薛 蓉,張 倩,陳 鵬,屈凌蕓,秦宇雯,梅 茜,季 德,張 偉, 2,李 林,毛春芹,陸兔林
·中藥飲片Q-Marker專欄·
中藥飲片質量標志物(Q-Marker)研究策略
薛 蓉1,張 倩1,陳 鵬1,屈凌蕓1,秦宇雯1,梅 茜1,季 德1,張 偉1, 2,李 林1,毛春芹1,陸兔林1*
1.南京中醫藥大學藥學院,江蘇 南京 210023 2.安徽中醫藥大學藥學院,安徽 合肥 230012
中藥飲片作為中藥產業鏈的中間環節,具有承前啟后的作用,為了保證其質量可控,引入反映中藥臨床安全性、有效性的質量標志物(quality marker,Q-Marker)概念,建立中藥飲片專屬性質量控制與評價體系。中藥Q-Marker在藥材、制劑等方面已有較多研究,飲片的Q-Marker研究亦逐漸引起重視,但尚缺乏對飲片質量的專屬性系統研究。對中藥飲片質量的影響因素以及中藥飲片Q-Marker在物質基礎識別、藥理藥效、性味歸經、炮制機制、質量評價與控制等方面的研究進展進行梳理,形成以炮制機制和復方配伍為關鍵點的中藥飲片Q-Marker研究策略,以期為中藥飲片Q-Marker研究提供理論依據,提高中藥飲片質量控制水平。
中藥飲片;質量標志物;物質基礎;質量控制與評價;炮制機制;臨床配伍
中藥飲片是中藥材經炮制而成的臨床處方用藥。中藥飲片作為中醫藥的重要組成部分之一,在中醫藥的防病治病中發揮重要作用,但中藥飲片面臨著炮制機制不明確,飲片質量不可控等諸多問題。隨著中藥質量標志物(quality marker,Q-Marker)的提出,為中藥飲片的質量控制提供了借鑒。中藥Q-Marker是存在于中藥材和中藥產品(如中藥飲片、中藥煎劑、中藥提取物、中成藥制劑)中固有的或加工制備過程中形成的、與中藥的功能屬性密切相關的化學物質,作為反映中藥安全性和有效性的標示性物質進行質量控制[1]。中藥Q-Marker的提出為中藥質量研究指明了方向,也為中藥飲片的質量控制提供了參考[2]。
隨著中藥飲片生產應用規模逐步擴大,品種混淆、摻偽摻假、染色硫熏等問題時有發生,而中藥飲片質量影響因素眾多,藥材原料、采收加工、炮制過程、包裝貯藏運輸等環節的有效控制缺一不可,同時專屬性飲片質量標準的不完善和不健全也導致中藥飲片的質量控制缺乏有效保障[3-7]。中藥Q-Marker符合中醫藥整體系統的理念,適用于中藥飲片專屬性和系統性研究,在中藥飲片中的應用也有了長足的發展。通過基于炮制前后、藥效、藥性對中藥飲片Q-Marker的識別、炮制減毒增效機制的研究、中藥飲片質量評價等,一定程度上促進了中藥飲片Q-Marker的研究,但缺乏研究的系統性和飲片的專屬性。如何整合中藥飲片Q-Marker的相關研究,形成中藥飲片Q-Marker的專屬性研究策略,是中藥飲片研究面臨的重大問題,也是制約中藥飲片Q-Marker發展的重要因素。
中藥材、中藥飲片、中成藥共同構成中藥產業鏈的三大支柱,中藥飲片位于中心環節,不僅受中藥材質量的影響,還關系到中成藥質量,進而影響臨床治療效果[8-9]。然而,中藥飲片品種繁多,生產過程復雜且各具特色,導致中藥飲片影響因素眾多,見圖1。
中藥材是中藥飲片的原料,藥材質量是保障飲片質量的必要條件。中藥多數為植物藥,受不同生長環境影響,自身所含有效成分有較大不同。此外,近年來隨著氣候變化、山林開墾等,對植被的生長環境造成了很大的破壞,致使部分品種的大量減產甚至瀕臨滅絕,中藥材資源現狀不容樂觀[10-12]。現階段多數中藥材主要為人工栽培,而研究發現人工種植無法保障植物所需地理環境、氣候條件、土質礦物質及土層微生物菌群等生長條件,影響植被生長,導致人工種植的中藥材從源頭上藥效就難以保障,從而影響中藥飲片的質量[13]。中藥材的質量從源頭上對飲片的質量產生影響,沒有優質的藥材,中藥飲片的質量就無法保障。

圖1 中藥飲片質量影響因素
