中药研发与质量评价关键技术的探索＊

王一涛

（中药质量研究国家重点实验室，澳门大学中华医药研究院 澳门 999078）

中药研发与质量评价关键技术的探索＊

王一涛1,2＊＊

（中药质量研究国家重点实验室，澳门大学中华医药研究院 澳门 999078）

中药质量是影响中药临床疗效、产业发展和国际拓展的重大关键科学问题。本文以“中药研发与质量评价关键技术的探索”为主题，介绍了中药质量研究国家重点实验室的建设进展和境外创新平台的定位。同时，从中药质量的研究（有效性、安全性、稳定性、可控性和系统性研究）和创新中药研发等方面，探讨如何将先进的技术真正地应用到药审工作中，以及如何将科学研究基础和前沿的学术进展应用到创新药物的研发当中，从而保障药物的安全有效和质量可控。

中药质量 关键技术 系统研究 创新药物

中药研发与质量评价关键技术的探索涉及一个很重要的问题：先进的技术如何才能真正地应用到药审工作中？另外，目前已完成了众多科学研究并制定了很多前沿且先进的指标，如何才能真正地应用到创新药物的研发当中，从而实实在在控制药物的相对安全性、有效性和质量可控性？在此，本文以“中药研发与质量评价关键技术的探索”为主题，介绍中药质量研究国家重点实验室的建设进展和境外创新平台的定位。同时，从中药质量的研究（有效性、安全性、稳定性、可控性和系统性研究）和创新中药研发等方面，探讨如何将先进的技术真正地应用到药审工作中，以及如何将科学研究基础和前沿的学术进展应用到创新药物的研发当中，从而保障药物的安全有效和质量可控，以期更好地探讨创新药物的评审。

1 中医药国家重点实验室建设

2010年，国家批准我们建立首个中医药国家重点实验室，定位是中药质量系统研究。这个过程分为三个阶段：

1.1 2002-2010年创建学术与研究平台

我们在8年时间内获得了中国药科大学、复旦大学、中山大学等学校的大力支持。同时，在此阶段完成了如下工作：①创建澳门大学第一个研究型学科；②毕业澳门首届生物医药高端人才；③申报中医药领域国家重点实验室。

1.2 2010-2016年建设国际重点实验室

在此阶段为了建设国际重点实验室，相继完成如下工作：①获批第一个中医药国家重点实验室；②协助澳门政府规划中医药科技产业；③习主席和世卫总干事的视察与鼓励。

1.3 2016年至今，服务澳门与国家战略

在此阶段，中药国家重点实验室服务于如下领域：①澳门一国两制-中医药科技产业；②国家创新战略-中医药科技创新；③国际产品研发-中医药国际发展。

2 境外创新平台的定位

境外创新平台的定位的目标宗旨在于建立世界一流的中药创新与合作平台。中药创新平台总体建设思路，是中医药的关键科学问题。中医药现在面临的机遇与挑战有以下三点：①现代化，中医临床疗效核心保障是疗效安全与有效；②产业化，中药科技产业亟待解决，需要把控产品稳定与可控；③国际化，中医药国际发展的核心是标准合理与可测。

表1 中药质量研究国家重点实验室建设进展表

图1 科学研究进展-国际学术影响力的提升

中药创新平台拟解决包括有效性、安全性、稳定性、可控性和系统性在内的中药质量评价中的关键科学问题。其中，有效性研究，侧重开展中药活血、补益、清热功效的靶标、途径和原理的多层面评价；安全性研究，开展内源性有毒成分限量标准、外源性有毒成分快速检测；稳定性研究，开展剂型靶向化、辅料智能化、工艺均一化研究；可控性研究，目标在于质量指标科学化、样品制备规范化、品质标准国际化；系统性研究，开展中药临床评估、质量追溯、知识产权、国际标准、市场准入的系统研究。

澳门大学创建的中药质量研究国家重点实验室，其愿景是建立世界领先的中药质量系统研究与创新中药开发的国际合作平台，宗旨是学术创新、培养优才、服务澳门，从而促进中医药国际发展，发展方向是开展中药质量的有效性、安全性、可控性、稳定性和系统性研究。目前中药质量研究国家重点实验室建设进展喜人，总建设面积已达20 400 m2，建设进展情况见表1。

