中国蜈蚣属动物分类鉴定及药用蜈蚣药材质量评价研究

发布时间：2020-07-19 18:10

【摘要】：蜈蚣属动物广泛分布于世界各地,尤其是热带、亚热带地区,作为一个古老的生物物种,是节肢动物进化过程中的一个重要分支,其遗传分类研究对研究物种进化具有重要意义。该类动物因为有限的迁移能力,不同种类、不同类群生活于相对独立的地理分布区域,也成为了重要的历史地理学研究材料。国内外多数学者对蜈蚣属动物分类进行过探讨,但长期以来对部分品种的分类地位存在争议,尤其是模棘蜈蚣亚种及赤蜈蚣亚种的分类,各种类间相互亲缘关系亦不清楚。在中国境内,蜈蚣属动物主要分布于南方地区,由于我国对蜈蚣的基础研究较为薄弱,资源研究不深入,境内蜈蚣种类数目及分布情况尚不明确。形态鉴定是蜈蚣属动物分类鉴定的常用方法,但该属动物在形态特征上具有相似性,部分个体在形态上存在交叉,同时当样本部分缺损、特征缺失或呈粉末状时,形态鉴别方法往往存在困难。近年来,几何形态测量法、分子生物学方法等方法不断被探索和应用于蜈蚣属动物的分类鉴定研究,在蜈蚣属动物分类鉴定上具有一定突破,但单一方法尚不足以解决蜈蚣属动物分类中存在的瓶颈问题,需要探索更多的分类鉴别方法对蜈蚣属动物进行系统研究。蜈蚣作为中国传统中药材品种,已有2000余年使用历史。近年来,随着对蜈蚣药效研究的深入,其抗肿瘤、镇痛、抗凝血等作用不断被发现,临床应用也逐步扩大,使蜈蚣成为近期研究热点之一。药用蜈蚣种类主要来源于蜈蚣属动物,少棘蜈蚣为中国药典收载的蜈蚣药材唯一正品来源,但其它多个蜈蚣品种在我国部分地区或民间均有药用习惯。蜈蚣为有毒动物,不同品种的毒性大小和药效作用存在差异,同时由于不同种类蜈蚣在形态上具有较大的相似性,使得蜈蚣药材长期存在混淆和误用现象,对人体健康造成潜在危害。对蜈蚣药材基源进行准确鉴定,有助于解决混淆和误用问题。蜈蚣为动物类药材,其有效物质基础不太明确,质量控制方法较为简单,难以对药用蜈蚣药材质量进行有效评价。对蜈蚣药材开展多手段、多指标的质量控制方法研究,有利于完善其质量标准体系,保障药材质量和临床用药的安全有效。本文对中国蜈蚣属动物资源、分类鉴定及药用蜈蚣药材质量评价进行了系统研究,主要研究内容如下:1、通过实地走访、野外采样及对药材市场和药材公司的市售商品进行调查,对中国蜈蚣属动物资源进行研究。结合文献资料,对中国蜈蚣属动物种类及分布状况进行了整理。研究阐明了中国境内蜈蚣属动物的资源状况、生活规律,明确了目前中国境内蜈蚣属动物存在14个种类,提出了药用蜈蚣“三大水系分布带”及“三大地理分布区”的分布规律。2、采用形态学-分子生物学相结合的综合分析法对中国蜈蚣属动物种类进行分类、鉴定研究。通过形态学鉴定比较了8种蜈蚣属动物形态特征差异,建立中国蜈蚣属动物14个种类的形态鉴别检索表;采用形态测量方法对体长等4种典型特征进行测量,对测定结果进行统计分析,比较不同特征间的差异;采用基于COI基因序列的DNA条形码技术构建中国蜈蚣属动物12个种类系统聚类树,结果10个种类从12个疑似种中分离出来成为独立的分支,但模棘蜈蚣和海南蜈蚣聚为同一分支。通过综合分析法可确定多棘蜈蚣、少棘蜈蚣等种类为独立的种,模棘蜈蚣和海南蜈蚣因分子特征的一致性而成为两个“形态种”。采集于云南禄丰的样本在形态特征及分子数据上具有独特性,被认定为蜈蚣新种,并命名为禄丰蜈蚣。3、分别通过从定性鉴别及定量分析两方面对中国药用蜈蚣药材进行多指标的质量控制研究,完善蜈蚣药材质量标准体系。