基于多组分多靶点理论和高通量筛选技术的民族药物开发创新思路
作者：刘庆山，张梓倩，段云霞，崔箭
【摘要】 结合新药创制的时代背景，介绍了我国方剂药效组分的研究进展，总结了我国中药复方的研究方法与技术手段，提出以多组分多靶点的整合调节思想为指导，运用组分快速制备技术和高通量筛选技术，攻克民族药大复方研究的难题，以期从中筛选到具有自主知识产权的创新民族药物。
【关键词】 民族药物； 方剂； 有效成分组； 高通量药物筛选
方剂是我国传统医学用药的主要形式，历经千年的临床实践，拥有完整的理论体系，是我国医药学的优势所在。随着近年来对传统医药研究的深入，我国的中医药研究者开始把重点转向对传统方剂的研究。同时，为走出医药事业面临的困境，我国启动了“重大新药创制”科技重大专项。以传统方剂资源为突破口，研制拥有自主知识产权的创新药物，推动我国传统医药的现代化、国际化是振兴我国医药产业的必由之路。在此背景下，我国的中药研究已全面而深入地展开，与此相比，少数民族药物（简称民族药物）研究却尚处于起步阶段，相对落后。民族医药是我国传统医学的重要组成部分，借助中医药研究的大平台，运用高新技术及时展开对民族医药资源宝库的发掘，改变其落后状态，发挥其独特优势，将成为我国医药产业原始性创新的重要源泉。从民族传统方剂中提炼出疗效突出、靶点明确、安全高效、稳定可控、具有民族特色的现代复方药物意义重大。本文在总结中药复方研究模式的基础上，针对民族药大复方物质基础与作用机理更加复杂的特点与难点，试图寻找适合于民族创新药物基础性研究的新方法。
1 中药方剂研究理论的进展
随着研究者对生命科学认识的不断深入，出现于20世纪80年代的“复杂性科学”为中医药复杂性研究提供了有力的现代理论支持［1，2］。在此理论的指导下，我国的中药研究者在973项目“方剂关键问题的基础研究”中正式提出了“方剂在病证结合、方证对应、理法方药一致的条件下，通过多组分作用在多靶点，融拮抗、补充、调节整合多种功效而起到治疗作用”的总体假说［3］。以此假说为前提，我国的多家研究机构开始了研制现代中药的理论探索。
2002年，杜冠华［4］提出了“有效成分组学”的概念。有效成分组是指中药复方中含有的所有与该复方临床应用目的密切相关的药理活性成分，即复方中含有的全部有效成分，是复方发挥临床疗效的物质基础。此概念是一个相对抽象的理想化的概念，是物质基础与作用机理研究的理论指导与目标，依靠当前的科学技术手段，对于一个复方的研究，我们只能越来越接近此目标，但并不能完全搞清楚。将中药复方中与治疗作用无关的毒性成分、附加活性成分、无活性成分等去除，保留其有效成分组，去粗取精，逐步优化重组，即可制成剂量小、疗效高、容易质控的新型精简方剂。在此理论的指导下，王月华等［5］对传统方剂小续命汤的改进做了探索性研究。
2003年，石任兵等［6］提出了与此相似的“有效部位（群）”和“有效成分（群）”的概念，指出应以有效部位或有效成分配伍为基础，进行制备工艺、质量控制方法、药理和毒理研究，完成中药复方创新药物的基础性研究。并以此为指导，对银翘散、苦参汤、黄连解毒汤等进行了深入研究。
2005年，张伯礼院士等［3］提出了“组分配伍”的概念。组分配伍是以中医学理论为基础，以复杂性科学思想为指导，以临床有效的名优中药二次开发为切入点，遵循传统方剂的配伍理论与原则，在基本搞清方剂药效物质和作用机理的基础上，以组效关系为基础，优化设计，针对临床适应病证筛选有效的中药处方［7］。以组分配伍为指导，张伯礼院士课题组对复方丹参方的药效物质及作用机理进行了深入研究［8］。梁鑫淼课题组［9］进一步提出了“组分中药”的研究模式，即以组分为切入点，以标准组分替代中药材(饮片)，以组分配伍替代饮片配伍的现代中药创制模式。继而又提出了“本草物质组计划”的构想，旨在全面解析中药物质组成、结构和功能，构建本草物质资源库，阐述中药的多组分多靶点整体调节机制，建立我国完整的中药知识产权保护体系，为可持续、高效的重大创新中药研究和产业化提供技术与资源支撑［10］。
