中药复方脑泰方药理药效及有效组分关联分析＊

米招娣，兰 斌，成绍武，廖 君，王国佐，葛金文

（湖南中医药大学中西医结合心脑疾病防治湖南省重点实验室 长沙410208）

脑梗死又称缺血性中风，因脑动脉阻塞和血流灌注不足导致大脑缺血缺氧所致，约占总脑卒中病例的87%[1]。该病具有高发病率、高死亡率、高复发率及高致残率的特点，是全球第2大死亡原因[2]。脑梗死属中医学“中风”范畴，临床病症复杂多样，气、血、痰、瘀、虚皆可引起脑梗死，在病机方面，气虚血瘀是脑梗死主要病机特点之一。中医药在治疗脑梗死方面有其独特的优势，以其多层次、多靶点的整体调节作用，在改善脑梗死患者的临床症状、提高生活质量、延长生存周期等方面显示出独特的优势，越来越受到人们的关注。

中药复方脑泰方是在中医药理论指导下，以清代医家王清任《医林改错》中的“补阳还五汤”为基础，结合临床经验化裁，运用现代药理及制剂工艺研制而成，是本研究团队负责人葛金文教授防治中风的专利处方（专利号：ZL201110178359.4）。该方由黄芪、川芎、僵蚕和地龙组成，具有益气活血、化痰通络之功效，是治疗气虚血瘀型脑梗死的有效方剂[3]，本研究团队自2001年起研究其抗脑缺血损伤的作用机理。随着脑泰方相关生物信息学研究的不断推进，运用网络药理学技术、蛋白芯片技术对脑泰方有效物质基础进行系统分析，初步探讨了其作用机理，揭示了脑泰方起效的核心靶点、生物基因组表达及蛋白质功能特质，但是并未从中药复方整体角度对抗脑缺血损伤有效性及组方合理性进行探讨。本文通过对中药复方脑泰方整体功效、有效组分和现代药理研究的文献调研，利用cytoscape进行网络构建，剖析脑泰方各有效组分之间的关联性及“君、臣、佐、使”配伍关系的合理性，探讨其对“气虚血瘀证”疾病网络的干预效应，为后续进一步研究做铺垫。基于“复方-药物-有效组分-信号通路-基因-靶点-疾病”网络结构分析其药效及药物的体内动力学过程，对脑泰方有效组分、主要功效及体内作用过程中主要靶点进行系统分析，将中药传统理论与现代医药信息技术研究相结合，为今后中药复方研究和开发提供借鉴与参考。

1 中药复方脑泰方的传统功效及应用

脑泰方由黄芪、川芎、地龙、僵蚕四味药物组成。《黄帝内经》云：“气行则血行，气滞则血凝”，方中黄芪性微温，味甘，归脾、肺经，大补脾胃元气，令气旺则血活，血活则瘀除，以治其本为君药；川芎味辛、温，归肝、胆、心包经，活血行气，气行则血行，血中之气药为臣；地龙性寒，味咸，归肝、脾、膀胱经，善走窜，通经活络，周行全身，以行药力；僵蚕性平，味咸、辛，归肝、肺、胃经，息风止痉化痰。地龙僵蚕均为佐药，息风止痉，通络有利气、血运行。诸药配合，协同作效，使气虚得补，经络得通，补气而不壅滞，共奏益气活血、化痰通络之效。临床适用于气虚血瘀型脑梗死之半身不遂、偏身麻木、眩晕耳鸣、舌紫苔腻、脉细滑等。

2 中药复方脑泰方的现代研究

2.1 脑泰方单味药的活性成分及生物活性

以黄芪、川芎、地龙、僵蚕、化学成分为中文检索词，以Astragalus、Ligusticum chuanxiong、Earthworm、Bombyx Batryticatus为英文检索词，在万方数据知识服务平台、PubMed、VIP、CNKI进行检索，结合中国天然产物化学成分库的数据，对获得文献数据[4-12]进行系统分析。基于脑泰方网络药理学研究分析，与脑梗死作用靶点相对接，筛选出4味药物具有的生物活性（表1）。

