中药药效的物质基础及其配伍机制

中药药效的物质基础及其配伍机制

中医注重区分和分类不同疾病或同一疾病的不同过程。同时，不同病理变化的不同部位的相互关联，所以寻求证据是第一位的。方是在证的基础上进行合理配伍和加减而建立,方证对应是中药作用的主要方式。中药由活性物质群构成,注重调节整体功能和状态的平衡,表现出广泛的生物学效应。西药直击与疾病发生发展密切相关的生物分子,靶点明确,而中药药效物质基础复杂,且单一成分即显示多靶现象的情况普遍存在,故一时难以阐明中药的组效、量效和时效关系,特别是中药多组分多靶点的整合作用机制是仍是当前中药研究的关键问题。王阶等提出组分配伍可以作为中药复方配伍的新模式,即以中医药理论为基础,遵循中药方剂的配伍理论与原则,由有效部位或一类成分甚至是单个成分配伍后经临床验证而开发的创新中药。开展较早的如清开灵中的黄芩苷、栀子苷、胆酸、珍珠母4组分配伍治疗脑缺血的临床前药效和机制研究。而陈竺课题组人员在国际顶尖杂志上发表的将复方黄黛片中雄黄的有效成分四硫四化砷、青黛有效组分靛玉红和丹参有效成分丹参酮ⅡA三者组合并进行抗白血病机制研究的成功尝试,更是掀起了组分中药及其配伍机制研究的热潮。因此从目前来看,组分中药化繁为简,有利于中药整合作用分子机制的深入探讨,有助于加快中药的现代化和国际化进程。1原方的病理效应和临床疗效在中医药理论指导下,解决具体可选取哪些成分可以配伍,配伍比例如何,同时配伍后并不削弱原方的药理效应和临床疗效。目前主要在一系列稳定可控的整体、器官、细胞和分子水平的疾病模型以及能定量反映生物效应的评价指标的基础上,利用高通量筛选技术和定量药理学原理等对活性配伍组分进行筛选和优化。1.1连续组分重新组合高通量活性组分筛选不仅加快了中药活性成分的发现也最大程度得保留了可能的中药活性组分。王月华等利用HPLC快速分离技术获得小续命汤石油醚提取物和乙醇提取物中240份连续组分样品,利用氧化、过氧化氢和谷氨酸等多种损伤模型发现第1至40个石油醚连续组分和第100至120个乙醇连续组分治疗中风的综合效果好,可将两部分的连续组分重新组合,作为小续命汤抗脑缺血损伤的有效组分。高通量活性组分筛选并不是一味的活性组分分离和追踪,而是去除无效组分的过程,并不脱离原方的整体效应。1.2两种肝纤维化类型的筛选结果定量药理学实验设计方法不仅能够解决配伍和配比问题,更能进一步用发现不同组分在组方中的地位和贡献。李雪梅等以抗肝纤维化中药“扶正化瘀胶囊”中已知有效组分(虫草多糖、丹参酚酸B盐、苦杏仁苷和绞股蓝总皂苷)为研究对象,利用均匀设计和回归分析发现在两种肝纤维化动物模型中,皆表现为虫草多糖、苦杏仁苷和绞股蓝总皂苷3种有效组分配伍效果最佳,筛选出的两种配伍比例疗效明显,与扶正化瘀胶囊原方相当,再次添加被筛除的丹参酚酸B盐后疗效下降。除了上述统计学设计方法,还出现因果关系发现设计、基线等比增减设计、极性分段筛选设计、药对协同效应设计以及实验设计(ED)—非线性建模(NM)—多目标优化(MO)的ED-MN-MO三联法等高级方法。2抗凝作用:多组分联合应用中药(方剂)配伍的整合作用主要表现在“七情和合”、“君臣佐使”以及“微因多效”等方面,具体涉及到多组分间协同、相加、竞争和拮抗等作用,其最终产生的治疗作用不仅表现为多组分多靶点协同,还表现为多组分贯序放大,多组分优势选择作用。总之,多组分的联合应用除了关系到药效物质的数与量、组成比,还覆盖这些组分如何交互作用从而产生效应,哪些组分作用于哪些靶点,这些组分如何作用于这些靶点等问题。因此除了研究药物—药物相互作用,还需要将宏观的生物学效应深入到微观的药物与靶点,靶点与靶点相互作用等层面上来。