中药谱效学研究现状_冯看

2012年6月第19卷第6期 中国中医药信息杂志 ·103· ·综述·中药谱效学研究现状冯看1,刘华钢2,雷欣潮3,叶月华41.柳州市疾病预防控制中心,广西 柳州 545007；2.广西医科大学,广西 南宁 530021；3.广西中医学院,广西 南宁 530001；4.广西壮族自治区食品药品检验所,广西 南宁 530022关键词：中药；谱效学；综述DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2012.06.050中图分类号：R28 文献标识码：A 文章编号：1005-5304(2012)06-0103-03中药谱效学是在中医药理论现代研究的基础上,以中药指纹图谱为基础,以效应及效应体学为主要内容,应用生物信息学方法,建立中药指纹图谱与中药质量疗效内在关系的一门学科[1-4]。

“中药谱效学”一词出现在中药指纹图谱之后,从理论假想阶段到理论系统提出以及进入实验研究也仅近10年的发展历程。

笔者现以国内外相关文献为基础,对中药谱效学的发展背景、理论形成以及现阶段的实验研究现状综述如下。

1 发展背景1.1 指纹图谱技术在中药质量控制中的运用目前,我国现行中药质量控制的基本模式是参照国外植物药的质量控制方法,借鉴化学药品质量控制的模式建立的,其中以化学定性鉴别与指标成分检测为主要内容。

就化学药品而言,其分子结构清楚、构效关系明确,鉴别、检查、含量测定可以直接作为疗效评价的指标,但对于中医理论指导下的中药,尤其是复方制剂,检测任何一种活性成分均不能体现其整体疗效,更何况迄今为止,绝大部分中药的有效成分仍未得以阐明。

据统计,2005年版《中华人民共和国药典》(一部)共收载中药材(含饮片和提取物)572种,其中只有60%有过化学成分研究报道,约20%进行过较系统的化学成分研究,至今已阐明其有效成分的品种不到5%；即使明确了有效成分的中药,也存在量效关系不明确或者本身就没什么量效关系等问题[5]。

因此,有相当一部分中药材和中成药的质量标准中尚无完善的质量控制手段和检测指标,更毋提确保临床的安全有效。

为了寻求更适合中药特点的质量控制方法,指纹图谱在天然药物鉴别及质量控制上的应用逐渐引起我国医药相关学者的关注。

在国外,指纹图谱在植物药的鉴别中早已被广泛应用。

美国食品药品管理局(FDA)在《植物药制品指导原则》(征求意见用草案)中允许申报者提供产品指纹图谱资料,世界卫生组织在1996年中草药评价指导原则的Plant Preparations及Finish Products的章节提及,草药活性成分不明,需提供其色基金项目：国家自然科学基金(30760302)；广西壮族自治区科技厅自然科学基金(0832127)通讯作者：刘华钢,E-mail：hgliu@ 谱指纹图谱。

英国草药典、印度草药典,以及德国药用植物学会、加拿大药用及芳香植物学会也接受指纹图谱[6]。

德国Sticher O[7]运用高效液相指纹图谱控制银杏叶制剂的质量,成为中药指纹图谱的范例。

自从我国食品药品监督管理局对中药注射剂提出了建立质量控制指纹图谱的要求之后,指纹图谱已成为各方面关注的研究热点。

但指纹图谱的研究仍处于起始阶段,在中药质量控制方面仅作为一种化学物质基础的鉴别项目,并且大多数研究者侧重于研究化学指纹图谱的获取方法,在建立指纹图谱时,只考虑某些已知的化学成分定性或定量,并未考虑药效的定性或定量。

因此,中药的化学指纹图谱还不能有效控制中药的药效质量。

要控制中药药效的质量,就必须建立中药药效的指纹图谱,即中药生物指纹图谱。

1.2 中药谱效学的设想要求中药化学指纹图谱是以中药材或中成药经适当处理后,采取一定的分析手段,得到能够标示该中药材或中成药特性的共有峰的图谱,可较好地反映复杂成分的中药及其制剂内在质量的均一性和稳定性[8]。