图2 科学研究进展-学术突破

3 中药质量研究与创新产品研发

在科学研究方面，中药质量研究与创新产品研发将从以下6个方面展开介绍。科学研究的一个重点表现在于通过发表高质量的SCI论文提升国际学术影响力。综合分析2011-2016年数据，可以发现成果喜人，但需要考虑的重点是如何将这些数据应用到药物审评过程中。

3.1 有效性研究

本课题组的研究重点在开展中药免疫调节药效及作用原理研究，在确定研究对象时，考虑到中药的博大精深，而科学研究并不能做到面面俱到，这就要求我们在进行科研时需要做到有所为有所不为。故主要从以下三个方面开展：

3.1.1 选取中药中常见的活血药、清热药、补益药为主要研究对象

从免疫调节为切入点，研究结果发表在Nature等高影响力的期刊上，成果表明TNFR2受体对T淋巴细胞功能的调节作用及以其为靶标的中药在肿瘤免疫治疗上有明显意义。亦有研究表明，TNFR2受体为治疗自身免疫性疾病的重要药物靶标，为研发治疗自身免疫性疾病的中药奠定了基础[1]。研究发现一个倒位变异决定流苏鸟雄性交配行为差异的遗传机制，为研究重组和适应性进化奠定基础。天然蛋白质组装策略在载药以及治疗功能调节的应用，为研究基于中药的治疗平台奠定了物质基础。

3.1.2 选取道地药材开展研究，不做冷门偏僻药物研究

以三七、丹参单独研究及丹七药对研究为例，利用系统生物学技术探寻“活血化瘀”功效与心血管疾病的特征关联性，研究结果发现丹参主要成分治疗动脉粥样硬化的潜在药物靶点。开展单味药研究及药对研究可以更方便探寻潜在药物靶点，相关研究表明，三七中的三七二醇型皂苷通过抗血管炎症治疗动脉粥样硬化；丹参中丹参素衍生物ADTM通过抑制ERp57起抗血小板聚集和抗血栓作用，保护心肌缺血[2]。同时，进一步研究表明ERp57是治疗血栓性疾病的潜在药物靶点（图3）。

图3 ERp57是治疗血栓性疾病的潜在药物靶点

3.1.3 进行新靶点、新机制及新应用研究

（1）活血药效评价：新靶点、新机制、新应用

以活血药效评价为例，通过靶向膜受体、靶向细胞通路及靶向转录因子等方面开展科学研究，研究成果应邀发表为多个杂志的封面文章[3，4]。

（2）炎症免疫调控层面探寻“扶正固本”功效与神经免疫疾病的特征关联性

以益智和黄芪为代表药物从炎症免疫调控层面探寻“扶正固本”功效与神经免疫疾病的特征关联性[5]。研究成果申请美国、欧盟及中国专利，葡萄牙总统见证并签署相关成果专利转让（图5）。

（3）细胞代谢调控手段探寻“清热解毒”功效与肿瘤干预的特征关联性

以黄连和黄芩两味清热解毒药为例，采用细胞代谢调控手段探寻“清热解毒”功效与肿瘤干预的特征关联性[6,7]。相关研究成果表明，中药在辅助治疗肿瘤方面有一定优势（图6）。

图4 靶向膜受体、靶向细胞通路及靶向转录因子研究结果

图5 帕金森症新药：益智素的研发

3.2 安全性研究

安全性研究是中药国际化的关键环节所在。目前中药国际发展的瓶颈主要在于内源性和外源性有毒物监测。首先，针对内源性有毒成分，主要开展基于代谢组学技术毒性检测，以何首乌为代表的含大黄蒽醌类中药毒性评价研究，可以为何首乌用药疗程和用药剂量提供参考。其次，针对外源性有害成分，以多种重金属和有害成分为对象，关键问题在于建立快速、稳定、灵敏的检测方法。目前针对安全性问题的研究，《中药国际贸易中安全性关键环节研究》获得国家科技部-澳门科学技术发展基金首批联合资助，《基于核苷酸的检测水溶液中赭曲霉毒素A选择性发光探针开发》获国家自然科学基金海外及港澳合作基金资助。项目研究已有成果发表多篇SCI文章和美国专利（图7）。