中藥材必須炮制成飲片才能入藥,主要目的是減少藥物毒性、增強療效、改變藥性、矯味矯臭等,是中醫藥臨床應用的特色。但是“炮制不及則功效難求,太過則性味反失”,炮制工藝的規范化和標準化是保障飲片質量的前提。中藥炮制方法繁多,包括凈制、炒法、炙法、煅法、蒸煮燀法、復制法等,還有許多地方特色炮制方法及臨方炮制品種,這就對操作人員提出較高的要求,也是中藥飲片質量控制的關鍵一環[13-14]。近年來隨著現代中醫藥的加速發展,許多新型炮制設備被引入中藥飲片生產制造,智能化、產業化生產必然成為中藥飲片未來發展趨勢[15-16],但對中藥飲片炮制工藝及炮制機制的相關研究仍然任重而道遠。
中藥飲片質量標準缺乏專屬性、系統性,這從終端影響了飲片質量控制。現階段主要有國家標準和地方標準,包括《中國藥典》《全國中藥飲片炮制規范》《各省市中藥飲片炮制規范》等。《中國藥典》中收載的飲片質量標準多數與藥材標準同質化嚴重,缺乏專屬性,還存在部分飲片未收載,僅可通過地方部門進行標準制定的情況。飲片專屬性標準的欠缺導致經驗判斷甚至粗制濫造,對飲片質量的可控性、規范性產生重要影響[17-18]。缺乏標準的規范,則質量控制無從談起,中藥飲片專屬性標準的建立是控制飲片質量的必要條件。
此外,種子種苗、重金屬及有害元素的殘留、采收加工、包裝、貯藏、運輸、管理人員專業知識掌握程度等均會對中藥飲片的質量產生影響[19]。
中藥飲片處于中醫藥產業鏈的中間環節,具有承前啟后的作用,對其進行有效的質量控制就顯得尤為重要。
隨著中藥飲片行業的日益發展,對中藥飲片進行有效質量控制的需求迫在眉睫。中藥Q-Marker的提出有利于建立中藥全過程質量控制及質量溯源體系,體現了中藥有效性-物質基礎-質量控制標志性成分的關聯度[20-21]。基于中藥Q-Marker的研究思路與飲片本身特點相結合的中藥飲片Q-Marker的研究(圖2),極大地促進了中藥飲片產業的發展[22]。

圖2 中藥飲片Q-Marker研究
隨著中藥飲片Q-Marker研究的不斷深入,如何有效識別中藥飲片Q-Marker是目前研究的重要環節。中藥飲片在炮制過程中物質基礎的變化、飲片的藥效及性味歸經等,往往是探究飲片質量的關鍵點,也是識別與明確飲片Q-Marker的有效途徑。
2.1.1 與炮制前后物質基礎變化相關的Q-Marker識別 中藥炮制過程中成分的變化是探究中藥炮制機制的物質基礎條件,而且差異性成分為飲片Q-Marker的篩選提供參考,可初步明確為飲片的Q-Marker。現已有許多相關研究,應用超高效液相色譜聯用串聯四極桿飛行時間質譜(UPLC-Q/TOF-MS)、氣相色譜-質譜(GC-MS)、核磁共振(NMR)等技術分析篩選中藥炮制前后差異性成分,甚至進一步分析炮制過程有效成分的動態變化[23-24]。郝敏等[25]通過對飲片炮制前后化學物質組的辨識,從成分、含量、成分比例3個方面的物質基礎差異,識別出體現炮制作用的成分作為飲片的候選Q-Marker。Tao等[26]通過UHPLC-MS/MS技術結合化學計量學方法定量分析不同批次的生續斷和酒續斷,發現不同炮制品的含量差異性成分,這些具有含量差異的成分可能是生續斷和酒續斷飲片的Q-Marker。同樣,Zhu等[27]采用UHPLC-Q-TOF-MS方法對酒蒸前后的大黃飲片中多種化合物進行了分析比較,炮制前后發生顯著變化的成分可能與炮制后大黃瀉下作用改變密切相關,可能作為體現飲片有效性的Q-Marker。通過應用現代分析方法,對炮制前后的飲片進行分析比較,從炮制前后物質基礎種類及含量的變化可初步預測飲片Q-Marker并辨別不同炮制品,實現對中藥飲片有效專屬的質量控制。
2.1.2 與藥效相關的Q-Marker識別 中藥一般選擇具有一定特征性、含量高的成分作為質量控制的指標,但往往缺乏與療效及功能屬性相關聯,也沒有貫徹中醫藥整體性和系統性的特點。代謝組學通過將成分與藥效有機結合,從細胞模型、離體器官、整體動物等水平,將內源性物質與外源性成分相互關聯,從整體水平研究飲片質量。血清藥物化學、藥動學/藥效學、網絡藥理學及分子對接等也為中藥藥效機制研究提供有效手段[28-32]。王亮等[32]通過體外肝毒性指標和流式細胞分析、網絡藥理學預測、液相色譜-質譜(LC-MS)定性分析,研究確認吳茱萸水煎液的肝毒Q-Marker,為后續證候背景下的效毒驗證提供化學物質背景信息,也為吳茱萸飲片Q-Marker的研究提供參考。陳洋等[33]通過譜-效學評價及正交偏最小二乘(orthogonal partial least squares,OPLS)分析發現吳茱萸中可能具有鎮痛和止嘔作用的藥效成分,可以考慮作為吳茱萸的Q-Marker。通過中藥飲片藥效成分的研究識別Q-Marker,更能體現Q-Marker作為有效性、安全性的標示物質的作用。
