系統(tǒng)生物學(xué)在經(jīng)方配伍規(guī)律研究中的運(yùn)用

林 飛，王 階，2*

(1.湖北中醫(yī)藥大學(xué)，湖北武漢 430061;2.中國中醫(yī)科學(xué)院廣安門醫(yī)院，北京 100053)

經(jīng)方是漢代以前經(jīng)典醫(yī)藥著作中記載的方劑，《傷寒雜病論》中的方劑，以其言簡意賅、法度嚴(yán)密作為經(jīng)方代表，力專效宏則是經(jīng)方生命力核心關(guān)鍵所在。經(jīng)方組分配伍規(guī)律也一直以來作為眾醫(yī)家和研究者聚焦的靶點(diǎn)，以方證對應(yīng)為核心在病證結(jié)合的基礎(chǔ)上剖析經(jīng)方組分配伍規(guī)律，對探析經(jīng)方高效組合作用機(jī)制、提高臨床療效以及新藥研發(fā)有重要的意義。關(guān)于經(jīng)方的現(xiàn)代研究方法主要有:化學(xué)成分研究、藥理研究 (拆方研究、配比研究、藥對研究)、血清藥理學(xué)研究、有效成分配伍研究、體內(nèi)化學(xué)成分及藥物動力學(xué)研究、數(shù)學(xué)量化研究等等［1］。研究方法較多且分工越來越精細(xì)，甚至出現(xiàn)所謂的“破碎化”現(xiàn)象，但是經(jīng)方組分配伍規(guī)律的內(nèi)在機(jī)制，卻仍需進(jìn)一步深入探究。

1 系統(tǒng)生物學(xué)與整體觀念

1.1 系統(tǒng)生物學(xué)與方劑 系統(tǒng)生物學(xué)是在細(xì)胞、組織、器官和生物體整體水平上研究結(jié)構(gòu)和功能各異的生物分子及其相互作用，并通過計(jì)算生物學(xué)來定量闡明和預(yù)測生物功能、表型和行為。主要包括:基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、相互作用組學(xué)以及表型組學(xué)等［2］。目標(biāo)是利用計(jì)算模型，定向定量描述完整的機(jī)體對環(huán)境干擾所起反應(yīng)，預(yù)測“組件到組件”關(guān)系的功能性結(jié)果［3］。

方劑是辨證、辨病，在確定立法的基礎(chǔ)上，根據(jù)組方原則和結(jié)構(gòu)，選擇適宜藥物組合而成的藥方和制劑?！端貑枴ぶ琳嬉笳摗费?“主病之為君，佐君之謂臣，應(yīng)臣之謂使”，由此提出君臣佐使的組方原則。以病證結(jié)合為基點(diǎn)，與證候相對應(yīng)，以若干藥物配伍而成，是實(shí)施與體現(xiàn)治法的方式與手段。方劑的配伍規(guī)律和配伍變化決定著臨床療效，主要為①方劑配伍規(guī)律和配伍變化決定中藥的不同功效;②藥物功效與物質(zhì)基礎(chǔ)關(guān)系密切;③配伍規(guī)律影響藥物的分離提?。?］。

1.2 系統(tǒng)生物學(xué)、整體觀念的統(tǒng)一性 生物學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)是人類認(rèn)知各種疾病及證候發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)歸的物質(zhì)本質(zhì)，系統(tǒng)生物學(xué)使用的是大通量的生物信息測定和生物信息學(xué)、生物統(tǒng)計(jì)學(xué)相結(jié)合的研究策略，涵蓋了中醫(yī)獨(dú)特理論體系的特點(diǎn)之一整體觀念，即人自身整體觀和天人合一觀。系統(tǒng)生物學(xué)認(rèn)為構(gòu)成生物系統(tǒng)的組分在結(jié)構(gòu)上不可區(qū)分，且相互影響，相互作用，并認(rèn)為各個生物系統(tǒng)構(gòu)成一定的網(wǎng)絡(luò)，這個網(wǎng)絡(luò)縱橫交錯，往來有序，網(wǎng)絡(luò)間的各個信號通過相關(guān)通道有條不紊地、不斷地進(jìn)行多靶點(diǎn)、多組分、多層次的作用與聯(lián)系。系統(tǒng)生物學(xué)更加注重復(fù)雜生命系統(tǒng)中所有成分以及它們之間的動態(tài)關(guān)系，而不是將機(jī)體作為孤立的很多部分，這種整體思想與中醫(yī)證候體系的“整體觀”、“動態(tài)觀”、“辨證觀”等不謀而合［5］。中醫(yī)學(xué)整體觀念認(rèn)為組成機(jī)體的各元素在結(jié)構(gòu)上不可分割，在生理上相互聯(lián)系、制約，在病理上相互影響，又強(qiáng)調(diào)人與自然環(huán)境和社會環(huán)境相統(tǒng)一。人體的局部與整體是辨證的統(tǒng)一，人體的每個相對獨(dú)立部分，都寓藏著整個機(jī)體的生命信息，如“寸口脈象能反應(yīng)出整個機(jī)體的狀況”。人體某一局部的病理變化，也往往蘊(yùn)涵著全身臟腑氣血陰陽盛衰的整體信息。而在整體觀念指導(dǎo)下確定的治療原則也有效地指導(dǎo)著臨床用藥:“從陰引陽，從陽引陰”，“病在上者下取之，病在下者上取之”(《靈樞·終始》)等等以及根據(jù)自然氣候地理環(huán)境不同的“三因制宜”。