3.2.1 内源性有毒成分限量标准建立

建立标准的目的是为了实时监测药物体内毒性，考察复方药物相互作用。以斑马鱼[8]、大鼠及细胞[9]等模型为对象，实时监测药物体内毒性，考察复方药物相互作用，研究结果见图8。

图6 黄连与黄芩治疗肿瘤相关研究进展

图7 安全性研究进展

图8 斑马鱼、大鼠及细胞模型监测内源性有毒成分研究进展

3.2.2 外源性有害成分研究

以多种在线富集技术，痕量灵敏检测多种农药残留，以枸杞、山药、党参、人参和黄芪等为例[10]，相关成果发表多篇论文（图9）。

另外，中药中存在很多重金属离子及其他有害成分，如铅离子、汞离子和铜离子等，相关检测技术已申请美国专利，研究成果被邀请发表为封面文章[11]。

3.3 稳定性研究

稳定性研究，是药剂学重点关注的问题。中药临床安全有效的关键是合理剂型、工艺和辅料。

3.3.1 稳定性研究四要素

（1）剂型合理性研究

解决难溶中药溶出、稳定性，口服吸收和脑部递送的困难；系统评价纳米晶体的跨膜转运机制和体内效应；通过晶体工程技术，改善药物的理化性质。

（2）制剂均衡性研究

首创“药辅合一”，开发新型中药多糖活性辅料；首次采用糖分子控切技术开发免疫治疗药物载体；首创中药多糖通过原位免疫调节促进组织修复。

（3）用药依从性研究

建立以天然活性成分为靶向介导药物载体；基于肿瘤微环境构建新型中药药物配送系统；实现靶向肿瘤细胞配送药物，提高药物依从性。

（4）辅料功能性研究

探索新型大环分子作为药物辅料的功能性以及新型分子胶囊的可行性；“计算药剂学”采用分子模拟和人工智能的技术，研究药物与辅料的分子机制，发展新型药物处方[12]；发展“固液一体化”新型中药制剂。

3.3.2 本课题组的主要研究方向

（1）中药新剂型研究，研究纳米胶束系统，实现药物配送“靶向化”

药物靶向性递送可以增强中药活性成分抗肿瘤作用，可以发挥中药活性成分逆转肿瘤耐药作用[13，14]，研究结果如图10所示。

（2）中药新辅料研究，采用天然分子复合，使得药效发挥“智能化”

智能输送载体，亲和M2型巨噬细胞表面受体，改变药物进膜方式，提高肿瘤免疫治疗效果，可以通过构建新型药物载体配送中药活性成分，达到增效解毒效果；智能基质辅料，亲和PDGF-BB生长因子，原位促进血管成熟，帮助创伤修复再生，亲和细胞受体或生长因子，提高免疫治疗效果或促进组织修复[15]，研究成果见图11。

（3）中药新工艺研究，多态一体化胶囊，实现药辅同丸“均一化”。

图9 枸杞、山药、党参、人参和黄芪等中药中多种农药残留快速检测方法

图10 药物靶向性配送研究进展

2014年12月20日，习近平主席听取王一涛教授汇报团队自主研发的“多态一体化胶囊填充机”，该研究的工作机制见图12。习主席看到澳门大学国家重点实验室进展十分高兴，希望为国家实施创新驱动发展战略作出新的贡献。

图11 中药新辅料研究进展

图12 “多态一体化胶囊填充机”工作机制

3.4 可控性研究

中药可控性研究是国家食品药品监督管理总局药品审评中心需要特别关注的问题。

3.4.1 指标科学化

针对此，要求做到活性质控指标优化、色谱在线活性辨识等，相关成果已出版首部以药效活性作为中药质量评价基础的英文专著《基于药理活性的中药品质控制》。活性质控指标优化，是指质控指标必须与中药的安全性和有效性密切相关。传统中药活性成分的探索方法是：系统化学分离加药理活性筛选，或活性导向化学分离，分离过程费时耗力。色谱在线活性辨识，是指利用色谱在线活性辨识技术从多种中药及制剂中发现抗衰老、抗糖尿病和抗痛风治疗活性化合物30多个，申请中国专利8项[16]。

