傳承創(chuàng)新，融合發(fā)展，奮力開創(chuàng)中藥研究新局面
——中國(guó)藥科大學(xué)“現(xiàn)代中藥”研究團(tuán)隊(duì)研究思路與方法發(fā)展歷程概述

中醫(yī)藥是我國(guó)具有原創(chuàng)優(yōu)勢(shì)的科技資源，在防治慢性復(fù)雜性疾病中具有獨(dú)特的臨床優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，循證醫(yī)學(xué)研究逐步證實(shí)了若干中藥方劑的臨床療效。面對(duì)慢性多基因復(fù)雜性疾病的挑戰(zhàn)，多藥物聯(lián)合干預(yù)已成為國(guó)際趨勢(shì)，例如固定劑量復(fù)合制劑、二聯(lián)/三聯(lián)/四聯(lián)療法等。中藥是由多成分組成、可實(shí)現(xiàn)多靶標(biāo)干預(yù)的天然范例，其藥效物質(zhì)組成規(guī)律與作用模式是中藥研究領(lǐng)域乃至中藥行業(yè)的關(guān)鍵科學(xué)問題。

中國(guó)藥科大學(xué)李萍教授領(lǐng)銜的“現(xiàn)代中藥”研究團(tuán)隊(duì)，長(zhǎng)期聚焦“中藥藥效物質(zhì)組成規(guī)律與作用模式”這一核心難點(diǎn)問題，在繼承我國(guó)生藥學(xué)開拓者徐國(guó)鈞院士等前輩科研成果的基礎(chǔ)上，在生藥學(xué)國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科及現(xiàn)代中藥與天然藥物學(xué)江蘇省重中之重學(xué)科（2002年）、現(xiàn)代中藥教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（2003年）、天然藥物活性組分與藥效國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（2011年）、天然藥物活性組分與藥效學(xué)科創(chuàng)新引智基地（2016年）的建設(shè)過(guò)程中逐步發(fā)展。團(tuán)隊(duì)先后入選教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)“符合中醫(yī)藥特點(diǎn)的中藥復(fù)雜體系藥效物質(zhì)基礎(chǔ)與質(zhì)量控制研究”（2008年）、國(guó)家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新研究群體“中藥活性成分群發(fā)現(xiàn)與作用機(jī)理”（2015 年）、全國(guó)高校黃大年式教師團(tuán)隊(duì)（2022年），若干青年骨干也成長(zhǎng)為學(xué)科建設(shè)和中藥研究的中堅(jiān)力量。

經(jīng)過(guò)20余年的建設(shè)與發(fā)展，團(tuán)隊(duì)在中藥藥效物質(zhì)組成規(guī)律、中藥多成分整合作用模式與靶標(biāo)、中藥質(zhì)量國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)體系構(gòu)建與制定、“中藥智慧云”信息平臺(tái)建設(shè)等領(lǐng)域開展了創(chuàng)新性研究。團(tuán)隊(duì)先后承擔(dān)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃中醫(yī)藥現(xiàn)代化專項(xiàng)、重大新藥創(chuàng)制專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家杰青基金、國(guó)家優(yōu)青基金等。研究成果發(fā)表在Circulation、J Am Coll Cardiol、Eur Heart J、Nat Commun、Diabetologia、Autophagy、Cell Death Differ、

Acta Pharm Sin B、Cell Rep、Antioxid Redox Sign、Nat Prod Rep、Green Chem、New Phytologist、Anal Chem、Chem Commun、Anal Chim Acta、Talanta、J Chromatogr A 等期刊上[1-25]；獲授權(quán)發(fā)明專利40余項(xiàng)；主編出版《生藥學(xué)》、《中藥分析學(xué)》、《現(xiàn)代生藥學(xué)》等教材、著作。研究成果獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1 項(xiàng)、教育部自然科學(xué)一等獎(jiǎng)2 項(xiàng)、吳階平醫(yī)學(xué)研究獎(jiǎng)和保羅楊森藥學(xué)研究獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、中國(guó)青年科技獎(jiǎng)2項(xiàng)、霍英東高等院校青年教師獎(jiǎng)4項(xiàng)。

