從“整體到組分再到整體”的中藥及其復方研究模式
——遼寧省中醫藥現代化研究創新團隊學術思想概述

遼寧省中醫藥現代化研究創新團隊以遼寧省一流建設學科“藥學學科”及遼寧省組分中藥工程技術研究中心，遼寧省現代中藥研究工程實驗室為依托，在遼寧中醫藥大學-安捷倫科技“現代中醫藥多組學研究合作實驗室”、遼寧中醫藥大學-賽默飛世爾科技“天然藥物系統分析合作實驗室”的基礎上，針對制約我國傳統醫藥現代化發展的藥效物質基礎、質量控制方法、藥物作用機制研究等多項亟待解決的關鍵科學問題，利用化學物質組學、系統生物學、組分中藥、微流控芯片等現代化研究前沿技術方法，結合傳統中藥及復方用藥特點及配伍規律，開展創新藥物研發和大品種二次開發等基礎與應用研究，完善制約中醫藥發展的關鍵核心技術，為中藥及其復方科學內涵的解析、中藥及其復方科技含量的提高，中藥復方研究中關鍵科學和共性技術問題的解決提供參考。

一、學術研究概況

1.研究思路

本團隊以遼寧中醫藥大學孟憲生教授為帶頭人，以中藥藥效物質組學及作用機理整合為主要研究方向，針對中藥及復方化學成分的復雜性、組方配伍和功能主治的多樣性等制約行業發展的關鍵科學問題，從治療疾病的整體功效出發，以藥效活性為評價，分離富集有效組分，解析單體成分；開展組方配伍研究，驗證藥效組分間的協同、增益、拮抗作用；開展組分、復方體內代謝規律及其對機體內源性生物網絡的整體調控作用研究。團隊將中藥及其復方復雜整體系統按不同類別拆分為簡單組分個體進行研究，通過對組分個體的系統整合，揭示中藥及復方整體多組分、多效應、多靶點、多途徑的作用本質，從而形成中藥及其復方從“整體到組分再到整體”的研究思路，為中藥復雜研究對象提供解決方案。

2.研究方法和研究內容

2.1 中藥復方從“臨床到實驗室再到精準治療”的創新研究

本團隊以多年臨床有效中成藥方劑為研究對象，從臨床病癥的具體情況找到該方劑治療的主要疾病，并將疾病“翻譯”成基礎研究的藥理模型，對藥理模型開展有針對性的科學研究，明確其藥效的物質基礎、組成及作用機理。同時，采用微流控仿生理芯片及相關整合技術，構建能夠反映某一靶點或某一明確機制的生物活性篩選平臺，在物質基礎及作用機理基本清晰的基礎上，明確中成藥復方治療該疾病的靶點和活性物質，該研究為合理科學解釋中藥復方及指導臨床奠定科學基礎。（圖1、2）。

圖1 從“臨床到實驗室”研究思路

2.2 “組效清晰，系統整合”藥效物質篩選及配伍關系優化研究

團隊根據中成藥復方的功能主治，利用中藥藥效組分體內、體外藥效篩選技術，以藥理效應為導向，制定各中藥有效組分最佳提取純化工藝路線和方法。在有效組分篩選的前提下，建立各有效組分化學輪廓譜，開展化合物結構表征研究，明確各組分的化學成分構成，并以藥效為導向將其進行整合歸類分析，從復方→藥材→組分→成分，逐層遞進，逐步深入地解析復方科學內涵。并在此基礎上，針對以往單個藥效研究中所忽略的中藥復雜配伍關系，以成分復雜、功效多樣的中藥復方為研究對象，采用微流體細胞芯片復方優化技術，提出多功效多組分多級篩選模式，即“單一藥效單個組分-單一藥效協同組分-單一藥效組分配比-多重藥效組分配比”的組分配伍研究模式，開展藥效物質體系間組分配伍研究，分析不同藥效組分之間的協同、拮抗、增益作用，形成有效組分復方，從組分篩選到組分復方最優配比確認，逐層深入，系統規范地研究中藥復方，開展“組效清晰，系統整合”藥效物質篩選及配伍關系優化研究。（圖3）。

2.3 “組效對應，譜效相關”在線自動檢查及質量控制色卡表征研究

團隊借助化學質控的先進分析技術手段，遵循中醫“方(藥)證相關”的邏輯和現代“病證結合”的思路，在物質基礎和作用機制基本明確的基礎上，開展基于全時段等基線多波長覆蓋融合的中藥有效組分及復方多指標成分定量研究，并在此基礎上，將全時段等基線多波長融合技術得到中藥有效組分及復方的指紋圖譜，結合體內外藥理實驗，系統開展中藥有效組分及復方與藥效的譜效關系研究。克服了以往依靠單一化學指標的盲目性以及多指標評價的不確定性，定性、定量地描述了質控指標與相關藥理活性的關系，實現化學成分與藥理活性的關聯。在此基礎上首次利用計算機程序設計，構建中成藥復方或其單味藥材發揮藥效作用“譜效色卡”，實現通過檢測代表性方劑氣滯胃痛顆粒或其單味藥材中特定成分相對峰面積，即可將其整體或單獨藥效以“色卡”形式直觀反映出來，更為真實、直觀地評價中藥質量，全面提升復方質控水平，保障臨床用藥的有效性、均一性、穩定性。（圖4、5）。

