中藥分析辨成分代謝組學(xué)闡方劑

劉江

2011年4月，歐盟《傳統(tǒng)植物藥注冊程序指令》開始實(shí)施，這意味著中國中醫(yī)藥將面臨著在歐盟全面退市的風(fēng)險(xiǎn)。2014年，英國藥品管理局全面禁止中成藥在英國的銷售，將中藥拒之門外。“為什么國外會(huì)對中藥一次次發(fā)難呢？原因就是中藥成分、藥理不明。缺乏科學(xué)性?！崩钪蟹逭f。

為了推動(dòng)中藥走出國門，他正試圖用新方法揭開中藥神秘的面紗。蓄力量建新平臺

“我是從河南農(nóng)村走出來的，家里很窮，父母從小就告訴我，自己的未來只能自己把握，想要走出農(nóng)村，唯一的出路就是學(xué)習(xí)?！蹦菚r(shí)，在李中峰的家鄉(xiāng)，初中生考上大學(xué)的幾率只有1%左右，想通過學(xué)習(xí)改變命運(yùn)并不容易，但是生性好強(qiáng)的他卻成功了。1998年，李中峰考入河南師范大學(xué)化學(xué)專業(yè)，他選擇這所大學(xué)的原因很明確——“學(xué)費(fèi)低，補(bǔ)貼高”。

2002年大學(xué)畢業(yè)后，李中峰來到中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所進(jìn)行碩博連讀，師從裴奉奎研究員。“我當(dāng)時(shí)選擇的是理論性比較強(qiáng)的物理化學(xué)，主要做的是核磁共振研究。我的老師專業(yè)能力很強(qiáng)，他的指導(dǎo)對我的科研之路很有幫助?！?/p>

核磁共振是1952年問世的，目前被廣泛地應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，核磁共振咸像（MRI）檢查因具備所獲信息量大、無輻射等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為醫(yī)院的一種常見的影像檢查方式。為增強(qiáng)核磁共振影像觀察效果，通常會(huì)將一種名為造影劑的化學(xué)制品注入（或服用）到人體組織或器官中。在李中峰博士時(shí)期，造影劑主要是從國外進(jìn)口的，于是他就想要研制出一種國外造影劑的替代品，填補(bǔ)中國造影劑的制造空白。

通過實(shí)驗(yàn)，李中峰發(fā)現(xiàn)夾心型錳雜多配合物弛豫效率，高于或接近于當(dāng)時(shí)臨床常用的造影劑Gd-DTPA，對肝臟和腎臟MRI信號具有良好的增強(qiáng)效果，是比較好的潛在磁共振成像造影劑候選化合物。“除此之外，那時(shí)我還在代謝組學(xué)方向開展了研究學(xué)習(xí)，目前它已經(jīng)成為我的研究重點(diǎn)。”2007年，李中峰博士畢業(yè)，他選擇到視野開闊的北京工作，首都師范大學(xué)化學(xué)系分析測試中心，成為了他人生的一個(gè)新起點(diǎn)。

李中峰走上工作崗位之時(shí)，正值600MHz核磁共振儀器購置結(jié)束，分析測試中心需要進(jìn)行核磁共振實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。于是他埋頭苦干，負(fù)責(zé)起實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)、規(guī)劃和裝修，然后又進(jìn)行了儀器安裝和指標(biāo)調(diào)試。通過電話咨詢和實(shí)地拜訪，李中峰花費(fèi)2到3年時(shí)間去調(diào)研同類型核磁共振儀器的運(yùn)行狀況，結(jié)合自己的科研需求和用戶需求對儀器進(jìn)行功能開發(fā)，初步建立了以核磁共振為主要手段的代謝組學(xué)分析平臺。

“隨著分析測試中心儀器功能劃分建立波譜分析平臺，我于2011年結(jié)合分析測試中心的儀器優(yōu)勢，把LC-MS和GC-MS納入進(jìn)來，建立基于核磁共振和色譜質(zhì)譜聯(lián)用的代謝組學(xué)平臺?！蹦壳?，該平臺已經(jīng)支持多個(gè)國家級課題，并與相關(guān)的高校、醫(yī)院和藥企存在合作。通過該平臺，李中峰將新的研究點(diǎn)放在了中藥上。

白花蛇舌草探究者

2012年，李中峰來到北京中醫(yī)藥大學(xué)做中西醫(yī)結(jié)合博士后研究。在這期間，他承擔(dān)了“基于NMR和UPLC-MS的白花蛇舌草抗腫瘤成分代謝組學(xué)研究”北京市自然科學(xué)基金項(xiàng)目，將研究目標(biāo)對準(zhǔn)白花蛇舌草。

白花蛇舌草為民間常用抗腫瘤藥材，具有清熱解毒，利濕通淋，收斂止血等功效，而目前其臨床劑型僅有注射劑，且該制劑原標(biāo)準(zhǔn)工藝簡陋，沒有明確有效的可控成分范圍，且作用機(jī)理研究成果有限?！拔蚁肜么x組學(xué)方法對白花蛇舌草進(jìn)行深度系統(tǒng)全面的研究，探索其抗腫瘤有效成分或有效部位在體內(nèi)的作用機(jī)理、作用效果，得到其代謝物與藥效的相關(guān)性?！蓖ㄟ^研究，他收獲了諸多成果。