一、學(xué)術(shù)思想——中藥“等效成分群”研究理論

中藥方劑是以中醫(yī)理論為指導(dǎo)，按照“君臣佐使”組方原則，將適宜的藥味通過(guò)特定的配伍比例組合而成。它是中醫(yī)辨證論治理論的具體體現(xiàn)，代表了中醫(yī)藥學(xué)的精髓，是中醫(yī)防病治病最重要的物質(zhì)手段。眾所周知，中藥方劑化學(xué)組成及固定配比是其發(fā)揮臨床療效的物質(zhì)基礎(chǔ),但其是多成分復(fù)雜體系，整體藥效表征不是單一成分藥效的簡(jiǎn)單加合，而是存在著成分間多層次、多環(huán)節(jié)的協(xié)同作用。李萍教授及其團(tuán)隊(duì)立足于中醫(yī)藥整體觀理念，歷經(jīng)“生物捕集/化學(xué)在線鑒定”、“化學(xué)成分缺失/捕獲-譜效表征”、“等效反饋篩選”遞進(jìn)式發(fā)展，經(jīng)過(guò)多個(gè)中藥復(fù)方的研究確證，創(chuàng)新性提出中藥“等效成分群”研究理論（圖1），即“中藥方劑雖然含有眾多成分，但是針對(duì)特定的功效或藥效而言，并不是所有成分都起效，存在一組數(shù)目有限、結(jié)構(gòu)明確、含量固定、且能發(fā)揮與原中藥（方劑）等同藥效的成分組合，稱之為等效成分群（Bioactive Equivalent Combinatorial Components，BECCs），它們交互作用于疾病發(fā)生發(fā)展過(guò)程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、靶標(biāo)或通路，發(fā)揮整體調(diào)節(jié)作用。

圖1 中藥等效成分群研究理論

在該理論的指導(dǎo)下，團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)創(chuàng)建了從等效成分群“發(fā)現(xiàn)確證”、“整合作用機(jī)制”到“質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化”、創(chuàng)新藥物研發(fā)的方法學(xué)與關(guān)鍵技術(shù)體系，形成了一種能詮釋中藥“精華”與“內(nèi)涵”的新研究范式?！暗刃С煞秩骸毖芯坷碚撽P(guān)注中藥方劑“多成分含量配比及其相互作用”，充分考慮方劑整體中敲除成分組合（等效成分群）及其剩余部分對(duì)整體藥效的貢獻(xiàn)，通過(guò)正反驗(yàn)證，最大程度還原“成分群”在“中藥方劑整體”中的“原始狀態(tài)”。理論與技術(shù)在復(fù)方丹參方等多個(gè)中藥制劑中實(shí)踐應(yīng)用，并轉(zhuǎn)化應(yīng)用于中藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定、中成藥大品種升級(jí)改造與知識(shí)產(chǎn)權(quán)提升、創(chuàng)新藥物研發(fā)、經(jīng)典名方開發(fā)等，為人民用上“藥效物質(zhì)清楚、作用機(jī)理明確”的中藥提供理論與技術(shù)支撐。

二、主要研究領(lǐng)域

1.中藥藥效物質(zhì)組成規(guī)律研究

從中藥方劑中發(fā)現(xiàn)等效成分群，面臨的第一個(gè)難題是如何最大限度解析中藥所含有的復(fù)雜成分以及其生物體內(nèi)經(jīng)過(guò)復(fù)雜代謝轉(zhuǎn)化后所存在的物質(zhì)形式？針對(duì)中藥化學(xué)成分復(fù)雜、代謝形式多樣、基質(zhì)背景干擾等研究難點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)發(fā)展基于多維色譜/質(zhì)譜分析的中藥復(fù)雜成分群快速定性定量分析方法體系。例如建立的“分子網(wǎng)絡(luò)/數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)”等研究方法，將無(wú)序復(fù)雜質(zhì)譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成有序成分網(wǎng)絡(luò)，提高了中藥復(fù)雜未知成分的解析效率與準(zhǔn)確率；建立的化學(xué)物質(zhì)組/代謝組關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)分析等研究方法，可快速辨識(shí)中藥在生物體內(nèi)代謝產(chǎn)物。