2.1中药制剂作用网络的利用清华大学的李梢课题组提出了基于文献挖掘和各种组学数据的生物调控网络构建和“信息整合→计算建模→产生假设→实验验证”的研究策略,并成功解释了驱寒/清热方剂干预寒热证生物调控网络的机制。基于中药生物功效网络调控的研究模式能代表中药作用的整体性和系统性,值得借鉴和进一步应用。张卫东、程翼宇等课题组的研究从“单一靶标、单一药物”转向“多靶标、多药物”,利用生物调控网络和分子对接技术快速筛选出中药有效组分和作用靶点而构建药物作用网络,对阐明中药多组分多靶点的作用方式研究提供了实例。网络药理学的出现对传统中药的二次开发有很好的指导意义,并利于扩大现有可用药物靶点空间。生物网络调控理论和网络药理学阐释了复杂性疾病的发生发展过程,从改善或恢复生物网络平衡的整体观角度以及药物与机体的相互作用去指导新药发现,更为解释中药方剂多成分多靶点的作用特点开辟了一条全新的途径。笔者纵观当前的方剂网络药理研究,虽存在以下技术难题,但也不乏有益探索:(1)疾病药靶调控网络对解决真实疾病的可预测性以及组合药靶的快速发现,如熊江辉等设计了基于网络干扰效率的药物组合设计方法可以客观评价各组分的贡献率;(2)能够产生疾病药靶的实验模型与真实病理状态的相似程度,如多因素复合的病证结合模型,以及本课题组在研究中药及其有效成分调控肿瘤血管生成机制中采用体外仿真的肿瘤—血管内皮三维共培养模型;(3)重点在于实测数据而非计算机虚拟筛选平台的有效组分药靶和活性快速鉴定技术,如利用报告基因等先进技术进行药靶鉴定与活性筛选;(4)更加体现在合理配伍中有效组分间的集协同、相加、拮抗等药物相互作用特点,突破单纯的多成分多靶点的表面认识,以此为切入点继续开展相关重大课题研究。2.2外调蛋白和金属抑制剂联合用于乳腺癌肺转移的机制从靶点出发的药物研发属于逆向药学范畴。Gupta等发现环氧合酶2(cyclooxygenase2,COX-2)、基质金属蛋白酶-1(matrixmetalloproteinase1,MMP1)、基质金属蛋白酶-2(matrixmetalloproteinase2,MMP2)和外调蛋白(epiregulin)为乳腺癌肺转移所必需,若用药物对这4个靶点进行联合抑制可以有效抑制肿瘤转移。随着各种组学数据的迅速扩增以及合适药靶的不断发现,基于组合靶点药物研发逐渐受到重视。郑越进行了筛选组合基因靶标的中药防治阿尔采末病(AD)研究,筛选出了包括32个基因的拟用于防治AD药物筛选的候选基因群。2.3混合药代动力学影响中药区别于西医单药物治疗的另一方面还体现在中药复杂成分在体内的药代动力学过程的可相互作用性,这势必将影响不同成分各自发挥药理作用的途径与能力。依据药物代谢系统如细胞色素P450(CYP450)酶系、药物转运系统如P-糖蛋白(P-gp)以及药物屏障系统如血脑屏障(BBB)等环节,开展研究混合药代动力学影响导致不同组分因其生物利用度、血药浓度以及组织分布浓度变化而使整体药理效应发生量或质的变化。如王广基课题组建立了复合中医药特点的中药体内外药效物质组生物/化学集成表征新方法,并在此基础上成功解释了中药方剂中的不同成分间的在药代动力学上的协同、竞争等相互作用效应。3有利于国内对中药复方的研究中医药方证对应的复杂体系,以整体性与系统性为核心特征的中医药已经带动了补充和替代医学(ComplementaryandAlternativeMedicine,CAM)临床实践的快速发展,更有利于全世界对中医药的认识和理解。同时提示针对疾病的某些症候,设计基于机制(作用靶