精準醫學下的中藥新藥創制與質量評控＊

肖小河，牛明，王伽伯

精準醫學下的中藥新藥創制與質量評控＊

肖小河＊＊，牛明，王伽伯

（解放軍第三0二醫院全軍中醫藥研究所北京100039）

精準醫療已成為國際生物醫藥發展的重要趨勢，從某種意義上講，注重個體化診療的中醫藥就是精準醫療的先驅。為了更好地滿足臨床治療及行業提質增效的重大關切和需求，以精準醫療為導向，以“精準研發，精準質控，精準用藥”為核心和目標，將是未來中藥現代化發展與研究的重大課題。其中，基于臨床精準定位的中藥新藥創制是精準研發的關鍵，關聯臨床功效的中藥質量生物評價是精準質控的核心，關聯臨床病證的中藥安全性評價是精準用藥的重點。本文簡要介紹了有關“精準研發”、“精準質控”的一些想法及做法，供全國同行們參考和商榷。

精準醫學中醫藥精準研發精準質控生物評價

2015年1月，時任美國總統奧巴馬首次提出了精準醫學計劃（Precision Medicine Initiative），旋即成為全球醫學研究的熱點話題，也使精準醫學成為國際生物醫學發展的重要趨勢。筆者認為，中醫藥歷來強調辨證論治、體質辨識、復方配伍、藥性理論、隨證加減、劑量之秘等理念，體現出個體化診療的思想，也可以說是精準醫學的先驅。然而，中藥在現代臨床應用中卻普遍存在“千人同方”、“萬人同量”等與個體化診療相悖的問題，這樣如何體現個性化診療和精準醫療？以臨床為導向，通過精準質控、精準用藥、精準創藥，保證和提高中藥臨床有效性和安全性，將成為精準醫學下的中藥現代化發展的重要方向[1]。

1 基于臨床的中藥新藥發現與研制

首先，讓我們思考兩個問題：第一個問題，臨床上缺藥嗎？我認為又缺不缺！說不缺藥，是因為幾乎所有疾病均有治療藥物；說缺藥，是因為許多疾病還沒有很有效的治療藥物，如癌癥、艾滋病等缺少特效藥，一些罕見疾病至今還沒有研制出專門的治療藥[2]。第二個問題，再來看一下中藥，目前臨床缺中藥嗎？我認為也是又缺又不缺！說不缺藥，因為現在的中草藥種類已高達16 000種，其中的常用中藥材大于530種，中成藥大于10 000種，幾乎所有常見疾病均有中成藥；說缺藥，是因為臨床一線可用的中成藥較少，大部分是作為臨床輔助用藥。

2015年，屠呦呦教授因青蒿素的發現獲諾貝爾醫學獎舉世矚目，也引發了國際范圍內對中醫藥的極大關注。筆者認為屠教授的成就得益于從臨床應用中得到新的啟示：其一是精準的用法，根據東晉葛洪的《肘后備急方》記載青蒿治療瘧疾采用鮮榨汁的方法（原文為“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之”），將青蒿的制備工藝從傳統“采藥-晾干-煎煮成藥”的模式轉變為“絞取汁”的方式，并運用乙醚低溫萃取的現代工藝，有效保留了其中的藥效成分；其二是精準的用量，從藥典規定的6 g轉變為600 g生藥的提取物，結果證實這個用量是有效的?？梢哉f屠教授的工作“源于傳統，超越傳統”，是現代中醫藥精準用藥的典范。

圖1 基于臨床標本的組分中藥開發

對于中藥的新藥研發而言，通常采用“臨床-基礎-臨床”的三部曲模式，盡管從模式上看比西醫藥“基礎-臨床”的兩部曲模式增加了一步，但由于來源于臨床，具有更高的生物醫學證據，中藥研發的目標性更加精準。筆者所在解放軍第三0二醫院，多年來充分利用臨床資源優勢，憑借中醫藥雙向醫學轉化平臺開展了大量新藥研究工作，針對淤膽型黃疸肝炎、慢性重型肝炎、肝纖維化和肝硬化、藥物性肝炎等肝病的治療，成功研創系列特色診療方法和有效方藥，同時也探索出了行之有效的中藥新藥研發路徑[3]。

1.1 基于臨床經驗的特色復方中藥研制

1.1.1 基于創新療法的中藥新藥研制

我院汪承柏教授首創的“涼血活血重用赤芍法”治療重度淤膽型肝炎（高黃疸），突破了千余年“茵陳治黃”的傳統療法，獲國家“八五”科技攻關重大成果獎。在此基礎上，我院研制了首個專治高黃疸的國家新藥赤丹退黃顆粒，既填補了國際上治療高黃疸藥物的空白，也成為中醫藥精準醫療在診斷治法和劑量方面的典范。