表1 脑泰方中单味药的生物活性成分

2.2 脑泰方的有效组分及现代药理作用

2.2.1 脑泰方的有效组分

经过对文献调研的活性成分分析筛选，得到每味药物的有效组分：黄芪中的黄芪多糖、黄芪皂苷、黄芪黄酮，川芎中的川芎嗪、阿魏酸，地龙中的蚓激酶、地龙多肽、琥珀酸、蚯蚓素、蚯蚓抗菌肽、蚯蚓解热碱，僵蚕中的草酸铵、白僵菌素、槲皮素、山奈酚。根据对脑泰方药理作用的研究可知，黄芪多糖、黄芪甲苷、川芎嗪、阿魏酸、蚓激酶、草酸铵、白僵菌素作用显著。

2.2.2 脑泰方的现代药理作用

经过对脑泰方的现代药理学研究进行文献调研后发现，脑泰方对神经系统和循环系统均有显著的影响[13-42]，如表2所示。

表2 脑泰方的现代药理作用研究

3 中药复方脑泰方传统功效与现代药理的关联性分析

3.1 脑泰方现代药理与传统功效的关联

根据大量文献调研[43-67]，结合气虚与血瘀机制及蛋白质组学研究分析，可发现具有益气活血功效的药物有效组分。脑泰方有效组分现代药理与益气活血传统功效的关联见表3。

表3 脑泰方有效组分现代药理与益气活血传统功效的关联

综上，黄芪、川芎、地龙、僵蚕四味药共同发挥益气活血之效，四味药物有效组分的药效作用具有“共性”。黄芪甲苷、川芎嗪二者不仅共同上调BDNF、VEGF的表达，促进血管新生及神经干细胞增殖，也共同调节血脑屏障紧密连接蛋白ZO-1的表达，改善血脑屏障通透性，下调NF-κB表达，减轻炎症反应，同时均能调节抑制细胞内钙离子超载，抑制小胶质细胞活化，减轻神经功能损伤；黄芪多糖、黄芪甲苷、川芎嗪三者均能上调Bcl-2表达，下调Bax表达，减轻神经元凋亡，下调IL-1β、TNF-α表达，减轻脑缺血后炎症反应，保护神经功能，同时三者共同降低MDA含量，提高GSH和SOD活性，清除氧自由基，缩小梗死面积，减轻脑组织损伤；黄芪甲苷、阿魏酸二者均能调节血脑屏障紧密连接蛋白ZO-1表达，上调occludin蛋白表达，抑制MMP-9、AQP4的表达进而保护血脑屏障的完整性；黄芪多糖、川芎嗪均可上调c-fos mRNA表达，下调P53、caspase-1表达，共同减轻神经细胞凋亡；黄芪甲苷、蚓激酶均能调节JAK1/STAT1途径实现对脑缺血的保护。这些成分通过上述机制共同发挥其对脑神经元保护的药理作用，增强神经细胞抗氧化能力，减轻氧化应激损伤，提高神经元细胞活力，保护神经功能。与此同时，川芎嗪、蚓激酶均能增强cAMP活性，下调血小板胞浆内的Ca2+浓度，降低全血粘度，改善血液流变性，进而改善微循环；黄芪甲苷、川芎嗪、蚓激酶均可下调ICAM-1含量，降低白细胞的黏附和浸润，从而减轻炎症反应，改善微循环障碍；川芎嗪、阿魏酸、蚓激酶二者均能调节TXA2-PGI2系统，抑制血小板聚集，防止血栓形成；黄芪多糖、阿魏酸、蚓激酶能降低TG、TC及LDL-C含量；蚓激酶、草酸铵能增强t-PA活性。这些组分通过各种方式协同发挥活血化瘀的辅助作用。