2.1.3 與性味歸經相關的Q-Marker識別 中藥飲片的性味歸經是其特征屬性,也是臨床辨證用藥的依據之一,可作為篩選飲片Q-Marker的參考因素。結合文獻分析發現[34],厚樸中的生物堿類、苷類和揮發油類成分是其辛味和苦味的主要物質基礎,可從厚樸的性味歸經著手對其“發汗”前后的Q-Marker進行篩選。梔子中的環烯醚萜類、單萜類、二萜類、三萜類成分是其“苦味”的主要物質基礎,作為梔子Q-Marker選擇的重要依據[35]。瓜蔞味苦,性寒,其主要含有黃酮類與三萜類化合物,結合網絡藥理學發現這些成分可作為瓜蔞飲片潛在的Q-Marker[36]。基于性味歸經對中藥飲片Q-Marker的識別,將飲片質量的研究與中醫臨床應用緊密結合,更具有系統性理念和現實性意義。
Q-Marker是中藥飲片安全性、有效性的標示性物質,而中藥飲片通過炮制達到減毒增效的目的,因此中藥飲片炮制機制的研究是識別飲片Q-Marker的有效途徑,而Q-Marker的研究對中藥炮制機制的明晰也具有重要意義[37]。中藥炮制機制的研究應當充分利用現代科學技術和方法,從中藥“整體觀”的角度出發,以建立基于Q-Marker的不同炮制品的質量標準為落腳點,這對中藥飲片的炮制過程和臨床應用也具有重要指導作用。將Q-Marker研究與炮制減毒增效相結合,能有效提高中藥飲片質量研究的專屬性。
2.2.1 減毒 對于毒性中藥往往需經炮制達到減輕毒性的目的后應用于臨床。基于中藥飲片Q-Marker的研究思路,通過對飲片物質基礎變化的研究,可初步對中藥炮制減毒機制進行探究。烏頭通過炮制減輕毒性,對炮制前后的烏頭樣品進行質譜分析,發現水加熱處理后烏頭的主要毒性成分雙酯型生物堿發生轉換,其含量明顯降低[38-40]。這對烏頭飲片Q-Marker的預測識別及烏頭炮制機制明晰都有一定的參考價值。甘遂在醋制過程中二萜類成分與醋酸發生置換反應生成酰化二萜,使甘遂的水溶性成分含量降低,從而毒性降低達到減毒的目的,這對甘遂飲片安全性標示物質選擇提供了參考[41-42]。中藥炮制減毒是中藥炮制的主要目的之一,是保障中藥飲片臨床安全性的有效手段,也是中藥飲片Q-Marker識別的有效途徑。
2.2.2 增效 中藥飲片炮制增效物質基礎研究對炮制機制明晰及飲片Q-Marker識別都具有一定的參考價值。對山茱萸黃酒加熱蒸制前后的樣品進行比較分析,發現其中的主要成分均發生了明顯的變化,5-羥甲基糠醛的含量明顯增加,炮制前后藥效的改變可能與這些成分的含量變化密切相關,是山茱萸炮制增效機制的一部分[43],也為山茱萸Q-Marker的識別提供參考。中藥通過炮制增強藥效,而物質基礎的變化是其發揮作用的關鍵,也是標示中藥飲片有效性的標志物。
2.2.3 生熟異治 中藥通過炮制能改變藥性,擴大藥物的使用范圍。在傳統中醫臨床中,“飲片入藥,生熟異治”。五味子的生品、酒制、醋制炮制品化學成分均有差異,臨床治療中也有所區分[44-45]。蘇聯麟等[46]通過UPLC-Q-TOF/MS技術結合多元統計分析,快速篩選鑒別生、醋五味子中潛在的化學標記物,發現五味子醋制前后的木脂素類等成分發生了顯著變化,識別得到五味子潛在的Q-Marker,也為五味子醋制保肝的效應物質基礎研究指明了方向。基于“生熟異治”的中藥飲片專屬性Q-Marker研究,可為“生熟”飲片的質量控制及不同藥效機制(異治)研究提供參考。
2.2.4 其他 中藥炮制不僅能起到減毒增效、改變藥物性味的作用,還能緩和藥性,產生新的藥效,不同的輔料也能產生改變藥性增強藥效的作用。中藥必須經過炮制才能滿足中醫辨證施治、靈活用藥的要求。中藥炮制是保證臨床用藥安全有效的重要手段,Q-Marker的研究對中藥炮制機制的明晰及中藥飲片炮制過程的質量控制都具有重要意義。