1.1.2 基于臨床偶然發現的中藥新藥研制

20世紀60年代，我院專家在世界上率先發現五味子有保肝作用，并開啟五味子及其制劑治療肝病的新紀元。以此為基礎，研創的復方中藥“六味五靈片”，治療肝炎的特色或優勢明顯，保肝降酶持久、反跳慢，現已列入國家醫療保險藥品目錄。

1.1.3 基于民間經驗方的中藥新藥研制

復方鱉甲軟肝片是中國首個治療肝纖維化和早期肝硬化的國家新藥，是我院專家從陜西民間醫生治療肝病的經驗方優化篩選開發而來，現已成為中國肝纖維化臨床一線首選藥物，并經208例臨床二次肝穿標本證實其抗肝硬化療效。

1.2 基于臨床標本的現代組分中藥發現與研制

組分中藥是中藥新藥研制的一個重要方向，既是對確有療效中藥的二次開發和創新提升，也是中藥現代化、國際化發展的必然要求。然而，組分中藥的研制在中國是一個新的創舉，目前尚缺乏可供借鑒的研究模式和經驗。組分中藥的研制大致包含兩條路徑，一是基于實驗室研究對具有生物活性化合物進行廣泛組合及高通量篩選，二是從臨床有效方劑開展有效組分/化合物的針對性組合與篩選優化。從可行性來看，后者可能具有更高的成功率，但如何多快好省地篩選獲得具有良好開發潛力的中藥組分是其研究的關鍵。

縱觀現代醫學和生物醫藥研究的發展歷程，重視臨床樣本的利用尤為重要，但中醫藥的轉化醫學在這方面做得還不夠。近年來，筆者所在課題組以解放軍302醫院的臨床病例資源優勢和豐富的臨床標本為依托，針對自主研制的肝病中藥如六味五靈片等，開展基于臨床標本的組分中藥發現與開發研究，并從安全性、有效性和質量可控性等方面進行成藥性綜合評價，逐步建立一套行之有效的基于臨床的組分中藥研制模式和關鍵技術，為組分中藥的研制和開發提供了方法參考和技術支持（圖1）。具體來講包括“組什么”、“如何組”、“組的怎樣”三個方面的內容：①建立了基于臨床標本代謝組學分析的中藥藥效組分的快速發現模式和方法；②構建了基于中藥“成分敲出敲入”的藥效組分“黃金比例”篩選模式與方法[4]；③建立了符合中藥特點的組分中藥成藥性評價模式和方法[5]。

圖2 中藥、化學藥、生物藥的物質內涵及質量控制模式的差異性

2 關聯功效的中藥質量生物評價

化學藥、生物藥和中藥是當今世界的三大類藥物，通過比較分析三類藥物的質量評控策略和效能（圖2），可以發現：①化學藥的可測活性成分達99%以上，聯合生物利用度評價，可以保證其質量一致性；②生物藥中可測活性成分達95%以上，聯合生物活性效價檢測，也能保證其質量一致性；③中藥中的可測指標成分約占1%，既無生物利用度評價，也無再生物活性效價檢測，其質量一致性應該如何保證？這很值得深思和研究。因此，生物效應相關檢測應作為中藥質量評價一項不可或缺的重要內容。

中藥生物評價的理念和做法自古有之，如《神農百草經》記載神農氏以身試毒，“一日而遇七十毒”，是古代臨床毒理研究的范疇；宋朝《圖經本草》記載區分上黨人參之法，“當使二人同走，一與人參含之，一不與，度走三五里許，其不含人參者必大喘，含者氣息自如，此人參乃真也”，可稱之為古代臨床藥理研究；李時珍《本草綱目》中采用生豬血測試苧麻消散淤血的功效，則屬于古代實驗藥理研究范疇?？梢姽湃撕苤匾暲蒙镄獊碓u價中藥的藥性功效和質量優劣。

生物評價因具有藥效相關、整體可控等技術優勢，并且符合中醫藥特點，已成為中藥質量評控的重要發展方向之一。生物評價（Biological Assay或Bioassay）的主要內容是以藥物的生物效應為基礎，利用整體動物、離體組織、器官、微生物和細胞以及相關生物因子等為試驗系，評價藥物有效性或毒性等生物活性，從而達到控制或評價藥物質量的目的，尤其適用于結構復雜、理化方法不能測定其含量，或者理化測定不能反映其臨床效應或生物活性的中藥。