1.3 各組學(xué)的在經(jīng)方配伍規(guī)律中的主要作用 系統(tǒng)生物學(xué)是建立在傳統(tǒng)生物學(xué)基礎(chǔ)上，結(jié)合了系統(tǒng)科學(xué)的思維模式，運(yùn)用以“組學(xué)分析，整體構(gòu)建，宏-微觀相結(jié)合”為特征的系統(tǒng)論［6］。部分學(xué)者認(rèn)為系統(tǒng)生物學(xué)通過建立詳盡的細(xì)胞模型，通過對多級信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和分子間的復(fù)雜作用能夠系統(tǒng)地深層次地理解以機(jī)制為基礎(chǔ)的藥物發(fā)現(xiàn)，有助于鑒別補(bǔ)償藥物的效果并預(yù)測系統(tǒng)副作用的反饋機(jī)制，甚至能夠用多重藥物把機(jī)能失調(diào)的細(xì)胞引向正常的狀態(tài)而產(chǎn)生的副作用最少［7］。

目前藥物基因組學(xué)、藥物轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等方法參與已在經(jīng)方配伍規(guī)律研究中起到重要的作用，通過藥物對整體、組織、細(xì)胞以及基因的反映，進(jìn)行綜合系統(tǒng)性的分析，用現(xiàn)代科學(xué)系統(tǒng)闡明經(jīng)方組方配伍的科學(xué)性。分述如下:藥物基因組學(xué)主要研究個體遺傳變異對藥物應(yīng)答的影響，包括研究影響藥物的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝、消除以及藥物靶分子等基因在不同群體和個體中的差異特性，研究這些差異與藥物效應(yīng)或毒副作用之間的相關(guān)性及其發(fā)生機(jī)制［8］。藥物轉(zhuǎn)錄組學(xué)是研究整體水平上細(xì)胞中基因轉(zhuǎn)錄的情況及轉(zhuǎn)錄調(diào)控規(guī)律，主要研究內(nèi)容是針對不同的環(huán)境條件變化下，基因表達(dá)方式的特征［8］。蛋白質(zhì)組學(xué)是采用大規(guī)模、高通量、高頻率的技術(shù)手段研究蛋白質(zhì)的特征，包括蛋白質(zhì)的組成、表達(dá)水平、翻譯后的修飾、蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用等，整體上研究基因組所表達(dá)的所用蛋白質(zhì)在不同時間與空間的表達(dá)譜，全景式地揭示生命活動的本質(zhì)［8］。據(jù)報(bào)道學(xué)者運(yùn)用系統(tǒng)生物學(xué)研究模式對中藥復(fù)方雙龍方進(jìn)行了研究，應(yīng)用比較蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定了13個差異表達(dá)蛋白;利用基因芯片技術(shù)，篩查出了Cfb、Nfi13、Arntl和Nppa等9個基因，可能是治療心肌梗死中藥共同的靶基因。系統(tǒng)地從蛋白組學(xué)和基因組學(xué)的角度研究雙龍方治療心肌梗死的作用機(jī)理和藥效分子基礎(chǔ)［9］。代謝組學(xué)通過對生物體液和組織中的代謝物進(jìn)行動態(tài)檢測和分類以定性、定量，將代謝信息與機(jī)體病理生理過程中生物學(xué)事件關(guān)聯(lián)起來，監(jiān)測活細(xì)胞中的化學(xué)變化［10］。如柳長風(fēng)等運(yùn)用代謝組學(xué)研究對黃連解毒湯配伍規(guī)律進(jìn)行了深入研究，通過實(shí)驗(yàn)組對熱病證候的整體代謝和生物標(biāo)志物的干預(yù)作用，結(jié)果顯示黃連解毒湯全方作用最好，黃連-黃芩-黃柏次之，黃連作用第三，黃連-黃芩的干預(yù)作用最弱［11］。