因此,化学指纹图谱是目前国际公认的控制中药或天然药物质量的最有效的手段。

然而,药物的基本功能是防治疾病,其防治疾病的基础是所含的化学物质,但中药化学指纹能反映的也只是中药中的化学成分信息,孤立于生物活性之外,没有以药效作为指纹性的依据。

所以,以目前的指纹图谱作为中药质量控制的评价模式还存在很大的局限性。

只有以药物的疗效为前提,进行化学成分与疗效相关性研究,得到的生物活性与化学特征相关指纹图谱就不仅具有化学指纹图谱的特征,而且还能反映化学指纹峰的生物活性,从而能更好地反映中药的质量,以此作为中药质量的评价体系将可弥补目前中药指纹图谱的不足。

因此,“中药谱效结合指纹图谱”是从本质上解决中药质量控制问题的治本之策[9]。

2 理论探索2.1 中药谱效学的提出针对中药复方具有化学成分复杂、有些活性成分含量低及多成分协同发挥整体调节作用等特点,李氏等[10]认为,中药复方应作为一个有机整体,利用现代多维分离分析技术,对方剂的活性物质进行系统的分离和分析,得到多成分的化学指纹谱,·104· Chinese Journal of Information on TCM Jun.2012 Vol.19 No.6然后以整体的主要药效指标追踪药效物质的有效和活性成分群,探讨有效和活性成分群配比变化对主要药效指标的影响特征,从而明确复方配伍的变化、药效学反映特性与化学成分变化的相关性,找出配伍关系的化学表达方法。

谢氏[11]提出,指纹图谱应从质量“可视”逐步做到“谱”“效”一致,即以完整的“谱”表征整体的“效”。

李氏等[12]是最早并较为系统而明确地提出“中药谱效学”的。

他认为,从中医用药的角度来看,中医辨证施治用的是药味而并非某个化学成分,中药的“补气”、“活血”、“发表”、“滋阴”、“健脾”等功效,是药材饮片或成药方剂内所含物质群的整体作用结果。

这些物质群的整体情况,包括其所含的物质数、物质量和组成比例差异,都会对功效发生影响。

所以,要控制中药功效,不能只针对某一二个化学成分,必须对方剂物质群整体予以控制,只有将标示物质群特征峰的中药指纹图谱与药效结果相对应起来,将中药指纹图谱中化学成分的变化与中药药效结果联系起来,建立起有实际意义的中药“谱效”关系学,才能建立中药产品与其疗效基本一致的反映产品内在质量的质量标准。

2.2 中药谱效学理论研究方向及方法“谱效结合”是解决中药质量控制基本问题的治本之策,现已得到广泛的认可,但中药谱效关系研究还处于思想认识和初步探索阶段,如何进行谱效关系研究,目前尚未有统一的认识和适用的模式。

为此,众多学者开展了中药谱效学研究方法的探索。

罗氏等[1]的“建立我国现代化中药质量标准体系的研究”对中药谱效学有了更进一步的理论说明,提出通过中药指纹图谱的信息获取、信息处理和信息挖掘三方面内容的研究,以及开展指纹图谱信息与药效活性信息相关性研究,从而实现中药化学指纹图谱向中药药效组分指纹图谱的转化,形成中药组效学研究体系。

王氏等[13]则对组效关系数学模型的建立进行了阐述,提出了在获取中药化学分析数据和药效检测数据基础上,使用药物信息学方法,寻找发现关键药效组分,并通过多组分药效预测模型对药效组分配伍进行优化设计,进而构建药效作用的多因素调节网络模型,探索中药的多种药效组分协同作用机制。

贺氏等[14]初步提出了中药谱效学的研究方向与研究方法,即建立与动物(人)“证”模型相对应的状态函数关系式的现代中医药数理表述体系,再根据与“证”相一致所对应的基因表达下特性蛋白质与效应体(药物)的齿合关系,按亲合色谱,以效应体靶向分离物-特性蛋白质为固定相,采用液相色谱-质谱质量或效应型检测器,建立质量或效应指纹图谱。

