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含朱砂口服中成药中汞的生物利用性及安全性评价
作者:齐江宁,胡广林*,庞京团,韩 彬,黄维钱     
作者单位:(热带生物资源教育部重点实验室,海南省精细化工重点实验室,海南 海口 570228)

《时珍国医国药》 2010年 第11期

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       【摘要】 
       目的从生物利用性角度评价含朱砂中成药中汞的潜在健康风险。方法火焰原子吸收法(FAAS)测定含朱砂中成药总汞含量,体外消化透析法模拟人体胃肠消化,氢化物发生—原子荧光光谱法(HG-AFS)检测得到含朱砂中成药中汞生物利用性相关数据。结果6种常用含朱砂中成药在人工胃液中汞溶出率在0.14%~1.96%范围内,小肠阶段汞可接受率为0.003 8%~0.011 7%。基于汞在人体的半衰期和蓄积中毒量,反推导出含朱砂中成药中汞元素的安全阈值为每人每天0.099 mg。结论综合考虑6种常用含朱砂中成药的汞含量水平、服用剂量、服用频次等,说明口服含朱砂中成药引起汞暴露的安全风险性较低。
       【关键词】  生物利用性; 体外消化透析法; 含朱砂中成药; 安全阈值; 汞
       Abstract:ObjectiveTo introduce mercury bioaccessibility for risk assessment of Chinese patent medicines containing cinnabar. MethodsTotal mercury from Chinese patent medicines containing cinnabar was determined by FAAS. In vitro digestion and dialysis method was adopted to simulate the conditions of gastric compartment and intestinal compartment and dialysate fractions were collected and quantified by the means of HG-AFS. ResultsIn the gastric compartment, the solubility of mercury from six common Chinese patent medicines containing cinnabar ranged from 0.14%~1.96%; in the intestinal compartment, mercury bioaccessibility (0.003 8%~0.011 7%) was found for all the samples. The toxic threshold level of mercury was 0.099 mg/(person·day) for the case of Chinese patent medicines containing cinnabar on the basis of available data on mercury (cumulative toxic dose and half-life) in the body. ConclusionTaking into consideration on mercury level and intake of Chinese patent medicines containing cinnabar, the potential health risk seems to be low.
       Key words:Bioavailability; In vitro digestion and dialysis method; Chinese patent medicines containing cinnabar; Toxic threshold; Mercury
       朱砂又名丹砂、辰砂,是一味传统中药,主治安神定惊、明目解毒,其主要成分为硫化汞。在中成药中,含有朱砂的品种占10%;在儿科中成药中,含朱砂的品种占到了20.32%。《中国药典》(2005年版Ⅰ部)正文中收载含朱砂的内服成方制剂44种。《中国药典》对万氏牛黄清心丸、保赤散等7种含朱砂中成药附有朱砂含量测定一项(硫氰酸盐容量分析法),并且对硫化汞的含量指标做了具体规定[1]。但是,含朱砂中成药中重金属汞含量偏高,引起了人们对此类中成药服用安全性的担忧[2~4]。矿物类中药至今没有相应的安全质量标准[5],许多国家对中药都采用食品重金属限量标准来衡量其服用安全性。随着中药国际化进程日益加快和人们健康意识的迅速提高,如何合理科学地对传统矿物药的服用安全性进行评价已经成为当前亟待解决的问题。