因此，將藥物研究與系統(tǒng)生物學(xué)結(jié)合，在各種調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的背景中研究多個基因 (靶點(diǎn))之間的聯(lián)系與作用，有可能系統(tǒng)地預(yù)測和解釋藥物的作用，發(fā)現(xiàn)影響藥物有效性和安全性的因素，從而產(chǎn)生新的治療復(fù)雜疾病的策略［12］。

2 系統(tǒng)生物學(xué)與經(jīng)方組分配伍規(guī)律

2.1 經(jīng)方組分配伍規(guī)律研究 如何利用系統(tǒng)生物學(xué)進(jìn)行組分配伍規(guī)律研究?例如:《傷寒論》中由桂枝、白芍、炙甘草、生姜、大棗組成的桂枝湯配伍縝密、功效卓著為群方之首?，F(xiàn)代對“桂枝湯”及其類方的臨床應(yīng)用以及各組分的化學(xué)成分做了較多研究。其中桂枝主要含有反式桂皮酸、花旗松素、原兒茶酸、反式-鄰羥基桂皮酸等［13］。白芍主要含單萜及其苷類、三萜類、黃酮及其苷類、鞣質(zhì)化合物、多糖類、揮發(fā)油等［14］。甘草主要含黃酮類、三萜類、皂苷類衍生物及甘草多糖等［15］。桂枝湯具有多組分、多靶點(diǎn)的特點(diǎn)，關(guān)于組成桂枝湯的各要素即桂枝、白芍、甘草等有效成分的化學(xué)成分均已知曉，但是各組分融合在一起，被機(jī)體吸收、分布、代謝和排泄后產(chǎn)生了什么變化，這些變化對機(jī)體的影響如何?規(guī)律如何?機(jī)體在服用桂枝湯及其桂枝湯類方之后桂枝湯及各組分之間的細(xì)胞、組織和器官等生物分子之間的發(fā)生了哪些改變?基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組及代謝組等演變規(guī)律如何?即系統(tǒng)生物學(xué)意義下的組分配伍規(guī)律等方面的問題還無從知曉。

2.2 整合研究 運(yùn)用系統(tǒng)生物學(xué)方法分別分析桂枝湯、桂枝湯類方及配伍高頻藥物經(jīng)過機(jī)體吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝及消除后的細(xì)胞信號傳導(dǎo)、基因調(diào)控網(wǎng)路及代謝物質(zhì)變化等。假設(shè)以病證結(jié)合為基點(diǎn)，以方證對應(yīng)為核心，采用系統(tǒng)生物學(xué)研究桂枝湯及其類方被機(jī)體吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝、消除后的化學(xué)成分對體內(nèi)基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)的反應(yīng)，該反應(yīng)是多靶點(diǎn)、多層次的單個或相關(guān)性反應(yīng)，將結(jié)果用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、綜合并判斷其作用與系統(tǒng)生物的共性與差異性，從而分析桂枝湯在體內(nèi)代謝的物質(zhì)基礎(chǔ)和分子機(jī)理。

物質(zhì)代謝通過細(xì)胞水平、激素水平和整體水平對機(jī)體進(jìn)行調(diào)節(jié)，藥物的對生物體的調(diào)節(jié)也是如此，因此需要掌握其在體內(nèi)吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝及消除后的物質(zhì)基礎(chǔ)和分子機(jī)制，包括基因相互作用的網(wǎng)絡(luò)和藥物作用的代謝途徑，以及細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞間的作用，借鑒 (基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)、)和現(xiàn)代分析等前沿技術(shù)，系統(tǒng)地研究組分、成方、成方與組分等方劑成方對基因→蛋白質(zhì)→細(xì)胞→組織→生物體的各層次的作用，進(jìn)行系統(tǒng)的“信息整合”，得到一個理想的模式，使其能夠反映出藥物對生物系統(tǒng)的真實(shí)性及全面性。同時對其共性和差異性信息進(jìn)行多層次的研究，進(jìn)一步探索和闡明機(jī)體各物質(zhì)組學(xué)的整體變化的關(guān)聯(lián)性，，這種模式將有助于從現(xiàn)代生物學(xué)角度闡釋經(jīng)方的作用機(jī)制，深入尋找經(jīng)方配伍規(guī)律的研究方法，進(jìn)一步了解經(jīng)方作用于人體的生物學(xué)基礎(chǔ)，從而闡明經(jīng)方組分配伍規(guī)律的科學(xué)內(nèi)涵。

