水蛭与水蛭素
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绪 言

水蛭,又称蚂蟥,它是环节动物门蛭纲(Hirudinea)动物的总称。世界上的水蛭有600多种,我国有记载的为93种。

水蛭是我国传统名贵的中药材,我国在两千多年前或更早就有对水蛭的文献记载。2015年版《中华人民共和国药典》(以下简称《中国药典》)一部记载“水蛭”的功能主治为“破血通经,逐瘀消癥。用于血瘀经闭,癥瘕痞块,中风偏瘫,跌扑损伤”。现代研究指出水蛭具有抗凝、溶栓、降脂、改善血液循环和促进新陈代谢等作用,因此在临床上主要用于防治多种因瘀血所致的疾病,其适应证涉及心脑血管病、呼吸系统疾病、神经系统疾病、肝肾和血液病变、男科及妇科疑难症、外伤疼痛和癌症,如中风、冠心病、高脂血症、高血压病、糖尿病、肾病综合征、慢性肾炎、前列腺增生、肝炎、肝硬化、更年期综合征、痛经、脱发、关节炎、阳痿、老年痴呆症、肾功能不全、肾盂积水、精液不液化、血管瘤、卵巢囊肿、宫外孕、子宫内膜增生症、骨质增生症、乳腺癌、癌性疼痛等。

在2015年版《中国药典》一部的“水蛭”中收载了3个品种的水蛭:水蛭科动物蚂蟥Whitmania pigra Whitman、水蛭Hirudo nipponica Whitman或柳叶蚂蟥Whitmania acranulata Whitman〔1〕。此外,《广西壮族自治区壮药质量标准》第二卷(2011年版)收载了金边蚂蟥Poecilobdella manillensis Lesson〔2〕

以上论述中的水蛭即为日本医蛭,蚂蟥即为宽体金线蛭〔3〕,金边蚂蟥即为菲牛蛭。

因此,在中国临床上可合法使用的水蛭品种就只有上述这4种了,其中日本医蛭和菲牛蛭为吸血类水蛭;宽体金线蛭和柳叶蚂蟥为非吸血类水蛭。

现代科学研究表明,吸血类水蛭发挥药效的物质基础是其体内所含的抗凝血酶物质,即天然水蛭素(hirudin),而天然水蛭素是迄今为止世界上所发现的物质中最强、最有效和最安全的天然凝血酶特异性抑制剂,对人类心脑血管疾病尤其是脑血栓等血栓性疾病有特效,其防治效果是任何物质包括目前临床上常用的肝素、阿司匹林所不能比拟的。因此,是否含有水蛭素以及水蛭素含量的多寡可作为吸血类水蛭功效的一个重要检验标准。而非吸血类水蛭体内不含天然水蛭素,虽其也有活血化瘀之功,但到目前为止尚未明确是何种成分发挥药效。

然而,天然水蛭素是一种分泌型的生物活性物质,仅存在于吸血类水蛭头部的唾液腺及其所分泌的唾液中,其身体的其他部位是不含天然水蛭素的,这种现象与蛇毒仅存在于蛇头部的毒腺中而身体的其他部位不含蛇毒一样。

在世界上,医药界对天然水蛭素在防治人类心脑血管疾病的疗效是公认的,但为什么一直以来天然水蛭素未能在临床上应用,尤其是在我国,它的生产与应用更是一片空白呢?这是因为,天然水蛭素的作用被人们发现的一个多世纪以来,科技界一直被“自然界中能够提取天然水蛭素的资源实在太少了”的错误观点所左右(的确,天然水蛭素仅存在吸血类水蛭中,而这些水蛭为冷血动物,仅分布于华南的广西、广东和海南等少数的几个省区,其分布范围、品种和数量均有限),以致人们不得不把主要精力投向重组水蛭素的研究中去。1986年国外利用基因工程技术生产了重组水蛭素;1997年重组水蛭素在德国上市;我国从20世纪80年代末就对重组水蛭素的研究投入了大量的人力和物力,但到目前为止,国内尚未有重组水蛭素上市。其主要原因就是重组水蛭素虽然在氨基酸序列和结构上与天然水蛭素极其相似,可在63位酪氨酸残基上未硫酸化,这就使得重组水蛭素对凝血酶的抑制作用比天然水蛭素降低了90%,同时,容易产生出血等副作用。重组水蛭素无法克服的先天缺陷,使其无法与天然水蛭素相匹比。因此,重组水蛭素的开发应用受到了限制。目前,我国禁止重组水蛭素进口。

