基于TCMIP2.0计算平台的复方银花解毒颗粒作用机制研究

张潇文　裘兰兰　徐世龙　吴瑶　陈欣悦

摘要：目的：应用中医药整合药理学计算平台（TCMIP V2.0）分析复方银花解毒颗粒的有效成分，潜在靶点及作用机制。方法：应用TCMIP V2.0计算平台中中药材数据库和中药靶标数据库筛选方剂中药材的活性成分、相关靶点，以疾病的临床症状作为表型查找候选靶点，在中医药关联网络模板构建疾病-方剂靶标分析网络，利用自定义多维关联网络可视化功能建立“方剂-中药材-成分-核心靶标-通路-疾病”多层次图，分析评估药物治疗疾病的潜在作用机制。结果：共筛选出215个化学成分成分和1218个候选靶标。建立疾病-方剂标靶网络后，筛选出药材中活性成分29种，作用于120个核心靶标和23条主要通路。结论：复方银花解毒颗粒可通过多组分配伍、多靶点、多通路系统调控疾病。该研究为复方银花解毒颗粒的临床合理使用提供理论依据。

关键词：整合药理学;复方银花解毒颗粒;作用机制

复方银花解毒颗粒（YHJD）辛凉解表，清热解毒。可用于发热，鼻塞流涕，咳嗽，咽痛，头痛，全身酸痛，苔薄白或微黄，脉浮数等症状。临床研究表明，该复方药物对感冒，各种炎症具有良好的治疗效果。故研究该药对的有效成分，作用靶点及作用机制具有极大的意义。

网络药理学可从系统生物学和生物网络平衡的角度阐释疾病发生发展过程，从改善或恢复网络平衡的整体观角度认识药物与机体间的相互作用。中医药整合药理学研究平台（Integrative Pharmacology-based Research Platform of Traditional Chinese Medicine， TCMIP） v2.0利用人工智能数据挖掘、计算机虚拟计算、生物信息网络构建及可视化等现代科学技术，组成中医药关联网络挖掘、组方用药规律分析等七大分析模块，被广泛用于阐释中药作用机制、指导新药研发等方面 。 本研究拟采用TCMIP v2.0计算平台构建“方剂-成分-疾病-靶点-通路”多维网络图。为理解复方银花解毒课题防治疾病的作用机制提供一定参考，并为活性成分的新药开发提供一定的理论依据。

1.材料与方法

1.1复方银花解毒颗粒化学成分及候选靶标的搜集

通过TCMIP V2.0计算平台的中药方剂数据库，输入“青蒿”、“金银花”、“荆芥”、“薄荷”、“野菊花”、“大青叶”、“连翘”、“鸭跖草”、“淡豆豉”、“前胡”搜索得到复方银花解毒颗粒的相关化学成分及候选靶标，筛选相似性分数>0.8的药物所对应的靶标，建立方剂的化学成分及靶标数据库。

症候是中医整体观、辨证论治、方剂干预这一特色诊疗体系的核心内容，也可看作是对疾病相关的理解证候的生物学基础，是认识中药药性等中药特色内涵和中药传统功效的一个关键。TCMIPV2.0平台依托“人类表型本体数据库”（HPO）和“中医药百科全书数据库”（ETCM），通过证候相关表型组合获得中医证候相关基因集，进行功能挖掘。本研究根据主要临床症状“fever”、“cough”、“asthma”、“anergy”、“dyspnea”、“nasal obstruction” 、“respiratory tract infection”作为表型的关键词构建疾病的靶标数据库。

在“中医药关联网络挖掘”模块下，TCMIPV2.0平台基于目标疾病（或证候）基因和中药（含方剂）候选靶标之间的相互作用信息，可构建“疾病-方剂”关联网络，在自定义多维关联网络可视化功能中，可根据中药方剂、中药成分、核心靶标、通路、疾病和证候之间的关联性，任意选择不同类型的节点，构建中药多维关联网络。

2.结果

2.1复方银花解毒颗粒候选靶标的筛选及功能分析

通过计算平台的TCMIP V2.0中药材数据库，得到方剂中有效化学成分共215个，其中前胡21个，大青叶14个，荆芥32个，薄荷28个，连翘49个，金银花46个，青蒿19个，鸭跖草6个。通过检索中药方剂靶标数据库，查询得到参与生物功能过程的靶标基因总数为1218个，其中前胡54个，大青叶321个，荆芥115个，薄荷225个，连翘189个，金银花133个，青蒿144个，鸭跖草37个。

