基于體內過程的中藥藥效物質基礎研究方法進展

趙琳儒 李 杰 張雅筠 蔣境興 郝旭亮

1.山西中醫藥大學，山西晉中 030619；2.山西省中醫藥研究院，山西太原 030012；3.山西中醫藥大學附屬醫院，山西太原 030024

中醫藥作為人類歷史發展長河中的文化瑰寶，應用廣泛，尤其在治療各種疾病中發揮著重要作用，但隨著中醫藥的不斷應用，中醫藥在現代化、國際化的發展過程中卻遇到各種困難，關鍵問題在于中藥存在多成分、多靶點、多途徑等干擾因素，體內過程復雜，使其藥效物質基礎尚未明確。因此，尋找明確的中藥藥效物質基礎研究方法已成為學術界研究的熱點問題。本文旨在從該方向入手，對血清藥理學及血清藥物化學、血清譜效關系、代謝組學、中藥藥動學進行綜述。

1 中藥藥效物質基礎概述

中藥藥效物質基礎是指對某一病癥而言中藥發揮其作用的所有活性成分物質的總和，在揭示中藥配伍理論、制訂質量評價標準和指導產品研發中發揮著重要作用[1-3]。近年來隨著現代化分析手段的快速發展及多學科交叉滲透、優勢互補，使得中藥藥效物質基礎研究不斷深入，眾多學者對該領域理論思路的探索使得中藥藥效物質基礎的研究不斷發展，通過多種研究思路的指導，眾多學者不斷研究在體內作用后的中藥藥效物質基礎研究方法，并取得了一定的進展。趙立春等[4]提出霰彈理論，該理論認為中藥復方是通過多成分、多靶點來發揮其藥理作用，雖然單個成分或藥物的作用并不是很強，但多種中藥成分的協同作用可以產生良好的療效。黃熙等[5]提出“證治藥動學”假說，證治藥動學指出方劑的藥物配伍或不同的證候狀態會明顯影響體內化學成分的藥動學參數，并與療效和毒副作用相關，這一觀點體現了結合君臣佐使進行藥代動力學研究的特點。王喜軍[6]在中藥與機體相互作用思想的指導下，基于中醫理、法、方、藥理論，以及中藥/方劑多種成分發揮協同作用的特點提出中藥血清藥物化學。劉昌孝[7]提出方劑代謝物組學新假說，將代謝物組學應用于中藥藥物模型的鑒別和確證以及中藥作用機制的研究。

2 中藥藥效物質基礎研究方法及進展

2.1 血清藥理學與血清藥物化學研究方法及進展

中藥成分復雜多樣，但只有入血成分才能發揮藥效。無論以何種途徑，中藥有效成分通常以血液為載體輸送到靶點（腸道直接起作用及外用藥除外），從而產生藥效作用，因而血清中含有的成分才是中藥在體內直接發揮作用的物質。血清藥理學是指將含藥血清代替中藥復方或粗提取物加入離體的組織器官或細胞中，以建立一種體外模型的實驗方法。Iwama等[8]在1984年經過漢方藥的藥理研究，對“血清藥理學”一詞進行了定義，為藥效物質基礎研究開創了新紀元，由于中藥及其復方成分復雜，發揮藥物療效并非僅通過直接作用，還可能與藥物在體內經過血液循環后的內源性代謝物有關，之后，國內科研學者將“中藥血清藥理學”研究運用到了中醫藥領域，如賀雯茜[9]等用血清藥理學法獲得含藥小鼠血清，通過建立果糖誘導的LO2肝細胞脂肪變性模型并采用活性氧（ROS）及細胞凋亡檢測來揭示體外培育牛黃能抑制肝細胞脂質沉積的作用機制。

中藥血清藥物化學是通過研究血清中的移行成分并闡釋藥效間的相關性從而確定中藥藥效物質基礎的一門應用學科。中藥成分復雜多樣，必須經過體內過程使有效成運輸到特定部位，成為入血成分才能發揮療效。董宇等[10]等采用血清藥物化學方法，通過建立UHPLC-Q/TOF-MS技術，發現益胃飲中的27個血清移行成分具有防治胃癌的作用。Chen[11]等采用血清藥物化學和靶細胞提取相結合的方法，發現益母草葉中有3個潛在的活性物質，具有胰腺保護作用。

2.2 血清譜效關系研究方法及進展

譜效關系是應用現代科學技術將活性成分群的特征峰與藥效結果相結合起來反映藥效物質基礎的一種應用方法[12]。中藥譜效關系研究以HPLC或UPLC指紋圖譜為主，并結合多種多樣的藥效學模型來反映藥效間的關系，目前正被廣泛應用。林美妤等[13]等通過利用UPLC-Q-TOF-MS建立灌胃后的血清指紋圖譜，發現西洋參血清指紋圖譜中有8個入血成分，其中人參皂苷Re、Rb1、Rb2這3種活性物質具有抗疲勞作用。Chen等[14]通過采用高效液相色譜技術，對11批不同提取液的指紋圖譜進行研究，發現黃酮類成分具有抗氧化作用。