圖2 微流控細胞生物芯片技術

圖3 復雜體系配伍關系優化研究思路

2.4 “自下而上，上下結合”藥物作用機制發現研究

圖4 “組效對應，譜效相關”復雜體系的中藥質量控制技術

團隊整合多組學研究方法，提出了“自下而上，上下結合”的藥物作用機制發現技術，即以代謝組學為基礎，結合相關基因、相關蛋白的藥物作用機制發現技術，結合整體動物、器官、細胞、分子等水平藥理評價指標，從中藥及其復方作用機制整體出發，運用定性識別、定量測定相結合的方法表征系統中相關內源性物質，探找與藥效組分作用相關的代謝通路。并利用RT-PCR，Western blot，ICP-MS等研究方法，對代謝通路上的相關基因、相關蛋白進行驗證，從代謝、相關基因、蛋白、金屬等多方面來揭示“多靶點、多途徑整合調節”的作用機制，構建中藥及其復方中藥效組分與靶點、疾病的相關性網絡，建立復方整體藥理效應的功能信息矩陣，形成“點面結合”的中藥復方作用機制研究模式，全面系統揭示復方作用機制。（圖6、7）。

2.5 精準生藥學

是研究生藥采收時間、用藥部位化學成分差異和不同病癥療效關系的一門交叉學科，是生藥學前瞻性的分支。

二、實驗室條件及機制

圖5 氣滯胃痛顆粒質量控制色卡表征圖

圖6 “至下而上，上下結合”藥物作用機制發現技術

圖7 氣滯胃痛顆粒作用機制藥理網絡圖

本團隊現有實驗室約1000 m2，固定資產約1500余萬，研究主要依托遼寧省一流建設藥學學科、遼寧省科技廳“遼寧省組分中藥工程技術研究中心”、遼寧省發改委“遼寧省現代中藥研究實驗室”，安捷倫科技“現代中醫藥多組學研究合作實驗室”，賽默飛世爾科技“天然藥物系統分析合作實驗室”等。本實驗室擁有先進的分離、純化、分析儀器，具體包括：超高效液相色譜儀-四級桿飛行時間質譜儀、全二維超高效液相色譜-三重四極桿串聯質譜儀、高效液相色譜儀-飛行時間質譜儀、高效毛細管電泳-飛行時間質譜儀、電感耦合等離子體質譜儀、超高效液相色譜儀、制備液相色譜儀等大型儀器設備。同時，實驗室還具有相關細胞生物學和分子生物學的先進儀器，具體包括：微陣列芯片分析系統、流式細胞儀、分光光度儀、低氧細胞培養箱、倒置（熒光）顯微鏡、凝膠成像系統、Western Blot整套裝置、實時定量PCR儀等設備。團隊具備獨立的實驗動物中心和細胞培養中心，為團隊開展中藥及其復方體內外藥理藥效、體內變化規律、作用機制等研究的順利開展提供了可靠的硬件保障。實驗室建立了設施先進、功能齊全、管理規范的開放共享平臺，儀器設備達到國內先進水平，為本團隊的教學和科學研究提供了強有力的平臺支撐。（圖8）。

三、科研成果及國內外技術交流與合作

以孟憲生教授為帶頭人的團隊自成立以來，主持完成國家“十二五”、“十一五”重大新藥創制科技重大專項、國家自然科學基金等50多項國家、省市級科研項目，在國內外學術期刊發表論文600余篇，SCI論文百余篇，撰寫專著10余部，申請發明專利50余項，其中獲授權31項，獲國家中醫藥管理局科技進步一等獎、二等獎，遼寧省科技進步二、三等獎等獎勵近30項，培養博士研究生40余人，碩士研究生200余人。團隊多年來一直注重與國內外同行的交流，與清華大學、澳門科技大學、南開大學、沈陽藥科大學等高等學府建立了良好的合作關系。同時，團隊積極承辦相關國內外學術會議，開展國內外相關學術交流，先后承辦了第四屆滿族醫藥國際論壇暨世界中醫藥學會滿藥專業委員會成立大會、“2015中國中藥協會中藥產品開發與培育專業委員會年會”暨“近渤海中藥與天然藥物創新高峰論壇、科研院所與優秀企業研究院院長第二屆高端交流會等多個學術年會。

圖8 實驗室部分儀器展示

表1 團隊承擔課題情況

續表1

續表1

表2 團隊編寫著作情況