中藥有效成分辨識(shí)的研究進(jìn)展

李 花，陳玉文

(沈陽藥科大學(xué)工商管理學(xué)院，遼寧 沈陽 110016)

中藥現(xiàn)代化是中藥國際化的必要基礎(chǔ)，提高中藥的質(zhì)量使中藥治療更加準(zhǔn)確，必須對(duì)中藥有效成分進(jìn)行辨識(shí)，以達(dá)到國際市場標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)產(chǎn)品的要求，在國際上廣泛流通。筆者就中藥有效成分（群）的辨識(shí)研究進(jìn)展論述如下。

1 中藥有效成分（群）辨識(shí)研究背景

中藥對(duì)某種疾病或證候是否有效，直接取決于其有效成分的存在與否和量的多寡[1]。中藥中的有些化學(xué)物質(zhì)對(duì)機(jī)體直接發(fā)揮生物學(xué)作用，稱之為有效效應(yīng)物質(zhì)；而另一些是間接發(fā)揮生物學(xué)作用，如大多數(shù)原生苷是前藥(prodrug)，如燈盞乙素聚乙二醇[2]，其在人體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物和/或代謝產(chǎn)物發(fā)揮生物學(xué)作用，其他化學(xué)物質(zhì)亦可能存在類似的轉(zhuǎn)化形式，這類天然化學(xué)物質(zhì)稱為有效成分；既不產(chǎn)生直接作用，亦無間接作用的化學(xué)物質(zhì)，稱為無效成分。有效效應(yīng)物質(zhì)、有效成分和無效成分均指中藥中原存在的物質(zhì)，而在人體內(nèi)直接產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)的化學(xué)效應(yīng)物質(zhì)稱為效應(yīng)物質(zhì)。效應(yīng)物質(zhì)包含了一部分有效效應(yīng)物質(zhì)，即有效成分（群）。

目前，用于中藥有效成分辨識(shí)的研究方法主要借鑒了化學(xué)藥和植物藥的模式，其基本過程是分離純化、活性篩選，方劑活性追蹤與有效成分發(fā)現(xiàn)等。這些研究模式或具有高效、快速的特點(diǎn)，或強(qiáng)調(diào)了對(duì)中藥有效成分的研究以臨床功效為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，獲得了大量中藥化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)及其活性信息，成績斐然。然而，隨著研究工作的深入，這些方法已不能全面地探知中藥復(fù)雜體系中的奧秘。因此，整合中醫(yī)、中藥、生物、化學(xué)、信息等眾多學(xué)科的相關(guān)知識(shí)和方法，建立可體現(xiàn)已有研究模式優(yōu)勢特色的中藥物質(zhì)基礎(chǔ)研究技術(shù)，必將促進(jìn)中藥學(xué)的技術(shù)革新和學(xué)科進(jìn)步。中藥有效成分（群）辨識(shí)研究正是在此背景下應(yīng)運(yùn)而生，國內(nèi)在這一研究領(lǐng)域已提出不少新的研究思路，筆者總結(jié)為2個(gè)思路，即以中藥本身為出發(fā)點(diǎn)和以生物體內(nèi)代謝為出發(fā)點(diǎn)的研究方法，見圖1。

圖1 中藥有效成分辨識(shí)研究方法

2 以中藥本身為出發(fā)點(diǎn)的有效成分辨識(shí)

2.1 拆方和整方研究法

拆方研究法是對(duì)復(fù)方中藥進(jìn)行篩選，以復(fù)方的功能主治為導(dǎo)向，即逐步減去復(fù)方中一味或幾味中藥，拆成單味藥或藥物組，以觀察療效的變化，逐漸縮小研究范圍，最終確定必須保留的藥物，從中尋找有效成分[3]。近年來，有學(xué)者對(duì)血府逐瘀湯[4]、吳茱萸湯[5]等進(jìn)行了拆方研究，發(fā)現(xiàn)了具有代表性的有效成分。但拆方研究法忽視了方藥合煎的影響及成分之間的相互作用。隨著現(xiàn)代分析、分離、鑒定方法與技術(shù)的引入，整方研究法在一定程度上克服了拆方研究法的局限性，更能體現(xiàn)中藥復(fù)方的整體觀和辨證施治原則。整方研究法是將復(fù)方視為一個(gè)整體，以復(fù)方的君、臣、佐、使組方原則或功效為主要導(dǎo)向，研究中運(yùn)用植化方法對(duì)復(fù)方煎煮后的藥液進(jìn)行系統(tǒng)分離和鑒定，以獲得全方化學(xué)信息。還可結(jié)合單味藥成分，分析整方與單味藥的區(qū)別，發(fā)現(xiàn)煎煮等過程中有無新化合物生成等。如從麻醉復(fù)方整方中分離獲得東莨菪堿[6]，從白頭翁湯中獲得生物堿、香豆素、皂苷、檸檬苦素4類化學(xué)成分等[7]。但整方中化學(xué)成分更加復(fù)雜，涉及面更廣，工作難度更大。將整方與拆方研究法結(jié)合運(yùn)用，有助于中藥物質(zhì)基礎(chǔ)的全面闡釋。

