中藥及復方的藥效物質基礎研究概況

何　群　汪　寧　段金廒　丁安偉

摘 要:中藥及復方藥效物質基礎研究是中藥研究的難點和重點之一。綜述了在中藥及復方的物質基礎研究中常見的方法并對其特點進行分析,并對今后的研究進行了展望,希望為探明中藥復方的物質基礎與作用機制提供借鑒。

關鍵詞:中藥及復方;藥效物質基礎;綜述

中圖分類號:R289文獻標識碼:A文章編號:1673-2197(2009)06-0037-04

中藥及復方藥效物質基礎研究是中藥研究的難點和重點之一,是中醫藥現代化研究的重要組成部分,對于繼承和發展中藥復方配伍理論,更有效地指導臨床和研發中藥新產品,揭示中藥復方配伍的內在規律具有重要意義。探求中藥及復方的物質基礎也是中醫藥現代化發展的必然要求。但是,中藥及復方藥效物質基礎研究也是中醫藥現代研究的難點所在,其思路和方法還在不斷的探索之中。中藥及復方的物質基礎研究的難點主要體現在其化學成分的復雜性上。中藥及復方中的化學成分通常有數十甚至上百種,而且藥材來源、加工工藝、藥味加減、劑量和配比變化等因素也都會使中藥復方化學組成發生復雜的變化,這都直接影響中藥及復方的療效。可見,探明中藥復方的有效物質基礎是提高和保證中藥復方療效及質量控制的關鍵,對中藥復方實現現代化具有重要意義。現就近年來中藥及復方藥效物質基礎相關研究的方法、特點及取得的成果綜述如下。

1 拆方研究

拆方研究是目前中藥復方研究中最為常用的一種方法,它是通過采用還原論的研究思路和現代化學成分研究的方法與技術,來闡明中藥復方的配伍組成原理及作用機理,為提高中成藥質量和指導臨床用藥提供科學依據,同時也為創新中藥,發展中醫藥理論奠定了科學的工作基礎。近年來,已經完成了桂枝湯、補中益氣湯、補陽還五湯、六味地黃湯及防己黃芪湯等大量經典中藥復方的拆方研究,在尋找復方增效減毒作用的最佳組合、確定方中主要藥物或活性物質,尋找方中藥物的最佳劑量配比關系和精簡中藥復方等方面取得了一定的成效。如對真武湯的研究表明[1],附子與方中其它中藥如生姜合用則可增強全方的強心利尿作用,降低毒副作用。在對益氣活血方的拆方的研究中發現[2],益氣活血方及其拆方可顯著防止或減輕球囊擴張大鼠頸總動脈所致的管腔狹窄,并且,以益氣活血方組和黃芪組療效較好,從而確定黃芪為方中主要藥物。黃勇等[3]研究說明了原方組方劑量配比關系的合理性。對半夏瀉心湯[4]的研究中我們可以看到辛開甘補藥組與苦降藥組的促胃動力作用強度強于原方,等等。拆方研究的結果能夠客觀地證明中藥復方作用的有效性和合理性,初步闡明了中藥復方中有效部位、組分或功能團的配伍機理,科學地簡化了處方,闡釋了中藥復方對疾病的多靶點治療作用。拆方研究雖在諸多方面取得了確切的成效,但是仍有一些不足,它打破了中藥復方的整體性,與中醫理論有一定的距離,且拆方研究的最終指標也未能與中藥復方所治疾病的病機緊密結合。中藥復方的物質基礎研究必須是以保留中藥復方傳統的整體作用為前提,這就要求我們在拆方研究中必須以中醫理論為主導思想,從整體出發,不斷采用新技術和新方法,強調多學科、多方法的綜合研究,如將數學模式指導拆方和根據中藥配伍關系來進行拆方的方法有機地結合起來,將在體試驗和離體試驗相互結合,以及以復方—病為載體進行拆方研究和復方—證為載體進行拆方研究相結合等等,將有助于中藥復方的藥效物質基礎的闡明和復方配伍普遍規律的揭示。