总结以上各家学说，其核心问题在于：在不失传统复方本来面目的前提下，如何对中药复方的物质基础和作用机制进行系统认识与全面阐述，从而为药效物质基本明确、稳定可控打下基础。针对上述内容，学者们采取了不同的研究策略。
2 中药方剂药效物质基础研究进展
2.1 组分库的建立复方所含化学成分极为复杂，其特点是分子量范围广、极性差异大、结构种类多、含量相差悬殊。如何从如此复杂的体系中快速、系统、可重复地分离获取以化学结构特点为导向的各种组分以及纯化合物是当前中药物质基础研究的重要内容。
石任兵等［6］采用大孔吸附树脂富集中药复方的有效部位群，采用色谱技术进行分离制备，应用光谱质谱等鉴定了一系列化合物的结构，得到了一系列有效组分，并对方剂中的成分变化、归属、药物配伍对成分溶出度的影响等进行了深入研究。范妙璇等［11］也采取了类似的方法对中药复方、中药药对的配伍进行了研究。
王月华等［5，12］采用化繁为简的方法，应用快速分离制备色谱技术对复方提取物进行划段分离，把复杂的复方组分分割成一到两百段较小的单元，有利于降低研究目标的复杂性。
有学者［13～16］致力于标准组分库的构建，将此项研究进行得更为系统、深入。他们将标准组分定义为具有一定可重复获取的中药部位，并将其划分为多个层次：提取组分、溶剂分配组分、大孔树脂组分即类组分、同系组分、标准品即单一化合物，各层次组分的复杂性依次下降。同时，依靠中药标准组分系统分离制备技术平台，针对中药水煮汤服的特点，采用水提、醇提和挥发油提取法，制备提取组分；以提取组分为基础，依照中药化合物分子极性之间的差异，采用溶剂分配法制备分配组分；再以分配组分为基础，依照化合物种类的不同（如黄酮类、皂苷类等），采用大孔树脂法制备类组分；采用组合分子印迹技术［17］从类组分中分离制备结构类似的同系组分；采用多模式、多柱色谱的高效液相色谱制备技术［18］，从以上所得组分中制备单一化合物。同时提出：针对复方中的强极性组分和微量组分既可能成为重要的药效成分、又是分离的难点［19］，构想发展超滤膜技术，并以多糖、蛋白质、肽等大分子化合物为功能基团发展硅胶基质的亲水性色谱技术，用以分离强极性化合物；同时采用差异化富集技术分离制备微量组分。对所有制备组分采用指纹图谱进行质量控制，采用多种色谱、光谱、质谱等进行系统化学表征。在以上理论框架的指导下，张岩等［20］对单味药材葛根进行了快速分离制备，获取了一系列组分，对组分库的构建进行了尝试。
2.2 药效组分的筛选建立符合方剂临床适应症与制方原理的筛选模型，从数量庞大的方剂组分库中筛选出真正发挥疗效的有效成分群(组)，确立有效成分群(组)作用于机体的靶点网络，是对科研工作者的极大挑战。
石任兵等强调将中药复方视为一个有机整体，建立与复方疗效一致、目标明确、重点突出的多指标活性筛选体系，物质分离与活性筛选同步进行，从整体、器官、细胞三个方面对银翘散进行整方筛选，获得了抗流感病毒的有效成分群。
张伯礼等［3］提出将整体、器官、细胞和分子四个药理水平相结合，对组分进行多层次、多方位的系统评价，建立了多种中药活性评价动物模型的SOP，创建了多种动物模型，构建了防治心脑血管疾病药物的生物活性筛选和评价平台。