1.南京恒生制药有限公司 江苏南京 210000；2.芜湖先声中人药业有限公司 安徽芜湖 241080
【摘 要】中药药效物质研究是中药现代化开发应用的基础。随着半仿生提取、代谢组学、生物转化等新方法应用于中药药效物质的研究，中药体内代谢和多成分研究已成为中药药效物质研究的新方向。系统性对中药体内代谢过程进行模拟，并同时对中药中多组分进行分析，建立化学成分与药效学结果相关的统计分析模型，将更加合理、高效的筛选出中药药效物质。
【关键词】中药；药效物质；新方法
Overview of the new methods in effective substances research of Traditional Chinese Medicine
Lu Qin1，Hu Chao-qi2
（1. Nanjing Hencer Pharmaceutical Co.，Ltd，Jiangsu Province，Nanjing city，210000.
2.Wuhu Simcere Sino-implant Pharmaceutical Co Ltd，Anhui Province，Wuhu 241080）
Abstract Effective substances research is the basis for development and utilization of Traditional Chinese Medicine（TCM）modernization.With the application of Semi-bionic Extraction，Metabolomics，Biotransformation in the effective substances research of TCM，metabolism and multi-component study has become the new direction of TCM. It will be more rational and efficient screening effective substances through the metablic simulation，multi-component analysis，chemical composition and pharmacodynamic results related statistical analysis model of TCM.
Key words Traditional Chinese Medicine；Material；New methods
中药是我国的传统药物，是我国传统文化的瑰宝，中药在我国有着悠久的用药历史。随着现代科技的发展，传统的中药已经无法满足目前人们日常用药的需要，因而自从上世纪开始，我国的医药工作者通过不倦的努力，从传统中药中提取出一系列有生物活性的药效物质，如青蒿素等，为中药的发展做出了巨大的贡献。但是由于目前中药的常规研究手段主要还是采取植物化学的“提取——分离——纯化”模式，虽然提取出一些具有生物活性的药效物质，但是大多数的中药还是存在“越纯化，生物活性越低”的研究窘境，同时由于中药中成分过于复杂，单纯采用传统的植物化学研究模式，势必造成药效物质的发现具有盲目性，且付出巨大。因而，近些年来，越来越多的药学工作者开始采取新的研究思路对传统中药进行研究。现就中药药效物质研究的新方法作如下综述。
1 代谢组学在中药药效研究中的应用
代谢组学理论（metabonomics）是上世纪90年代中期由Nicholson首次提出，其主要通过组群指标分析，进行高通量检测和数据处理，研究生物体整体或组织细胞系统的动态代谢变化，特别是对内源代谢、遗传变异、环境变化乃至各种物质进入代谢系统的特征和影响。代谢组学发展至今已有近20年的历史。代谢组学在中药药效研究中的核心思想在于借助现代化检测仪器的联合使用，对生物体的内源性代谢产物（尿液、血液、组织液等）进行定性、定量分析，考察生物体在不同的状态下，代谢产物的变化，并通过生物体在服用中药前后，机体体液组成成分的变化，来证实中药的药效，并通过对代谢指纹图谱的进一步综合分析，确定所服用中药的药效物质/药效物质群。