3 整體觀念下的經(jīng)方配伍

經(jīng)研究經(jīng)方配伍規(guī)律基于病證結(jié)合和方證對應(yīng)，涵蓋了中醫(yī)學(xué)中的兩大重要組成——整體觀念和辯證論治。辨證論治是基于整體觀念的思想，根據(jù)主證進(jìn)行調(diào)方遣藥，“方中君臣佐使各司其職、主次分明，酌情配伍”。以上調(diào)方原則是基于機(jī)體整體變化，不同時期根據(jù)辯證，而進(jìn)行施治用藥，通過藥物干預(yù)整體系統(tǒng)性的變化。

“依法選藥，主從有序，輔反成制，方證相合”是方劑的組成原則，《素問·至真要大論》:“主病之謂君，佐君之謂臣，應(yīng)臣之謂使?！薄熬怀级?，制之小也。君二臣三佐五，制之中也。君一臣三佐九，制之大也”，闡明了君臣佐使的配伍規(guī)律。張仲景以《湯液經(jīng)》為基礎(chǔ)，博采眾長，根據(jù)方劑的組成和適應(yīng)證，設(shè)立了傷寒論方證體系。即病下系證，證下系方，方隨證出，辨證論治，理法方藥一體。其配伍嚴(yán)謹(jǐn)、力專效宏、言簡意賅成為經(jīng)方代表。經(jīng)研究《傷寒論》方劑配伍規(guī)律即:依據(jù)疾病進(jìn)退設(shè)方，用藥精細(xì);祛邪為主，設(shè)方與體質(zhì)結(jié)合;方設(shè)君臣佐使，配伍有序;細(xì)辨氣味厚薄，施藥靈便;同氣相投，取得協(xié)同作用;法中有變，用藥剛?cè)嵯酀?jì);細(xì)分病程進(jìn)展，進(jìn)退有序［16］。其組方用藥特點(diǎn)是“有是證用是方”，則針對病機(jī)立方，立方作用機(jī)理呈動態(tài)性，立方講究整體功能性，立方呈靈活性［17］，如桂枝湯、桂枝加葛根湯、桂枝加厚樸杏子湯、桂枝加附子湯、桂枝加桂湯以及桂枝類方等均是基于不同病機(jī)而進(jìn)行加減變化。

方藥中各組分的合理配伍是方證對應(yīng)有效實(shí)施的根本保障。具有治療整體性和復(fù)雜性的方藥，采用動態(tài)調(diào)節(jié)的實(shí)施過程，干預(yù)著人體疾病表現(xiàn)的病證，使機(jī)體處于一個動態(tài)的閾值范圍之內(nèi)。以上闡明經(jīng)方配伍基于系統(tǒng)性的整體變化，選擇藥物、藥量以最佳方式進(jìn)行施治，但是表面上的征象顯示，藥物對疾病進(jìn)行干預(yù)，盡管現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展，中藥對機(jī)體的作用涉及到基因研究，但是藥物對機(jī)體、組織、細(xì)胞、細(xì)胞器、基因的系統(tǒng)性研究需進(jìn)一步深入。

4 結(jié)語

綜上所述，經(jīng)方作為病證結(jié)合—方證對應(yīng)的實(shí)施與體現(xiàn)，它的科學(xué)闡述不僅是探討配伍規(guī)律高效地應(yīng)用臨床，而是深入研究中醫(yī)藥理論發(fā)展現(xiàn)代中醫(yī)藥，使中醫(yī)藥走向世界的必然選擇。系統(tǒng)生物學(xué)是對生物信息的測定和生物信息學(xué)、生物統(tǒng)計(jì)學(xué)相結(jié)合的策略，基于中醫(yī)學(xué)整體觀念思想，以病證結(jié)合、方證對應(yīng)為落腳點(diǎn)，采用系統(tǒng)生物學(xué)基因組學(xué)、蛋白組學(xué)等多種方式，深入研究人體對方劑整體性的多靶點(diǎn)、多層次的反應(yīng)，剖析經(jīng)方配伍各組分經(jīng)機(jī)吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝、消除后的生物學(xué)基礎(chǔ)，進(jìn)而探索和闡明機(jī)體物質(zhì)組學(xué)的整體變化和的配伍規(guī)律。掌握經(jīng)方在體內(nèi)代謝的物質(zhì)基礎(chǔ)和分子機(jī)制，揭示方中君臣佐使的配伍關(guān)系，對其共性和差異性信息進(jìn)行多層次的探討，既能克服中醫(yī)學(xué)的模糊性、不確定性和經(jīng)驗(yàn)性的不足，又進(jìn)一步探索和闡明機(jī)體物質(zhì)組學(xué)的整體變化，從而研究出經(jīng)方各組分的配伍規(guī)律而指導(dǎo)臨床合理用藥，進(jìn)一步促進(jìn)中醫(yī)藥與系統(tǒng)生物學(xué)的協(xié)同發(fā)展，深入挖掘出經(jīng)方配伍規(guī)律的科學(xué)內(nèi)涵。

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