中国黄连提取物及小檗碱对人类遗传毒性风险的评估:证据权重法视角

【字体: 时间:2025年05月12日 来源:Food and Chemical Toxicology 3.9

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  黄连(Coptis chinensis)根茎作为中药历史悠久,其提取物(CGPE)在膳食补充剂中广泛应用。研究人员为评估 CGPE 及主要成分小檗碱的遗传毒性风险,开展系列实验。结果显示,CGPE 在体外有遗传毒性,小檗碱是主要原因,但在人体风险评估中其体外阳性结果相关性不大。这为合理使用相关产品提供依据。

  在传统医学的璀璨长河中,黄连(Coptis chinensis)根茎宛如一颗熠熠生辉的明珠,被应用了数千年之久。如今,黄连粉末提取物(CGPE)作为从黄连根中提取的商业产品,在膳食补充剂领域崭露头角,根据美国膳食补充剂标签数据库(DSLD),其日使用剂量通常在 10 - 133mg。然而,在这看似平常的应用背后,却隐藏着一个亟待解开的谜题:CGPE 及其主要成分小檗碱是否会对人类的遗传物质产生不良影响?毕竟,遗传物质的稳定性关乎生命的延续与健康,任何潜在的遗传毒性风险都不容忽视。若对这些风险一无所知,可能会让消费者在使用相关膳食补充剂时暴露在未知的健康威胁之下,这无疑是一颗 “定时炸弹”,随时可能引发健康危机。于是,来自国外(文中作者为宝洁公司员工,宝洁是美国公司)的研究人员决心深入探索这一神秘领域,为揭开 CGPE 和小檗碱遗传毒性风险的面纱而努力,该研究成果发表在《Food and Chemical Toxicology》杂志上。
研究人员在这场探索之旅中,采用了多种关键技术方法。他们运用 Ames 试验,通过观察鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella)菌株 TA98 的回复突变菌落数量变化,来检测 CGPE 是否具有诱导基因突变的能力。在体外微核试验里,以 TK6 人淋巴母细胞为对象,观察微核形成情况,评估其遗传毒性。此外,还利用 HPRT 试验,以 L5178Y 细胞为模型,进一步探究遗传毒性效应。同时,通过相关实验确认小檗碱与人类拓扑异构酶 II(topo II,一种对维持 DNA 完整性至关重要的酶)和细菌 DNA 促旋酶的结合及干扰作用。

Ames 试验探究 CGPE 的致突变性


研究人员将 CGPE 应用于 Ames 试验,最高测试剂量达到 5000μg / 平板。结果发现,在缺乏 S9 代谢活化系统时,TA98 菌株的回复突变菌落数呈现出剂量依赖性增加;在有 S9 存在的情况下,虽增加幅度较小,但也有类似趋势。而且,无论是否有 S9,最大响应值均超过溶剂对照 2 倍以上,达到测试实验室设定的明确阳性响应阈值,且无 S9 时响应幅度更大。这表明 CGPE 在 Ames 试验中具有诱导基因突变的能力。

明确 CGPE 遗传毒性与小檗碱的关联


CGPE 在符合 GLP 和 OECD 指南的 Ames 试验中呈阳性结果,研究人员怀疑其中含量超过 20% 的小檗碱是 “罪魁祸首”。因为 CGPE 在 Ames 试验中的表现与单独测试小檗碱在 TA98 菌株中的结果相似,由此推测小檗碱是导致 CGPE 遗传毒性的生物活性植物成分。

探索小檗碱影响遗传毒性的机制


研究证实,小檗碱能够与人类拓扑异构酶 II 和细菌 DNA 促旋酶结合并干扰其功能。这两种酶在维持 DNA 完整性方面起着关键作用,小檗碱的这种干扰作用很可能是导致在多项体外试验中观察到的诱变和致断裂效应的原因。

体内外遗传毒性差异及风险评估


在对原代人血淋巴细胞的研究中,并未发现小檗碱诱导微核形成的现象。而且,当加入外部代谢活化系统时,体外试验中的遗传毒性效应消失。此外,通过比较人体药代动力学的血药浓度峰值(Cmax)与体外触发拓扑异构酶 II 功能受损(已知的二次遗传毒性途径)的小檗碱浓度,发现二者之间存在高达≥11900 倍的暴露边际。这一系列结果表明,体外试验的阳性结果对于评估人类风险的相关性较低。

综合上述研究结果,研究人员得出结论:CGPE 在体外具有遗传毒性,小檗碱是主要的活性植物成分,其对拓扑异构酶 II 和 DNA 促旋酶的干扰作用解释了体外试验中的遗传毒性现象。然而,考虑到体内外试验的差异,尤其是原代人血淋巴细胞试验结果、代谢活化系统的影响以及人体血药浓度与体外触发遗传毒性浓度的巨大差异,在商业 CGPE 和小檗碱补充剂的典型使用水平下,遗传毒性风险较低。

这项研究意义重大,它为评估黄连提取物及小檗碱的安全性提供了科学依据,让人们在使用相关膳食补充剂时能更加安心。同时,也为后续深入研究其他植物提取物的遗传毒性风险提供了参考范例,推动了植物源成分安全性评估领域的发展,让人们在探索传统植物在现代健康领域应用的道路上迈出了坚实的一步。

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