摘 要:中药及复方药效物质基础研究是中药研究的难点和重点之一。综述了在中药及复方的物质基础研究中常见的方法并对其特点进行分析,并对今后的研究进行了展望,希望为探明中药复方的物质基础与作用机制提供借鉴。
关键词:中药及复方;药效物质基础;综述
中图分类号:R289文献标识码:A文章编号:1673-2197(2009)06-0037-04
中药及复方药效物质基础研究是中药研究的难点和重点之一,是中医药现代化研究的重要组成部分,对于继承和发展中药复方配伍理论,更有效地指导临床和研发中药新产品,揭示中药复方配伍的内在规律具有重要意义。探求中药及复方的物质基础也是中医药现代化发展的必然要求。但是,中药及复方药效物质基础研究也是中医药现代研究的难点所在,其思路和方法还在不断的探索之中。中药及复方的物质基础研究的难点主要体现在其化学成分的复杂性上。中药及复方中的化学成分通常有数十甚至上百种,而且药材来源、加工工艺、药味加减、剂量和配比变化等因素也都会使中药复方化学组成发生复杂的变化,这都直接影响中药及复方的疗效。可见,探明中药复方的有效物质基础是提高和保证中药复方疗效及质量控制的关键,对中药复方实现现代化具有重要意义。现就近年来中药及复方药效物质基础相关研究的方法、特点及取得的成果综述如下。
1 拆方研究
拆方研究是目前中药复方研究中最为常用的一种方法,它是通过采用还原论的研究思路和现代化学成分研究的方法与技术,来阐明中药复方的配伍组成原理及作用机理,为提高中成药质量和指导临床用药提供科学依据,同时也为创新中药,发展中医药理论奠定了科学的工作基础。近年来,已经完成了桂枝汤、补中益气汤、补阳还五汤、六味地黄汤及防己黄芪汤等大量经典中药复方的拆方研究,在寻找复方增效减毒作用的最佳组合、确定方中主要药物或活性物质,寻找方中药物的最佳剂量配比关系和精简中药复方等方面取得了一定的成效。如对真武汤的研究表明[1],附子与方中其它中药如生姜合用则可增强全方的强心利尿作用,降低毒副作用。在对益气活血方的拆方的研究中发现[2],益气活血方及其拆方可显著防止或减轻球囊扩张大鼠颈总动脉所致的管腔狭窄,并且,以益气活血方组和黄芪组疗效较好,从而确定黄芪为方中主要药物。黄勇等[3]研究说明了原方组方剂量配比关系的合理性。对半夏泻心汤[4]的研究中我们可以看到辛开甘补药组与苦降药组的促胃动力作用强度强于原方,等等。拆方研究的结果能够客观地证明中药复方作用的有效性和合理性,初步阐明了中药复方中有效部位、组分或功能团的配伍机理,科学地简化了处方,阐释了中药复方对疾病的多靶点治疗作用。拆方研究虽在诸多方面取得了确切的成效,但是仍有一些不足,它打破了中药复方的整体性,与中医理论有一定的距离,且拆方研究的最终指标也未能与中药复方所治疾病的病机紧密结合。中药复方的物质基础研究必须是以保留中药复方传统的整体作用为前提,这就要求我们在拆方研究中必须以中医理论为主导思想,从整体出发,不断采用新技术和新方法,强调多学科、多方法的综合研究,如将数学模式指导拆方和根据中药配伍关系来进行拆方的方法有机地结合起来,将在体试验和离体试验相互结合,以及以复方―病为载体进行拆方研究和复方―证为载体进行拆方研究相结合等等,将有助于中药复方的药效物质基础的阐明和复方配伍普遍规律的揭示。
2 中药有效部位研究
中药复方药效物质基础的研究上,有学者提出从药物(复方、药材)、有效部位和有效成分3个层次进行研究工作。由于中药复方的整体层次过于复杂,而单一成分又常失去中医药的特色,因此提取有效部位的研究显得尤为重要。所谓中药有效部位,是指从一味中药或复方中药中提取的一类或几类化学成分(如总黄酮、总生物碱等)的混合体,其含量达到总提取物的 50%以上,而且这一类或几类已知化学成分被认为是有效成分。与原药材相比,它富集了有效物质。中医用药的主要方式是复方用药,将来源于不同原料药材的有效部位组成复方用于临床,提高了技术含量和疗效,减少了服用剂量,增加了质量控制水平,既体现了中药多成分、多靶点、多层次产生作用的特点,又保留了原方 (汤剂) 治疗上的优点,还可以改变中成药“粗、大、黑”的现状。