本課題組在國內外積極倡導并踐行中藥質量的生物評價與控制研究，以安全性、有效性、一致性為導向，關聯功效、基于機制，建立了以直接活性測定（Bioac?tivity Assay）、生物效價測定（Biopotency）、生物毒價測定（Toxic Potency）、效應成分指數（Efficacy-constitu?ent Index）、生物效應特征譜（Bio-response Profiling）、生物標志物分析（Bio-marker）等為基礎的中藥質量生物評價方法體系[6,7]，自主研發了21種關聯功效的中藥生物評價技術，涵蓋了200多種常用中藥的65%。在生物評價基礎上，課題組建立了中藥品質整合評價體系即“質控力金字塔”，并以此為核心制定了中華中醫藥學會團體標準《中藥品質評價方法指南》（T/ CACM 001-2017）。部分中藥質量生物評價方法及應用簡介如下：

2.1 基于生物效價檢測的中藥質量評控

生物效價檢測適用于藥效物質不清的中藥、珍稀名貴中藥、道地藥材以及藥材商品規格的質量評價。以板藍根為例，其藥效物質至今仍不清楚，《中國藥典》以(R,S)-告依春作為質量評價標準，規定板藍根中(R,S)-告依春的含量不少于0.02%。實際上，這個成分有一定的抗病毒效果，但效果并不顯著，且板藍根顆粒制劑里面幾乎檢測不到這個成分，而板藍根本身抗病毒效果又比較明顯，可通過抗流感病毒神經氨酸酶（Neuraminidase，NA）效果進行表征。為此，本課題組發明了一種檢測中藥抗流感病毒活性的方法[8]，并自主研發了“流感病毒神經氨酸酶抑制效價檢測試劑盒”，用于22種清熱解毒類中藥的抗NA生物效價測定[9]，還用于連花清瘟膠囊等中藥大復方制劑質量評價。

生物效價檢測的還有一個優勢是能夠用于評價動物藥的質量。眾所周知，動物藥多是名貴藥材，而且很難通過指標性成分評價其質量優劣。為此，本課題組運用微量量熱技術結合化學計量學，考察角甲類動物藥對腸道菌群生長代謝的干預作用，以熱譜曲線相似性表征生物活性譜（定性），以生物熱動力學特征參數表征生物效價值（定量），可實現定性定量評價不同角甲類動物藥的生物活性，實現了對成分雷同、功用迥異的角甲類動物藥質量的有效甄別，進一步發現部分瀕危動物藥在特定功效上的潛在替代品[10,11]。

2.2 基于生物毒價檢測的毒劇類中藥質量評控

生物毒價檢測主要針對“有毒”中藥的質量評價，如川烏、附子、雷公藤等。以中藥附子的毒性評價為例，傳統認為附子生物堿是其主要毒性物質，但限定了生物堿含量，也僅能控制毒性20%左右，還有其他成分的毒性沒有得到控制。而目前，《中國藥典》僅檢測3個雙酯型生物堿成分的含量并控制含量上限，很難反映其整體毒性，3個雙酯型生物堿含量相近的附子不同炮制品，其急性毒性（LD50）以及致心律失常毒性甚至會相差3-10倍。為了解決這個問題，本課題組在生物指紋圖譜研究之外又加入生物毒價的檢測，建立了基于最小致死量檢測[12-14]、致心率失常毒性[15]的附子質量生物測定技術，結合附子多成分含量測定，有效解決了附子的毒性評價問題。

2.3 基于生物效應特征譜的中藥注射劑質量一致性檢測

化學指紋圖譜是中藥注射劑質量一致性檢測的首選方法之一，但針對一些特殊物質及其變化，化學指紋圖譜技術也難以有效地檢出，前幾年出現了數起中藥注射劑嚴重不良反應事件。為此，我們開發了生物效應特征圖譜檢測法，包括細胞指紋圖譜、生物熱活性指紋圖譜等，生物效應特征譜能反映注射劑質量細微變化信息，其技術特點是實時在線、自動靈敏、普適性強，在化學指紋圖譜技術基礎上，為保證中藥注射劑質量一致性增加一道新防線，更好地保證其質量一致性和安全性[16,17]。目前，該方法已示范用于清開靈、雙黃連、紅花、復方茵陳、益氣復脈等中藥注射劑。