       众所周知,含朱砂中成药中汞元素主要以硫化汞形态存在,硫化汞是强化学惰性的,其溶解性很差[6]。从生物利用性(bioavailability)角度看,汞的全量并不能反映出人体吸收代谢汞的水平,只有一部分的汞能经过消化吸收后进入体内。因此,评价中成药中汞的安全性非常有必要进行生物利用性方面研究。生物利用性是食品营养和环境化学领域中的概念,被定义为存在于一定基体中的目标物经口腔摄取后能够到达体循环的部分,可分为以下3个过程:①经口服摄入后,从基体释放到人体胃肠消化道的部分,即文献中常常出现的生物可接受性(bioaccessibility);②生物可接受部分穿过肠上皮细胞后被人体吸收的部分;③人体吸收部分经过肝脏代谢后最终进入体循环和机体组织的部分。因此,广义的生物利用性等于以上3个过程生物可利用率的总乘积。在消费品安全性评价方面,一般把生物可接受部分看作口服生物利用性的指标,因为它反映出了现实的最坏风险性[7]。
       在参考体外消化法在食品[8~11]、环境土壤[12,13]、玩具[14]、含矿物类中成药[15~17]等方面研究成果的基础上,本文采用体外消化透析法对几种常用含朱砂中成药中汞的生物利用性进行了研究,建立了人体内汞中毒剂量反推模型,对6种含朱砂中成药中汞的健康风险进行了评价。
       1 材料与仪器
       1.1 仪器TAS-990火焰原子吸收分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司),AFS-820双道原子荧光光度计(北京吉大小天鹅仪器有限公司);GWA-UN Pure Water System(北京普析通用仪器有限责任公司)。
       1.2 试剂与药品 Hg标准贮备液:(国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院);K2Cr2O7,KBH4,NaHCO3,NaOH,HgCl为AR级试剂,HClO4、H2SO4、HNO3、H2O2、HCl为GR级试剂,实验用水为GWA-UN Pure Water System制备的电阻率为18.2 MΩ超纯水。胃蛋白酶(上海国药集团化学试剂有限公司,BR);胰蛋白酶(上海楷洋生物技术有限公司,BR);猪胆盐(上海国药集团化学试剂有限公司,BR);D22mm透析袋(Beijing siyu biotechnology Co., Ltd),截留分子量(Molecular Weight Cut-off, MWCO)8 000~14 000。含朱砂中成药购自海口市药品超市,其中包括大蜜丸1种(同仁安神丸),水蜜丸1种(天王补心丸),胶囊剂1种(复方芦荟胶囊),水丸剂1种(仁丹),散剂2种(儿科七里散,紫雪)。
       1.3 样品制备对大蜜丸、水蜜丸、水丸,取20粒,剪碎或研碎成小块混匀;对胶囊剂、散剂,取不少于20粒,倒出粉末状内容物混匀;最后,将以上样品置于密封袋中,保存于干燥器中备用。
       2 方法
       2.1 体外消化透析法参照Miller[8]、Cámara[9]及庞京团[15]等所述体外消化透析实验体系各项参数,并进行了适当地改动,实验步骤如下:将0.25 g样品和25 ml pH=1.5的盐酸溶液,加入到50 ml离心管中,用1 mol/L盐酸溶液调节pH为1.5,再加入0.16 g/ml的胃蛋白酶液0.5 ml,旋紧盖子,整个实验体系在密闭环境下振荡100 min[(37±1)℃,80 r/min,下同]。将装有5.1 ml 0.2 mol/L NaHCO3溶液的透析袋(长10 cm,直径22 mm)放入胃模拟消化物(pepsin digest)中,连续振荡约45 min后,模拟环境pH为5.0。最后,在小肠模拟环境中加入胰液—胆盐混合物2.5 ml,持续振荡100 min。振荡结束后,将透析袋从离心管中取出,收集透析液于PTFE内杯中,消解后待测,同样方法作氯化汞和空白全过程对照,所得样品均采用原子荧光光谱法测定。
       2.2 中成药汞含量的测定 火焰原子吸收光谱法(FAAS)测汞已有不少文献报道,比如FAAS对汞精矿电氧化浸出液[18]、工业硫酸[19]、抗缺氧藏药[20]、报春花及冬葵[21]中汞含量的测定。本实验参考王志华等[22]的方法采用HNO3-H2SO4-HClO4(4∶1∶1)体系高压密封消解中成药,优化仪器工作条件后(见表1),FAAS法测定复方芦荟胶囊中的汞含量为(11.62±0.3)%(n=3,P=0.95),与庞京团等[23]汞量法测定结果(11.70±0.4)%基本一致,表明本方法在准确度、精密度上均满足测试要求,可用于含朱砂口服中成药中汞含量的测定。
