試析中藥新藥藥效與非臨床毒性研究的相關性

游云　李建榮　黃芳華　韓玲

[摘要]該文根據中醫藥的臨床證候與西醫疾病的相互關系，對部分中藥新藥藥效與非臨床毒性研究的相關性進行了分類。如果中藥藥效靶點與現代醫學一致，或者是以毒為能的中藥制劑，中藥復方的毒性表現往往可見到藥效的放大與延伸；中藥藥效靶點與現代醫學有交叉但又不完全一致，或者二者之間無交叉的情況下，中藥復方的毒性往往不能從藥理作用預測。隨著中藥活性部位提取分離技術的提高，中藥新輔料的應用，某些中藥復方制劑毒性可能來自于與藥效無關的反應。分析結果提示研究人員應關注中藥毒理學試驗方案的設計及研究過程的質控等問題，綜合多學科分析評價中藥的藥效及毒性特點。

[關鍵詞]中藥； 藥效； 毒性； 相關性

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[Abstract]Based on the different category of syndromes between traditional Chinese medicine（TCM） and Western medicine， the relationship between the efficacy and nonclinical toxicity of the TCM was analyzed If TCM preparations have the same pharmacological targets to treat disease with modern medicine or the Chinese herbal preparations treat the diseases with its toxicity， their toxicity often exhibits the amplification and extension of activity； on the other hand， if TCM preparations have overlapped pharmacological targets but not completely the same with modern medicine， or if they have totally different pharmacological targets， the toxicity of TCM could not be inferred by pharmacological activity With the great progress in extraction and separation technique for active parts of TCM as well as the application of some novel technique and excipients， some toxicity may be from the reactions unrelated with the pharmacological activity In conclusion， better design and quality control could be obtained by understanding the relationship between pharmacological and toxicological study for the investigation of new traditional medicine.

[Key words]traditional Chinese medicine； pharmacology； toxicology； relationship

中醫藥從神農嘗百草開始，在幾千年的發展中積累了大量臨床經驗，并對自然資源的藥用價值進行了獨特的歸納整理。隨著現代制藥研發技術的成熟與進步，中藥新藥研發也獲得了巨大進展。在新藥研發過程中，藥物效應與藥物毒性息息相關，特別是有些藥物在其毒性研究中發現的副作用，可以作為藥物發現的新靶點；而某些藥物的藥理效應，在重復給藥毒性試驗中可能因劑量增大或服用周期延長而出現藥理效應放大成為毒性反應。一般來講，化學藥毒性與藥理作用的相關性大致包括：①毒性是藥理作用的延伸或擴大；②毒性是由與藥效無關的藥理作用所引起，如抗生素引起的血液、肝、腎毒性；③毒性無法通過已有的藥理作用進行預測，如免疫毒性等。

中藥復方（單方）有長期傳統的臨床應用經驗，積累了人用的有效性和安全性信息；現代研究表明中藥復方制劑藥理效應緩和，起效較慢，量效關系形式多變；作用機制表現為多途徑、多靶點、多系統。由于中藥作用特點的多樣性，中藥起效成分/組分的不確定性，中藥復方藥效與毒性的關系較上述情況更為復雜。本文通過調研部分中藥藥效及毒性試驗的數據，對中藥新藥臨床前藥效與毒性的相關性進行了初步的歸納整理（圖1）。

1中藥制劑重復給藥毒性表現為藥效的放大與延伸

11中藥制劑的藥理作用靶點與現代醫學一致如果在現有的藥理學研究體系，中藥的藥效作用機制相對清晰，藥物作用靶點與現代醫學基本一致，那么在重復給藥毒性試驗中可以清楚地觀察到藥效的放大與延伸的毒性反應。譬如延胡索在唐代《本草拾遺》中即記載其具有止痛效應，羅通定是從延胡索中提取出來的主要成分延胡索乙素（左旋四氫巴馬汀），是多巴胺受體拮抗劑，具有弱的鎮痛作用和強鎮靜作用；其重復給藥試驗顯示劑量過大可致嗜睡與椎體外系癥狀的中樞抑制作用[1]。