2.2 中藥組效關(guān)系辨識(shí)

所謂中藥“組效關(guān)系”（combination-activity relationship，CAR）是指在不同層次上的重要物質(zhì)組合和藥效活性之間的關(guān)聯(lián)性[8]。必須系統(tǒng)地研究中藥復(fù)雜物質(zhì)體系的組成與藥效之間的整體關(guān)系，包括中藥有效組分及其配伍與藥效間的相關(guān)性，多種化學(xué)組分生物效應(yīng)的相關(guān)性及其整合調(diào)節(jié)機(jī)制等。顯然，單純采用傳統(tǒng)的試驗(yàn)研究手段無法求解中藥復(fù)雜物質(zhì)體系的系統(tǒng)辨識(shí)問題。通過綜合運(yùn)用各相關(guān)學(xué)科的新理論和新方法，運(yùn)用譜效關(guān)系理論、計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，將有助于揭示中藥復(fù)方藥效物質(zhì)基礎(chǔ)和藥效組分協(xié)同作用機(jī)制。

譜效關(guān)系是建立在指紋圖譜的研究之上，應(yīng)用色譜及其聯(lián)用技術(shù)，最大限度地獲取有用的化學(xué)信息。通過對(duì)有效組分進(jìn)行譜效關(guān)系研究，將標(biāo)示活性成分群特征峰的指紋圖譜與藥效結(jié)果對(duì)應(yīng)，將中藥指紋圖譜中化學(xué)成分的變化與藥效結(jié)果聯(lián)系起來，建立譜效關(guān)系，探討復(fù)方的物質(zhì)基礎(chǔ)[9]。如石鉞等[10]利用高效液相色譜和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜提供的色譜和離子碎片信息，對(duì)相同試驗(yàn)條件下提取的銀翹散中抗流感病毒有效組分及其組方各單味藥的指紋圖譜流出組分進(jìn)行對(duì)比分析。

計(jì)算機(jī)輔助配伍配比優(yōu)化方法研究，即在建立多組分藥效預(yù)測模型的基礎(chǔ)上，研究中藥有效組分配伍配比組合優(yōu)化方法及計(jì)算機(jī)輔助中藥優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，著重開展化學(xué)組分-藥效模式空間上的遺傳算法、蟻群算法等智能搜索算法和優(yōu)化搜索策略研究，為現(xiàn)代中藥創(chuàng)制技術(shù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)工具[11]。

2.3 分子生物色譜技術(shù)與高通量篩選技術(shù)

分子生物色譜技術(shù)與高通量篩選技術(shù)的基本方法均是針對(duì)中藥復(fù)方多成分調(diào)節(jié)作用的多靶點(diǎn)特性，通過配體-受體的藥物研究理論，進(jìn)行藥效物質(zhì)的篩選和確定。

生物色譜技術(shù)是以具有相同生物效應(yīng)的中藥有效成分（群）為研究對(duì)象，能有效、深入地研究中藥有效成分（群）間的功效關(guān)聯(lián)性；選擇多個(gè)生物體系共同結(jié)合于同一分離器中，即可表達(dá)中藥有效成分（群）作用多環(huán)節(jié)、多途徑和多靶點(diǎn)的作用特點(diǎn)。操作過程是將生物體內(nèi)活性物質(zhì)如酶、受體、運(yùn)輸?shù)鞍缀推渌哂兄匾砉δ艿纳锎蠓肿庸潭ㄓ谏V填料中，復(fù)方提取物通過色譜柱后，經(jīng)過特異識(shí)別、結(jié)合和分離，最終被分離和鑒定。如Wang等[12]用人血清白蛋白（HSA）生物色譜技術(shù)研究了茵陳蒿的甲醇提取物在色譜柱上的結(jié)合狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)了5個(gè)保留峰，并鑒定出其中的2個(gè)化合物分別為濱蒿內(nèi)酯和茵陳新，說明這2個(gè)化合物具有生理活性。

以基因、受體、酶等為藥物作用靶點(diǎn)的高通量篩選技術(shù)在中藥有效成分篩選、分離等的辨識(shí)研究中發(fā)揮了重要作用。Sun等[13]用細(xì)胞外膜片鉗技術(shù)構(gòu)建體外培養(yǎng)的皮質(zhì)神經(jīng)元模型，篩選了22種中藥對(duì)N-甲基-D-天冬氨酸受體的拮抗作用。結(jié)果顯示，黃芩、粉防己、鼠尾草等水提取物能阻斷N-甲基-D-天冬氨酸的通路。但高通量篩選的局限性也十分明顯，主要表現(xiàn)在該技術(shù)不能充分反映藥物的全面藥理作用，也無全面反映機(jī)體生理機(jī)能的理想模型。