近些年来，代谢组学在中药研究中得到了较广泛的应用，且取得了一定的成果。Zhao等[1]通过使用UPLC-Q-YOF/MS技术，对沙棘逆转小鼠急性血瘀证所致的代谢紊乱进行研究，研究结果发现，其逆转效果与沙棘剂量呈相关性，逆转过程中涉及到小鼠胆汁酸的生物合成、色氨酸、苯丙氨酸等代谢过程。LI等[2]通过采用UPLC-MS技术，对肾阳虚型大鼠的代谢谱图进行分析发现，淫羊藿可将氢化可的松所致肾阳虚型大鼠的代谢谱图恢复至正常位置。张凤霞，贾振华，戴伟东[3]等通过使用UPLC/MS-IT-YOF技术，研究了中药通心络干预抑郁-动脉粥样硬化大鼠血浆代谢谱，研究发现，抑郁-动脉粥样硬化模型大鼠的脂肪酸的β-氧化、氨基酸代谢、磷脂代谢及胆固醇代谢出现了异常。中药通心络通过对模型大鼠体内的苯丙氨酸、色氨酸代谢及某些胆汁酸的代谢进行调节，从而抑制了大鼠抑郁-动脉粥样硬化的形成。黄欣，龚益飞，王毅，等[4]通过使用代谢组学方法对水飞蓟宾对四氯甲烷致小鼠肝损伤保护作用的研究结果显示，小鼠经四氯化碳肝损伤后，小鼠的氨基酸代谢、脂质代谢及机能代谢均受到不同程度的影响，水飞蓟宾可有效的缓解四氯化碳所造成的小鼠线粒体功能及氨基酸代谢功能紊乱。
代谢组学为广大从事中药研究的科研工作者提供了全新的视角和科研思路，体现了中药研究中体内代谢研究的重要性及代谢组学在整体药效评价及作用机理良好的应用前景。但是代谢组学通常以实验动物为研究对象，实验动物与人的内环境状态及体内酶的种类均存在一定的差异，不能单纯以中药在实验动物体内的代谢情况完全反应在人体内的代谢情况；同时由于中药中部分药效物质在实验动物体内含量较低，代谢组学研究过程中无法对内源性代谢产物进行富集，从而造成大量药效物质未能被有效检出。
2 半仿生提取法在中药研究中应用
上世纪90年代末，我国山东中医药大学的张兆旺教授等[5]首先提出了半仿生提取法（Semi-bionic Extraction Method，SBE），即将中药药料使用一定PH酸水提取，继以一定PH碱水提取，提取液分别滤过、浓缩后制成制剂的一种提取方法。半仿生提取法利用“灰色思维方式”，模拟中药在人体胃肠道内的转运过程，在分析过程中既重视单体成分对制剂的质量影响，同时也注重中药研究中的多成分，多靶点特点。为传统中药的研究开创了新的方法。
惠建国等[6]通过对苦参半仿生提取法与水提法进行比较发现，半仿生提取法特定药效成分的含量及干膏得率均明显优于水提法。张颖等[7]分别使用半仿生提取法、水提法及醇提法对中药左金丸进行提取，并进行了初步的药效学比较发现，左金丸提取液具有一定的抗菌消炎效果，且半仿生提取液优于水提液优于醇提液。于定荣等[8]通过使用三种不同的方法对慈航丹方药进行提取，并进行了提取液对小鼠出血时间和凝血时间的影响发现，半仿生提取液对小鼠出血时间和凝血时间的延长作用最为显著。乔晓莉等[9]通过使用半仿生提取法和水提法进行抗眩晕方药提取，并对提取液中成分进行比较分析发现，半仿生提取液中各指标成分的含量均高于水提液，且半仿生提取液的液相色谱图中多数峰的峰面积均高于水提液。周莹等[10]通过分别使用半仿生提取法、水提法及醇提法对苦参进行提取，并对提取液进行了抗炎、利尿作用研究发现，三种提取苦参提取液均可以显著的产生抗炎、利尿作用，其中半仿生提取液的作用最为明显。
中药半仿生提取法率先采用“灰色思维方式”，模拟中药在人体内的代谢转运过程，同时着重强调了中药“多成分，多靶点的综合作用特点”，为中药的研究利用起到了积极的促进作用。但是半仿生提取法也存在一定的不足，首先，半仿生提取过程中仅对人体内环境中的酸碱度进行模拟，未能加入人体消化道内的相关生物酶，因而无法真正的模拟中药在人体内的代谢转运过程；再者提取温度仍然较为剧烈，中药中一些热不稳定的药效物质在提取过程中易于破坏；同时研究过程中未能针对中药多成分的特点，提供有效的数据分析手段。
3 生物转化技术在中药研究中的应用
生物转化（biotransformation），亦称生物催化（biocatalysis），其主要是通过一外源性的天然或合成的有机化合物为底物，添加至处于生长状态的生物体系或酶体系中，在适宜的条件下进行培养，使得底物与生物体系中的酶发生相互作用，从而产生结构的改变，其转化实质即为酶催化反应。通过对中药原药材/提取物进行生物转化，可以极大的丰富中药活性化合物的结构，并可能从中获得生物活性更优的先导化合物，从而促进中药新药的开发及研究。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