3.4.2 制备标准化

样品制备是检定关键，样品制备占分析时间的60%-70%，误差占分析误差的60%-70%。因此，标准化的样品制备技术对于保证分析结果的可靠性和重现性至关重要。如将加压溶剂提取技术群首次引入中药质量样品制备，该研究论文在Web of science该技术的SCI论文（天然药物与中药领域）中位居第1，他引频次达1 043次。

3.4.3 标准国际化

质量标准建立是拓展中药国际市场的钥匙。美国、欧盟及中国药典的中药和植物药标准起草是中药质量标准国际化的关键。重点实验室负责了《美国药典》（USP）中6个三七系列产品标准制定，其中具法定效力的膳食补充剂标准4个，草药标准2个。受欧盟药典委员会委托起草麦冬的《欧盟药典》质量标准，工作受到EDQM的高度评价。

3.5 系统性研究

系统性研究的重点在于临床评估、质量追溯、医药信息及政策法规。目前已获得的成果：建立基于质量追溯的中药指纹图谱二维码转化关键技术、建立从农田到餐桌的保健食品全程可追溯体系、中药网络药理学及大数据分析平台、创建并出版国际一流SCI学报。系统性研究方面，临床评价是美国及欧盟药物评审的着重点。因此要求中药临床评价需要做到，多中心、安慰剂对照及双盲试验（图13）。

图13 系统性研究图示

3.6 创新中药研发

创新中药研发的目前主要研究阶段包括国际化健康品、经典成药再开发、创新药研发三个方面，各方面研究进展见图14、图15、图16所示。

产品开发进展方面，已完成遴选针对欧美和葡语国家市场创新中药品种20个，完成5个品种的制剂工艺（图17）。以益智仁神经退行性疾病新药开发为例，这是创新中药研发过程中与葡语国家产学合作的代表，其开发示意图见图18。

4 中华医药国际创新平台建设

4.1 团队建设

团队中34个课题组组长和15名技术专家，均有著名学府留学工作经历，旨在打造国际化多学科融合创新团队（表2）。

4.2 人才培养，结合国际化教育与创新性人才培养

人才培养重点在于传承创新、学科融合及国际拓展，2016年培养47名优秀本科、硕士、博士及博士后人才，分布在全球的各个研究平台，详细数据见表3、表4、图19。

4.3 平台建设，建设国际一流的中药创新与国际合作平台

图14 国际化健康品研究进展

图15 经典成药再开发研究进展

图16 创新药研发进展

图17 进入欧美创新中药产品开发阶段产品

图18 益智仁神经退行性疾病新药开发流程示意图

表2 团队成员信息表

平台包括有效性研究中心、可控性研究中心、安全性研究中心、稳定性研究中心、系统性研究中心及创新药物联合中心（图20）。该平台的成功建设获得了诺贝尔生理医学奖获得者屠呦呦、世界卫生组织总干事陈冯富珍等众多界内人士的赞许。

表3 人才培养专业

表4 培养学生毕业数目表（2016年）

图19 毕业生去向分布图

图20 国际一流中药系统研究平台

4.4 国际合作

重点实验室已大量开展海内外产学协同创新与合作。目前，境内外合作的单位遍布世界各地（图21），主要合作单位有美国国家卫生研究院（NIH）-国家肿瘤研究所（NCI）、中国中医科学院、北京大学天然药物国家重点实验室、中国科学院、呼吸疾病国家重点实验室及广州医药集团（图22、图23、图24）。从研发、质量、注册等方面都开展国际合作、协同创新。

在澳门回归15周年之际，国家主席习近平视察澳门大学国家重点实验室，中央电视台新闻联播连续三天报道澳门大学中药国家重点实验室。当得知学校自主研制的纳米级晶片，中医药现代化研究处于领先水平，习主席十分高兴，鼓励澳门大学为国家实施创新驱动发展战略作出新的贡献。

致谢：衷心感谢国家各部委、澳门特区政府和各位专家对澳门大学中药质量研究国家重点实验室的扶助和指导！

图21 国际合作机构分布

图22 境内外协同创新单位及成果（一）

图23 境内外协同创新单位及成果（二）

图24 境内外协同创新单位及成果（三）

1 Chen X,Oppenheim J J.Therapy:Paradoxical effects of targeting TNF signalling in the treatment of autoimmunity.Nat Rev Rheumatol,2016,12(11):625-626.