2 中藥有效部位研究

中藥復方藥效物質基礎的研究上,有學者提出從藥物(復方、藥材)、有效部位和有效成分3個層次進行研究工作。由于中藥復方的整體層次過于復雜,而單一成分又常失去中醫藥的特色,因此提取有效部位的研究顯得尤為重要。所謂中藥有效部位,是指從一味中藥或復方中藥中提取的一類或幾類化學成分(如總黃酮、總生物堿等)的混合體,其含量達到總提取物的 50%以上,而且這一類或幾類已知化學成分被認為是有效成分。與原藥材相比,它富集了有效物質。中醫用藥的主要方式是復方用藥,將來源于不同原料藥材的有效部位組成復方用于臨床,提高了技術含量和療效,減少了服用劑量,增加了質量控制水平,既體現了中藥多成分、多靶點、多層次產生作用的特點,又保留了原方 (湯劑) 治療上的優點,還可以改變中成藥“粗、大、黑”的現狀。有效部位研究是目前中藥現代化研究中進展較快的發展方向之一,該研究工作已受到廣大醫藥工作者的重視,并取得了相應的成果。如通過對黃芪復合劑有效部位化學成分的研究[5],從而闡明了其降血糖的作用機理。對燈心草的研究發現[6],燈心草 95%乙醇提取物有確切的鎮靜和催眠作用,在乙醇的4個不同極性的部位中,乙酸乙酯部分鎮靜作用最為確切。隨著分析化學技術與儀器的不斷進步,中藥復方化學成分的分析方法也日新月異。高效液相色譜(HPLC)、液相色譜和質譜(LC-MS)聯用等技術已越來越多地運用到該領域,這些技術的長足發展和檢測手段的逐步升級,為中藥復方有效部位群的分析帶來了新的契機,加快了該領域的研究步伐。如石鉞[7]利用 HPLC及 LC-MS/MS提供的色譜及離子碎片信息,對相同實驗條件下提取的銀翹散抗流感病毒有效部位及其組方各單味藥的色譜指紋圖譜流出組分進行對比分析,結果對銀翹散抗流感病毒有效部位色譜指紋圖譜中的 30個共有色譜峰,在單味藥中歸屬了其中的 29個峰,基本實現了銀翹散抗流感病毒有效部位與其單味藥中各組分的歸屬分析。但目前在質量標準與藥效毒理研究、有效部位群成分含量問題及有效部位群的含量測定等方面的研究力度還不夠,在研究方法及質量監控方面還存在缺陷,再加上科學技術發展水平的限制,致使我們對有效部位群的認識不足。因此,目前我們對于中藥復方有效部位群的研究及開發,無論在思路還是在技術與方法上都處于探索階段,應積極加強“有效性”的篩選,重視其有效性和藥效作用強弱的確定,重視有效部位安全有效與質量控制的關聯性。

3 中藥指紋圖譜的研究

復方是一個多組分復雜整體,其質量控制要以物質基礎研究為前提,采用與之相適應的能提供豐富鑒別信息的檢測方法進行評價,而現行的顯微鑒別、理化鑒別和含量測定等方法尚不能全面評價其質量,但中藥指紋圖譜技術,可以通過現有的色譜與質譜等技術,引進信號疊加、濾波、數字減影(DSA)等信息處理的思路,運用人工智能 (AI)等技術研究由不同產地、不同采集時間、但按照傳統應用有效加工方法制備的藥物(中藥復方)的整體物質色譜圖與質譜圖,它能較為全面地反映中藥復方中所含化學成分的種類與數量,得到能夠標示中藥特性的共有峰圖譜,從而實現對中藥整體物質基礎進行控制,在實現中醫臨床藥理整體性的同時,確保中藥質量的穩定、可控,并為進一步講清藥物的有效成分和作用機制奠定基礎。如利用高效液相色譜法建立復方丹參滴丸中丹參酚酸類成分和三七皂苷類成分的 HPLC指紋圖譜[8],組成復方丹參滴丸的多元 HPLC指紋圖譜,從而建立了復方丹參滴丸的質量穩定性評價方法。在對當歸補血湯入血成分的研究中[9],首先從口服給藥后的大鼠血清中找到了46個入血成分,然后鑒定出其中的10個原型成分和21個可能代謝組分。形象地講,指紋圖譜就像中藥的身份證,該藥材(或中藥復方)的主要化學信息都能較全面的體現在指紋圖譜上,它是目前控制中藥真偽優劣,保證質量穩定的一項新技術。但是中藥指紋圖譜在實際應用中還面臨許多問題,如在藥材質量的穩定性和指紋圖譜的技術問題方面尚未有一個統一的評價標準,另外在與藥理作用和化學成分的相關性以及與實驗條件的一致性方面也存在不足之處,我們只有進一步加強中藥材種植、加工和質量標準的規范化;中藥化學成分和中藥藥理研究的系統化和標準化;分析儀器的不斷發展,以及技術上多學科的滲透;才能保證中藥質量的穩定,進而保證中藥指紋圖譜庫的建立。總之,中藥指紋圖譜的研究和建立,對于提高中藥質量,剖析中藥復方的物質基礎和促進中藥現代化具有重要意義。