中藥飲片是成方制劑及臨床應用的直接原材料,其Q-Marker的研究是實現飲片質量控制、建立飲片質量標準的基礎。通過對Q-Marker的研究,可整體評價中藥飲片的真偽優劣,可有效鑒別同一藥材的不同炮制品,同時可建立完善的中藥飲片質量標準[47]。郝敏等[48]基于Q-Marker,完善了莪術飲片的質量標準,提供了評價與控制莪術飲片質量的新思路。中藥飲片Q-Marker的提出,有利于完善飲片專屬性的質量標準,建立中藥飲片全程溯源及質量控制體系。
2.4 中藥飲片Q-Marker研究存在的不足
作為連接藥材、制劑和臨床應用的中間環節,中藥飲片的質量控制至關重要。中藥飲片Q-Marker作為質控指標的最佳選擇,如何體現飲片的專屬性特點,如何有機結合炮制過程與飲片質量控制,如何保證其臨床應用安全有效,充分發揮科學研究與產業結合的作用,仍是一個不斷探索和完善的過程。
中藥飲片作為臨床處方用藥或中成藥生產的原料藥,在中藥全產業鏈中的地位不言而喻。隨著對中藥飲片質量的控制需求不斷提高,中藥Q-Marker的提出及研究對中藥飲片質量控制提供了行之有效的思路和策略。
隨著中藥Q-Marker的發展,逐漸形成了基于“五原則”的研究策略和思路[21,49-51]。中藥主要來源于植物、動物、礦物,通過一系列的加工炮制提取純化作用于人體后通過代謝轉化等發揮效應,基于質量傳遞與溯源的Q-Marker研究從整體系統的層面為中藥Q-Marker的識別和確定提供了切實可行的思路[52]。Q-Marker作為中藥質量控制的標示性物質,必須保證其特有性和專屬性,通過動植物親緣關系及生物合成途徑研究,明晰其發揮藥效的主要次生代謝物,從而確定特有的質量標志性物質[53-54]。中藥是應用于臨床預防和治療疾病的藥物,中藥Q-Marker必須與中藥的功能屬性即藥性功效密切相關,反映中藥的安全性和有效性,才能真正標示中藥的質量[55]。中藥以復方形式應用于臨床,基于復方配伍環境的Q-Marker研究更切合實際臨床應用。Q-Marker的可測性是必然要求,是保證Q-Marker應用于質量控制的前提。“五原則”全面完整地指明了中藥Q-Marker研究的路徑,中藥飲片作為連接中藥材與中藥生產應用的中間環節,已有較廣泛的這方面研究,但仍缺乏專屬性的中藥飲片Q-Marker研究[56-57]。中藥飲片是中藥材經過中藥炮制技術制備形成的臨床處方用藥,因此在“五原則”基礎之上,可基于中藥飲片的前端炮制過程及后端臨床應用2個方面進行中藥飲片Q-Marker的探索研究,見圖3。
中藥材必須經過炮制制備成中藥飲片后才能應用于臨床,因此,一方面中藥飲片的質量與藥材質量相關,一方面中藥炮制過程對中藥飲片的療效、安全性也至關重要[58-59]。炮制過程中化學物質組成及含量的變化研究可能作為飲片Q-Marker研究的關鍵策略。

圖3 中藥飲片Q-Marker研究策略
通過對中藥化學成分、藥理作用研究進行梳理,并基于植物親緣學及化學成分特有性、傳統藥性、可入血化學成分、不同配伍中表達成分、新的藥效、不同儲存溫度化學成分含量變化等進行中藥Q-Marker預測,初步明晰與中藥質量相關的關鍵物質基礎[60-62]。在中藥Q-Marker研究基礎上,采用多種現代分析技術與研究方法,通過對炮制過程及炮制前后化學物質組和生物效應的變化分析飲片的Q-Marker,這對飲片炮制機制的明晰也具有重要意義。郝敏等[25]采用UPLC-Q/TOF-MS對生、醋莪術飲片化學物質組及炮制前后的差異成分進行辨識,通過藥效學實驗、網絡藥理學分析、代謝組學、抗肝纖維化機制研究、雙位點微透析技術及熒光示蹤檢測等,明確生、醋莪術飲片的藥效和歸經相關的Q-Marker,建立基于Q-Marker的莪術飲片質量標準。以生、醋莪術為例,開展飲片專屬性的Q-Marker研究,為基于炮制過程研究中藥飲片Q-Marker提供了參考。孟祥龍等[63]采用HPLC法對生地黃、清蒸- 九蒸九曬熟地黃、酒蒸-九蒸九曬熟地黃的不同蒸曬次數樣品進行多成分定量測定,結果表明炮制輔料黃酒對炮制品質量存在顯著影響,炮制過程中炮制輔料及加工導致成分發生變化,影響飲片的質量,從而產生不同的療效。從中可以發現炮制過程中輔料的作用、工藝的差別等均會對飲片質量產生影響,這也是中藥飲片與中藥材的不同之處,因此結合炮制過程的飲片Q-Marker研究才是適用于飲片專屬性特征的質量控制研究。但是,中藥飲片具有藥物的屬性,其與臨床應用密不可分,不能脫離中醫理論來談中藥飲片的質量控制。
