中药药性量化研究进展*

张　砚，郭彩强，岳冬梅，刘　霞，于　虹，王益民

（1.天津中医药大学，天津300193；2.天津中德职业技术学院，天津300074）

中药药性量化研究进展*

张砚1，郭彩强1，岳冬梅1，刘霞2，于虹1，王益民1

（1.天津中医药大学，天津300193；2.天津中德职业技术学院，天津300074）

中药药性是指药物与疗效有关的性质和性能的统称，是中国历代医家的长期临床经验总结，主要包括四气五味、升降浮沉、归经、毒性等，但长期以来只有定性的描述而没有定量的标准。现对当前中药药性量化研究进展进行了归纳研究，总结分析了中药药性量化研究的特点和问题，并提出应在“源自临床，回归临床”的原则指导下，开展基于专家量表评估法的中药药性量化研究。

中药药性；药性量化；研究进展

DOI：10.11656/j.issn.1673-9043.2015.04.16

中医药是中国传统文化的瑰宝，几千年来为中华民族的繁衍健康做出了巨大贡献，至今仍是中国医疗体系中不可替代的重要组成部分，为基层百姓提供着疗效显著、方便快捷、价格低廉的医疗服务。药性是中医药的重要理论基础之一，是药物与疗效有关的性质和性能的统称，包括药物发挥疗效的物质基础和治疗过程中所体现出来的作用，是药物性质与功能的高度概括。研究药性形成的机制及其运用规律的理论称为药性理论，基本内容包括四气五味、升降浮沉、归经、有毒无毒、配伍、禁忌等［1］。

1　中药药性量化研究现状

量化是反映一门学科成熟程度的重要标志之一［2］。中药药性（四气五味、升降浮沉、归经、毒性等）的主要功能就包括对中药进行量化区分，以便于有效指导中医临床用药。时至今日，中药量化研究虽取得了一定进展，但与中药药性等中医药理论的有机结合仍是亟待解决的难点所在。如何借鉴先西药量化的先进经验和研究成果，为我所用，应用现代科学技术开展中药药性量化等研究，是中药现代化发展中需要解决的关键问题。

1.1物理研究法在中药药性量化研究中的应用盛良［3］提出了“中药四气五味与电子得失吸推偏移能级升降”的假说，认为中药的四气五味是对药物能量阴阳性质和高低的量化，与化合物电子得失吸推偏移能级升降有关，得吸电子为阳—酸—气，失推电子为阴—碱—味。从广义酸碱论看，碱是电子对的给出者，酸是电子对的接受者，酸碱电子理论和软硬酸碱原则以及前线轨道理论可与中药的气味对应结合予以解释，其相互关系可简化见图1。

图1　中药四气五味判断

廖庆文［4］采用生物热动力学方法，以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、痢疾杆菌及幽门螺杆菌为模型生物体，测定了黄连不同炮制品、黄连与吴茱萸不同剂量配比类方水提物的生物热谱图以及系列生物热动力学参数。结果表明细菌生长速率常数k、代谢产热量Q等生物热动力学参数可以量化地表征黄连不同炮制品及类方的生物活性差异。k与Q值的排列顺序为：吴茱萸制黄连＞酒制黄连＞姜制黄连＞生黄连＞胆汁制黄连＞盐制黄连＞醋制黄连；反左金丸＞茱英丸＞甘露散＞左金丸。Q值变化规律与其传统的寒热药性认知相吻合，说明生物热动力学可作为评价中药药性/活性的较好的研究方法。赵肖磊等［5］提出“基于生物光子辐射与中医基础理论的中药药性量子假说”，认为生物光子的相干性理论可以应用于中药药性的量化研究，能很好地阐释四气、归经等中药药性的核心内容和基础指标。即四气是调节机体电磁辐射量子叠加态的量度，归经表征的是药物和机体作用产生的电磁辐射与机体经络（电磁聚束频率）的吻合匹配，五味、升降沉浮则是药性的综合指标。