盡管以中藥為出發(fā)點(diǎn)的生物研究方法取得了長足進(jìn)步，得到了較多的研究成果，但也有不足之處，如傳統(tǒng)的中藥物質(zhì)基礎(chǔ)研究模式重點(diǎn)考察中藥中含有哪些成分、哪些成分能在藥理試驗(yàn)中顯示活性，沒有重視其中的化學(xué)成分是否能夠被吸收以及吸收后在體內(nèi)的系列變化過程。眾所周知，任何藥物都是通過與人體的相互作用而發(fā)揮療效的，因此中藥物質(zhì)基礎(chǔ)的研究應(yīng)該緊扣人體對(duì)藥物的作用，充分考慮中藥有效成分在體內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化過程（吸收、分布、代謝、靶向等），闡明體內(nèi)發(fā)揮療效的真正藥效物質(zhì)基礎(chǔ)[14]，因此基于生物體內(nèi)代謝過程進(jìn)行中藥有效成分辨識(shí)的研究思路亟待研究。

3 基于生物體內(nèi)代謝過程的中藥有效成分辨識(shí)

3.1 代謝研究法

代謝研究法的思路之一是用整體動(dòng)物進(jìn)行代謝研究，即通過給藥后對(duì)動(dòng)物血液、尿、膽汁、胃液、腸液、糞便等進(jìn)行分析、分離，從而發(fā)現(xiàn)復(fù)方在體內(nèi)真正發(fā)揮藥效的物質(zhì)，進(jìn)而研究物質(zhì)基礎(chǔ)和復(fù)方作用機(jī)理[15];思路之二是在體外模擬體內(nèi)條件進(jìn)行代謝研究，即通過分析復(fù)方在人工胃液、腸液及腸道菌叢中可吸收成分及其轉(zhuǎn)化特征，結(jié)合藥效學(xué)的結(jié)果分離中藥復(fù)方有效成分[16]。代謝研究法排除了復(fù)方本身復(fù)雜理化性質(zhì)、胃腸中不能進(jìn)入血清的藥物成分等干擾，可更快速地發(fā)現(xiàn)有效成分。用代謝研究法對(duì)小柴胡湯進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，服用小柴胡湯后血漿中發(fā)現(xiàn)了原方中沒有的一些新化合物，如黃芩苷的新代謝物黃芩苷元硫酸酯等[17]。

3.2 血清藥理學(xué)和血清藥物化學(xué)方法

血清藥理學(xué)就是對(duì)中藥經(jīng)生物體代謝轉(zhuǎn)化后進(jìn)入血清的藥學(xué)成分進(jìn)行藥效評(píng)價(jià)，而血清藥物化學(xué)則是對(duì)含藥血清進(jìn)行有效成分的分離鑒定。實(shí)際操作是將復(fù)方制劑給動(dòng)物灌胃后，取血并分離血清，結(jié)合體外血清藥理活性測定，進(jìn)行血清中有效成分的分離鑒定，從而闡釋復(fù)方效應(yīng)物質(zhì)基礎(chǔ)。運(yùn)用血清藥理學(xué)和血清藥物化學(xué)研究方法研究復(fù)方物質(zhì)基礎(chǔ)取得了許多有價(jià)值的研究成果，如對(duì)茵陳蒿及其復(fù)方進(jìn)行的血清藥物化學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，口服給藥后，具有促進(jìn)膽汁分泌作用的6，7-dimethylesculetin(6，7-DME)被大量吸收入血（生物利用度為62.4)，其他藥物成分可能在其他環(huán)節(jié)對(duì)6，7-DME產(chǎn)生影響，但在血液中并未檢出，由此認(rèn)定6，7-DME為茵陳蒿及茵陳蒿湯的效應(yīng)物質(zhì)基礎(chǔ)[18]。

然而，該法在實(shí)際運(yùn)用中也遇到了較多問題。首先，在血清中檢測到的成分可能是無效物質(zhì)或是有效物質(zhì)的代謝產(chǎn)物；其次，某些檢測到的吸收入血的成分，經(jīng)過富集和提純后，需比原來血清中的濃度高許多倍時(shí)才顯示相關(guān)藥理作用，這給有效成分的確定帶來困難；此外，不同種屬、年齡的動(dòng)物對(duì)藥物吸收的差異，不同給藥劑量、采血時(shí)間造成的血藥成分、濃度的差異，加上血清內(nèi)源性成分的干擾，給血清有效成分的分離、鑒定造成了較大的困難。因此，中藥血清藥物化學(xué)雖是一種很有發(fā)展前途的方法，但許多問題尚待今后更系統(tǒng)、深入地探討。