中藥飲片主要以復方制劑形式應用于臨床,同種飲片在不同的復方配伍中發揮不同的療效,同種飲片的不同炮制品適用于不同治療目的的復方。中藥飲片根據臨床辨證論治的不同需求,組方配伍達到扶正或祛邪的目的,而且在病程的不同階段,靈活變法,因人而異,這是中醫藥治療疾病的一大優勢。基于臨床組方配伍的Q-Marker研究更具臨床價值[64-66],且符合中醫遣藥組方、辨證施治的原則,可作為飲片Q-Marker研究有效策略。
中藥飲片Q-Marker是中藥全過程質量控制的重要組成部分,需要以系統整體觀念結合臨床組方應用開展研究,對中藥復方的開發利用也具有積極意義。蔡楠等[67]基于中藥Q-Marker“五原則”即傳遞與溯源、特有性、有效性、復方配伍環境及可測性預測得到血必凈注射液的Q-Marker,這種基于中成藥飲片Q-Marker的識別,更具有現實意義。張鐵軍等[68]基于“性-效-物”三元關系對元胡止痛滴丸Q-Marker開展研究,通過化學物質組、入血成分及其代謝產物、性味物質基準、藥效及作用機制、網絡藥理學、代謝組學、藥動學分析等,確定元胡止痛滴丸的Q-Marker,為其中飲片Q-Marker研究提供參考。中藥復方博大精深,成分復雜,從中抽絲剝繭,聚焦飲片,將中藥飲片Q-Marker的研究與臨床應用有機結合仍需要開展巨量的工作。
以中藥飲片為基準,聚焦于炮制機制和臨床組方2個方面,結合多種現代分析技術與方法,對飲片Q-Marker進行綜合系統研究,以建立基于Q-Marker的中藥飲片質量標準體系。
中藥飲片作為中藥產業鏈的關鍵節點,起承上啟下的作用。因此,飲片質量是中藥有效性、安全性的關鍵因素,也是中醫藥長期良性發展的保障。目前,中藥飲片由于品種基原混亂、炮制方法不規范、缺乏專屬性標準等問題,建立專屬、完善的飲片質量標準,全面提升飲片質量控制水平刻不容緩。中藥Q-Marker自2016年被首次提出,受到國內外廣泛關注,因其具有“五原則”的特性,是進行中藥質量控制,建立完善質量標準的最佳選擇,對“藥材-飲片-成藥”的全過程控制具有較好的指導作用,對中藥全產業發展產生巨大影響。在中藥飲片方面,對飲片Q-Marker的識別、炮制機制及質量控制與評價已取得一定的進展,但仍缺乏對中藥飲片全面系統的研究。在Q-Marker“五原則”基礎之上,結合飲片炮制特色及臨床組方配伍應用開展中藥飲片Q-Marker的研究,更能凸顯飲片的特征性,更切合臨床實際應用,也更為聚焦中藥飲片。
中藥質量研究是一個不斷探索和完善的過程,隨著分析技術的迅速發展以及多學科的交叉融合,中藥質量評價研究有了全方面的進步。中藥飲片處于中藥產業的關鍵環節,但關于中藥飲片炮制機制研究、同種飲片不同炮制品的專屬性質量控制等還存在諸多問題,需要對中藥飲片Q-Marker預測識別的基礎上進行定性定量控制,實現對中藥飲片質量真正的“量身定制”的評價。中藥飲片Q-Marker研究對促進飲片質量專屬性研究,完善飲片全過程質量控制,保證飲片的安全、有效和質量均一有重要意義,切實有效地提升了整體中藥飲片質量評價水平,推進了中醫藥的現代化、國際化、標準化的進程。
利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突
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Research strategy on quality marker (Q-Marker) of traditional Chinese medicine decoction pieces