圖3 道地綜合指數的構建

2.4 基于效應成分指數（Effect of Composition Index，ECI）的中藥質量整合評控策略和方法

對于中藥質量評價而言，化學評價和生物評價各有優缺點?；瘜W評價操作簡便、結果精確，易于開展，但往往與臨床療效的關聯性不強；生物評價方法操作相對復雜且精密度較差，但與臨床療效關聯緊密，因此應根據不同的藥物的特點選擇合適的、有針對性的方法。針對藥效物質相對明確的中藥，本課題組綜合化學檢測和生物評測的優勢，以多成分化學表征為基礎，以生物活性為權重，進行綜合加權后，形成了基于活性校正的中藥多組分化學表征法——效應成分指數（ECI）[7]。該方法不需做單獨的生物評價，可及性好，一般中藥質檢部門均可實施，即可用于指導質量優劣評價，也可以用于指導臨床辨質用藥。已示范用于大黃、黃連、附子等中藥材[7,9]。

2.5 基于道地綜合指數（Dao-Di Index，DHI）的中藥質量整合評價策略和方法

道地藥材是數千年來人們評價中藥品質的獨特且綜合性的“金標準”。基于道地藥材的相關屬性，結合現代的化學、生物、生態等評價手段和指標，本課題組提出了更加突出綜合性和整體性的中藥品質整合評價策略和方法—道地綜合指數（DHI）（圖3），該指數包含生物活性效價、指標成分含量、藥材規格等級、生態適宜性和產地相對歷史等5個方面的評價方法和內容[18]。在此基礎上，在國家中醫藥行業專項課題支持下，研制并建立20種道地藥材商品規格等級行業標準（草案），形成了基于商品規格等級的中藥質量一致性和優質性評價策略和方法，出版了首部專著《中藥材商品規格標準化研究》[20]。

3 生物評價在中藥新藥研發中的應用

目前，中藥新藥研發的對象往往是在傳統中醫藥理論指導下的中藥復方制劑，由于其所含化學成分復雜，大部分活性成分和毒性成分尚未闡明，絕大部分化學成分的藥理作用、毒理作用和量效關系等都不甚明了，單純檢測任何一個或幾個化學成分均不能代表制劑的整體療效和毒性。而中藥質量生物評價可以關聯中藥臨床功效和安全性，突破單純化學成分檢測的局限，對新藥研發具有重要意義。針對新藥研發，中藥質量生物評價方法的應用領域包括：中藥質量標準研究與制定、中藥藥效物質辨識及組分中藥研制、中藥制劑工藝變更評價、中藥質量穩定性評價、中藥仿制藥一致性評價、中藥雷同處方客觀評價以及中成藥上市后再評價等[4,21-23]。限于篇幅，本文不再贅述。

4 結語與展望

中藥是一個復雜體系，在相當長的時期內，生物評價對中藥質控來講仍然不可或缺，“把化學評價方法和生物方法相結合”才是當前中藥新藥研發迫切需要的思路和方法。2016年，美國FDA發布的《植物藥工業研發指南》，明確指出將生物評價作為植物藥在美國新藥注冊評審的重要內容，不僅包括質量控制，還包括臨床藥理學、確保療效一致性的證據和上市后考慮要點等多個方面。FDA把生物評價作為植物藥研發和質量評控的重要補充手段和內容，無疑將對中藥質量生物評價與控制起到重要的外推作用。

1肖小河.中藥現代研究策論.北京:科學出版社,2011:1-368.

2Smith B P.Challenges and Opportunities in Rare Disease Drug Develop?ment.Clin Pharmacol Ther,2016,100(4):312-314.

3肖小河,王伽伯,鄢丹,等.轉化醫學:讓中藥現代化又快又好走進臨床.中草藥,2012,43(1):1-8.

4Yan D,Li J,Xiong Y,et al.Promotion of quality standard of herbal med?icine by constituent removing and adding.Sci Rep,2014,4:3668

5肖小河,鄢丹,袁海龍,等.基于成分敲除/敲入的中藥藥效組分辨識與質量控制模式的商建.中草藥,2009,40(9):1345-1348,1488.

6肖小河,王伽伯,鄢丹.生物評價在中藥質量標準化中的研究與應用.世界科學技術—中醫藥現代化,2014,16(3):514-518.

7熊吟,肖小河,鄢丹,等.綜合量化集成的中藥品質評控策略:中藥效應成分指數.中草藥,2014,45(1):1-7.

8肖小河,鄢丹,李寒冰,等.一種檢測中藥抗流感病毒活性的方法,中國:CN101477049,2009-07-08.

