組分中藥的配比優(yōu)化方法及應(yīng)用進展

肖純+劉姍姍+向彬+李秀芳

摘要：組分中藥是創(chuàng)新中藥研究的新模式，合理應(yīng)用組分中藥的配比優(yōu)化方法是組分中藥開發(fā)過程中的關(guān)鍵一步，如何更加快捷地獲得中藥組分的最佳配比，是目前組分中藥研究的重點。本文總結(jié)了近10年來組分中藥的配比優(yōu)選方法及在中藥現(xiàn)代化研究中的應(yīng)用進展情況，深入分析了組分中藥的現(xiàn)代內(nèi)涵及意義，以期為組分中藥研究人員進行研究方法的選擇提供參考。

關(guān)鍵詞：組分中藥；配比；方法；應(yīng)用

中圖分類號：R28文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1007-2349（2017）06-0082-03

近年來對中藥及天然藥物的研究，大多采用追蹤分離活性成分的方法[1，2]，獲得的成分越來越多，機制研究也越來越深入。然而，中藥各組分彼此分離后，各組分對復(fù)雜整體藥效的貢獻作用不同，組分間是否存在協(xié)同作用或拮抗作用也不清晰，無法展現(xiàn)中藥的整體思想，也難以反映其整體辨證施治的優(yōu)勢所在[3，4]。越來越多的植物化學(xué)和藥理研究表明，中藥的藥效常常不是由單一的活性成分來發(fā)揮，而是多種活性成分及其綜合效應(yīng)的結(jié)果。例如單味用藥的中藥銀杏，它包含了銀杏黃酮、銀杏萜內(nèi)酯類化合物等多類成分，其發(fā)揮療效是一種整體的有序的協(xié)同作用[5，6]，由此提出了“組分中藥”的概念。組分中藥的出現(xiàn)簡化了中藥的多成分論，為研究中藥復(fù)雜的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)提供了新的思路和方法[7]。隨著中藥研究的不斷發(fā)展，王永炎、張伯禮兩位院士領(lǐng)導(dǎo)申報獲得了我國中醫(yī)藥界第一個973項目“中藥復(fù)方物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機理相關(guān)性基礎(chǔ)研究”，提出并確定了以組分配伍的思路來研究現(xiàn)代化中藥[8]，這種思路突破了原先以臨床經(jīng)驗積累為主的中藥研究的新模式，在近20年的科研工作中得到迅猛發(fā)展。組分中藥的配比優(yōu)化是組分中藥研究的重要內(nèi)容，如何對各個有效成分進行組合、量化以獲得目標(biāo)效應(yīng)上的最佳配伍配比是研究開發(fā)過程中的關(guān)鍵一步。本文對組分中藥的基本概念、配比的優(yōu)化方法及應(yīng)用進行了梳理。

1組分中藥的概念

組分中藥是以臨床療效確切的傳統(tǒng)經(jīng)方為主要研究對象，去除藥材中的無效和有毒成分，保留有效成分，對各類有效組分進行組合構(gòu)成的復(fù)方藥物，其有效性已有大量臨床應(yīng)用背景作為依據(jù)，并且在對有效成分的組合配比篩選過程中，加強了對特定病癥的針對性活性篩選，進一步為組分中藥后續(xù)的藥效學(xué)成藥性及安全性成藥性研究奠定了基礎(chǔ)。與化學(xué)藥物篩選所不同的是，化學(xué)藥物的篩選是以化學(xué)原料為基礎(chǔ)，通過合成、分離提取、化學(xué)修飾等方式處理獲得的候選藥物，因此，組分中藥與化學(xué)藥物的內(nèi)涵不同，層次不同，但它們也有相似之處，尤其是化學(xué)藥物的制劑標(biāo)準(zhǔn)是中醫(yī)藥研究者工作時可以學(xué)習(xí)的地方，由此可見，組分中藥具有現(xiàn)代藥學(xué)的先進性與中醫(yī)藥組分聯(lián)合用藥的傳統(tǒng)性的雙重特點[9]。

組分中藥可來源于單味中藥的有效成分組合，也可從中藥復(fù)方中進行篩選。其中單味中藥研究較多，現(xiàn)階段多采取先分離提取有效成分，再對這些有效成分進行活性篩選，確定有效成分后，對有效成分進行優(yōu)化配比，形成組分中藥。施亞婷等[10]對鮮蒲公英中分離出的3種有效成分（鮮蒲公英多糖、酚酸、黃酮）的組分配比抗乙肝病毒作用進行了研究，結(jié)果顯示3種組分配伍的優(yōu)化組合體外抗乙肝病毒的作用強于其中的單個組分。從復(fù)方中篩選組分中藥是將2種或多種中藥的有效成分提取出來，在中醫(yī)藥理論指導(dǎo)下，將有效組分進行組方并制備成復(fù)方中藥制劑[11]。一般采取多種指標(biāo)對復(fù)方組分中藥的活性進行評估，以全面的反映最佳配比的藥效。王慶國等[12]對清開靈注射液原配方運用拆方-組方的方式，篩選出黃芩苷、梔子苷、膽酸、去氧膽酸4種單體化合物優(yōu)化配比組合后制成精制清開靈注射液，不僅明確特定的適應(yīng)癥，更實現(xiàn)了質(zhì)量可控，同時綜合各組分的藥性研究，在較短時間內(nèi)找到整個組方的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。崔東琦[13]對通脈方中各單味藥的有效成分進行最佳配伍篩選及優(yōu)化，研究配伍前后以及不同配伍比例對體內(nèi)藥動學(xué)的影響，結(jié)果表明最佳配伍效果優(yōu)于原方配伍。