目前，国内外大量的药学工作者采用生物转化技术进行中药研究，已获得大量结构新颖的化合物，其中部分化合物可作为新药研制过程中极为有效的先导化合物。Ye等[11]利用微生物和植物细胞悬浮体系对华蟾毒精、蟾毒灵、脂蟾毒配基、蟾毒它灵进行了生物转化研究，共获得80余个转化产物，其中50余个转化产物为新化合物，并初步的总结了蟾蜍甾烯的细胞毒活性的构效关系。Ma等[12]通过对木香中去氢木香内酯和木香烯内酯进行生物转化研究发现，生物转化为中药大分子物质中双键区域专一性和立体专一性的环氧化、还原及氧环立体专一性的断裂提供了一种良好的方法。辛秀兰等[13]通过使用多型孢毛酶对甘草次酸进行生物转化研究发现，甘草次酸经生物转化后，分离出7种化合物，其中5种为新型化合物，为进一步研究甘草次酸的构效关系提供了基础。李丽等人[14]使用紫微青霉进行了左旋四氢巴马汀的生物转化研究发现，左旋四氢巴马汀经生物转化后得到3种转化产物，同时李丽等人使用紫微青霉进行吴茱萸碱的生物转化研究发现，吴茱萸碱经生物转化后得到了2种化合物，且均为新化合物，并以其作为对照品进行了吴茱萸碱的代谢组学研究。
目前，生物转化应用于中药药效物质研究中仍然处于初始阶段，但是已成为中药药效物质研究中不容忽视的一个研究方法，通过现代分析仪器的联合使用，建立可代替人体内代谢的“生物转化模型”，对于中药人体内代谢及中药药效物质的研究及利用均具有重要的研究意义。
4 仿生提取法在中药研究中的应用
近些年来，国内的一些药学研究工作者，在已有的半仿生提取法基础上，进一步地进行了中药仿生提取的研究。目前，对于中药仿生提取理论尚没有系统的阐述，国内中药仿生提取通常是将中药药料使用一定量的仿生提取溶媒，在温和的提取条件下进行仿生提取，以模拟中药在人体内的消化、吸收、转运过程。
段超，刘娟[15]进行了仿生法提取水蛭素及分离纯化研究，研究发现仿生提取法提取简便可行，采用超滤方法可对水蛭素进行大量分离，有利于产业化发展。丁丽等[16]采用正交实验法对麻黄仿生提取工艺进行了优化筛选，得出了方法稳定、可行的麻黄仿生提取方法。陈新[17-18]分别使用仿生提取法对鹿茸和人参进行了初步的化学研究，研究结果发现，鹿茸经人体消化液处理后，其氨基酸总量及各种氨基酸之间的比例，较之其天然存在状态出现了显著的变化；人参经仿生处理后，其人参总皂苷、人参皂苷Rg1及人参皂苷Re的含量明显高于水体组，且仿生组指纹色谱图中显示有新成分产生。陈新等[1]通过比较仿生提取法和水提法对黄芪的提取效果得出，仿生提取法可有效的提高黄芪药材中黄芪总皂苷的含量，黄芪药材用仿生提取法提取优于水提取法。
中药仿生研究一方面在半仿生提取的基础上加入了人体消化道中所含有的生物酶，且在人体内环境温度条件下进行提取，尽可能的模拟中药在人体内的消化吸收过程，同时较低的提取温度保证了一些热敏成分在提取过程中不会被破坏；另一方面中药仿生研究，可以在实验过程中对仿生提取物进行富集，从而有效的避免了中药中的药效物质因含量过低而无法检测的情况。中药仿生研究虽然在中药的研究开发中具有其独到的优势，但是目前仍然处于研究的初始阶段，尚没有建立较为完善的研究模式，因此该方法还需进一步的发展、完善。
5 总结与展望
中药是我国传统药物，因中药与现代药学中天然药物化学在研究内容上比较接近，因而前期大量的中药研究大都按照植物化学研究模式进行研究，虽然取得了一定的研究成果，但是却忽略了中药是以中医理论及中药临床经验为指导的前提，同时单纯植物化学的研究模式也背理了中药整体作用的模式。近些年来，越来越多的药学科研工作者认识到这些问题，并针对目前中药研究过程中所存在的问题，开展了一系列新研究方法的探索。代谢组学，生物转化，半仿生提取，仿生研究等中药研究领域中的新方法，均体现了中药在人体内的代谢及转化过程，同时借助现代高分辨率的分析仪器，有效的提高了中药中新成分及中药代谢转化过程中的“中间产物”的发现。因此，中药人体代谢转化研究已引起越来越多国内外药学工作者的关注，该项研究结合了中药化学、生物转化、化学计量学及药代动力学等相关内容，涉及到多学科领域的交叉发展，为中药科研工作者提供了新的研究方法及扩宽了中药的研究思路。中药人体内代谢转化研究目前仅处于起步阶段，仍然没有建立系统的人体代谢转化研究模式，但是随着相关学科的发展及人体体外代谢模拟系统技术的不断成熟，中药人体代谢转化研究必将成为中药研究新的研究方向，在中药药效物质的开发及利用等领域中发挥重要的作用。
参考文献：
[1] ZHAO X，ZHANG Y，MENG X，et al. Effect of a traditional Chinese med icine preparation X indisoft capsule on rat model of acute blood stasis：a urinary metabonomics study based on liquid chromatography??mass spec trometry[J]. J Chromatogr B，2008，873（2）：151-158.