藥效差示血清色譜法是通過觀察機體在給藥后產生最大藥效和最小藥效的指紋圖譜差異，進而尋找出藥效物質的一種新方法[15]。喬逸等[16]通過將紅花提取物及其陰性提取物產生最大及最小藥效時的血清指紋圖譜進行對比，得出HSYA在紅花降低全血黏度上起重要作用。

2.3 代謝組學研究方法及進展

代謝組學由英國帝國理工大學Jeremy Nicholson教授在1999年通過對生物體液和組織代謝途徑的研究，首次提出了代謝組學的定義，作為一門新興學科，代謝組學發展迅速，和基因組學、網絡藥理學、蛋白質組學等一起構成系統生物學，由于代謝物處于代謝網絡的末端，代謝組學是通過分析生物系統中所有小分子代謝物的變化，從整體水平描述機體的狀態和外界刺激的變化，從而反映代謝物進入系統后的特征和影響[17]。它主要應用現代儀器技術，定性定量研究生物體內的小分子代謝物的指紋圖譜差異，從而更準確地表現機體所處的狀態和環境[18-20]。近年來，隨著現代分析技術的迅猛發展。核磁共振和質譜技術更能滿足代謝組學高通量、高靈敏度、無偏性的需求，已成為中藥藥效物質基礎研究的重要方法。同時中藥及其復方成分十分復雜，無法很好地解釋疾病的發病機制。因此，尋求新的技術手段，從科學的角度合理地解釋中藥治療失眠的作用機制顯得尤為重要。而代謝組學在系統生物學的基礎上，通過整體水平描述機體的狀態和外界刺激的變化，從而反映代謝物進入系統后的特征和影響。這與中醫藥所強調的治療思路有異曲同工之處。曾威等[21]運用代謝組學方法并采用UPLCQ-TOF/MS技術，通過建立高脂血癥模型相關的評價方法，發現廣陳皮的入血成分有11個，其中川陳皮素和5-去甲川陳皮葡糖醛酸代謝物可能與調節鞘脂代謝和甘油酯代謝有關。盧盛文等[22]通過應用代謝組學方法，并采用UPLCHDMS技術，通過分析尿液代謝數據，發現了30個相關成分，其中五味子木質素類及人參皂苷類的多種成分是生脈散預防老年癡呆的藥效物質基礎。李秋菊等[23]采用中醫方證代謝組學技術并通過建立缺氧缺血腦癱（HICP）大鼠模型，發現入血成分中6-O-甲基梓醇、莫諾苷、丹皮酚原苷、毛蕊花苷、獐牙菜苷脫水的代謝產物在治療HICP大鼠模型中發揮著重要作用。

2.4 中藥藥動學研究方法及進展

中藥藥動學是研究中藥活性成分在體內吸收、分布、代謝、排泄等動態變化規律的一門學科[24]。由于中藥體系復雜，進入體內后藥物成分經過吸收、代謝可能發生生物轉化，而不以原有形式存在，是一個動態的過程，而中藥藥動學能夠借助其特點更好地反映中藥藥效物質基礎，目前我國相關研究學者在研究中藥藥動學的時候，主要采用藥物體內濃度法、生物效應法、中藥藥動學與藥效學結合（PK-PD）、體內藥代動力學、單味藥有效成分藥代動力學等理論方法，并采用色譜法、放射性同位素標記法、免疫法、微透析法等分析手段進行研究，在中醫藥的藥效物質基礎研究中取得了一定的進展。高煥[25]利用HPLC-MS/MS技術，用藥代動力學的方法，發現血清中有14個成分，胃腸道內容物中有12個成分，其中肉桂酸、6-姜酚和苷類成分被充分吸收發揮藥效作用，何博賽[26]采用UFLC-MS/MS方法，鑒定出13個化合物，其中有黃酮類6個，三萜類3個，內酯類2個，酸類2個，其中斯皮諾素、芒果苷以及阿魏酸和失眠大鼠模型有關，王冰雨[27]采用紫外分光光度法并通過建立UA檢測系統對大鼠血清及尿液中的成分進行測定，發現總黃酮和總萜這兩種成分對治療風濕性關節炎有用。

3 小結

綜上，血清藥理學和血清藥物化學能更直接反映物質基礎與功效、作用之間的關系，并能避免粗制劑對實驗產生的干擾，使實驗真實、可靠[28]；血清譜效關系能更大程度地反映譜效信息和入血成分間的相互作用關系[29]；代謝組學具有系統性、靈敏性、特異性和動態性等特點，能全面揭示中藥在體內發揮作用的全過程[30]；中藥藥動學具有整體性、系統性、科學性的特點，能借助藥動學的方法，定性定量地研究機體對中藥的處置[31]，通過動物體內實驗，能使有效成分在體內充分吸收，更好追蹤發揮藥效的物質，盡管目前對該方向的研究方法尚存在一些不足之處，但隨著科學技術的不斷發展和多學科間的相互融合，相信我國的中藥藥效物質基礎研究最終會取得突破性進展，為中藥現代化、國際化進程做出巨大貢獻。