与此同时,还有一个更重要的原因就是一直以来天然水蛭素的提取技术和生产工艺未取得突破性进展,这是制约天然水蛭素生产的“瓶颈”。由于天然水蛭素仅存在于吸血类水蛭唾液腺及其所分泌的唾液中,以前,国内外大多都是采用吸血类水蛭头部或整体提取天然水蛭素。其常规提取方法是:以吸血类水蛭的头部为原料,因为水蛭躯体中有较大量的结构与水蛭素类似、但无生物活性的“伪水蛭素”(Pseudo-hirudin)组分存在,它的存在将增加水蛭素分离的难度。利用水-丙酮混合剂萃取或经过乙醇分级沉淀,即得水蛭素粗制品溶液,然后采用层析法等电聚焦等方法提取天然水蛭素。然而,本法取水蛭的头部费时、费力,成本较高,为此有人又研究了从整条水蛭中提取水蛭素的方法。经比较,从头部得到的水蛭素活性较强,而从整条水蛭中得到的水蛭素活性只有从头部得到的1/3。

上述这些方法均因其杂质(如组织碎片、组织液、动物血液等)含量过多、工艺复杂、生产周期长、提取率低、成本过高而在实际中无法采用。因此,现在市场上销售的天然水蛭素价格昂贵(在国外的价格为4~10美元/国际单位(ATU),国内尚未见有销售),仅供做试验研究用。

正因如此,天然水蛭素的应用长期被埋没,直到今天人们在抗凝和防治心脑血管疾病时仍然不得不继续依赖副作用较大的阿司匹林。在与人类“第一杀手”心脑血管疾病的斗争中,这不能不说是一种莫大的损失。

然而,这也更加凸显了利用吸血类水蛭活体进行多次提取天然水蛭素技术的创新性(该技术已获得了授权国家发明专利),这是对天然水蛭素传统提取领域的一次革命,具有里程碑意义。因为它彻底解决了目前国内外天然水蛭素生产中悬而未决的提取率低、工艺复杂等关键性难题,明显地降低了生产成本,从而使天然水蛭素的规模化生产变为现实。

本书作者从20世纪90年代末就开始对吸血类水蛭人工养殖及其天然水蛭素的提取与应用进行全面、深入、系统的研发,取得了多项创新性成果,为我国吸血类水蛭人工养殖奠定了坚实的基础,同时也为天然水蛭素的提取与应用提供了技术支撑,并且为菲牛蛭于2011年被广西壮族自治区食品药品监督管理局收载为壮药提供了科学依据,从而进一步推动了吸血类水蛭产业化的形成和发展。目前,广西等地已形成了菲牛蛭的规模化养殖,保障了原材料的供应。

虽然水蛭素的概念在1983年就有文献报道,但后续的研究不多,人们对它比较陌生,因此,对它们的认识社会上存在一些误区。

误区一 所有的水蛭均可作为药用。

根据我国有关法律法规的规定,只有被《中国药典》或省级地方标准收载的中药材品种才能作为药用,否则视为违法。目前,可作为药用的水蛭品种只有四种,其中吸血类水蛭两种——菲牛蛭和日本医蛭;非吸血类水蛭两种——宽体金线蛭和柳叶蚂蟥。经笔者分别对国内近三十年来吸血类水蛭(以菲牛蛭和日本医蛭为代表)、非吸血类水蛭(以宽体金线蛭为代表)和天然水蛭素的文献资料检索,结果表明,非吸血类水蛭在降脂方面独具特色,而吸血类水蛭在抗凝溶栓方面效果更显著。

误区二 水蛭只有吸血的水蛭或非吸血的水蛭。

由于水蛭分布的局限性,华南、华中地区一带尤其广西、广东和海南等省区的人们往往认为只有吸血的水蛭而没有非吸血的水蛭,因为那些地方的人很少见过非吸血的水蛭。相反,长江流域一带如湖北、安徽、江苏等地的人们则往往认为只有非吸血的水蛭而没有吸血的水蛭,因为那些地方的人很少见过吸血的水蛭,因而导致人们在认识和应用水蛭上产生误解。

误区三 水蛭只有一个品种,水蛭和蚂蟥是同一个品种。

随着人们对栓塞性心脑血管疾病以及天然水蛭素研究的不断深入,“水蛭”“蚂蟥”“水蛭素”等概念也越来越广泛地引起人们的关注,并越来越频繁地出现在一些文章和广告中。关于水蛭含有抗凝溶栓物质的宣传和报道,目前都普遍采用这样一种基本表述模式:水蛭,俗称蚂蟥,含有丰富的水蛭素,水蛭素是最有效的天然抗凝血酶物质之一。其实,这种表述是十分不科学和不严谨的。