2組分中藥配比優(yōu)化方法及應(yīng)用

2.1正交設(shè)計法正交設(shè)計法[14]是利用正交表來研究和處理多因素試驗的一種優(yōu)化方法。正交表[15]具有均衡分散性、整齊可比性的特點，保證了試驗條件均衡地分散在配合完全的水平組合中，且在各個水平的效果之中，最大限度地排除了其他因素的干擾，因此代表性強，能夠比較全面地反映選優(yōu)區(qū)內(nèi)的基本情況，能最有效地對其進行比較。通過正交設(shè)計，可以估計出因素的主效應(yīng)，有時也能估計出它們的交互效應(yīng)。在進行正交試驗設(shè)計時要盡量多考察因素、水平，通過反復(fù)調(diào)優(yōu)試驗，以獲得最優(yōu)方案。畢蕾等[16]采用正交設(shè)計法優(yōu)選丹參-人參活性組分抗肝癌組合，與傳統(tǒng)丹參-人參藥對配伍比較，具有組分清楚、療效優(yōu)越的特點。這種高效率、快速、經(jīng)濟的正交設(shè)計法是優(yōu)化配比篩選中應(yīng)用最為廣泛的方法，此法適用于因素水平不多，試驗范圍不大的配比篩選[17]。

2.2均勻設(shè)計法均勻設(shè)計法是繼華羅庚教授60年代倡導(dǎo)、普及的優(yōu)選法和在國內(nèi)普及推廣的正交法之后，由我國數(shù)理統(tǒng)計學(xué)者在70年代末建立的數(shù)學(xué)模型，是統(tǒng)計試驗設(shè)計的方法之一。均勻設(shè)計法[18]是對多因素、多水平試驗的設(shè)計方法，其特點是實驗點在試驗范圍內(nèi)均勻散布，進行部分試驗即可基本上反映全面情況的試驗結(jié)果，因此試驗次數(shù)少。按均勻設(shè)計原則，水平數(shù)應(yīng)大于等于因素數(shù)2倍，根據(jù)方劑中中藥的現(xiàn)代藥理研究作用，確定藥效作用較強的中藥和較次的中藥，藥效作用較強的中藥水平數(shù)的設(shè)定可多一些，分析結(jié)果通常要采用回歸分析或逐步回歸的方法，適用于多因素多水平實驗[17]。李紅山等[19]采用均勻設(shè)計法“5因素10水平”設(shè)計實驗，選擇主要篩選指標(biāo)并經(jīng)多元回歸分析組合成分的最佳配比，證實了均勻設(shè)計法在組分中藥配比優(yōu)化研究中具有重要的實際應(yīng)用價值。

2.3因果關(guān)系發(fā)現(xiàn)設(shè)計法“活性追蹤”是目前中藥活性物質(zhì)基礎(chǔ)研究最常用的方法之一，該研究方法僅對藥效活性最強的組分進行分離和篩選，簡化了研究對象，忽視了中藥作用的復(fù)雜性、整體性和系統(tǒng)性特點，所以在研究過程中，會出現(xiàn)“活性丟失”現(xiàn)象，即分離組分純度越高，活性越低等。因果關(guān)系發(fā)現(xiàn)設(shè)計法克服了以上問題。該方法[20]強調(diào)事物發(fā)生的因果關(guān)系，將復(fù)方分離出若干有效成分，對其中的化學(xué)成分進行分析并重新配伍組合，選擇特定的藥效學(xué)指標(biāo)，以各個組合的配比為自變量，藥物作用為因變量，最后通過因果關(guān)系發(fā)現(xiàn)STEPCARD算法，從初始自變量的范圍中找到與因果關(guān)系相鄰的因變量，確定關(guān)鍵的藥效組分并研發(fā)現(xiàn)代中藥。董雁適[21]采用因果關(guān)系發(fā)現(xiàn)設(shè)計法對中藥川芎的化學(xué)成分和藥效數(shù)據(jù)的分析，識別出了一組包括川芎嗪在內(nèi)的有效組分，證明了該方法的可行性。