1.2化学研究法在中药药性量化研究中的应用金日光等［6］发现，中药的阴阳性在很大程度上与元素周期表中第四周期元素的氧化电势分布顺序密切相关，两者之间存在对应关系。一般情况下，属阳性中药就是中药中氧化电势高的元素占优势，而属阴性中药中则是氧化电势低的元素占优势。当中药中以Fe、Co、Ni、Cu等阴性阳离子为主导成分时，该药必然属阴，且药性变得凉寒，而药味则变得苦酸涩咸；反之，以Ti、Cr、Mn、Mo、Zn、V等阳性离子为主导成分时，该药则属阳性，且药性变得温热，而药味则变得甘辛平淡。中药中元素的氧化电势与其阴阳性和药味之间的关系见图2。盛良［7］提出了“中药宏观化学成分”的假说，认为中药的宏观化学成分是指中药的四气五味在宏观化学结构上的成分，是中医阴阳、五行、中药药性理论与现代化学和西医药学结合会通的产物。所谓宏观成分，就是指药效离不开组成该药化合物化学成分的共性结构，如酸碱性以及软硬酸碱等，中药的四气五味即是众多化学成分在广义酸、碱性上的共同体现。按其之前论著中提出的假说模式将中药的气成分取自于酸，味成分取自于碱，将酸、碱相结合，就组成了气、味兼备的中药宏观化学成分。具体如麻黄：味辛，性温，按假设，其宏观化学成分是：交界酸偏软+交界碱偏硬；其有效化学成分麻黄碱可以体现。见表1。

图2　中药中元素的氧化电势与其阴阳性和药味之间的关系

表1　西药分类与中药四气五味的宏观化学成分关系

管竞环等［8］将105种中药的元素中间谱分别与中药总体元素均值谱进行比较后发现，温热药的元素区间谱普遍高于元素均值谱，而寒凉药的元素区间谱普遍低于元素均值谱。假设xi为某元素含量值，x¯i为某元素含量均值，n为元素总数，使用偏移度（F）公式：

计算每种中药的F值后按大小排列，若以F值大于0.1判为温热药，为阳性药，以F值小于0.1判为寒凉药，为阴性药，并以《中药大辞典》的传统药性为准进行比较，F值判别结果与传统药性相符者有72种，符合率为68.6%。

1.3计算机技术在中药药性量化研究中的应用姚美村等［9］以补虚药为研究对象，药性为基本特征，在对其进行二值量化和多值量化的基础上，应用人工神经网络和决策树等数据库知识发现技术，进行对补虚药功效归类判别结果的影响研究。结果表明，药性的不同量化方法对于补虚药各类的功效归类预测有一定影响，药性的多值量化比相对简单的二值量化具有更为理想的判别结果，说明对中药药性依其重要性进行更深层次的量化分析，将比定性的文字表述和简单的0/1表示更有意义。

张琳等［10］建立了基于慢性乙型肝炎（CHB）的中药寒热药性循证医学数据库，该数据库采用模型—视图—控制器（MVC）三层体系架构，依据回顾性病例调查方法，通过规范化的中药寒热药性临床信息采集表进行数据获取。可实现CHB病历资料的录入、存储、修改、检索、统计、图形化显示及维护等功能，为中药药性的循证医学研究顺利开展提供信息保障。

李茹等［11］建立了药物属性以及药物之间的网络模型，首先提取出药物药性中的“性味”、“归经”、“功效”三方面的属性，并在传统的药物网络的节点上添加该药物属性；然后在肺痿方剂数据库中211味方剂上进行试验，使用重叠社团发现算法（CPM），算法对该模型进行测试，发现并得到了一些药物社团，进而验证该模型的可行性和有效性。见表2。

表2　中药中元素的氧化电势与其阴阳性和药味之间的关系

1.4数学模型法在中药药性量化研究中的应用朱建贵等［12］认为根据中药药性理论，药力来自于药性。药力与药量和药性强度有关，即药量越大，药力越强；药性越强，药力也越大。q（quantity）表示药性量化值、w（weight）表示药量、s（score）表示药性强度、u（usage）表示常用量。线性近似时上述正相关、负相关，变成了正比、反比（直线相关中常数项为0的情况），即：

邹华彬［13］提出建立中药复方多维药性量化指标，并对中药复方进行综合功效量化分析。中药的四气采用2n规则作为定量划分标准，五味和归经等典型的定性指标（表示中药物质的类群及作用部位），采用二值变量0与1表示。用该方法构建了以六味地黄丸为基础的6种中药复方的多维药性量化指标，并用改进的适用于连续变量分析的双指标率序列分析法计算了6种复方的多维药性的共有率及变异率。发现多维药性量化指标的量值分布模式、共有率和变异率可以定量反映中药复方的主要作用部位及对应的作用强度、综合功效程度。见表3。