4 中藥血清藥理和血清藥物化學

血清藥理學是近十多年來才逐漸興起的一門實驗方法學,是一種研究中藥藥效較為科學的方法。1984年日本學者首次提出給動物灌服中藥粗制劑一定時間后,取其血清進行體外實驗的新的藥理學方法,1988年由田代真一命名為“中藥血清藥理學” [10]。它是指將中藥或中藥復方經口給動物灌服一定時間后采集動物血液,分離血清,用此含有藥物成分的血清進行體外實驗的一種實驗方法。目前中藥血清藥理學已經應用到越來越多的研究領域中,而且取得了一些進展,如對陽和湯的研究中 [11],可以觀察到陽和湯血清對 MCF-7細胞有抑制增殖、促進分化及誘導凋亡作用,從而產生抗腫瘤作用。馮方俊[12]等運用血清藥理學方法、流式細胞儀技術等,觀察到壽爾膠囊含藥血清可以保護培養的海馬神經元,具有抗凋亡作用。可見,血清藥理學方法的最大優點是能模擬藥物的體內過程,用體外實驗體系再現藥物的體內作用,可以防止中藥粗制劑本身理化性質對實驗干擾,實驗的結果與在體內實驗的結果一致性好,不僅能反應藥物中可吸收部分的直接作用,而且能反應藥物成分在機體作用下形成的代謝產物和藥物誘生的機體內源性物質的間接效果。同時也使中藥復方的藥效物質基礎研究不再局限于整體的功能研究,但由于中藥血清藥理學的研究工作起步較晚,在許多方面如給藥量、采血時間等方面還需要經驗和數據的累積。

中藥血清藥物化學是研究血清中的化學物質,是以傳統藥物化學方法為基礎,綜合應用多種現代技術,分析鑒定口服中藥后血清中的移行成分,研究其藥效相關性,確定中藥藥效物質基礎的應用學科[13]。傳統中藥及中藥復方藥效物質基礎研究停留在分步提取、藥效追蹤的體外水平,所確定的成分是否是藥效的代表性成分尚待商榷。多數中藥或中藥復方現行質量標準中所談及或測定的所謂“有效成分”多為主要藥物的主要成分或指標成分,并無充分依據證明其為有效成分。很多成分即使體外有活性,體內卻無明顯的作用,或不能被吸收,或經代謝后才能產生活性物質。如遠志體外研究其主要含遠志皂甙,而這些成分卻不能被吸收;可見,不論中藥含有多少成分,只有進入血液的成分才有可能成為有效成分(外用藥及直接刺激胃腸道藥物除外)。血清藥物化學主要是研究血清中的化學物質,觀測血清中外源性活性物質及其作用和代謝規律,從而確定中藥及中藥復方的體內直接作用物質,此法將成為快速、準確地研究確定中藥藥效物質基礎的有效途徑。目前王喜軍等人已經成功地完成了有關茵陳蒿湯的血中移行成分的生物活性與藥效相關性的研究,首次闡明了該復方的作用機理[14-17];對中藥復方越桔莖葉、東北紅豆杉、六味地黃丸[18-20]等中藥及復方的血清藥物化學研究,都取得了較好的研究成果。總之,中藥血清藥物化學研究,使中醫藥研究進入系統藥物學研究的科學化領域。但是,在研究思路上往往局限于具體某一中藥復方中藥物間相互關系配伍研究,僅能說明具體中藥復方中藥物存在的必要性及藥物間的“七情和合”,而不是隨證候變化的中藥復方配伍規律。

中藥復方的物質基礎是其有效化學成分,必須將中藥復方藥理學的研究與復方的有效成分研究結合起來,才能真正搞清復方作用機理,如將中藥血清藥理學與中藥血清藥物化學協同研究結合起來,方能揚長避短。