在中藥體內(nèi)、外眾多成分中，哪些成分是起效成分（群）？開展了技術(shù)方法的探索研究。例如創(chuàng)建的“候選等效成分群發(fā)現(xiàn)-成分群定向制備-藥效等效性評(píng)估”等效反饋篩選關(guān)鍵技術(shù)體系（圖2），實(shí)現(xiàn)復(fù)方中具有固定含量比例的藥效物質(zhì)整體發(fā)現(xiàn)，使“說(shuō)不清、道不明”的中藥方劑復(fù)雜體系轉(zhuǎn)化為可以追蹤研究的成分組合，為中藥方劑研究提供一種保持方劑特色與優(yōu)勢(shì)的新方法。發(fā)展源于中藥復(fù)雜體系的多成分組合篩選方法學(xué)體系，確立了中藥等效成分群的判定標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)學(xué)模型，為揭示中藥藥效物質(zhì)規(guī)律提供新研究范式和共性技術(shù)體系。如創(chuàng)建“多成分/多效應(yīng)協(xié)同”、“成分網(wǎng)絡(luò)/效應(yīng)網(wǎng)絡(luò)橋接”、“多成分組合及組合藥效預(yù)測(cè)軟件”等關(guān)鍵技術(shù)，從方劑中優(yōu)選候選等效成分群；利用“成分缺失/捕獲自動(dòng)化制備”技術(shù)，對(duì)候選等效成分群及其剩余部分進(jìn)行在線定量制備；綜合經(jīng)典藥效指標(biāo)和內(nèi)源物質(zhì)網(wǎng)絡(luò)糾偏，評(píng)估候選等效成分群與原方等效性；若評(píng)估不等效，則返回至候選等效成分群重新篩選，直至評(píng)估等效。如從復(fù)方丹參制劑100余個(gè)成分中，發(fā)現(xiàn)18個(gè)成分（10個(gè)丹酚酸類、4個(gè)皂苷類和4 個(gè)丹參酮類）在大鼠心肌缺血再灌注和心肌梗死等模型藥效指標(biāo)上均與原方藥效相當(dāng)，而原方中缺失該18個(gè)成分的剩余部分則藥效很弱。

圖2 中藥“等效成分群“研究策略

2.中藥多成分整合作用模式與靶標(biāo)

闡釋中藥復(fù)方多成分臨床療效產(chǎn)生的基本機(jī)制，是中藥科學(xué)價(jià)值的關(guān)鍵證據(jù)，也是實(shí)現(xiàn)中藥現(xiàn)代化和國(guó)際化需要著力解決的科學(xué)問題。中藥方劑配伍的作用特征是其中的化學(xué)物質(zhì)與生命活動(dòng)的整合調(diào)節(jié)，這種整合調(diào)節(jié)在體內(nèi)的體現(xiàn)，可表現(xiàn)為藥效物質(zhì)作用于多環(huán)節(jié)、多靶點(diǎn)的效應(yīng)累加與協(xié)同；或跨細(xì)胞、器官（組織）的遠(yuǎn)程調(diào)控；或藥效物質(zhì)改變了微環(huán)境進(jìn)而影響靶點(diǎn)(如受體)的生物性能等。在中藥“等效成分群”研究理論的指導(dǎo)下，以“等效成分群”為切入點(diǎn)，以復(fù)方丹參方等為研究載體，探索和證實(shí)了中藥復(fù)方的“代謝穩(wěn)態(tài)失衡糾偏”、“時(shí)序協(xié)同”、“弱效應(yīng)整合”、“遠(yuǎn)程調(diào)控”等多成分整合作用模式（圖3）。

圖3 中藥多成分整合作用模式

例如依托臨床大樣本，繪制中國(guó)人群心血管疾病的血漿代謝紊亂特征譜，聚焦代謝穩(wěn)態(tài)失衡和代謝標(biāo)志物，發(fā)現(xiàn)復(fù)方丹參制劑及其等效成分群長(zhǎng)期給藥心肌缺血大鼠后，可顯著調(diào)控內(nèi)源性小分子代謝，恢復(fù)代謝網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)態(tài)，產(chǎn)生長(zhǎng)效糾偏作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在心肌缺血及再灌注損傷兩個(gè)時(shí)相，序貫應(yīng)用二氫丹參酮I及原兒茶醛，可顯著協(xié)同降低心肌梗死面積、改善心臟功能，而倒序給藥則無(wú)明顯藥效。經(jīng)研究還發(fā)現(xiàn)等效成分群中的酚酸類和丹參酮類成分以低于其單體治療劑量發(fā)揮抗炎活性，且成分間表現(xiàn)為“弱效應(yīng)加和”作用。