3.3 系統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)

系統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)主要研究一個(gè)生物系統(tǒng)中所有組成成分如基因、信使核糖核酸(mRNA)、蛋白質(zhì)等的構(gòu)成，以及在特定條件下這些組分間的相互關(guān)系[19]。

中藥復(fù)方臨床療效可視為一個(gè)“黑箱效應(yīng)”，即復(fù)方(外界)的各類物質(zhì)或其降解物、代謝物，最終均作用于靶細(xì)胞的表面，通過尚不明了的信號(hào)傳遞過程(黑箱部分)影響DNA，進(jìn)而啟動(dòng)或關(guān)閉某些mRNA，合成或停止產(chǎn)生某種或某些效應(yīng)分子(蛋白質(zhì))，從而達(dá)到治療目的。該法采用反向思維模式，不再把研究的重心放在分離、純化各種有效成分上，而是通過研究服藥后機(jī)體受到影響而出現(xiàn)的新的效應(yīng)分子(蛋白質(zhì))，來確定最終起治療作用的物質(zhì)[20]。該法是通過分析單味藥及復(fù)方的化學(xué)成分(輸入)和血清或病變組織器官中與療效相關(guān)的效應(yīng)成分(輸出)的關(guān)系，找出復(fù)方的物質(zhì)基礎(chǔ)[21]。實(shí)際操作中，先獲得復(fù)方全成分化學(xué)信息，再利用計(jì)算機(jī)將復(fù)方成分與藥理試驗(yàn)數(shù)據(jù)特別是蛋白質(zhì)等效應(yīng)分子的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行相關(guān)，并對(duì)單味藥和各種不同配伍復(fù)方化學(xué)成分進(jìn)行比較和歸納，尋找化學(xué)成分與活性的關(guān)系規(guī)律，從而闡明復(fù)方的作用物質(zhì)基礎(chǔ)。肖紅斌等[22]在該分析基本思路的基礎(chǔ)上，運(yùn)用智能多模式多柱色譜系統(tǒng)(IM2MCC)及其聯(lián)用技術(shù)探討了當(dāng)歸補(bǔ)血湯效應(yīng)物質(zhì)基礎(chǔ)。與其他方法相比，該法忽視了組成復(fù)方的各單味藥之間的相互配伍和平衡關(guān)系。盡管如此，該法獨(dú)到的研究思路在復(fù)方效應(yīng)基礎(chǔ)研究中將發(fā)揮應(yīng)有的作用[21]。

4 結(jié)語

綜上所述，中藥有效成分研究經(jīng)多年的探索，已建立了一些有效的方法。但就現(xiàn)狀而言，對(duì)中藥的研究還不夠深入。原因主要有：1）中藥藥效物質(zhì)的辨識(shí)和篩選技術(shù)脫離了中醫(yī)藥理論，基本走上了“中藥西化”的道路，與中醫(yī)藥整體觀及多成分、多靶點(diǎn)整體作用特點(diǎn)不甚吻合。2）中藥有效成分研究沒有重視中藥有效成分體內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化過程。傳統(tǒng)的研究模式重點(diǎn)考察中藥中含有哪些成分、哪些成分能在藥理試驗(yàn)中顯示活性，沒有重視其中的化學(xué)成分是否能被吸收及吸收后在體內(nèi)的系列變化過程。眾所周知，任何藥物都是通過與人體的相互作用而發(fā)揮療效的，因此中藥有效成分的研究應(yīng)緊扣人體對(duì)藥物的作用，充分考慮有效成分在體內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化過程（吸收、分布、代謝、靶向等），闡明體內(nèi)發(fā)揮療效的真正藥效物質(zhì)基礎(chǔ)[14]。3）中藥成分復(fù)雜，現(xiàn)有的系統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)仍存在許多不足與弊端。因此，可依據(jù)傳統(tǒng)中醫(yī)藥理論，遵循中藥的整體性、協(xié)同性和多靶點(diǎn)作用特點(diǎn)，借鑒現(xiàn)代化學(xué)和生命科學(xué)領(lǐng)域的最新技術(shù)和方法從中藥活性成分的生成、吸收、分布、靶向作用和代謝的全過程對(duì)中藥開展系統(tǒng)研究，建立一種動(dòng)物體內(nèi)模擬的中藥有效成分辨識(shí)新方法，最大限度地綜合運(yùn)用現(xiàn)代相關(guān)技術(shù)去揭示中藥復(fù)方的有效成分。

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