5 細胞膜生物色譜法

傳統中藥及中藥復方篩選有效成分的方法是先提取分離,再逐一進行藥效試驗以確定有效成分,研究周期一般較長,命中率相對較低,而細胞膜色譜法是一種新型生物親和色譜方法,研究的藥物可不經提取分離步驟,直接在特定的CMC模型上完成篩選過程,并且藥物在CMC模型中的保留特性(容量因子)和其藥物的作用有顯著的相關性。細胞膜色譜法[21] (cellmembrane chromatography, CMC)是指將活性組織細胞膜固定在特定載體表面,制備成細胞膜固定相(CMSP),再用液相色譜的方法研究藥物與受體之間的相互作用,將藥物在體內的作用過程在體外進行動態模擬。中藥復方是一個復雜體系,發揮CMSP具有色譜分離和活性篩選雙重功能的優勢,即可簡捷快速分離出中藥復雜體系中有效成分。本篩選方法具有操作簡便、穩定可靠、高效靈敏的優點,其篩選系統為藥物研究的高通量篩選提供細胞膜篩選平臺。我們已將CMC方法用于藥用植物和中藥物質基礎的研究,篩選和發現天然藥物中的有效部位和有效成分。如用不同組織的CMC模型篩選了丹參﹑川芎﹑當歸﹑白芷﹑蛇床子﹑人參﹑淫羊藿﹑紅毛七﹑太白花等中的活性成分,這對中藥復方物質基礎及作用機理的研究和新藥篩選具有重要參考價值。但CMC法用的是自然生物膜(組織細胞),膜受體的密度較小,柱效較低,色譜柱壽命通常比較短,自然生物膜存在有多種活性蛋白,藥物可能與多種受體或通道蛋白結合,容量因子反映藥物與細胞膜上多種受體的協同結合效應,因此CMC法研究中常受非特異結合的因素的干擾,尚不能完全模擬體內復雜環境以及機體內其它系統對藥物發揮藥效作用的影響。同時,固定相的制備、色譜柱流動相、緩沖溶液的組成、PH、柱溫、柱壓、流速等要求較苛刻,對流動相難以進行靈活地調整。通過對細胞膜固定相制備方法的改進和CMC技術的進一步系統化和規范化將有助于問題的解決。

6 腦脊液藥理學

腦脊液藥理學,是一種新興的主要評價作用于中樞神經系統藥物的藥理實驗方法學。以含藥腦脊液代替含藥血清觀察藥物作用,能避免血清中復雜成分的干擾,體現有效成分的藥理作用,增加有效成分研究的針對性,已越來越多地被應用于中藥復方的研究。張啟春等[22]通過觀察當歸芍藥散精簡方含藥腦脊液對不同因素所致的 PC12細胞損傷模型的保護作用,來探討當歸芍藥散精簡方防治癡呆的作用機理。梅建勛等[23]人利用體外細胞培養的方法,以3種不同濃度觀察血清、中藥血清、腦脊液、中藥腦脊液對于星形膠質細胞和神經元的影響,結果發現利用腦脊液進行中藥對中樞神經系統的藥效觀察明顯優于血清。但作為新方法,在諸如實驗動物的選擇,病理模型的復制,給藥方案的確定及含藥腦脊液的收集和處理等實驗條件方面尚不成熟,還需要進一步完善。

綜上所述,對中藥復方的藥效物質基礎及作用機理的研究如果只遵循還原論思路和藥物化學、西藥藥理的原理是不行的,“要有成分論,而不惟成分論”,在從事中藥復方的物質基礎研究時應遵循如下基本原則: 以中醫藥基本理論為指導,以臨床療效為中心,遵循整體性原則,對中藥復方研究不宜過分強調一種模式,應當鼓勵各種探索,最大限度地綜合運用現代相關技術去揭示中藥復方的作用原理與配伍內涵。雖然中藥復方的物質基礎是一個異常復雜的體系,但我們相信,隨著現代科技手段的不斷進步,研究水平的不斷提高,必能闡明中藥復方的物質基礎作用,解決長期以來中藥復方缺乏被國際認可和接受的客觀、嚴格的標準和規范這個關鍵問題,使中藥復方早日走向世界醫藥主流市場。

參考文獻:

[1] 王均寧,龍子江,王欽茂.真武湯及其拆方強心利尿作用的實驗研究[J].中藥藥理與臨床,1997,13(2):4.

[2] 劉彬.益氣活血方及其拆方對球囊損傷大鼠頸總動脈后狹窄的干預[J].陜西中醫,2007,28(2):239-241.

[3] 黃勇,吳敏毓.不同劑量黃芪組方的防己黃芪湯對正常小鼠免疫功能的影響[J].中藥藥理與臨床,1997,13(2):8-11.

[4] 王秀杰,王學清,李巖,等.半夏瀉心湯及拆方對小鼠胃排空影響的實驗研究[J].中華中醫藥學刊,2008,26(5):1072-1073.