表3　西药分类与中药四气五味的宏观化学成分关系

颜素容等［14］提出方剂药性特征的概念，给出了24个药性指标的量化方法，构建了其数学表达方法，并以此为基础开展了消渴方的药性特征和寒凉类、温热类方剂的药性特征研究，发现方剂药性特征能够较好反映方剂药性的基本性质。方剂药性特征Y可用m维向量（Y1，Y2，Y3，…Ym）表示，即Y=（Y1Y2…Ym），X为用量百分比矩阵，F为药性矩阵，则：

肖二钢等［15］提出了剂量相对系数的理论概念并建立了相应的方剂药性数学模型，在对27个中药药性指标进行量化的基础上，构建了《伤寒论》主要方剂的量化特征曲线，开展不同类型方剂（如解表剂、清热剂等）的特征曲线规律研究，探索挖掘方剂药性内在的数学规律与表现形式。见图3。

图3　《伤寒论》解表剂定量特征曲线

2　中药药性量化研究的特点和问题

2.1中药药性量化研究的特点

2.1.1开放包容，继承创新中医药能够传承数千年至今，始终为中华民族的繁衍生息提供有效的医疗保障，就是因为其是一个开放的理论系统。中医药的理论体系始终凝聚着中国古代灿烂文化、科技的最高成就，哲学、数学、农业、天文、气象、物候等等无所不包。中药药性理论体系本身就是对四气、五味、毒性、归经等药性特点的定性量化，但口口相传的师承体系必然包含了对药性强弱程度的经验认知和临床体会［16］。中药药性量化的现代研究应坚持开放包容的特点，在继承传统中药药性理论的基础上勇于融合创新，不断探索新的研究方法和技术手段［17］。

2.1.2学科交叉、各具特色当前中药药性量化研究主要通过采用物理学、化学、计算机技术、数学建模等领域的理论成果和技术手段开展中药药性理论的现代量化研究和探索。不同研究学者从物理学的电子迁移、生物热动力学、生物光子成像、生物红外成像，化学的宏观化学成分、元素氧化电势分布、元素中间谱分布，计算机技术的人工神经网络、决策树、数据库；各种药性药力数学模型、方剂特征数学模型、多维药性指标量化等各种角度开展了相关研究，取得了大量阶段性的研究成果，为中药药性量化的进一步深入研究提供了宝贵的经验和基础。

2.2中药药性量化研究的问题

2.2.1重视技术，忽视临床中药药性量化研究重视将其他学科领域的先进技术方法引入中医药理论体系，既是优势所在，也是问题所在。因为单方面强调交叉研究，有使中药药性量化呈现片面追求技术化的倾向，而恰恰忽视了中药药性理论产生、发展、成熟的土壤——中医临床实践［18］。如能根据中药药性源自中国历代医家临床经验总结的理论认知，尝试建立一种由中医药专家根据临床经验进行药性量化评估的研究模式，将四气五味等药性的定性描述转化为定量标准，将为中药药性量化的现代研究开辟全新领域。

2.2.2缺乏整合，应用脱节中药药性量化研究虽然在新技术应用方面取得了许多阶段性成果，但多为不同学者从自身的学科领域出发对中药药性理论进行现代阐释和研究，倾向于对中药药性量化的物质基础进行单一化解释的倾向，缺乏多学科之间的整合和互补。中药是一个复杂系统，中药药性量化研究也必然是一个复杂的系统工程，需要多学科交叉融合、应用复杂系统理论进行整合研究［19-20］。相关的研究结果也必须回归临床、接受中医临床实践的检验，仅凭几个方剂的计算分析不能证明中药药性量化的有效性［21-22］。

3　讨论

综上所述，中药药性量化研究当前呈现出百花齐放、百家争鸣的局面，不同专业领域的学者从不同角度都积极开展了研究和探索，取得了许多阶段性成果但也存在着一些问题和局限性。因而，本文提出中药药性量化研究应在“源自临床，回归临床”的原则指导下，尝试构建一种由中医临床专家根据临床经验进行药性量化评估的研究模式，将四气五味等药性的定性描述转化为定量标准，并在此基础上开展基于中药药性量化的现代中药研究。

［1］高学敏．中药学（新世纪第二版全国高等中医药院校规划教材）［M］．北京：中国中医药出版社，2007：21-35.