2.2疾病候选靶标的筛选

以疾病表型“fever， cough， nasal obstruction， asthma， dyspnea and respiratory tract infection”筛选出疾病的候选靶点437个。利用TCMIP2.0中中医药关联网络挖掘模块建立“疾病基因-药物靶标分析网络”，结果显示与复方银花解毒颗粒及相关的核心网络靶标共357个，对能够发挥多重协同作用的靶标进行度degree、相似度closeness、中位数卡值betweenness综合排序后，获得排名前20位的核心靶标（见表1）。

在排名前20的核心靶标中，我们发现趋化因子受体占据较高比例，包括趋化因子受体1-9（CCR1-CCR9）以及CXCR1，CXCR2，趋化因子受体属于G蛋白欧联受体，根据其结合的配体不同分为4个亚家族：CCR、CXCR、XCR和CX3CR。其中CCR亚族已克隆11种（CCR1-CCR11），CXCR亚族（CXCR1-CXCR6）。CCR1对多种人类CC趋化因子有反应，CCR2的cDNA可以编码两个蛋白质CCR2A和CCR2B。CCR2B是主要表达形式，并在慢性炎症中起作用。CCR3主要在嗜酸性细胞发现，可參与TH2反应，并在哮喘和特应性皮炎在内的过敏反应中发挥重要作用。CCR4参与全身性的淋巴细胞免疫反应，CCR7在T淋巴细胞和树突状细胞运输中起重要作用，主要表达于中性粒细胞、巨噬细胞等炎症细胞表面，CCR9在小肠淋巴细胞中高水平表达，可能参与胃肠道的免疫应答。

基于复方银花解毒颗粒候选靶标和疾病靶标的PPI网络信息，构建了复方药物的“方剂-成分-疾病-靶标-通路”多维网络可视化图，见图2。由图2可见，复方银花解毒颗粒治疗疾病作用主要与29个化学成分相关联，作用于23条主要通路120个核心靶标，体现了多组分与多靶点之间共同作用机制，符合中药复方作用的特点。方中中药材的核心成分信息见表2。

图2中不同顏色的靶标按照基因间相互作用的紧密度，采用greedy oprimication of modularity算法鉴定的高度内联的子模块，根据节点间交联性计算结果进行划分。其中：黄色靶标主要富集在TP53调节代谢基因、呼吸电子传递通路上;粉色靶标主要富集在TNFR1信号传导的调节、GG-NER中的双重切口、IkBA辩题导致EDA-ID、白介素4和白介素13相关通路;紫色靶标主要富集在白介素受体SHC信号、促红细胞生成素激活磷脂酶Cγ、IL-4和13相关通路;浅绿色靶标主要富集在G蛋白α（i、q）信号事件、趋化因子受体结合趋化因子通路;深绿色靶标则富集在蛋白酶降解GLI2相关通路。

表2可以看出，在该方剂中金银花起作用的核心成分最多，有10种，这也符合传统中医药理论中药复方制剂中君药起主要作用的特点。

3.讨论

复方银花解毒颗粒作为中医药传统方剂，研究其活性成分及其作用机制对该方的临床应用具有重要意义。本研究通过中医药整合药理学计算平台（TCMIP2.0），以临床常见症状发热、咳嗽、哮喘、乏力、鼻塞、呼吸困难、呼吸道感染作为表型进行数据挖掘，建立方剂-疾病核心网络，得出复方银花解毒颗粒在治疗疾病时起最重要作用的有29种活性成分，通过120个核心靶标，23条富集通路进行调控。排名靠前的核心靶标有1型腺苷酸环化酶，细胞肿瘤抗原p53，CC型去化因子受体（2-9型），白细胞介素4，19受体亚基，可能通过调控细胞因子介导的信号通路，炎症反应，免疫反应，TP53调节代谢基因，TNFR1信号传导调借起到清热解毒、疏风散热，调理咽喉肿痛，辛凉解表等作用，起到多靶点、多组分配伍，多通路的系统调控作用。

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[基金项目]江苏医药职业学院自然科学研究规划项目（20204113）;江苏省大学生实践创新项目（202012682003Y）;江苏医药职业学院科技创新团队资助项目（No.20188103）

[通讯作者] 裘兰兰，讲师，药学硕士，主要从事药物分析研究工作