某些降脂類中藥復方或者提取物，在重復給藥毒性試驗中也可以觀察到對正常動物血清膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL）和高密度脂蛋白（HDL）含量的影響。某些活血化瘀類中藥，可以在重復給藥毒性試驗中觀察到對凝血酶原時間（PT）以及部分凝血酶原時間（APTT）的延長效應。

12“以毒為能”的中藥制劑中藥的毒性往往與“中藥偏性”、“以偏糾偏”的傳統理論密切相關，一些有毒中藥可以解決臨床上的難治性疾病，如用于治療腫瘤、自身免疫性疾病等，其藥效作用理論與基礎就是“以毒攻毒”。特別在一些清熱解毒類的中藥品種的重復給藥毒性試驗中也可觀察到相應的藥理學效應的放大，例如復方黃黛片，臨床主要用于急性早幼粒細胞白血病，或伍用化療藥物治療其他類型的白血病及真性紅細胞增多癥，其重復給藥毒性試驗研究顯示出該品種降低犬血紅蛋白含量的作用。臨床上常用于治療類風濕性關節炎的雷公藤系列藥物，屬于中藥清熱通痹類藥物，藥理作用主要表現為免疫抑制，而其重復給藥毒性試驗可見對骨髓系統的抑制作用，引起白細胞、紅細胞、血小板數量的下降；臨床應用需要控制給藥劑量及服用療程。附子具有回陽救逆，散寒止痛功效；現代藥理研究附子具有強心作用，毒性試驗結果顯示，隨著藥物在動物體內的蓄積，附子顯示出明顯的心臟毒性，直至動物死亡[2]。endprint

2中藥制劑重復給藥試驗未見藥效的放大與延伸

傳統中醫臨床多以癥候為療效指標，與現代醫學對疾病病理生理規律的認識難以直接對應或銜接；中藥多成分、多靶點的復雜的作用機制，使得中藥量效關系很不規則，量效曲線可能出現倒U型特征[35]。 中藥對疾病模型動物及健康實驗動物的毒性反應可能存在明顯差異[6]。在這種情況下，中藥制劑在重復給藥毒性試驗未見明顯毒性反應，未觀察到藥效的放大與延伸。

21中西醫對疾病的治則或治療靶點有交叉但不完全一致來源于臨床經驗的，用于治療緩慢型心律失常的某中藥復方，在藥效學試驗中觀察到對真家兔竇房結損傷模型的影響，但是在重復給藥毒性試驗結果未顯示對正常大鼠心電圖的影響，采用遙測技術也未觀察到對清醒比格犬心電圖和血清電解質的明顯影響。分析其處方組成，處方既含有人參、附子2味強心復脈的中藥，又含有多味的益氣活血中藥如黃芪、當歸、山藥等，用于治療癥見胸悶憋氣，心悸氣短……倦怠乏力，面色晄白，脈來遲緩，脈結代，舌淡暗的患者，雖然該品種所辨治的部分癥狀與緩慢性心律失常病態竇房結綜合征的部分癥狀有重疊，但是二者又不完全一致；正是由于中醫、西醫對于疾病的分類差異，對患者以及癥狀的分層方法不同，導致了2種醫學對疾病治療理論的差異。現代醫學往往通過對心臟電生理特征的認識，采用包括鈉通道阻滯劑、β腎上腺素受體阻滯劑、鈣通道阻滯劑等藥物直接作用于心臟離子通道或受體而治療各種類型的心律失常 [7]。不論中醫還是西醫，均是采用對疾病的分層診治，從而各自獲得較優的診療效果。