除各有效组分之间的“共性”，其有效组分在神经保护方面还具有诸多“个性”成分。川芎嗪能增强Glu摄取，降低Glu兴奋性毒性对神经元的损伤，抑制HIF-1α和NOX2的蛋白表达，降低ROS水平，促进ERK1/2的蛋白磷酸化及降低p38的蛋白磷酸化，激活MAPK信号通路，上调体内抗氧化酶HO-1水平；黄芪多糖可下调NLRP3、ASC表达；黄芪甲苷能促进脑缺血自噬水平，减少神经元凋亡；阿魏酸能够增加谷胱甘肽硫转移酶和醌还原酶的活性；蚓激酶可抑制JNK1的磷酸化，抑制血小板Ps的表达水平的升高；草酸铵能够抑制内源性及外源性凝血系统。以上有效组分在“个性”中通过多种机制抗脑缺血后损伤，加强神经元的保护作用，协同发挥益气活血的药理作用。

3.2 脑泰方有效组分配伍结构的关联性研究

“君、臣、佐、使”是中药方剂组成的基本原则。《素问·至真要大论》：“主病之谓君，佐君之谓臣，应臣之谓使”[68]。脑泰方中黄芪为君药，在脑泰方中发挥补气功效，药力居方中之首，川芎为臣药，辅助君药加强治疗主病和主症的药物，方中具有活血行气之效，为血中之气药，地龙、僵蚕为佐药，用于治疗次要兼证，具有化痰通络之效。为剖析脑泰方中各有效成分是不是满足“君、臣、佐、使”组方结构，本研究使用Scifinder数据库从每味药物有效成分发挥功效的方面来进行分析。脑泰方的主要有效组分分别为黄芪多糖（Astragalus polysaccharides）、黄芪甲苷（Astragaloside）、川芎嗪（Ligustrazine）、阿魏酸（Ferulic acid）、蚓激酶（Lumbrokinase）、白僵菌素（Beauvericin），在Scifinder（http://scifinder.cas.org）网站上搜索各有效成分的英文名来查询其作用靶点。进入该网站后，选择Categorize选项，依次按照Genetics&protein chemistry、proteins&peptides的顺序获得蛋白质及肽类的靶点信息。在收集信息的过程中，因阿魏酸文献数量过于庞大，无法查询其靶点数目，因此选取2015-2020年的文献信息进行靶点收集及分析（表4）。

表4 脑泰方有效组分的配伍结构及作用信号通路

图1 脑泰方有效组分涉及的信号通路关联

从收集的靶点信息进行信号通路的归纳总结分析可发现，这些有效组分均共同作用于JAK/STAT、PI3K/Akt和NF-κB信号通路，由此说明这三条通路可能是脑泰方发挥其益气活血护脑功效的主要作用通路。综合各单味药物的影响作用、药物含有量、作用靶点及相关信号通路4个方面的信息，可以发现黄芪在方中的剂量最多，其有效组分黄芪多糖和黄芪甲苷涉及的相关信号通路最多，是脑泰方中发挥补气功效之先锋，因而为君；川芎的有效组分川芎嗪、阿魏酸涉及的相关信号通路紧随君药黄芪之后，虽不及君药，但其与作用靶点协同，强化君药之效应，所以为臣；蚓激酶、白僵菌素在作用信号通路上较君药、臣药少，但二者与君药、臣药之间所关联的信号通路有所重叠，与药物剂量协同作效，故二者对君药、臣药有辅助作用，因此归为佐药。由此可见，从方中药物影响效应、剂量含有量、作用靶点数目、相关作用通路的角度出发，是能够解释方中各味药物之配伍及其各有效组分“君、臣、佐、使”的组方结构。但是仅仅从单一角度分析是不足以得出肯定的结论，今后，随着中医现代化的不断推进，未来将以多维的角度对组方结构进行全面、系统地分析，以此更好地诠释组方理论。