2 Cui G,Shan L,Guo L,et al.Novel anti-thrombotic agent for modulation of protein disulfide isomerase family member ERp57 for prophylactic therapy.Sci Rep,2015,5:10353.

3 Ma D L,Chan D S,Wei G,et al.Virtual screening and optimization of Type II inhibitors of JAK2 from a natural product library.Chem Commun(Camb),2014,50(90):13885-13888.

4 Liu L J,Leung K H,Chan D S,et al.Identification of a natural productlike STAT3 dimerization inhibitor by structure-based virtual screening.Cell Death Dis,2014,5:e1293.

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6 Tan W,Li N,Tan R,et al.Berberine interfered with breast cancer cells metabolism,balancing energy homeostasis.Anticancer Agents Med Chem,2015,15(1):66-78.

7 Wang Y F,Li T,Tang Z H,et al.Baicalein Triggers Autophagy and Inhibits the Protein Kinase B/Mammalian Target of Rapamycin Pathway in Hepatocellular Carcinoma HepG2 Cells.Phytother Res,2015,29(5):674-679.

8 Li S,Dang Y Y,Oi Lam Che G,et al.VEGFR tyrosine kinase inhibitor II(VRI)induced vascular insufficiency in zebrafish as a model for studying vascular toxicity and vascular preservation.Toxicol Appl Pharmacol,2014,280(3):408-420.

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10 Wei J C,Hu J,Cao J L,et al.Sensitive Detection of Organophosphorus Pesticides in Medicinal Plants Using Ultrasound-Assisted Dispersive Liquid-Liquid Microextraction Combined with Sweeping Micellar Electrokinetic Chromatography.J Agric Food Chem,2016,64(4):932-940.

11 He H Z,Leung K H,Yang H,et al.Label-free detection of sub-nanomolar lead(II)ions in aqueous solution using a metal-based luminescent switch-on probe.Biosens Bioelectron,2013,41:871-4.

12 Zhao Q,Zhang W,Wang R,et al.Research Advances in Molecular Modeling in Cyclodextrins.Curr Pharm Des,2017,23(3):522-531.

13 Zhang J,Chen R,Fang X,et al.Nucleolin targeting AS1411 aptamer modified pH-sensitive micelles for enhanced delivery and antitumor efficacy of paclitaxel.Nano Research,2015,8(1):201-218.

14 Wang S,Qiu J,Shi Z,et al.Nanoscale drug delivery for taxanes based on the mechanism of multidrug resistance of cancer.Biotechnol Adv,2015,33(1):224-241.

15 Li Q,Guo G,Meng F,et al.A Naturally Derived,Growth Factor-Binding Polysaccharide for Therapeutic Angiogenesis.Acs Macro Letters,2016,5(5):617-621.

16 Li S P,Qiao C F,Chen Y W,et al.A novel strategy with standardized reference extractqualification and single compound quantitative evaluation for quality control of Panax notoginseng used as a functional food.J Chromatogr A,2013,1313:302-307.

Developing Key Technologies in R&D and Quality Research of Chinese Medicine

Wang Yitao
(State Key Laboratory of Quality Research in Chinese Medicine,Institute of Chinese Medical Sciences,University of Macau,Macau 999078,China)

Quality assurance is the key to the clinical efficacy,industrial development and international development of Chinese medicine.This article,themed“developing key technologies in R&D and quality research of Chinese medicine”,introduced the advances in constructing state key laboratory of Chinese medicine,the location of overseas innovative platform,systemic research of Chinese medicine(effectiveness,safety,stability,controllability,systematicness)and R&D of innovative Chinese medicine.We also discussed how to apply advanced technologies in drug evaluation,and how to utilize the basis of scientific research and academic advances in the development of innovative drugs,thereby ensuring the safety,efficiency and controllability of drugs.

Quality of Chinese medicine,key technologies,systemic research,innovative drugs

10.11842/wst.2017.07.003

R289

A

2017-07-10

修回日期：2017-07-20

＊ 科学技术部-澳门科学技术发展基金联合资助项目（007/2014/AMJ）：中药国际贸易中安全性关键环节研究，负责人：王一涛。

＊＊ 通讯作者：王一涛，本刊编委，教授，博士生导师，主要研究方向：中药质量评价、创新药物发现开发、医药管理研究。

（责任编辑：马雅静，责任译审：王 晶）