2.4基線等比增減設(shè)計法基線等比增減設(shè)計法[22]適用于組效關(guān)系明確、中藥小復(fù)方優(yōu)化篩選的設(shè)計。其特征為[23]：A、B 兩種藥物在總量恒定的前提下，以《中國藥典》記載的配比為基線，其間A藥含量以10～30%遞減，B 藥含量以10～30%遞增或者B藥含量以10～30%遞減，A藥含量以10～30%遞增向兩側(cè)擴展，最后擴大到極點，兩側(cè)極點分別為單純A藥和單純B藥。以A、B 兩種藥物若干種配比分組，根據(jù)研究目的以兩藥主要效應(yīng)和次要效應(yīng)為評價指標(biāo)，強化主效應(yīng)，兼顧次效應(yīng)。通過綜合信息分析，可靠性好，信息處理空間大，實驗次數(shù)相對較少。其缺點是適用范圍狹窄，只用于效應(yīng)明確，含有2種藥物（組分）的中藥小復(fù)方。王霜等[24]采用基線等比增減設(shè)計法，以藥典中記載葛根和黃連的比例為基線向兩側(cè)擴展，最后達最大點，從中優(yōu)選出最佳配比，結(jié)果表明最優(yōu)配比抗消渴藥效明確，優(yōu)于單味藥。

2.5ED-NM-MO三聯(lián)法模式ED-NM-MO三聯(lián)法模式[25]即實驗設(shè)計-非線性建模-多目標(biāo)優(yōu)化三聯(lián)法模型，是對中藥復(fù)方組分進行優(yōu)化配比的方法，根據(jù)（ED-NM-MO）三聯(lián)法的優(yōu)化結(jié)果，采用直接選擇法和歸一化加權(quán)選擇法分析，即可提供不同藥效指標(biāo)對應(yīng)下的最優(yōu)解。（ED-NM-MO）三聯(lián)法模式具有非線性擬合能力，能實現(xiàn)多個藥效指標(biāo)的多目標(biāo)優(yōu)化，符合中藥復(fù)方的多靶點整合調(diào)節(jié)作用的特點，適合復(fù)方多飲片、多組分多成分藥物。王睿等[25]運用此法對丹參-三七的配伍進行了優(yōu)化研究，它可根據(jù)藥效指標(biāo)的不同而得到不同的配伍結(jié)果，因此實驗設(shè)計-非線性建模-多目標(biāo)優(yōu)化（ED-NM-MO）三聯(lián)法模式是適合中藥復(fù)方復(fù)雜特征的劑量配比的方法。

2.6Box-Behnken 響應(yīng)曲面設(shè)計法Box-Behnken 響應(yīng)曲面設(shè)計法是通過對實驗數(shù)據(jù)分析并擬合因素和效應(yīng)值之間的函數(shù)關(guān)系，通過回歸方程分析來尋求最優(yōu)值，并能對各效應(yīng)因子間的交互作用關(guān)系進行評價，是解決多變量問題的一種統(tǒng)計方法[26，27]。Box-Behnken 響應(yīng)曲面設(shè)計法具有篩選高效、預(yù)測準(zhǔn)確等優(yōu)勢，適用于組分中藥組方的篩選與優(yōu)化配比。邱玲玲等[28]采用 Box-Behnken 響應(yīng)曲面設(shè)計法，對雙黃連注射液中主要指標(biāo)成分進行抑制流感病毒神經(jīng)氨酸酶活性篩選，預(yù)測組合成分的最佳配比，結(jié)果表明預(yù)測組分最佳配比其NA活性抑制作用強于原處方，說明此法具有可行性和科學(xué)性。

2.7權(quán)重配方法權(quán)重配方法是利用優(yōu)化或者拉丁方設(shè)計和均勻設(shè)計原理，根據(jù)各組分在復(fù)方中的量效關(guān)系，確定其重要程度，并規(guī)范實驗設(shè)計，調(diào)整比例，配伍優(yōu)化，從而建立的數(shù)據(jù)分析法。葛迎利等[29]采用權(quán)重配方法，以多種有效組分配伍進行實驗干預(yù)，得到的最佳配比療效確切，說明運用權(quán)重配方法具有可靠性，適用于多組分、多劑量、多比例的組分中藥配比優(yōu)化研究。

3展望

中藥有效組分優(yōu)化配比與中藥現(xiàn)代化研究的理念相吻合，通過對中藥有效組分優(yōu)化配比的研究，能夠更好的發(fā)揮中藥整體效應(yīng)的特點和優(yōu)勢，也為創(chuàng)新藥物的研究提供了一種新的研究思路。組分中藥配比優(yōu)化設(shè)計研究有多種可被選取的方法，每種方法各有優(yōu)勢，也還存在一些不足，因此，在研究中應(yīng)根據(jù)不同藥物或方劑的特點，結(jié)合研究方法的優(yōu)缺點選擇適宜的研究方法，合理應(yīng)用“組分中藥”配比篩選方法，更快更好的得到最佳配比組合，能大大提高有效組合成分研究的目的性和針對性，增強臨床療效，這將是一種繼承并發(fā)揚中醫(yī)藥理論的創(chuàng)新研究模式，也是中醫(yī)藥現(xiàn)代研究的重要途徑之一，對新藥二次開發(fā)也將產(chǎn)生重要意義。

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