9Han X,Zhang DK,Guo YM,et al.Screening and evaluation of common?ly-used anti-influenza Chinese herbal medicines based on anti-neur?aminidase activity.Chin J Nat Med,2016,14(10):794-800.

10 Luo J Y,Yan D,Song J Y,et al.A strategy for trade monitoring and sub?stitution of the organs of threated animals.Sci Rep,2013,3:3108.

11鄢丹,韓玉梅,駱驕陽,等.基于微量量熱技術與化學計量學表征的角類動物藥質量生物評價研究.科學通報,2010,33:3193-3198.

12溫瑞卿,李東輝,趙昕,等.基于化學分析的毒性中藥附子炮制方法的合理性研究.藥學學報,2013,48(2):286-290.

13 Zhang D,Li R,Han X,et al.Toxic Constituents Index:A Toxicity-Cali?brated Quantitative Evaluation Approach for the Precise Toxicity Predic? tion of the HypertoxicPhytomedicine-Aconite.Front Pharmacol,2016, 7:164.

14 Qin Y,Wang J B,Zhao Y L,et al.Establishment of a bioassay for the toxicity evaluation and quality control of Aconitum herbs.J Hazard Ma?ter,2012,199-200:350-357.

15趙志浩,張定堃,吳明權,等.基于大鼠室性早搏心臟毒性的附子質量生物評價方法研究.中國中藥雜志,2016,41(20):3814-3820.

16 Ren Y,Zhang P,Yan D,et al.A strategy for the detection of quality fluc?tuation of a Chinese herbal injection based on chemical fingerprinting combined with biological fingerprinting.J Pharm Biomed Anal,2011,56 (2):436-442.

17 Zhang L,Ma L,Feng W,et al.Quality fluctuation detection of an herbal injection based on biological fingerprint combined with chemical finger?print.Anal Bioanal Chem,2014,406(20):5009-5018.

18肖小河,王伽伯,鄢丹,呂旸.“道地綜合指數”的構建及其應用價值.中國中藥雜志,2012,37(11):1513-1516.

19肖小河,張定堃,王伽伯,等.中藥品質綜合量化評控體系--標準評控力金字塔.中國中藥雜志,2015,40(1):7-12.

20肖小河,黃璐琦.中藥材商品規格標準化研究.北京:人民衛生出版社,2016.

21肖小河,王伽伯,鄢丹.生物評價在中藥質量標準化中的研究與應用.世界科學技術-中醫藥現代化,2014(3):514-518.

22王強,金城,肖小河,等.中藥制劑工藝改變性質的分析與評價方法.中國藥學雜志,2009,44(15):1121-1123.

23孔維軍,趙艷玲,山麗梅,等.左金丸及類方HPLC指紋圖譜與生物熱活性的“譜-效”關系研究.化學學報,2008,66(22):2533-2538.

Precision Medicine Oriented Drug R&D and Quality Control of Traditional Chinese Medicine

Xiao Xiaohe,Niu Ming,Wang Jiabo
(Institute of Chinese Medicine,302 Military Hospital,Beijing 100039,China)

Precision medicine has become an important trend in the development of international biomedicine.To some extent,traditional Chinese medicine(TCM),characterized by individual diagnosis and treatment,is the pioneer of precision medicine.Taking“Precision R&D,Precision Quality Control and Precision Medicine”as the core and target, precision medicine oriented drug research will be a great challenge for the modernization and development of TCM in the future,which is better meet the major concerns and needs in improving quality and performance of clinical treatment and TCM industry.Among them,precise clinical positioning oriented new drug innovation is the key of TCM R&D. Biological assay related to clinical efficiency is the core of precision quality control of TCM.Safety evaluation associated with clinical syndrome is the focus of TCM-based precision medicine.This article is a summary of our views and experiences in precision R&D and precision quality control as a reference.

Precision medicine,traditional Chinese medicine,precision R&D,precision quality control,biological assay

10.11842/wst.2017.06.003

R2-03

A

（責任編輯：馬雅靜，責任譯審：王晶）

2017-03-20

修回日期：2017-06-20

＊國家中醫藥管理局，國家公益性行業專項課題（子課題），201507002，20種道地藥材優良品種質量生物評價技術研究，肖小河；中藥資源系統研究與開發利用省部共建國家重點實驗室培育基地，開放研究基金資助項目，效應成分指數在道地藥材質量評價中的應用，王伽伯。

＊＊通訊作者：肖小河，本刊編委，研究員，博士生導師，主要研究方向：中藥質量生物評價、中藥肝損傷評價、肝病新藥創制等。