇，特別是在葡萄科葡萄屬Vitis、蛇葡萄屬Ampelopsis、蓼科蓼屬Polygonum、豆科落花生屬Arachis、決明屬Cassia、槐屬Sophora，百合科藜蘆屬Veratrum、桃金娘科桉屬Eucalyptus植物中含量較高。含有白藜蘆醇的代表性植物包括葡萄、虎杖、花生、決明等。已有工藝簡單成熟、產物收率高、生產成本低的白黎蘆醇化學合成方法，用於工業化大量製備，使得白藜蘆醇的獲取不再依賴於從植物中提取分離。白藜蘆醇合成工藝多采用維蒂希反應實現兩個苯環的拼接，收率能夠達到50%以上。 ^[7] 

白藜蘆醇（3-4'-5-trihydroxystilbene）是一種非黃酮類多酚化合物，其化學名稱為3,4',5-三羥基-1,2-二苯基乙烯（3,4',5-芪三酚），分子式為C₁₄H₁₂O₃，分子量為228.25。白藜蘆醇的純品外觀為白至淡黃色粉末，無味，難溶於水，易溶於乙醚、三氯甲烷、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等有機溶劑，熔點253～255℃，昇華温度261℃。與氨水等鹼性溶液可顯紅色，與三氯化鐵-鐵氰化鉀可發生顯色反應，利用此性質可以鑑定白藜蘆醇。 ^[3] 

天然的白藜蘆醇有順、反兩種結構，自然界中主要以反式構象存在，兩種結構可以分別與葡萄糖結合，形成順式和反式白藜蘆醇糖苷。而順式和反式的白藜蘆醇糖苷在腸道中糖苷酶的作用下可以釋放出白藜蘆醇。在紫外光線照射下，反式白藜蘆醇能夠轉化為順式異構體。白藜蘆醇及其糖苷分子式見圖1。

白藜蘆醇在366nm的紫外光照射下會產生熒光。Jeandet等人確定了白藜蘆醇的紫外光譜特性以及它在2800~3500cm（OH鍵）及965cm（雙鍵的反式）的紅外吸收峯。實驗證明，只要完全隔絕光線，即使放置幾個月，反式白藜蘆醇也是穩定的，在高pH緩衝液除外。 ^[4] 

以葡萄、虎杖、花生為原料，從中提取、分離出白藜蘆醇粗品，再進行純化。粗提技術主要有有機溶劑萃取法、鹼提取法和酶提取法，微波輔助提取法、CO₂超臨界萃取、超聲波輔助提取等新型方法也有應用。純化的目的主要是對提取白藜蘆醇粗品中的白藜蘆醇順、反異構體及白藜蘆醇昔進行分離，以獲得反式白藜蘆醇。常用的純化方法有層析法、硅膠柱色譜法、薄層色譜法、高效液相色譜法等。 ^[12] 

由於白藜蘆醇在植物中的含量很低，且提取成本高，所以利用化學、生物、基因工程等方法制得白藜蘆醇已成為其開發過程中不可或缺的手段。Perkin反應，Hech反應，Witting-Hormer反應是較成熟的合成白藜蘆醇的化學方法，得率分別為55.2%，70%，35.7%。利用基因工程技術控制或改良白藜蘆醇的生物合成途徑來獲得高產植物株系；利用誘變途徑選育高產細胞株等方法可將白藜蘆醇產率提高1.5~3.0倍。 ^[12] 

常用的檢測白藜蘆醇的方法有高效液相色譜法、氣-質聯用法、毛細管電泳法、薄層熒光掃描法、紫外分光光度法。高效液相色譜法檢測結果準確、精度高，但步驟繁鎖、耗時長、成本高。氣-質聯用法檢測耗時少、樣品用少、待測組分損失少，但如果不衍生化而直接進樣，色譜峯拖尾嚴重，且處理後的樣品容易帶水。薄層熒光掃描法的檢測靈敏度較低，適用範圍較窄。紫外分光法操作簡單、成本低，但檢測誤差較大。檢測時，應據各組分的理化性質,採取相應純化、濃縮措施，減少干擾物質的影響，進而提高檢測效果。 ^[12] 