有效部位研究是目前中药现代化研究中进展较快的发展方向之一,该研究工作已受到广大医药工作者的重视,并取得了相应的成果。如通过对黄芪复合剂有效部位化学成分的研究[5],从而阐明了其降血糖的作用机理。对灯心草的研究发现[6],灯心草 95%乙醇提取物有确切的镇静和催眠作用,在乙醇的4个不同极性的部位中,乙酸乙酯部分镇静作用最为确切。随着分析化学技术与仪器的不断进步,中药复方化学成分的分析方法也日新月异。高效液相色谱(HPLC)、液相色谱和质谱(LC-MS)联用等技术已越来越多地运用到该领域,这些技术的长足发展和检测手段的逐步升级,为中药复方有效部位群的分析带来了新的契机,加快了该领域的研究步伐。如石钺[7]利用 HPLC及 LC-MS/MS提供的色谱及离子碎片信息,对相同实验条件下提取的银翘散抗流感病毒有效部位及其组方各单味药的色谱指纹图谱流出组分进行对比分析,结果对银翘散抗流感病毒有效部位色谱指纹图谱中的 30个共有色谱峰,在单味药中归属了其中的 29个峰,基本实现了银翘散抗流感病毒有效部位与其单味药中各组分的归属分析。但目前在质量标准与药效毒理研究、有效部位群成分含量问题及有效部位群的含量测定等方面的研究力度还不够,在研究方法及质量监控方面还存在缺陷,再加上科学技术发展水平的限制,致使我们对有效部位群的认识不足。因此,目前我们对于中药复方有效部位群的研究及开发,无论在思路还是在技术与方法上都处于探索阶段,应积极加强“有效性”的筛选,重视其有效性和药效作用强弱的确定,重视有效部位安全有效与质量控制的关联性。
3 中药指纹图谱的研究
复方是一个多组分复杂整体,其质量控制要以物质基础研究为前提,采用与之相适应的能提供丰富鉴别信息的检测方法进行评价,而现行的显微鉴别、理化鉴别和含量测定等方法尚不能全面评价其质量,但中药指纹图谱技术,可以通过现有的色谱与质谱等技术,引进信号叠加、滤波、数字减影(DSA)等信息处理的思路,运用人工智能 (AI)等技术研究由不同产地、不同采集时间、但按照传统应用有效加工方法制备的药物(中药复方)的整体物质色谱图与质谱图,它能较为全面地反映中药复方中所含化学成分的种类与数量,得到能够标示中药特性的共有峰图谱,从而实现对中药整体物质基础进行控制,在实现中医临床药理整体性的同时,确保中药质量的稳定、可控,并为进一步讲清药物的有效成分和作用机制奠定基础。如利用高效液相色谱法建立复方丹参滴丸中丹参酚酸类成分和三七皂苷类成分的 HPLC指纹图谱[8],组成复方丹参滴丸的多元 HPLC指纹图谱,从而建立了复方丹参滴丸的质量稳定性评价方法。在对当归补血汤入血成分的研究中[9],首先从口服给药后的大鼠血清中找到了46个入血成分,然后鉴定出其中的10个原型成分和21个可能代谢组分。形象地讲,指纹图谱就像中药的身份证,该药材(或中药复方)的主要化学信息都能较全面的体现在指纹图谱上,它是目前控制中药真伪优劣,保证质量稳定的一项新技术。但是中药指纹图谱在实际应用中还面临许多问题,如在药材质量的稳定性和指纹图谱的技术问题方面尚未有一个统一的评价标准,另外在与药理作用和化学成分的相关性以及与实验条件的一致性方面也存在不足之处,我们只有进一步加强中药材种植、加工和质量标准的规范化;中药化学成分和中药药理研究的系统化和标准化;分析仪器的不断发展,以及技术上多学科的渗透;才能保证中药质量的稳定,进而保证中药指纹图谱库的建立。总之,中药指纹图谱的研究和建立,对于提高中药质量,剖析中药复方的物质基础和促进中药现代化具有重要意义。
4 中药血清药理和血清药物化学