       2.3 数据处理 中成药中汞的胃肠阶段溶出率、生物可接受率的计算参考文献[15,23]。
       3 结果与讨论
       3.1 中成药中汞的生物利用性含朱砂中成药中汞的生物利用性结果见表2。在人工胃液中除天王补心丸、复方芦荟胶囊的汞溶出率较高外,其它中成药的溶出率在0.14%~0.67%;在小肠阶段,汞的透析率以同仁安神丸最高(0.011 7%),其次为仁丹(0.009 0%)、天王补心丸(0.007 7%)、儿科七厘散(0.006 7%)、紫雪(0.004 0%)和复方芦荟胶囊(0.003 8%)。含朱砂中成药中溶出汞远低于汞总量,这说明大部分汞都是以难溶形式存在;经过小肠模拟消化后的可透析汞量更低,除同仁安神丸外,生物可接受率都小于0.01%,大大低于胃阶段溶出率,这可能是由于透析过程只允许分子量小于透析膜MW的物质通过,模拟消化过程中汞与蛋白酶或者胰液-胆盐结合形成复合物后就很难通过透析膜。
       目前文献报道的体外消化法的各实验参数还未统一,所采用的实验系统各有特点,涉及到人工胃肠消化液组成和pH值、液固比、经口腔摄入物质在胃肠道驻留时间、目标元素测定前所采用的分离方法等[25]。以目标元素在测定前所采用分离方法为例,文献报道有离心、0.45 μm膜过滤、透析等,比如Camara等[9]分别采用透析法和离心法对学生常用膳食搭配中的Ca、Fe、Zn、Cu生物利用性的研究,Iris Koch等[17]离心法对牛黄解毒片中的砷生物利用性的研究,褚卓栋等[24]膜过滤法得到了六神丸、医痫丸等7种添加朱砂中成药中汞的生物可接受性数据,庞京团等[15]确定了透析法测定朱砂中汞的生物利用性的实验条件,并将该方法推广到了含朱砂中成药汞生物利用性的研究[11]。透析不仅可以起到分离目标物的作用还能模拟食物从胃到小肠生理pH值逐渐变化的过程,即将装有5.1 ml 0.2 mol/L NaHCO3(经酸度滴定实验计算得到)放入胃模拟消化物中,因此,本文采用了透析法[8,9,15]。表1 火焰原子吸收分光光度计工作参数表2 六种含朱砂口服中成药中汞的生物利用性
       3.2 对含朱砂口服中成药的安全性评价根据日本熊本和新泻水俣病患者所摄入有毒鱼贝的汞浓度和估计摄入量而推算出体内100 mg的蓄积量为中毒剂量[26]。此外,边振考等[27]也曾报道人体汞蓄积中毒量为100 mg。甲基汞安全阈值研究[28]已有文献报道,汞在人体内半衰期为65~70 d[29],本文以汞的中毒剂量和半衰期来反推出日摄入汞的安全阈值。为计算简单此处以70 d计,设日摄入含朱砂中成药中生物可接受汞量为m(单位mg),服用f天后,人体内蓄积汞量N可表示为:  N=m[(12)f-070+(12)f-170+……+(12)170+(12)070] ①人体表现汞中毒时,人体内蓄积汞含量N=100 mg,则有m[(12)f-070+(12)f-170+……+(12)170+(12)070]=100 mg对上式进行求和化简可得下式:100m-100m×2170+2170=2-f70 ②要使人体汞中毒,则该方程必须有解m。因为2-f70>0,则100m-100m×2170+2170>0 ③2170≈1.01由③求得m>0.99 mg,故当f趋向于无穷大时,最小汞中毒量为0.99 mg,考虑到人体摄入汞的其它来源,取其10倍的安全系数,则为0.099 mg ,即摄入含朱砂中成药过程中,汞生物可接受量超过0.099 mg将对人体存在较大中毒风险。
       据2003年粮食及农业组织/世界卫生组织联合食物添加剂专家委员会(JECFA)的建议,汞的每周可容忍摄入量(provisional tolerable weekly intakes, PTWIs)为5 g/kg(BW)[30],其含义为按每公斤体重计算,每周可容忍摄入汞量为5 g。若以人体平均体重70kg计算得到每日可容忍摄入汞量(tolerable daily intake, TDI )为0.050 mgHg。由人体内汞中毒剂量反推导出的理论安全阈值与JECFA 建议TDI值处在同一数量级水平,可见其作为汞暴露安全风险评价指标具备合理性。实验所用的6种含朱砂口服中成药每日最大生物可接受汞量见表3,其中,同仁安神丸的日最大摄入汞量已非常接近安全剂量,其他5种中成药则要低1~2个数量级。因此,若严格依照说明书标明剂量(注意:儿童需减量服用)短期服用情况下,由口服含朱砂中成药引起汞暴露的安全风险性比较低。表3 6种含朱砂口服中成药相关信息
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