代谢组学技术在中药质量控制和毒性评价中的应用

郑州市第一人民医院（450000）王青 王帅

随着现代中医的完善与推广，尤其是新型冠状病毒感染肺炎传播期间中医、中药因其不可忽视的疗效在全球引起关注，但是就中药而言，其成分复杂、作用靶点较多，药物质量分析及控制难度加大，同时长期口服某一种中药不可避免地产生机体毒性[1]，因此中药质量的评价、控制及毒性研究一直是中药研究重点，有效的评估方式是安全用药及中药、中成药良性发展的保证。基因技术快速发展后人类进入后基因时代，研究热点逐渐转向“组学”研究，代谢组学已经成为一门学科[2]，通过各种定量、定性方法检测生物体系中的低分子量代谢产物，分析产物与被研究对象之间的生理、病理、环境因素、基因组成等关联，为药物作用机理、活性成分分析、疗效评估、质量控制及毒副作用评价等提供数据支持。本文以连花清瘟胶囊复方制剂为案例，旨在探讨代谢组学技术在中药化学成分质量控制及毒性评价中的作用。

1 资料与方法

1.1 一般资料 准备40份不同批次的连花清瘟胶囊为观察组，保证药物的批次不同、药物均处于有效期内、既往保存方式适宜；另准备与观察组相同数量、相同批次的40份连花清瘟胶囊为对照组，将胶囊内容物人为依次放置于60℃高温环境、相对湿度95%高湿环境、4500lx阳光直射环境下，累计放置天数为20d。

1.2 方法 主要仪器包括Waters公司生产的超高效液相色谱仪、GC system（型号：7890A，Agilent公司提供），依据说明书完成操作，取连花清瘟胶囊的内容物，研磨成细粉，精确称重后加入乙醇，经过后续处理获得溶液，将溶液注入超高效液相色谱仪完成UPLC检测，获得色谱图。GC检测中，按步骤获取三氯甲烷溶解过的滤液，利用GC仪获取色谱图。检测人员均有丰富的操作经验，检测仪器经过调试，检测过程严格遵守程序规范。

1.3 观察指标 用UPLC技术、GC技术进行两组药物化学成分的分析，前者检测指标包括绿原酸、连翘酯苷A、异绿原酸B、连翘苷、芦丁、异绿原酸C及咖啡酸，后者指标为薄荷脑及百秋李醇。

1.4 统计学分析 数据均录入SPSS22.0统计学软件进行处理，各化学成分指标、挥发性成分指标均以“均数±标准差”表示，组间比较采用独立样本t检验，检验水准为0.05。

2 结果

2.1 UPLC技术分析的化学成分结果比较两组药物中的连翘苷含量比较基本相当，无显著差异（P＞0.05）；其余指标如咖啡酸、芦丁、绿原酸等观察组含量均高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见附表。

2.2 两组GC技术下的挥发性成分分析比较 观察组薄荷脑含量为（20.76±1.54）mg/g高于对照组的（17.56±1.75）mg/g（P＜0.05），但观察组与对照组百秋李醇含量比较，（0.22±0.10）mg/gVS（0.18±0.09）mg/g，无显著差异（P＞0.05）。

3 讨论

中药本质属于植物，植物在维持生命活动过程中的初生代谢产物及次生代谢产物达20万种以上[3]，其中部分产物即为中药的治疗活性成分，而同一种中药活性成分的种类、数量、含量受该植物的品种、收取季节、生长环境、炮制方式等因素影响，因而形成质量上的差异及毒性上的不可控风险，换言之，导致中药质量问题的关键在于植物代谢组的变化[4]，因此代谢组学技术通过对多种化学成分组成的混合物中各组分含量、状态、类型进行区分、分析，予以定量评价，进而对药物予以质量水平的评价。GC法、HPLC法均是当前较为常用的代谢组学技术，HPLC能进行中药活性成分的分离及定量，GC应用于挥发性物质、挥发油含量的测定[5]，上述两种单分析技术能较好地完成化学成分定量定性检测，对药物毒理作用、药理作用均能明确，有研究称[6]，经代谢组学技术检测的中药有效成分定量检测结果可作为药品质量评价的指标。

附表 两组UPLC技术下的化学成分分析比较(n=40,mg/g)

中药复方制剂相较于普通中药而言，其组成成分、毒性作用更加复杂，质量控制、毒性评价难度更大[7]，因此笔者选择了复方制剂作为代谢组学的研究实施对象，以连花清瘟胶囊为例，观察组40份不同批次正常药物与同等数量对照组刻意损害药物中连翘苷含量相差不大，《中国药典》中规定[8]：连花清瘟胶囊中连翘苷≥0.17mg/粒，本品换算结果为≥0.49mg/g，故两组药物均符合要求，但观察组绿原酸、异绿原酸B、异绿原酸C、连翘酯苷A等成分明显高于对照组，表明即使对照组药物仍然有效但其部分有效成分已经发生了变异，在原有标明的毒副作用基础上出现变异风险的概率增大。利用GC测定的挥发性物质含量结果显示，刻意破坏的连花清瘟胶囊中薄荷脑、百秋李醇含量均较观察组降低，且依据药物说明书内容概括：薄荷脑21.42mg/g、百秋李醇0.243mg/g，观察组与之基本一致，而对照组则明显低于理论值，提示不合理保存条件（如高温、阳光直射、湿度过高等）下的药物发生质量问题的风险是不可忽视的。陆春美等[9]学者亦认为代谢组学技术不仅可以研究药物自身的代谢变化，还可分析药物造成的内源性代谢物水平的改变，能直接反映体内各成分的生物化学过程及状态的变化，代谢组学技术能对中药种属、产地、生长年限、采收期、药物部位、生长模式、贮存、炮制等方面的质量差异进行识别，同时对代谢物变化过程中产生的毒性损伤进行测定[10]，如针对蛇床子、白附片等药物采用HPLC与质谱法（Mass Spectrometry，MS）或核磁共振交叉联合检测技术，可进行有毒代谢产物的生物学标志识别，对毒性代谢产物进行预见性分析、评估药物的安全性。

综上所述，代谢组学技术在中药质量定量评估及毒性评价中有极其重要的意义，但因具体药物的复杂性及相关操作的难度等原因，存在不可忽视的局限性，随着分子技术的发展，相关限制因素逐渐得到化解，如尽力组建“全能型”的分析技术，减少非实验性的干扰因素，逐渐完善代谢产物数据库及各具体代谢物的标准值范围等。就本研究而言，未针对不同批次连花清瘟胶囊进行单个药物分析是本研究不足之处，以平均方式分析增加了个体性遗漏的风险。