血清药理学是近十多年来才逐渐兴起的一门实验方法学,是一种研究中药药效较为科学的方法。1984年日本学者首次提出给动物灌服中药粗制剂一定时间后,取其血清进行体外实验的新的药理学方法,1988年由田代真一命名为“中药血清药理学” [10]。它是指将中药或中药复方经口给动物灌服一定时间后采集动物血液,分离血清,用此含有药物成分的血清进行体外实验的一种实验方法。目前中药血清药理学已经应用到越来越多的研究领域中,而且取得了一些进展,如对阳和汤的研究中 [11],可以观察到阳和汤血清对 MCF-7细胞有抑制增殖、促进分化及诱导凋亡作用,从而产生抗肿瘤作用。冯方俊[12]等运用血清药理学方法、流式细胞仪技术等,观察到寿尔胶囊含药血清可以保护培养的海马神经元,具有抗凋亡作用。可见,血清药理学方法的最大优点是能模拟药物的体内过程,用体外实验体系再现药物的体内作用,可以防止中药粗制剂本身理化性质对实验干扰,实验的结果与在体内实验的结果一致性好,不仅能反应药物中可吸收部分的直接作用,而且能反应药物成分在机体作用下形成的代谢产物和药物诱生的机体内源性物质的间接效果。同时也使中药复方的药效物质基础研究不再局限于整体的功能研究,但由于中药血清药理学的研究工作起步较晚,在许多方面如给药量、采血时间等方面还需要经验和数据的累积。
中药血清药物化学是研究血清中的化学物质,是以传统药物化学方法为基础,综合应用多种现代技术,分析鉴定口服中药后血清中的移行成分,研究其药效相关性,确定中药药效物质基础的应用学科[13]。传统中药及中药复方药效物质基础研究停留在分步提取、药效追踪的体外水平,所确定的成分是否是药效的代表性成分尚待商榷。多数中药或中药复方现行质量标准中所谈及或测定的所谓“有效成分”多为主要药物的主要成分或指标成分,并无充分依据证明其为有效成分。很多成分即使体外有活性,体内却无明显的作用,或不能被吸收,或经代谢后才能产生活性物质。如远志体外研究其主要含远志皂甙,而这些成分却不能被吸收;可见,不论中药含有多少成分,只有进入血液的成分才有可能成为有效成分(外用药及直接刺激胃肠道药物除外)。血清药物化学主要是研究血清中的化学物质,观测血清中外源性活性物质及其作用和代谢规律,从而确定中药及中药复方的体内直接作用物质,此法将成为快速、准确地研究确定中药药效物质基础的有效途径。目前王喜军等人已经成功地完成了有关茵陈蒿汤的血中移行成分的生物活性与药效相关性的研究,首次阐明了该复方的作用机理[14-17];对中药复方越桔茎叶、东北红豆杉、六味地黄丸[18-20]等中药及复方的血清药物化学研究,都取得了较好的研究成果。总之,中药血清药物化学研究,使中医药研究进入系统药物学研究的科学化领域。但是,在研究思路上往往局限于具体某一中药复方中药物间相互关系配伍研究,仅能说明具体中药复方中药物存在的必要性及药物间的“七情和合”,而不是随证候变化的中药复方配伍规律。
中药复方的物质基础是其有效化学成分,必须将中药复方药理学的研究与复方的有效成分研究结合起来,才能真正搞清复方作用机理,如将中药血清药理学与中药血清药物化学协同研究结合起来,方能扬长避短。
5 细胞膜生物色谱法
传统中药及中药复方筛选有效成分的方法是先提取分离,再逐一进行药效试验以确定有效成分,研究周期一般较长,命中率相对较低,而细胞膜色谱法是一种新型生物亲和色谱方法,研究的药物可不经提取分离步骤,直接在特定的CMC模型上完成筛选过程,并且药物在CMC模型中的保留特性(容量因子)和其药物的作用有显著的相关性。细胞膜色谱法[21] (cellmembrane chromatography, CMC)是指将活性组织细胞膜固定在特定载体表面,制备成细胞膜固定相(CMSP),再用液相色谱的方法研究药物与受体之间的相互作用,将药物在体内的作用过程在体外进行动态模拟。中药复方是一个复杂体系,发挥CMSP具有色谱分离和活性筛选双重功能的优势,即可简捷快速分离出中药复杂体系中有效成分。本筛选方法具有操作简便、稳定可靠、高效灵敏的优点,其筛选系统为药物研究的高通量筛选提供细胞膜筛选平台。我们已将CMC方法用于药用植物和中药物质基础的研究,筛选和发现天然药物中的有效部位和有效成分。如用不同组织的CMC模型筛选了丹参�川芎�当归�白芷�蛇床子�人参�淫羊藿�红毛七�太白花等中的活性成分,这对中药复方物质基础及作用机理的研究和新药筛选具有重要参考价值。但CMC法用的是自然生物膜(组织细胞),膜受体的密度较小,柱效较低,色谱柱寿命通常比较短,自然生物膜存在有多种活性蛋白,药物可能与多种受体或通道蛋白结合,容量因子反映药物与细胞膜上多种受体的协同结合效应,因此CMC法研究中常受非特异结合的因素的干扰,尚不能完全模拟体内复杂环境以及机体内其它系统对药物发挥药效作用的影响。同时,固定相的制备、色谱柱流动相、缓冲溶液的组成、PH、柱温、柱压、流速等要求较苛刻,对流动相难以进行灵活地调整。通过对细胞膜固定相制备方法的改进和CMC技术的进一步系统化和规范化将有助于问题的解决。