根据效应体作用前后(体内药物浓度为零)效应值的变化趋势,研究该指纹图谱与生物体状态函数值变化关系,可揭示中药复方作用的物质基础,包括效应体(结合成分群)的数目及构成比,以及对机体的作用方向和程度。

陈氏等[15]提出了由指纹谱信息进行药效学验证、由药效显著的样本获取指纹谱及指纹图谱与药效学研究互为参考,从2个角度分别着手3个中药复方谱效关系研究的思路与方法。

肖氏等[16]详细阐述了开展中药生物活性测定方法学研究的必要性和可行性,并提出中药生物活性测定方法学研究的思路,即结合现代的药理技术去解析中药药效的物质基础,将标示化学成分特征峰的中药指纹图谱与药效结果对应起来,从单一成分“微观分析”向群体成分的“宏观分析”发展,找出二者之间的科学规律,保证药效结果和指纹图谱分析结果的一致性。

3 实验阶段宁氏等[17]通过对吴茱萸汤进行组方药量变化,在原方基础上按正交试验法组成9个不同配比的处方,同时对其进行高效液相色谱法(HPLC)指纹图谱分析和镇痛与止呕2个指标的药理实验,对所得化学数据和药理数据进行逐步回归分析,确定了吴茱萸汤的药效物质基础主要为产生X4、X9、X10和X12号色谱峰中的化学成分,为中药复方药效物质基础的研究思路提供参考。

卢氏等[18]通过小鼠耳肿胀模型和大鼠胸膜炎模型研究了不同厂家生产的鱼腥草注射液的气相色谱指纹图谱与其药效学之间的关系。

结果显示,鱼腥草注射液抗炎作用是由一些化学物质的协同作用产生的效果,不是个别化学成分的作用；同时,在鱼腥草注射液众多的化学成分中,很有可能只是部分物质决定了药效作用,并不是物质越多越好,有些非药效组分可能因其本身的存在或通过与具有药效作用的组分反应,降低了药效成分的浓度和作用,从而降低了其整体疗效。

一些研究人员将加味四妙丸中各有效部位及各组方药中的有效部位进行正交组合,测定其气相色谱(GC)指纹图谱和HPLC指纹图谱,并评价其抗炎、镇痛及降尿酸作用,运用数理统计学的方法将药理数据与指纹图谱各色谱峰相对面积相关联,研究谱效相关性,最后明确了加味四妙丸有效部位群中指纹图谱共有峰与组方药材有效部位及药效的相关性,认为研究有效部位群指纹图谱共有峰的成分特征及谱效关系,是表征复方整体成分-配伍-药效相关性的有效途径[19-20]。

窦氏等[21]对复方五仁醇胶囊的阴性制剂和单味制剂含药大鼠血清进行指纹图谱测定,并通过考察对诱导的损伤肝细胞的增殖及丙氨酸氨基转移酶泄漏的影响,进行了复方五仁醇胶囊谱效关系分析。

结果表明,单味五味子及三七、柴胡、叶下珠阴性制剂与全方制剂含药血清组之间对肝细胞保护作用的药效无显著差异,且谱效之间具有很好的相关性,保肝作用的药效物质基础来自君药五味子所含有的木脂素类成分。

梁氏等[22]采用线性回归寻找金银花不同提取部位的HPLC 指纹图谱的化学信息和其抗炎药理活性的相关联系,结果找出金银花中7个与抗炎活性成正相关的化学成分。

谭氏等[23]就谱效关系应用于中药炮制原理研究的可行性和科学意义进行了探讨,认为通过谱效关系的方法研究炮制原理,不仅可对比不同炮制品的药效变化,还有利于揭示中药的药效成分和作用机理,并且可以很好地控制炮制品的质量,确保根据谱效关系筛选的炮制品使用时安全、有效,在临床中能够发挥更好的疗效。