[5] 師音,陳娟,戚歡陽,等.黃芪復合劑有效部位化學成分的研究[J].中草藥,2008,39(2):170-172.

[6] 王衍龍,黃建梅,張碩峰,等.燈心草鎮靜作用活性部位的研究[J].北京中醫藥大學學報,2006,29(3):181-183.

[7] 石鉞,石任兵.銀翹散抗流感病毒有效部位各組分變化及歸屬分析[J].藥學學報,2007,42(2):192–196.

[8] 范驍輝,葉正良,程冀宇.復方丹參滴丸批次間質量穩定性評價方法研究[J].藥物分析雜志,2005,25(9):1,122.

[9] Wang P, Liang YZ, Zhou N, et al. Screening and analysis of the multiple absorbed bioactive components and metabolites of dangguibuxue decoction by the metabolic fingerprinting technique and liquid chromatography/diode-array detection mass spectrometry[J]. Rapid Commun Mass spectrum, 2007, 21: 99.

[10] 獲原幸夫.血清添加法を用し新ぃ實驗系しこよゐ漢中藥復方の研究.細谷英夫,山雄一:最新の漢方藥理——漢方藥の科學ち驗證と展望[M].Tokyo: ExceptaMedia, Ltd, 1988.

[11] Du GJ, Lin HH, Xie SQ.Serum pharmacological effects of Yanghe active decoction on proliferation、differentiation and apoptosis in MCF-7 cells [J]. Journal of Henan University,2007,26(1):6-10.

[12] 馮方俊.壽爾智膠囊對體外培養大鼠海馬神經元細胞凋亡的影響[J].中國中醫藥科技2005,3(12):1.

[13] 王喜軍.中藥及中藥復方的血清藥物化學研究[J].世界科學技術——中藥現代化,2002,4 (2):1-5.

[14] 王喜軍,孫文軍,孫暉,等.茵陳蒿湯不同配伍變化對大鼠血中移行成分的影響[J].中國天然藥物,2008,6(1):43-47.

[15] 王喜軍.茵陳蒿湯的生物藥學研究[J].中國中西醫結合肝病雜志,1998(8):10-12.

[16] 朱世敏,唐志鵬.茵陳蒿湯護肝作用研究進展[J].上海中醫藥雜志,2008,42(2):73-75.

[17] 王喜軍,李廷利,孫暉.茵陳蒿湯及其血中移行成分6,72二甲氧基香豆素的肝保護作用[J].中國藥理學通報,2004,20(2):239-240.

[18] 王喜軍,孫文軍,張寧,等.六味地黃丸血中移行成分的分離及結構鑒定[J].中國天然藥物,2007,5(4):277-280.

[19] 王喜軍,張寧,孫暉.六味地黃丸及其類方血中移行成分的比較研究[J].中國中藥雜志,2008,33(15):1881-1884.

[20] 王喜軍,張寧,孫暉,等.六味地黃丸的血清藥物化學研究[J].中國天然藥物,2004,2(4):219-222.

[21] HE LC, YANG GD, GENG XD. Enzymatic activity and chromatographic characteristics of the cell membrane immobilized on silica surface[J].Chinese Science Bulletin,1999,44(9):826.

[22] 張啟春,王秋娟,寇俊萍,等.當歸芍藥散防治老年期癡呆的物質基礎與作用機理研究Ⅵ——當歸芍藥散精簡方含藥腦脊液對PC12細胞的保護作用[J].中國實驗中藥復方學雜志,2005,11(5):55-58.

[23] 梅建勛,張伯禮,陸融.中藥腦脊液藥理學研究方法的初建——對中藥影響星形膠質細胞神經營養作用的觀察[J].中草藥,2000,35(4):523-526.

(責任編輯:王尚勇)

General Situation in Study on Material Foundation of Efficacy of Chinese

Herbs and Compound Prescription of Chinese Medicine

Abstract:One of difficult and crucial parts in studying Chinese herbs is study on material foundation of efficacy of Chinese herbs and compound prescription of Chinese medicine. Here, we summed up the general methods in study on Chinese herbs and compound prescription of Chinese medicine and analyzed the characteristic. Meanwhile, further study was also forecasted in this review. Taken together, this review will offer use for reference in completely exploring material foundation and effect mechanism of compound prescription of Chinese medicine.

Key words:Chinese Herbs and Compound Prescription of Chinese medicine;Material Foundation