4 讨论

辨证论治是中医临床诊疗的核心环节。脑梗死属中医学“中风”范畴，多因年老气虚，无力推动血行，清阳不升，血行瘀滞，脑失所养，导致神机失用，动觉失司。《灵枢·刺节真邪》曰：“虚邪偏客于身半，其人深，内居荣卫，荣卫稍衰．则真气去，邪气独留，发为偏枯”，“营气虚则不仁，卫气虚则不用”。指出了气虚在中风发生过程中的重要作用。后代医家王清任更为明确指出“元气既虚，必不能达于血管，血虚元气，必停留而瘀”，首创中风病气虚血瘀病机理论，阐述气虚、血瘀二者在中风发病机理中的关联性。“气虚血瘀”是脑梗死主要病机特点，益气活血是其治疗的核心环节，即通过益气以推动血液的运行,活血以加强气血在全身的分布，进而促进大脑的血液循环。中药复方脑泰方是治疗脑梗死的有效方剂，该方以补为通(气旺新血化生有源，气行淤血化于脉中),以通助补(活血短而祛瘀通脉，久而化生新血载气),益气与活血交互作用、彼此协同。它能够改善脑供血障碍，调节血液流变性，维持血栓素A2(TAX2)及前列环素(PGI2)的动态平衡，抑制脑缺血铁死亡，抗氧化应激，减轻炎症反应，保护血脑屏障，抗神经细胞凋亡等，由此对脑缺血损伤具有神经保护作用。

目前，运用现代化技术将中医药客观化、微观化，是中医药现代化的创新路径。中医药学与现代医学、分子生物学、计算机信息技术等多种学科体系相互融合、相互借鉴、相互发展，多学科交叉融合、中西医协同发展成为中医药现代化发展的重要趋势。中药复方在现代临床运用广泛，也取得较好的治疗效果，在疾病治疗方面有其独特的优势和特色。然而，许多中药复方发挥作用的物质基础及组方原理所知甚少，在某种程度上成为中药复方在临床上广泛推广的阻碍。中药复方并不等同于几味药物或几种化合物成分的简单配比，而是一个综合作用体系。目前中药研究集中于单一的活性筛选体系，无法反应中药的综合药理效应。中药作为复方形式在临床配伍应用，利用中药复方中各有效组分的个体作用阐述中药复方的整体作用，对有效组分君臣佐使进行系统归类，揭示传统中医理论与现代药理之间的关联性，是中医药现代化发展的重要路径。

本文通过对中药复方脑泰方中医药传统理论和现代药理成分的文献调研，利用现代生物信息技术将中医传统药理论及现代药理论相关联，将各药物有效组分影响的作用信号通路相沟通，对脑泰方在复方、有效组分、作用靶点3个层面进行深入挖掘分析。在传统中医方面，脑泰方遵循虚则补之的组方原则，具有益气活血之功效，主治气虚血瘀型脑梗死；在现代药理方面，脑泰方药效物质基础为黄芪多糖、黄芪甲苷、川芎嗪、阿魏酸、蚓激酶、草酸铵和白僵菌素等。通过分析可知，脑泰方各有效组分之间存在“共性”，即共同发挥益气护脑的主要功效，同时，各有效组分利用其“个性”发挥活血化瘀的辅助功效，“共性”结合“个性”，共同发挥其益气活血之功效。

课题组前期网络药理学研究[69]发现，脑泰方有效组分的作用靶点、作用途径均是多靶点多途径协同起效，其作用机制与多条信号通路均有关联，各信号通路既互相联系，又互相独立，形成复杂的协同效应，而这种治疗作用恰恰吻合中医药治疗疾病的整体观。本文基于“复方-药物-有效成分-信号通路-基因-靶点-疾病”网络结构分析脑泰方各成分间的相互作用，通过系统归纳总结脑泰方中药物组成的中医传统理论和现代药理成分，揭示了二者之间的关联性和相通性。利用现代科学技术手段，分析脑泰方中的药效物质与机体生物分子之间的相互作用网络结构，挖掘其内在的综合效应。以传统中药方剂学理论君臣佐使配伍为依托，分析各有效组分的功能和含有量，阐述脑泰方组方原则及对其有效组分进行君臣佐使的归类,进而进一步揭示脑泰方药效物质基础和作用机理，阐明传统配伍理论的科学内涵及潜在规律，从而促进脑泰方中医辨证微观化及现代化临床应用。此项研究也为今后中药复方进行新药研究及中医药现代化发展提供借鉴与参考。