6 脑脊液药理学
脑脊液药理学,是一种新兴的主要评价作用于中枢神经系统药物的药理实验方法学。以含药脑脊液代替含药血清观察药物作用,能避免血清中复杂成分的干扰,体现有效成分的药理作用,增加有效成分研究的针对性,已越来越多地被应用于中药复方的研究。张启春等[22]通过观察当归芍药散精简方含药脑脊液对不同因素所致的 PC12细胞损伤模型的保护作用,来探讨当归芍药散精简方防治痴呆的作用机理。梅建勋等[23]人利用体外细胞培养的方法,以3种不同浓度观察血清、中药血清、脑脊液、中药脑脊液对于星形胶质细胞和神经元的影响,结果发现利用脑脊液进行中药对中枢神经系统的药效观察明显优于血清。但作为新方法,在诸如实验动物的选择,病理模型的复制,给药方案的确定及含药脑脊液的收集和处理等实验条件方面尚不成熟,还需要进一步完善。
综上所述,对中药复方的药效物质基础及作用机理的研究如果只遵循还原论思路和药物化学、西药药理的原理是不行的,“要有成分论,而不惟成分论”,在从事中药复方的物质基础研究时应遵循如下基本原则: 以中医药基本理论为指导,以临床疗效为中心,遵循整体性原则,对中药复方研究不宜过分强调一种模式,应当鼓励各种探索,最大限度地综合运用现代相关技术去揭示中药复方的作用原理与配伍内涵。虽然中药复方的物质基础是一个异常复杂的体系,但我们相信,随着现代科技手段的不断进步,研究水平的不断提高,必能阐明中药复方的物质基础作用,解决长期以来中药复方缺乏被国际认可和接受的客观、严格的标准和规范这个关键问题,使中药复方早日走向世界医药主流市场。
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(责任编辑:王尚勇)
General Situation in Study on Material Foundation of Efficacy of Chinese
Herbs and Compound Prescription of Chinese Medicine
Abstract:One of difficult and crucial parts in studying Chinese herbs is study on material foundation of efficacy of Chinese herbs and compound prescription of Chinese medicine. Here, we summed up the general methods in study on Chinese herbs and compound prescription of Chinese medicine and analyzed the characteristic. Meanwhile, further study was also forecasted in this review. Taken together, this review will offer use for reference in completely exploring material foundation and effect mechanism of compound prescription of Chinese medicine.
Key words:Chinese Herbs and Compound Prescription of Chinese medicine;Material Foundation