3.中藥質(zhì)量國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)體系構(gòu)建與標(biāo)準(zhǔn)制定

中藥現(xiàn)代化與國(guó)際化，標(biāo)準(zhǔn)須先行。中藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是保障中藥臨床用藥安全有效的前提，也關(guān)乎國(guó)際話語(yǔ)權(quán)。中藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包括真實(shí)性、有效性和安全性評(píng)價(jià)。顯微鑒別方法因其有效、便捷在中藥真?zhèn)舞b別中不可替代，為各國(guó)藥典所采用，但實(shí)踐性強(qiáng)，團(tuán)隊(duì)傳承與發(fā)展徐國(guó)鈞院士等老一輩科學(xué)家建立的中藥顯微鑒定優(yōu)勢(shì)，率先開展顯微特征數(shù)字化成像系統(tǒng)研究，將專家經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為顯微特征圖譜，實(shí)現(xiàn)了客觀化、標(biāo)準(zhǔn)化、普及化。李萍教授牽頭主編《中華人民共和國(guó)藥典中藥材顯微鑒別彩色圖鑒》（中英文版，2005），自2011 年以來(lái)負(fù)責(zé)歷版《美國(guó)藥典》DSC 植物藥的顯微鑒定專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，傳承發(fā)展了我國(guó)在顯微鑒定領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先地位。

轉(zhuǎn)化應(yīng)用“等效成分群”研究理念，通過(guò)突破質(zhì)控指標(biāo)與臨床功效直接關(guān)聯(lián)、質(zhì)控方法與檢驗(yàn)效率融合等技術(shù)難題，構(gòu)建了既符合國(guó)際規(guī)范、又能體現(xiàn)中醫(yī)藥特色的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究體系與平臺(tái)。累計(jì)制定《中國(guó)藥典》、《美國(guó)藥典》中藥標(biāo)準(zhǔn)200 余項(xiàng)，并率先向美國(guó)藥典會(huì)提交了一批中藥配方顆粒質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，踐行“中藥標(biāo)準(zhǔn)主導(dǎo)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定”（圖4）。

圖4 中藥質(zhì)量控制體系與技術(shù)平臺(tái)

4.“中藥智慧云”信息平臺(tái)建設(shè)

隨著計(jì)算機(jī)信息科學(xué)與技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、人工智能以及云計(jì)算等計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用迅速滲透到各個(gè)學(xué)科研究領(lǐng)域。同樣，計(jì)算機(jī)信息科學(xué)與中藥學(xué)也逐漸融合（干實(shí)驗(yàn)與濕實(shí)驗(yàn)的融合）。當(dāng)前中藥信息數(shù)字化已初具規(guī)模，但數(shù)據(jù)質(zhì)量、系統(tǒng)性、信息深度挖掘、互聯(lián)互通等都需要進(jìn)一步提升。團(tuán)隊(duì)在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的支持下，聯(lián)合國(guó)內(nèi)多家科研力量，基于實(shí)驗(yàn)研究和文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，構(gòu)建多層次中藥分子標(biāo)識(shí)特征數(shù)據(jù)庫(kù)（包括核酸物質(zhì)、化學(xué)成分、活性、靶標(biāo)等），繼而通過(guò)多元信息融合分析，實(shí)現(xiàn)中藥復(fù)方組方優(yōu)化預(yù)測(cè)、活性組分預(yù)測(cè)、作用靶點(diǎn)預(yù)測(cè)等，創(chuàng)建集“知識(shí)存儲(chǔ)-融合-創(chuàng)新”功能于一體的中國(guó)分子版“中藥智慧云”信息平臺(tái)（圖5）。

圖5 中藥智慧云信息平臺(tái)