2003年哈佛大學教授David Sinclair及其團隊研究發現白藜蘆醇可激活乙酰化酶，增加酵母菌的壽命，激發了人們對白藜蘆醇抗衰老研究的熱潮。Howitz等發現白藜蘆醇可以作為最強的沉默信息因子（silent information regulation 2 homolog1，SIRT1）的激活劑，可模擬熱量限制（calorie restriction，CR）抗衰老反應，參與有機生物平均生命期的調控。CR是SIRT1的強誘導劑，能增加SIRT1在腦、心、腸、腎、肌肉和脂肪等器官組織中的表達，CR能夠引起延緩衰老和延長壽命的生理變化，最顯著的可延長50%。有研究已經證實白藜蘆醇具有能延長酵母、線蟲、果蠅及低等魚類壽命的功效。

白藜蘆醇對鼠肝細胞癌、乳腺癌、結腸癌、胃癌、白血病等多種腫瘤細胞均有顯著抑制作用。有學者通過MTT法及流式細胞術證實了白藜蘆醇對黑色素瘤細胞有明顯的抑制作用。

有報道顯示，白藜蘆醇可以提升癌症放射性治療，發揮“1+1>2”的效果，有效抑制癌症幹細胞的作用。但迄今為止，由於白藜蘆醇抗腫瘤機制的複雜性，研究者們尚未對其作用機制達成共識。

白藜蘆醇能抗氧化、抗心血管疾病、抗癌、抗菌、抗血小板聚集、抗菌、抗衰老等，可阻斷調亡、NF-κB、PI3K/Akt、MAPK等通路而抗腫瘤，是植物抗毒素、抗腫瘤增效敏化劑，存在於白藜蘆、虎杖、葡萄、花生、松樹、桑薈等中，在腫瘤的啓動、發生、擴散中都能起預防、治療作用，能促進表達調亡抑制蛋白（IAPs）、腫瘤壞死因子相關調亡誘導配體（TRAIL），引發降解生存素、下調抗調亡蛋白Bcl-xL、Mcl-1、ERK1/2、熱休克蛋白70的水平，增加表達促亡蛋白Bax、Bak、Bid、Bad、sirtuinl（活化FoxO、p53），誘導腫瘤細胞調亡。白藜蘆醇抑制TNF-a誘導IrB，抑制NF-B磷酸化活化，活化組蛋白去乙酰基酶，能抗炎、抗增殖、抗癌。白藜蘆醇能抑制NF-B的誘導物如：佛波酯、脂多糖、神經酰胺、IL-1β，抑制COX-2產生活性氧，能抑制PI3K/Akt、ERK1/2通路，促進合成p53、Rb、FoxO、TRAIL、DR4、DR5、p21、p27而介導細胞調亡，減少合成E2F、週期素、CDK、AP-1、Egrl、EGF而抑制細胞增殖。 ^[10] 

流行病學研究發現，“法國悖理（Frenchparadox）”現象即法國人日常攝入大量脂肪，但心血管疾病的發病率與死亡率都明顯低於歐洲其他國家的現象，可能與其日常大量飲用葡萄酒相關，而白藜蘆醇可能是其主要的活性保護因子。研究顯示，白藜蘆醇可通過與人體內雌性激素受體的結合調節血液中膽固醇水平，抑制血小板形成血塊粘附於血管壁，從而抑制和減輕心血管病的發生和發展，減少人體患心血管病的風險。

白藜蘆醇還具有抗菌、抗氧化、免疫調節、抗喘等一些其他生物活性。由於白藜蘆醇所具有的各種生物活性，使得白藜蘆醇備受人們的追捧。

國外對於白藜蘆醇的毒性實驗作了許多報道，國內對白藜蘆醇安全性評價的研究相對較少。有學者採用白藜蘆醇對大鼠進行了腎毒性實驗，實驗顯示儘管小鼠腎臟重量增加但對其組織沒有毒副作用。通過小鼠口服毒性實驗對反式白藜蘆醇進行安全性評價，其結果表明反式白藜蘆醇沒有急性毒性及遺傳毒性，在人體測試劑量範圍內對人體沒有毒害，是可供人類食用的安全產品。