“白花蛇舌草有效部位成分提取和單體結(jié)構(gòu)確認(rèn)是我們的第一項(xiàng)工作?！崩钪蟹鍘ьI(lǐng)團(tuán)隊(duì)首先將白花蛇舌草的有效部位進(jìn)行純化，采用SephadexLH-20凝膠柱對其進(jìn)行分離，得到兩個(gè)單體化合物粗品和一個(gè)含兩個(gè)化合物的混合物，重結(jié)晶得到兩個(gè)單體化合物?！拔覀兝米贤夤庾V、液相色譜、LC-MS和核磁共振，確定白花蛇舌草有效部位提取物中含有四種成分，這個(gè)成果為其現(xiàn)代化提供了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，同時(shí)也是本項(xiàng)目進(jìn)一步的基礎(chǔ)?！崩钪蟹逭f。

緊接著，他用得到的白花蛇舌草有效部位及單體化合物，進(jìn)行抗腫瘤實(shí)驗(yàn)。并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模型組相對照，發(fā)現(xiàn)陽性對照組、有效部位組、甲酯組和山奈酚組都具有明顯的抗腫瘤活性?！白詈?，我們得出白花蛇舌草各組不但具有抗腫瘤效果，而且對免疫系統(tǒng)沒有破壞作用，這為藥物開發(fā)提供抗腫瘤數(shù)據(jù)支持?！?/p>

除此之外，他還采用核磁共振技術(shù)為分析手段，對白花蛇舌草分離純化過程中的化學(xué)成分變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測。進(jìn)一步拓寬了NMR/LC-MS PDS新型分析方法的應(yīng)用范圍；基于UPLC-Q-TOF-MS技術(shù)，對白花蛇舌草抗腫瘤化學(xué)成分大鼠體內(nèi)代謝產(chǎn)物進(jìn)行分析鑒定，為藥物的靶向分析提供基礎(chǔ)，為今后研究白花蛇舌草及環(huán)烯醚萜苷的藥理作用提供了科學(xué)依據(jù)；建立腫瘤模型，通過該模型可以獲得與腫瘤發(fā)展密切相關(guān)的生物標(biāo)志物，實(shí)時(shí)監(jiān)控腫瘤的發(fā)展過程，為建立基于核磁共振代謝組學(xué)的生物體內(nèi)腫瘤動(dòng)態(tài)變化快速診斷與實(shí)時(shí)監(jiān)控，提供重要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

對于白花蛇舌草的研究，李中峰還有進(jìn)一步的“野心”?！叭绻覀兡馨阉膫€(gè)白花蛇舌草成分明確好，并且能將其組合成一種新藥，那將很具醫(yī)學(xué)價(jià)值，而這正是我今后要做的事情?！?/p>

方劑研究新標(biāo)向

方劑的作用機(jī)制和物質(zhì)基礎(chǔ)一直是中醫(yī)藥基礎(chǔ)研究的關(guān)鍵科學(xué)問題，學(xué)術(shù)界充分借鑒了西藥藥理學(xué)和化學(xué)等關(guān)鍵技術(shù)來研究這個(gè)問題，發(fā)現(xiàn)要解決方劑“多靶點(diǎn)、多成分”的起效機(jī)制仍然缺乏方法學(xué)。對此，李中峰指出了一條新路——代謝組學(xué)。

方劑對人體疾病的調(diào)節(jié)是多種成分作用的綜合結(jié)果，這個(gè)過程其實(shí)是一個(gè)“系統(tǒng)”對“系統(tǒng)”、“網(wǎng)絡(luò)”對“網(wǎng)絡(luò)”的相互作用的復(fù)雜過程?！岸x組學(xué)是從整體的，生化表型，來把握生物體的整體功能狀態(tài)，能夠闡明方劑藥效物質(zhì)基礎(chǔ)及作用機(jī)理?！崩钪蟹逭f。

“我們將以臨床治療冠心病氣虛血瘀癥的有效方劑一芪參益氣滴丸為切入點(diǎn)，在系統(tǒng)總結(jié)前面研究成果的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新方劑網(wǎng)絡(luò)藥理的方法學(xué)，研究其治療病證的作用機(jī)制和物質(zhì)基礎(chǔ)的關(guān)鍵科學(xué)問題，為真正實(shí)現(xiàn)中藥的現(xiàn)代化奠定方法學(xué)的基礎(chǔ)?！?/p>

要想把化學(xué)分析工作做好，李中峰認(rèn)為必須要重視學(xué)科交叉?！盎瘜W(xué)分析涉及到統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，合作很重要，沒有一個(gè)科研工作者是全能的。”當(dāng)被問及未來的計(jì)劃時(shí)，李中峰說了兩點(diǎn)，“首先我想要將代謝組學(xué)量化，從而提升藥物研究分析的準(zhǔn)確率；其次我計(jì)劃繼續(xù)博士時(shí)期造影劑的研究?！?