22中西醫對疾病的治則或治療靶點無交叉中藥是在我國傳統醫藥理論指導下使用的藥用物質及其制劑。目前中藥新藥的組方及所申請的適應癥既有來自于臨床經驗的總結，也有來自于循證醫學證據的提示，尚不能完全被當前的藥理學研究體系所涵蓋。譬如治療失眠的中藥復方或者單方，按照中醫理論可分為：養血寧心、補益心脾、補益心腎、補脾益腎、疏肝解郁和重鎮安神等六大類，這些復方涉及到中醫陰陽和臟腑辨證理論，與現代藥理學的鎮靜催眠機制截然不同，因而在重復給藥毒性試驗中，往往觀察不到對于中樞神經系統的抑制效應以及放大的藥物鎮靜催眠效應。譬如由單味藥茯苓組成的健脾安神膠囊，就是根據“胃不合則臥不安”的中醫基礎理論，通過健脾滲濕，發揮寧心安神的作用，治療失眠、健忘、心悸等；其重復給藥毒性試驗也觀察不到放大的藥物鎮靜催眠作用。

在臨床實踐中發現，中藥對某些多因素疾病，特別是自身免疫性疾病、皮膚科疾病具有療效優勢，其在短期可緩解臨床自覺癥狀，長期服用后可延緩疾病發展進程。其臨床前藥效學研究可通過疾病模型動物的組織病理學改變進行評價；但正常動物的重復給藥長期毒性試驗卻難以顯示出藥理效應的放大。

3中藥制劑毒性可能來自于與藥效無關的反應

31載藥量過大引起的消化道毒性反應由于中藥復方藥效緩和，毒性反應較弱[89]，在某些中藥復方的重復給藥毒性試驗中，研究者為了觀察到中藥復方在實驗動物體內的毒性反應，往往采用增加給藥體積的方法，甚至以實驗動物最大允許給藥體積長期給藥，以增加載藥量。然而，長時間、大劑量、高濃度藥液給動物服用，超出了實驗動物的適應范圍，導致動物出現明顯的胃腸道毒性，譬如攝食量下降，進而致體質量下降，大小便異常，肝重代償性升高、肝臟系數升高，總蛋白含量升高等體征；這些變化符合長期給藥后出現的肝藥酶活性適應性升高的表現。對于這種可能的非藥效相關的毒性，可以通過增加每日給藥次數，降低單次給藥容積等方式加以避免。當然，如果實驗動物的胃腸道反應具有劑量依賴性，并伴隨病理學改變，則不能排除這種胃腸道毒性反應與藥物相關。

32輔料引起的毒性近年來隨著新技術新材料的發展，新的藥用輔料也逐漸增多。但是如果藥用輔料選擇不當，可能會降低中藥新藥的安全系數；如果中途更換輔料，則需重新開展毒理學等方面的研究。譬如某中藥注射劑采用羥丙基倍他環糊精作為輔料，在大鼠90 d和犬180 d的重復給藥毒性試驗中，并未設置輔料對照組，各給藥組動物表現出明顯的腎臟毒性和肺臟毒性，包括肺組織的泡沫細胞團、腎小管上皮空泡樣變性等病理學改變，以及某些肝、腎生化指標不可逆的增高；由于無法排除輔料的毒性，毒理學試驗結果未能確定安全范圍。即使該品種與已上市的注射劑相比，使用的羥丙基倍他環糊精量較低，但是由于臨床適應癥不同，用藥療程不同，現有的人用經驗安全數據也已無法支持該制劑進入臨床試驗。

同樣的，另外一個中藥品種的重復給藥毒性試驗結果顯示，輔料對照組和各給藥劑量組均出現了明顯的臟器病理變化及肝腎生化指標的升高，由于在試驗過程中未設置正常對照組和原料藥組，導致無法判斷試驗數據與藥物的相關性，因而未能得到安全劑量范圍，現有的毒性試驗結果也無法支持其進入臨床試驗。

33長期反復用藥后導致的肝腎等臟器毒性某些中藥復方（包括單味藥），在臨床前重復給藥毒性研究中也會觀察與藥效無關的肝腎毒性。肝腎對外源藥物所作出的反應取決于暴露的強度和受損細胞的種類，當損傷超過其代償功能時，將導致一系列的代謝障礙，表現出與藥效無關毒性反應癥狀和體征。