定性鉴别方法通过形态鉴别比较了不同种类药用蜈蚣药材形态特征差异;基于电镜扫描技术对6种药用蜈蚣头板、触角微性状特征进行观察,对不同种类微性状特征进行比较;采用DNA条形码技术建立药用蜈蚣分子鉴别方法,各药用种类在所构建的NJ聚类树中分别聚为独立分支;采用近红外光谱技术基于PCA-SVC算法对中国药用蜈蚣快速鉴别方法进行探讨,模型校正集结果正确率为100%,预测集预测正确率为81.82%,满足快速鉴别要求。定量分析中,以蜈蚣氮含量为指标,采用半微量定氮法测定不同种类总氮含量;基于氮含量测定结果,通过不同算法建立近红外定量分析模型,经对不同模型结构、预测能力等进行比较,确定PLS-SVM模型为药用蜈蚣最佳近红外快速定量分析方法。研究结果表明,上述定性定量方法能有效控制药用蜈蚣药材质量,可用于对中国药用蜈蚣药材质量进行评价。4、通过对蜈蚣内源性毒性及外源性有害物质初步研究,对中国药用蜈蚣安全性进行评价。对蜈蚣蜈蚣毒液及药材毒性成分进行分析,采用MTT法探讨蜈蚣药材对人胃癌细胞MGC803的毒性作用,结果表明蜈蚣毒液及药材毒性对人体存在潜在危害,通过炮制加工可降低危害风险;对蜈蚣药材外源性有害物质残留量进行研究,采用ICP-MS法测定蜈蚣药材中5种重金属元素含量,结果所测样品中有75%的样品Cu元素超标、45%的样品Cd元素超标,并普遍具有较高的Cu元素含量值;采用LC-MS法对蜈蚣药材中黄曲霉毒素含量进行测定,结果除1批检出黄曲霉毒素外,其余批次均未检出,未检出黄曲霉毒素超标。研究表明,蜈蚣在其生长环境中,易于富集Cu、Cd等元素而对人体安全造成影响,严格控制蜈蚣药材贮存条件,可减少黄曲霉毒素污染。开展蜈蚣重金属元素及黄曲霉毒素等外源性有害物质限量控制,能确保蜈蚣药材用药安全。综上所述,本研究厘清了中国蜈蚣属动物资源,提出了中国药用蜈蚣的分布规律;对中国蜈蚣属动物进行系统分类与鉴定,明确了中国蜈蚣属动物种类为14个种,发现并命名了蜈蚣新种—禄丰蜈蚣。建立了药用蜈蚣质量控制及评价方法,完善了蜈蚣药材质量标准体系,可有效防止药用种类的混淆和误用,提高药材质量。开展蜈蚣药材安全性评价研究,可有效降低蜈蚣内源性毒性及外源性有害物质对人体危害、确保用药安全。本研究对保障蜈蚣药材质量与临床用药安全、保护蜈蚣资源与可持续利用具有重要意义,研究采用形态学及分子生物学相结合的综合分析方法对中国蜈蚣属动物进行分类鉴定研究,建立蜈蚣药材质量评价方法,为其它动物类药材的质量控制研究提供了思路和方法。
【学位授予单位】：湖北中医药大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R282.5
【图文】：

墨江蜈蚣,云南墨江,少棘蜈蚣,蜈蚣

云南墨江采集墨江蜈蚣样品Fig.2-1ThesceneofsamplecollectingofS.mojiangnicafromMojiang,Yunnan

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图 2-2 云南西双版纳集贸市场及昆明菊花园药材市场走访Fig. 2-2 Survey of the genus Scolopendra in markets of Xishuangbannaand kunming chrysanthemum garden medicinal materials market, Yunnan

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图 2-2 云南西双版纳集贸市场及昆明菊花园药材市场走访ig. 2-2 Survey of the genus Scolopendra in markets of Xishuangban kunming chrysanthemum garden medicinal materials market, Yun

【参考文献】