中药分析辨成分代谢组学阐方剂

刘江

2011年4月，欧盟《传统植物药注册程序指令》开始实施，这意味着中国中医药将面临着在欧盟全面退市的风险。2014年，英国药品管理局全面禁止中成药在英国的销售，将中药拒之门外。“为什么国外会对中药一次次发难呢？原因就是中药成分、药理不明。缺乏科学性。”李中峰说。

为了推动中药走出国门，他正试图用新方法揭开中药神秘的面纱。蓄力量建新平台

“我是从河南农村走出来的，家里很穷，父母从小就告诉我，自己的未来只能自己把握，想要走出农村，唯一的出路就是学习。”那时，在李中峰的家乡，初中生考上大学的几率只有1%左右，想通过学习改变命运并不容易，但是生性好强的他却成功了。1998年，李中峰考入河南师范大学化学专业，他选择这所大学的原因很明确——“学费低，补贴高”。

2002年大学毕业后，李中峰来到中国科学院长春应用化学研究所进行硕博连读，师从裴奉奎研究员。“我当时选择的是理论性比较强的物理化学，主要做的是核磁共振研究。我的老师专业能力很强，他的指导对我的科研之路很有帮助。”

核磁共振是1952年问世的，目前被广泛地应用于多个领域，核磁共振咸像（MRI）检查因具备所获信息量大、无辐射等优点，已经成为医院的一种常见的影像检查方式。为增强核磁共振影像观察效果，通常会将一种名为造影剂的化学制品注入（或服用）到人体组织或器官中。在李中峰博士时期，造影剂主要是从国外进口的，于是他就想要研制出一种国外造影剂的替代品，填补中国造影剂的制造空白。

通过实验，李中峰发现夹心型锰杂多配合物弛豫效率，高于或接近于当时临床常用的造影剂Gd-DTPA，对肝脏和肾脏MRI信号具有良好的增强效果，是比较好的潜在磁共振成像造影剂候选化合物。“除此之外，那时我还在代谢组学方向开展了研究学习，目前它已经成为我的研究重点。”2007年，李中峰博士毕业，他选择到视野开阔的北京工作，首都师范大学化学系分析测试中心，成为了他人生的一个新起点。

李中峰走上工作岗位之时，正值600MHz核磁共振仪器购置结束，分析测试中心需要进行核磁共振实验室建设。于是他埋头苦干，负责起实验室的设计、规划和装修，然后又进行了仪器安装和指标调试。通过电话咨询和实地拜访，李中峰花费2到3年时间去调研同类型核磁共振仪器的运行状况，结合自己的科研需求和用户需求对仪器进行功能开发，初步建立了以核磁共振为主要手段的代谢组学分析平台。

“随着分析测试中心仪器功能划分建立波谱分析平台，我于2011年结合分析测试中心的仪器优势，把LC-MS和GC-MS纳入进来，建立基于核磁共振和色谱质谱联用的代谢组学平台。”目前，该平台已经支持多个国家级课题，并与相关的高校、医院和药企存在合作。通过该平台，李中峰将新的研究点放在了中药上。

白花蛇舌草探究者

2012年，李中峰来到北京中医药大学做中西医结合博士后研究。在这期间，他承担了“基于NMR和UPLC-MS的白花蛇舌草抗肿瘤成分代谢组学研究”北京市自然科学基金项目，将研究目标对准白花蛇舌草。

白花蛇舌草为民间常用抗肿瘤药材，具有清热解毒，利湿通淋，收敛止血等功效，而目前其临床剂型仅有注射剂，且该制剂原标准工艺简陋，没有明确有效的可控成分范围，且作用机理研究成果有限。“我想利用代谢组学方法对白花蛇舌草进行深度系统全面的研究，探索其抗肿瘤有效成分或有效部位在体内的作用机理、作用效果，得到其代谢物与药效的相关性。”通过研究，他收获了诸多成果。

“白花蛇舌草有效部位成分提取和单体结构确认是我们的第一项工作。”李中峰带领团队首先将白花蛇舌草的有效部位进行纯化，采用SephadexLH-20凝胶柱对其进行分离，得到两个单体化合物粗品和一个含两个化合物的混合物，重結晶得到两个单体化合物。“我们利用紫外光谱、液相色谱、LC-MS和核磁共振，确定白花蛇舌草有效部位提取物中含有四种成分，这个成果为其现代化提供了实验数据，同时也是本项目进一步的基础。”李中峰说。

紧接着，他用得到的白花蛇舌草有效部位及单体化合物，进行抗肿瘤实验。并将实验结果与模型组相对照，发现阳性对照组、有效部位组、甲酯组和山奈酚组都具有明显的抗肿瘤活性。“最后，我们得出白花蛇舌草各组不但具有抗肿瘤效果，而且对免疫系统没有破坏作用，这为药物开发提供抗肿瘤数据支持。”

除此之外，他还采用核磁共振技术为分析手段，对白花蛇舌草分离纯化过程中的化学成分变化进行动态检测。进一步拓宽了NMR/LC-MS PDS新型分析方法的应用范围；基于UPLC-Q-TOF-MS技术，对白花蛇舌草抗肿瘤化学成分大鼠体内代谢产物进行分析鉴定，为药物的靶向分析提供基础，为今后研究白花蛇舌草及环烯醚萜苷的药理作用提供了科学依据；建立肿瘤模型，通过该模型可以获得与肿瘤发展密切相关的生物标志物，实时监控肿瘤的发展过程，为建立基于核磁共振代谢组学的生物体内肿瘤动态变化快速诊断与实时监控，提供重要实验数据。

对于白花蛇舌草的研究，李中峰还有进一步的“野心”。“如果我们能把四个白花蛇舌草成分明确好，并且能将其组合成一种新药，那将很具医学价值，而这正是我今后要做的事情。”

方剂研究新标向

方剂的作用机制和物质基础一直是中医药基础研究的关键科学问题，学术界充分借鉴了西药药理学和化学等关键技术来研究这个问题，发现要解决方剂“多靶点、多成分”的起效机制仍然缺乏方法学。对此，李中峰指出了一条新路——代谢组学。

方剂对人体疾病的调节是多种成分作用的综合结果，这个过程其实是一个“系统”对“系统”、“网络”对“网络”的相互作用的复杂过程。“而代谢组学是从整体的，生化表型，来把握生物体的整体功能状态，能够阐明方剂药效物质基础及作用机理。”李中峰说。

“我们将以临床治疗冠心病气虚血瘀症的有效方剂一芪参益气滴丸为切入点，在系统总结前面研究成果的基础上，创新方剂网络药理的方法学，研究其治疗病证的作用机制和物质基础的关键科学问题，为真正实现中药的现代化奠定方法学的基础。”

要想把化学分析工作做好，李中峰认为必须要重视学科交叉。“化学分析涉及到统计、计算、医学等领域，合作很重要，没有一个科研工作者是全能的。”当被问及未来的计划时，李中峰说了两点，“首先我想要将代谢组学量化，从而提升药物研究分析的准确率；其次我计划继续博士时期造影剂的研究。”