例如某復方品種在大鼠6個月經口重復給藥毒性試驗的結果顯示，給藥期間各給藥組動物體質量增長緩慢；中、高劑量組肝臟系數、腎臟系數均升高。血液生化改變具有劑量相關性，3個劑量組總膽紅素（TBIL）升高；中、高劑量組谷丙轉氨酶（ALT）和堿性磷酸酶（ALP）及尿素氮（BUN）升高；各指標的變化呈現明顯量毒關系；同時該復方品種的臨床劑量和出現毒性反應的劑量接近，提示其安全范圍較小；上述試驗結果無法支持該復方進行臨床試驗的安全性。某些單味藥或者復方在對有效成分或部位富集之后，重復給藥毒性試驗結果也會表現出與藥效不相關的肝腎及血液系統毒性反應。

4關注中藥毒理學試驗方案的設計及研究過程的質控問題

2007年國家食品藥品監督管理局通知要求，“中藥、天然藥物注射劑、有效成分和有效部位新藥非臨床安全性試驗必須在GLP認證通過的實驗室進行”。截至目前，對于中藥復方制劑的非臨床安全性試驗仍未強制要求在GLP實驗室進行[10]。在審評資料中發現，有些中藥復方品種在重復給藥毒性試驗過程未遵從GLP要求，未進行嚴格的質控，實驗動物在長期飼養過程會出現肺部感染、血液學異常、臟器功能異常等結果，信噪比降低，難以客觀分析藥物的非臨床安全性。endprint

隨著我國實驗研究條件的改善以及研究理念的轉變，一些中藥復方品種的非臨床安全評價研究已經在GLP試驗室開展，并開始關注并設計了與藥效相關的毒性觀察指標。譬如某種用于治療婦女月經紊亂（卵巢功能異常）的可能對機體激素水平產生影響的中藥復方制劑，在重復給藥毒性試驗中對動物血清性激素水平以及生殖器官（子宮、卵巢）進行了重點觀察，試驗結果對于分析大鼠的一些自發病變，排除與藥物相關的毒性具有重要的參考意義。再比如某品種的適應癥為復發性口腔潰瘍，通過口腔黏膜給藥，其藥效學試驗和重復給藥毒性試驗均進行了給藥部位的組織病理檢查，并與局部刺激性試驗相互印證，為開展臨床試驗提供更為全面的數據支持。

此外，根據國家食品藥品監督管理總局2014年發布的《藥物重復給藥毒性研究技術指導原則》，建議重復給藥毒性試驗分階段進行，一方面可以支持不同期限的臨床試驗；另一方面多種設計的重復給藥毒性試驗可以為注冊評價提供更多的參考和支持[11]。根據受試物的屬性、適應證以及所處研發階段，在不同種屬實驗動物分別開展為期1周、2周……至52周等不同期限的重復給藥毒性試驗，在降低研發風險，確定受試物安全劑量范圍，臨床聯合用藥及不良反應監測[12]等方面可以提供更多臨床前試驗數據支持。對于上文所述因輔料引起的毒性，如果能通過分階段的毒理學試驗早期發現，通過及時更換輔料或者設置相應的對照組，從而降低研發失敗的風險及成本。

綜上，在中藥新藥研發過程中，重復給藥毒性試驗是非臨床安全性評價的主要內容，應該密切結合藥效學試驗結果，以及藥物擬申請的臨床適應癥，有針對性地設計重復給藥毒性試驗方案，對實驗全程進行質量管理，有利于對中藥藥效作用特點以及安全特征進行全面分析。

5結語與展望

通過結合藥效學對中藥新藥重復給藥毒性試驗的分析和總結，筆者認為中藥藥理與毒性反應的相互關系更為復雜多樣，一方面應通過科學規范的藥理毒理研究全面、客觀的認識中藥的作用特點及其毒性反應；另一方面需要科研人員對中藥復方的量效關系、中醫辨證的分類及聚類進行系統、深入的創新研究，融匯中西醫學理論研究的學術成果，運用多學科的技術手段進行探索與研究，對中藥的藥效及毒性特點進行綜合分析和評價。

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[責任編輯張寧寧]endprint