基于体内过程的中药药效物质基础研究方法进展

赵琳儒 李 杰 张雅筠 蒋境兴 郝旭亮

1.山西中医药大学，山西晋中 030619；2.山西省中医药研究院，山西太原 030012；3.山西中医药大学附属医院，山西太原 030024

中医药作为人类历史发展长河中的文化瑰宝，应用广泛，尤其在治疗各种疾病中发挥着重要作用，但随着中医药的不断应用，中医药在现代化、国际化的发展过程中却遇到各种困难，关键问题在于中药存在多成分、多靶点、多途径等干扰因素，体内过程复杂，使其药效物质基础尚未明确。因此，寻找明确的中药药效物质基础研究方法已成为学术界研究的热点问题。本文旨在从该方向入手，对血清药理学及血清药物化学、血清谱效关系、代谢组学、中药药动学进行综述。

1 中药药效物质基础概述

中药药效物质基础是指对某一病症而言中药发挥其作用的所有活性成分物质的总和，在揭示中药配伍理论、制订质量评价标准和指导产品研发中发挥着重要作用[1-3]。近年来随着现代化分析手段的快速发展及多学科交叉渗透、优势互补，使得中药药效物质基础研究不断深入，众多学者对该领域理论思路的探索使得中药药效物质基础的研究不断发展，通过多种研究思路的指导，众多学者不断研究在体内作用后的中药药效物质基础研究方法，并取得了一定的进展。赵立春等[4]提出霰弹理论，该理论认为中药复方是通过多成分、多靶点来发挥其药理作用，虽然单个成分或药物的作用并不是很强，但多种中药成分的协同作用可以产生良好的疗效。黄熙等[5]提出“证治药动学”假说，证治药动学指出方剂的药物配伍或不同的证候状态会明显影响体内化学成分的药动学参数，并与疗效和毒副作用相关，这一观点体现了结合君臣佐使进行药代动力学研究的特点。王喜军[6]在中药与机体相互作用思想的指导下，基于中医理、法、方、药理论，以及中药/方剂多种成分发挥协同作用的特点提出中药血清药物化学。刘昌孝[7]提出方剂代谢物组学新假说，将代谢物组学应用于中药药物模型的鉴别和确证以及中药作用机制的研究。

2 中药药效物质基础研究方法及进展

2.1 血清药理学与血清药物化学研究方法及进展

中药成分复杂多样，但只有入血成分才能发挥药效。无论以何种途径，中药有效成分通常以血液为载体输送到靶点（肠道直接起作用及外用药除外），从而产生药效作用，因而血清中含有的成分才是中药在体内直接发挥作用的物质。血清药理学是指将含药血清代替中药复方或粗提取物加入离体的组织器官或细胞中，以建立一种体外模型的实验方法。Iwama等[8]在1984年经过汉方药的药理研究，对“血清药理学”一词进行了定义，为药效物质基础研究开创了新纪元，由于中药及其复方成分复杂，发挥药物疗效并非仅通过直接作用，还可能与药物在体内经过血液循环后的内源性代谢物有关，之后，国内科研学者将“中药血清药理学”研究运用到了中医药领域，如贺雯茜[9]等用血清药理学法获得含药小鼠血清，通过建立果糖诱导的LO2肝细胞脂肪变性模型并采用活性氧（ROS）及细胞凋亡检测来揭示体外培育牛黄能抑制肝细胞脂质沉积的作用机制。

中药血清药物化学是通过研究血清中的移行成分并阐释药效间的相关性从而确定中药药效物质基础的一门应用学科。中药成分复杂多样，必须经过体内过程使有效成运输到特定部位，成为入血成分才能发挥疗效。董宇等[10]等采用血清药物化学方法，通过建立UHPLC-Q/TOF-MS技术，发现益胃饮中的27个血清移行成分具有防治胃癌的作用。Chen[11]等采用血清药物化学和靶细胞提取相结合的方法，发现益母草叶中有3个潜在的活性物质，具有胰腺保护作用。

2.2 血清谱效关系研究方法及进展

谱效关系是应用现代科学技术将活性成分群的特征峰与药效结果相结合起来反映药效物质基础的一种应用方法[12]。中药谱效关系研究以HPLC或UPLC指纹图谱为主，并结合多种多样的药效学模型来反映药效间的关系，目前正被广泛应用。林美妤等[13]等通过利用UPLC-Q-TOF-MS建立灌胃后的血清指纹图谱，发现西洋参血清指纹图谱中有8个入血成分，其中人参皂苷Re、Rb1、Rb2这3种活性物质具有抗疲劳作用。Chen等[14]通过采用高效液相色谱技术，对11批不同提取液的指纹图谱进行研究，发现黄酮类成分具有抗氧化作用。