因为从动物分类上来说,水蛭与蚂蟥根本不是同一种动物。由中国社会科学院语言研究所词典编辑室修订,由商务印书馆出版的《现代汉语词典》,分别对水蛭和蚂蟥做了如下注释:

“[水蛭]蛭纲动物,体狭长而扁,后端稍阔,黑绿色”;生活在池沼或水田中,吸食人畜的血液。

“[蚂蟥]蛭纲动物,我国常见的是宽体蚂蟥,身体略呈纺锤形,扁平而较肥壮,背面通常暗绿色,前吸盘小,生活在水田、湖沼中,能刺伤皮肤,但不吸血”。

由此可见,水蛭与蚂蟥并不是某一种动物的名称。在动物学分类上,充其量也只能算是蛭纲类动物的统称,更说不上俗称。

误区四 水蛭被切成多段后会生长为多条水蛭。

水蛭具有很强的伤口愈合能力,同时其再生能力也很强,结构较为简单的器官切掉后可以再长出来;而结构较为复杂的器官切掉后就难再长出。在水蛭的组织结构中,生殖器是一个较为复杂的器官,因此,当把水蛭切成多段后,有生殖器的一段切口就会自愈并且再生成一个完整的个体,没有生殖器的一段或多段则会死去。因此,水蛭被切成两段后不可能生长为两条水蛭,被切成多段的水蛭后更不可能生长为多条水蛭。

误区五 吸血类水蛭进入人体后会长出很多水蛭。

如果将水蛭加工成干品作药用时,水蛭已死亡,内服后不可能在体内再繁殖出很多水蛭。但如果水蛭活体吸吮在可呼吸到空气的地方如咽喉部、鼻腔、阴道和肛门等部位就可定居下来营寄生生活,也就可能存活下来。因此,在江河游泳或赤膊接触过水蛭后,如在上述部位感觉到有微微痒感时就应到医院就诊。

误区六 只要是水蛭都含有天然水蛭素。

天然水蛭素并不是所有水蛭动物都共同拥有的物质。现代科学研究表明,天然水蛭素是吸血类水蛭所特有的一种抗凝血酶物质,而非吸血类水蛭是不含抗凝血酶物质的。因此,把“水蛭”“蚂蟥”“水蛭素”混为一谈是完全错误的。

误区七 水蛭躯体的任何部位都含有天然水蛭素。

天然水蛭素是一种分泌型的生物活性物质,仅存在于吸血类水蛭头部的唾液腺及其所分泌的唾液中,其身体的其他部位是不含天然水蛭素的。这种现象与蛇毒仅存在于蛇头部的毒腺中,而身体的其他部位如蛇肌肉不含蛇毒一样。

误区八 天然水蛭素可被重组水蛭素所替代。

目前,国内外均可利用重组DNA技术生产重组水蛭素,重组水蛭素虽然在氨基酸序列和结构上与天然水蛭素极其相似,可在63位酪氨酸残基上未硫酸化,这就使得重组水蛭素对凝血酶的抑制常数比天然水蛭素降低了90%,同时,容易引起出血等副作用。重组水蛭素无法克服的先天缺陷,使其无法与天然水蛭素相匹敌。因此,重组水蛭素的开发应用受到了限制。目前,我国禁止重组水蛭素进口,国内尚未有重组水蛭素上市。所以,天然水蛭素不可能被重组水蛭素替代。

根据中文科技期刊全文数据库的统计,从1994年至2015年底全国各科技期刊发表了与水蛭医药应用有关的文章多达1000篇以上,然而明确注明是吸血类水蛭具体某一品种的文章不多,绝大多数文章以及市场上销售的含水蛭成分的中成药实际上是用不吸哺乳动物血液,只取食螺类体液的宽体金线蛭做原料的。由于宽体金线蛭不含有水蛭素等生物活性物质,其体内所含有的成分及其作用机理目前尚未明确,因此笔者未将这部分文章和水蛭中成药产品包括在本书的药理和临床的内容中。

本书所述的水蛭如不注明是具体某一水蛭品种时则为泛指。

为便于区分,本书所述的宽体金线蛭是指蚂蟥,菲牛蛭是指金边蚂蟥。