［2］盛良．中药四气五味的量化［J］．现代中西结合杂志，2004，13（22）：2943-2945．

［3］盛良．论中药四气五味与电子得失吸推偏移能级升降说［J］．上海中医药杂志，2008，42⑵：4-8.

［4］廖庆文．左金丸抗幽门螺杆菌药效物质筛选及其现代制剂研究［D］．长沙：湖南中医药大学，2007.

［5］赵肖磊，韩金祥．生物光子相干性理论与中药药性的研究［C］．第三届泛渤海（七省二市）生物化学与生物学会—2012年学术交流会，2012.

［6］金日光，牟雪雁．生物高分子活性中心的阴阳性与氧化电位的关系［J］．北京工业大学学报，2003，30（5）：52-54.

［7］盛良．论中药四气五味的宏观化学成分说［J］．上海中医药杂志，2008，42（7）：63-67.

［8］管竞环，李恩宽．中医药理论量化与微量元素［M］．武汉：湖北科学技术出版社，1998：16-49.

［9］姚美村，张燕玲，袁月梅，等．中药药性量化方法对补虚药功效归类预测的研究［J］．北京中医药大学学报，2004，27（4）：7-8.

［10］张琳，李筠，庄永龙，等．中药寒热药性循证医学数据库的建立及应用［J］．世界中西医结合杂志，2012，7（3）：215-218.

［11］李茹，孙正，王崇骏，等．基于药物属性的中药方剂组网模型［J］．智能系统学报，2014，9（2）：377-382.

［12］朱建贵，李永然，高荣林，等．中药药性量化方法研究［J］．贵阳中医学院学报，2008，30（5）：3-5.

［13］邹华彬．中药复方多维药性量化指标的建立及双指标率序列分析［J］．中成药，2012，34（4）：714-718.

［14］颜素容，王耘，乔延江，等．方剂药性特征的表述方法及其应用［J］．北京中医药大学学报，2010，33（5）：297-299.［15］肖二钢．伤寒论方剂数字化研究计算机辅助分析［D］．天津：天津中医药大学，2009.

［16］王阶，王永炎，杨戈.中药方剂配伍理论研究方法和模式［J］.中国中药杂志，2005，30（1）：6-8.

［17］王益民，肖二钢，李晓伟，等．数学思维方法与中医理论［J］．天津中医药大学学报，2008，27（3）：217-219.

［18］王永炎，王燕平，于智敏．深谙药性辨病机［J］．天津中医药，2013，30（10）：577-578.

［19］周福生，赖小平，许仕杰，等．中药药性理论模型化表征方法研究思路［J］．世界科学技术—中医药现代化，2009，11（2）：229-233.

［20］王倩，金卫，生慧.两种关联规则算法在中医药治疗方面的应用比较［J］.吉林中医药，2015，35（1）：9-12

［21］张砚，王益民，刘霞．中医方剂内在规律的数学方法研究进展［J］．天津中医药大学学报，2012，31（1）：61-64.

［22］段畅.中药药性、药理结合的意义［J］.吉林中医药，1999，17（2）：51-52.

Advances in quantization of drug property

ZHANG Yan，GUO Cai-qiang，YUE Dong-mei，LIU Xia，YU Hong，WANG Yi-min
（1.Tianjin University of Traditional Chinese Medicine，Tianjin 300193，China；2.Tianjin Sino-German Vocational Technical College，Tianjin 300074，China）

Drug property of traditional Chinese medicine（TCM）is referred to properties and performance related of drugs and therapeutic，which is the experiences of long-term clinical by China’s ancient physicians，including the four properties，five tastes，channel-tropism and toxicity，but long-term since only qualitative description but no quantitative standard.This paper summarizes the current research progress on quantitative research of drug property，analyses the characteristics and problems of quantitative research of drug property，and proposed that should follow to the principle of“from the clinical，then return to the clinical”，carry out the quantitative research of drug property by an expert scale methodology of TCM quantitative research.

drug property，the quantization of drug property；reserch progress

R285.1

A

1673－9043（2015）04－0252-05

国家自然科学基金青年科学基金项目资助（8130 3144）。

张砚（1980-），男，博士，助理研究员，主要从事中医内在数学规律研究、中医工程学研究和中药网络药理学研究。通讯作者：王益民，E-mail：wym@tjutcm.edu.cn。

（2015-03-22）