白藜蘆醇在體內具有相對較低的生物利用度，研究表明，白藜蘆醇在小腸和肝臟內代謝產物的生物利用度大約為 1%。白藜蘆醇在動物體內代謝迅速，血漿中5min即可達到峯值。動物體內代謝研究發現，白藜蘆醇在鼠、豬、狗等哺乳類動物中，主要以白藜蘆醇硫酸酯化和葡萄糖醛酸苷化產物的形式進行代謝。研究證實白藜蘆醇以結合型分佈到哺乳類動物不同組織中，且白藜蘆醇更多地吸收分佈於血流灌注豐富的器官，如肝臟、腎臟、心臟和腦。通過對白藜蘆醇在人體內的代謝研究發現，正常人體口服後血漿中白藜蘆醇濃度出現“雙峯現象”，而iv給藥（靜脈注射）無此現象；口服後血漿中白藜蘆醇代謝產物以葡萄糖醛酸苷化和硫酸酯化為主。直結腸癌患者口服白藜蘆醇後，左側結腸吸收低於右側，並得到6種代謝產物白藜蘆醇-3-O-葡糖苷酸、白藜蘆醇-4′-O-葡糖苷酸、白藜蘆醇-3-O-硫酸酯、白藜蘆醇-4′-O-硫酸酯等白藜蘆醇硫酸酯及葡糖醛苷酸化合物。 ^[5] 

白藜蘆醇（Resveratrol）及其衍生物主要存在於葡萄屬、蓼屬、花生屬、藜蘆屬等21個科、31個屬的至少72種植物中，其中包括虎杖、決明、桑樹等常見的藥用植物，以及葡萄、花生等農作物。天然白藜蘆醇的主要來源植物是虎杖（Polygonum cuspidatum）和葡萄（Vitis）。

虎杖屬蓼科蓼屬植物，是多年生灌木狀草本植物，主要分佈於我國長江以南各省和湖北、四川等地。虎杖的根和根莖是提取天然白藜蘆醇的主要部位，天然白藜蘆醇主要以虎杖苷的形式存在於虎杖植物中，白藜蘆醇在植物中的含量很少，通過生物酵解的方法可以得到高含量的白藜蘆醇。其中，虎杖鮮根中的白藜蘆醇含量高於鮮莖，鮮葉中幾乎不含白藜蘆醇。

葡萄是葡萄科葡萄屬落葉藤本植物，我國長江流域以北各地均有種植。湖南、貴州等地野生及人工栽培的刺葡萄中的白藜蘆醇的含量比較高。白藜蘆醇在葡萄中的含量因品種的不同而有差異，不同的部位含量也不同。葡萄中的白藜蘆醇主要存在於葡萄藤、果皮與種子中，果肉中白藜蘆醇含量很少或幾乎沒有。

白藜蘆醇是有益於人類健康的非黃酮類多酚化合物，天然植物中提取的白藜蘆醇不能滿足人們對它的需求，因此，科研工作者們一直致力於研究出快速、安全的化學、生物合成方法來獲取白藜蘆醇。

自然界生物中的白藜蘆醇含量不高，可通過各種不同的方法轉化而來。

白藜蘆醇的轉化主要是將植物中白藜蘆醇糖苷轉化為其苷元，通常採用酸水解或鹼水解的方法來實現，但酸鹼水解反應一般要求在高温高壓條件下進行，所需的條件劇烈，設備要求高，對環境造成一定的破壞。

生物轉化白藜蘆醇的方法條件相對温和，操作簡單，因此，現階段一般採用酶解、微生物發酵的方法轉化白藜蘆醇。近年來酶解虎杖的研究報道很多，如利用虎杖藥材自身酶、纖維素酶、β-葡萄糖苷酶等酶解獲得白藜蘆醇。採用微生物發酵法也可大大提高中藥虎杖中白藜蘆醇的得率。有學者利用根酶菌對虎杖苷粗提物進行液態發酵，將虎杖苷轉化為白藜蘆醇，其轉化率達到95.8%。

白藜蘆醇也可通過葡萄中的多聚體轉化而獲得。葡萄中的白藜蘆醇含量相對較少，但其含有一系列以白藜蘆醇為基本單位在植物體內脱氫聚合生成的白藜蘆醇衍生物，如heyneanol A、二聚體ε-viniferin和δ-viniferin、三聚體α-viniferin、四聚體laevifonol、更高的寡聚體等。有研究表明，白藜蘆醇的衍生物具有與白藜蘆醇相似的生物活性，其中有些化合物的活性、選擇性和穩定性甚至強於白藜蘆醇，這些多聚體在一定條件下可以轉化為白藜蘆醇，如通過調整温度及紫外照射等條件，可刺激葡萄中白藜蘆醇的大量累積。