XUE Rong1, ZHANG Qian1, CHEN Peng1, QU Ling-yun1, QIN Yu-wen1, MEI Xi1, JI De1, ZHANG Wei1, 2, LI Lin1, MAO Chun-qin1, LU Tu-lin1
1.College of Pharmacy, Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210023, China 2.College of Pharmacy, Anhui University of Chinese Medicine, Hefei 230012, China
In order to control the quality of Chinese herbal pieces which play a role of connecting the past and the future, as the intermediate link of traditional Chinese medicine (TCM) industry chain, the concept of quality marker (Q-Marker) reflecting the safety and effectiveness of TCM was applied to establish the quality control and evaluation system for traditional Chinese medicine decoction pieces.Q-Marker of TCM has been widely used in the study of Chinese medicinal materials and TCM preparation, but the specific research on the quality of traditional Chinese medicine decoction pieces is lacking.By summarizing the influence factors, the application of Q-Marker in the substance basis identification, medicinal effect, flavor and meridian tropism, processing mechanism and quality evaluation and control, the research strategy with processing mechanism and formulation composition as the key points was proposed, which is to provide theoretical foundation for Q-Marker and improve quality control level of traditional Chinese medicine decoction pieces.
traditional Chinese medicine decoction pieces; quality marker; material basis; quality control and evaluation; processing mechanism; clinical compatibility
R283;R284
A
0253 - 2670(2022)05 - 1285 - 09
10.7501/j.issn.0253-2670.2022.05.001
2021-11-02
國家重點研發計劃(2018YFC1707000);國家自然科學基金項目(82173975)
薛 蓉,女,博士研究生,主要從事中藥炮制及中藥飲片質量標準研究。E-mail: xuerong93@126.com
通信作者:陸兔林,男,教授,博士生導師,主要從事中藥炮制及中藥飲片質量標準研究。E-mail: ltl2021@njucm.edu.cn
[責任編輯 潘明佳]