药效差示血清色谱法是通过观察机体在给药后产生最大药效和最小药效的指纹图谱差异，进而寻找出药效物质的一种新方法[15]。乔逸等[16]通过将红花提取物及其阴性提取物产生最大及最小药效时的血清指纹图谱进行对比，得出HSYA在红花降低全血黏度上起重要作用。

2.3 代谢组学研究方法及进展

代谢组学由英国帝国理工大学Jeremy Nicholson教授在1999年通过对生物体液和组织代谢途径的研究，首次提出了代谢组学的定义，作为一门新兴学科，代谢组学发展迅速，和基因组学、网络药理学、蛋白质组学等一起构成系统生物学，由于代谢物处于代谢网络的末端，代谢组学是通过分析生物系统中所有小分子代谢物的变化，从整体水平描述机体的状态和外界刺激的变化，从而反映代谢物进入系统后的特征和影响[17]。它主要应用现代仪器技术，定性定量研究生物体内的小分子代谢物的指纹图谱差异，从而更准确地表现机体所处的状态和环境[18-20]。近年来，随着现代分析技术的迅猛发展。核磁共振和质谱技术更能满足代谢组学高通量、高灵敏度、无偏性的需求，已成为中药药效物质基础研究的重要方法。同时中药及其复方成分十分复杂，无法很好地解释疾病的发病机制。因此，寻求新的技术手段，从科学的角度合理地解释中药治疗失眠的作用机制显得尤为重要。而代谢组学在系统生物学的基础上，通过整体水平描述机体的状态和外界刺激的变化，从而反映代谢物进入系统后的特征和影响。这与中医药所强调的治疗思路有异曲同工之处。曾威等[21]运用代谢组学方法并采用UPLCQ-TOF/MS技术，通过建立高脂血症模型相关的评价方法，发现广陈皮的入血成分有11个，其中川陈皮素和5-去甲川陈皮葡糖醛酸代谢物可能与调节鞘脂代谢和甘油酯代谢有关。卢盛文等[22]通过应用代谢组学方法，并采用UPLCHDMS技术，通过分析尿液代谢数据，发现了30个相关成分，其中五味子木质素类及人参皂苷类的多种成分是生脉散预防老年痴呆的药效物质基础。李秋菊等[23]采用中医方证代谢组学技术并通过建立缺氧缺血脑瘫（HICP）大鼠模型，发现入血成分中6-O-甲基梓醇、莫诺苷、丹皮酚原苷、毛蕊花苷、獐牙菜苷脱水的代谢产物在治疗HICP大鼠模型中发挥着重要作用。

2.4 中药药动学研究方法及进展

中药药动学是研究中药活性成分在体内吸收、分布、代谢、排泄等动态变化规律的一门学科[24]。由于中药体系复杂，进入体内后药物成分经过吸收、代谢可能发生生物转化，而不以原有形式存在，是一个动态的过程，而中药药动学能够借助其特点更好地反映中药药效物质基础，目前我国相关研究学者在研究中药药动学的时候，主要采用药物体内浓度法、生物效应法、中药药动学与药效学结合（PK-PD）、体内药代动力学、单味药有效成分药代动力学等理论方法，并采用色谱法、放射性同位素标记法、免疫法、微透析法等分析手段进行研究，在中医药的药效物质基础研究中取得了一定的进展。高焕[25]利用HPLC-MS/MS技术，用药代动力学的方法，发现血清中有14个成分，胃肠道内容物中有12个成分，其中肉桂酸、6-姜酚和苷类成分被充分吸收发挥药效作用，何博赛[26]采用UFLC-MS/MS方法，鉴定出13个化合物，其中有黄酮类6个，三萜类3个，内酯类2个，酸类2个，其中斯皮诺素、芒果苷以及阿魏酸和失眠大鼠模型有关，王冰雨[27]采用紫外分光光度法并通过建立UA检测系统对大鼠血清及尿液中的成分进行测定，发现总黄酮和总萜这两种成分对治疗风湿性关节炎有用。

3 小结

综上，血清药理学和血清药物化学能更直接反映物质基础与功效、作用之间的关系，并能避免粗制剂对实验产生的干扰，使实验真实、可靠[28]；血清谱效关系能更大程度地反映谱效信息和入血成分间的相互作用关系[29]；代谢组学具有系统性、灵敏性、特异性和动态性等特点，能全面揭示中药在体内发挥作用的全过程[30]；中药药动学具有整体性、系统性、科学性的特点，能借助药动学的方法，定性定量地研究机体对中药的处置[31]，通过动物体内实验，能使有效成分在体内充分吸收，更好追踪发挥药效的物质，尽管目前对该方向的研究方法尚存在一些不足之处，但随着科学技术的不断发展和多学科间的相互融合，相信我国的中药药效物质基础研究最终会取得突破性进展，为中药现代化、国际化进程做出巨大贡献。