[2] LI F，LU X，LIU H，et al. A pharmacometabonomic study on the therapeutic basis and metabolic effects of Epimedium brevicornum Maxim. on hydrocortisone??induced rat using UPLC-MS [J]. Biomed Chrom atogr，2007，21（4）：397-405.
[3] 张凤霞，贾振华，戴伟东，等.中药通心络对抑郁-动脉粥样硬化大鼠干预作用的血浆代谢组学研究[J].中国科学.2010，40（6）：725-732..
[4] 黄欣，龚益飞，王毅，等.代谢组学方法研究水飞蓟宾对四氯化碳致小鼠肝损伤的保护作用[J] . 高等学校化学学报，2008，29（4）：714-719.
[5] 张兆旺，孙秀梅.关于中药制剂现代化的思考[J].中成药，2001，23（11）：843-846.
[6] 惠建国，孙秀梅，张兆旺.苦参半仿生提取法与水提取法的比较[J].山东中医药大学学报.2007.31（3）：245.
[7] 张颖，张兆旺.左金丸方药3种方法提取液的初步药效学比较[J].时珍国医国药，2008，19（10）：2458-2459.
[8] 于定荣，孙秀梅，张兆旺，等.慈航丹方药3种方法提取液对小鼠出血时间和凝血时间的影响[J].时珍国医国药，2011，22（11）：2707-2708.
[9] 乔晓莉，李婉晴，王洪志，等.抗眩晕方药两种方法提取液的成分比较[J].时珍国医国药，2010，21（11）：2856-2857.
[10] 周莹，孙秀梅，张兆旺，等.苦参3种方法提取液抗炎和利尿作用对比研究[J].齐鲁药事，2012，31（7）：375-377.
[11] Ye M，Guo DA．Specific 12B-hydmxylation of cinobufagin by filamentousfongi[J]．Appl EnvironmMicrob，2004，70（6）：3521-3527．
[12] Ma XC，WU LJ，Guo DA．Microbial biotransformation of dehydrecostuslactone by Mucor polymorphosporus[J]．J Asian Nat Prod Res，2006，8（8）：713—718．
[13] Xin XL，Liu YF，Guo DA． Microbial transformation of glycyrrhetinic acid by Mucor polymorphosporus[J]．Planta Med，2006，72（2）：156-161．
[14] Li L，Ye M，Bi KS，et a1．Liquid chromatography tandem lTlass spectrometry for the identification of L-tetrahydropalmatine metabolites in Penicillum janthinellum and rats[J]．Biomed Chromatography，2006，20（1）：95．100．
[15] 段超，刘娟.仿生诱导高效提取水蛭素及分离纯化的研究[J].黑龙江医药科学，2008，31（3）：40-41.
[16] 丁丽，马毅，贺殿.正交试验优选麻黄的新型仿生提取工艺[J].中国药房，2009，20（18）：1392-1394.
[17] 陈新.仿生法提取鹿茸中氨基酸的初步实验研究[J].吉林中医药，2012，32（8）：832-833.
[18] 陈新，胡朝奇，张洪长，等.仿生化提取人参皂苷类成分的初步研究[J].中国药房，2012，25（19）：1752-1754.
[19] 陈新，崔健，关鹏，.等.黄芪仿生化提取法与水提取法的比较研究[J].吉林中医药，2009，29（12）：1085-1086.
第一作者：卢琴，女，执业药师，研究方向：中药有效成分开发和应用。
通讯作者：胡朝奇，男，执业药师/主管药师，研究方向：中药有效成分可发和应用。
论文作者:卢琴1,胡朝奇2▲
论文发表刊物:《兰大学报（医学版）》2018年8期
论文发表时间:2018/11/26
标签：中药论文; 药效论文; 生物论文; 物质论文; 小鼠论文; 成分论文; 提取液论文; 《兰大学报（医学版）》2018年8期论文;