溶劑提取法是一種國內外應用最廣泛的提取方法。常用的溶劑提取法主要包括3種：滲漉法、浸提法和迴流法。迴流提取白藜蘆醇的常用溶劑有甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯等，其中以60%～90%乙醇水溶液對白藜蘆醇原植物進行迴流提取最為常用，其他溶劑由於效率低或毒性相對較大，故很少使用。

白藜蘆醇在許多植物中以白藜蘆醇苷的形式存在，可將白藜蘆醇苷酶解成白藜蘆醇，然後再提取遊離的白藜蘆醇。採用這種方法能夠取得更高的收率，因此有些研究者採用了酶解的方法來提取白藜蘆醇。酶法提取中酶來源有3種：採用植物自體酶、加入外酶和通過接種微生物產生酶。

微波萃取是由於植物細胞在微波場中吸收微波能後温度迅速上升，膨脹破裂，從而有利於萃取出植物中的有效成分的方法。此種方法在實驗室研究中比較常用。

超臨界CO₂萃取是一種以超臨界狀態下的CO₂流體為溶劑來提取或分離混合物中的某些組分的過程，超臨界CO₂的特點是性質穩定、無毒、不污染環境，具有很強的滲透能力和溶解能力，以及良好的傳遞性和流動性。

由於白藜蘆醇所具有的特殊的生物活性，人們對它的開發利用日益深入，在食品加工、保健行業以及醫藥領域都得到了廣泛的應用。在保健方面，2010年美國NORTH AMERICA公司推出首款名為Nutra Resveratrol抗衰老的飲料，被稱為“世界上功能性最強的飲料”。美國嘉康利（Shaklee）的天然植物萃取液VIVIX中富含白藜蘆醇活性成分，具有較強的抵制細胞衰老的功效，被譽為“21世紀抗老化聖品”。近幾年，我國也出現了一些白藜蘆醇產品，如西安的“金瑞芬膠囊”、北京“坤美靚牌白藜蘆醇膠囊”、天津“天獅牌活力康膠囊”等，白藜蘆醇已被廣泛應用到食品添加劑、飲料和化妝品等各個領域中。

在醫藥方面，國內的白藜蘆醇作為藥品上市尚未見報道，而國外的專利藥品很具代表性。Pezzuto等申請了利用白藜蘆醇作為癌症化學預防劑的成分及其應用方法的專利。Toppo申請了用反式白藜蘆醇治療血液高膽固醇的專利，通過日常服用50～1000mg反式白藜蘆醇降低血膽固醇過多的危險，用藥形式可以為丸劑、膠囊或經皮貼片。白藜蘆醇作為藥物開發擁有巨大的潛力。現在在歐美已經批准上市的白藜蘆醇高端製劑（包括藥品及保健品）已達1000多種，其產品的全球使用者約為2億多人。據估計，白藜蘆醇製劑的銷售在未來將形成巨大的產業，其市場前景很被看好。

雖然白藜蘆醇的生物活性在全球範圍內已經得到基本認可，但白藜蘆醇製品在研究開發過程中仍然存在許多問題。

在原材料方面，白藜蘆醇的主要資源——虎杖集中在湖南和四川，年開採量已經達到飽和，而虎杖的人工栽培研究雖然已經起步，但由於技術及野生資源供應量、栽培種植的成本等方面的原因尚未進行大面積種植。現階段，白藜蘆醇的天然野生資源匱乏，這與市場的需求形成了極大的差距。

在質量控制上，關於白藜蘆醇原料來源真實屬性的識別研究相對較少，且尚未制定出一套完整的白藜蘆醇質量控制的法律法規，因此在管理控制方面存在一定的缺陷。中藥虎杖是工業生產白藜蘆醇極為重要的原材料，白藜蘆醇的產量較高，但其中藥材的性質在國際市場上難以得到認可。葡萄中白藜蘆醇的含量很低，但其以安全無毒，食用歷史悠久且生物活性更優的特點成為最受歡迎的白藜蘆醇天然保健品的重要原料。國際市場上，以藥食同源——葡萄為原料提取的白藜蘆醇價格遠高於中藥虎杖提取來源的白藜蘆醇，其產品價格存在巨大差異，受市場利益驅使，存在以相對廉價的虎杖來源白藜蘆醇假冒昂貴的葡萄白藜蘆醇應用到保健品、食品等各個領域中的現象，從而導致消費者的身體健康受到一定的威脅，同時也引起不同程度的貿易糾紛，這就對白藜蘆醇的質量控制提出了較高的要求。