基于“整體觀”探討中藥的研究思維和方法＊

陸 茵，王愛(ài)云，韋忠紅，余蘇云，張偉偉

（1.南京中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院江蘇省中藥藥效與安全性評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 南京 210023；2.南京中醫(yī)藥大學(xué)江蘇省中醫(yī)藥防治腫瘤協(xié)同創(chuàng)新中心 南京 210023）

中醫(yī)和西醫(yī)長(zhǎng)期以來(lái)的爭(zhēng)論歸根究底其實(shí)就是“整體論”與“還原論”之爭(zhēng)?！斑€原論”關(guān)注微觀、不斷細(xì)分科學(xué)對(duì)象如細(xì)胞、分子、基因等。在研究路徑上：認(rèn)為只有通過(guò)認(rèn)知構(gòu)成生命的器官、分子及分子機(jī)制才能揭示生命體的全部屬性，分割或者分解只是一種科學(xué)程式，我們能夠通過(guò)部分來(lái)探究科學(xué)的本質(zhì)?！罢w論”關(guān)注宏觀、交叉融合、整體的特性，認(rèn)為整體具有部分沒(méi)有的屬性，部分只有在整體中才能得到正確理解和認(rèn)識(shí)。對(duì)于一個(gè)整體，不能對(duì)將其分割后的部分進(jìn)行認(rèn)識(shí)和理解?！罢w觀”是中醫(yī)學(xué)的基本特征，“天人合一”是中醫(yī)藥診治疾病的基本思想，兩者相互影響，相互體現(xiàn)。從“整體觀”出發(fā)，對(duì)中藥的研究思維和方法有了一些新的思考：

1 中藥成分結(jié)構(gòu)種類復(fù)雜多樣、契合生物多靶是循天道而為

人體與自然界是密不可分的，人所處自然環(huán)境的變化動(dòng)態(tài)的影響著人體本身，人受到環(huán)境改變的“脅迫”能動(dòng)地適應(yīng)并改造所處自然環(huán)境，維持著正常的生命活動(dòng)。為了適應(yīng)地球約24 小時(shí)的自轉(zhuǎn)周期及四季交迭的節(jié)氣變化，幾乎所有生物都擁有一套自主的內(nèi)在節(jié)律系統(tǒng)以及與之相輔的生物網(wǎng)絡(luò)調(diào)控系統(tǒng)，這種機(jī)體自身整體性和內(nèi)外環(huán)境統(tǒng)一性的思想即中醫(yī)的整體觀。其實(shí)天地萬(wàn)物均是循天道而為，是生物進(jìn)化的結(jié)果。如人體結(jié)構(gòu)機(jī)能為了適應(yīng)環(huán)境變化而進(jìn)化導(dǎo)致機(jī)體生物受體表現(xiàn)出雜泛性，形成對(duì)抗這一改變的復(fù)雜生物網(wǎng)絡(luò)；同樣，植物源中藥為了應(yīng)對(duì)微生物、昆蟲(chóng)等生物脅迫，在植物體內(nèi)合成并分泌功能性小分子物質(zhì)，從而構(gòu)成生物防御系統(tǒng)；此外，為了抵御干旱、低氧、強(qiáng)紫外線、重金屬等非生物脅迫，植物源中藥產(chǎn)生大量結(jié)構(gòu)多樣的次生代謝產(chǎn)物，構(gòu)成化學(xué)防御。因此，植物與人同處天地之間，以天地之氣生，草木之陰陽(yáng)偏盛與人之陰陽(yáng)偏盛本屬同類性質(zhì)的事物，具有某種聯(lián)系，才可相互影響，成為“和諧”的統(tǒng)一體。

中醫(yī)藥治病的原則是“調(diào)和陰陽(yáng)，以平為期”，強(qiáng)調(diào)整體觀念，采用辯證論治的方法，以方劑為載體通過(guò)藥物的偏性調(diào)節(jié)機(jī)體陰陽(yáng)的偏盛與偏衰，進(jìn)行綜合治療。即用“人得天地之全性，草木得天地之偏性”來(lái)詮釋中藥的起效機(jī)制。例如，為了對(duì)抗外界的炎熱和干旱，生長(zhǎng)在炎熱地帶的蘆薈、仙人掌等植物體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生具有清涼滋潤(rùn)特性的物質(zhì)，可抑制人體新陳代謝、減緩臟腑的活動(dòng)，減慢血液循環(huán)等，治療人體機(jī)能亢進(jìn)而引起的熱證。又如高寒地帶的雪蓮、人參等植物體內(nèi)往往會(huì)產(chǎn)生具有溫?zé)崽匦缘奈镔|(zhì)，用以抵抗所處的寒冷環(huán)境，這類物質(zhì)可用于人體機(jī)能衰退而引起虛寒證；而生長(zhǎng)在極寒山陰處的附子則性味大辛，大熱，有回陽(yáng)救逆，補(bǔ)火助陽(yáng)，散寒止痛的功效。

因此，從植物進(jìn)化和環(huán)境生態(tài)的角度可以看出中藥成分結(jié)構(gòu)多樣、作用復(fù)雜多效是循天道而為之。

2 成分結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣及生物受體的雜泛性決定了中藥的作用方式是融合協(xié)同拮抗的整合調(diào)節(jié)作用

與西藥相比，多數(shù)中藥含有千百種以上的化合物，成分及結(jié)構(gòu)類型多樣復(fù)雜，且生物效應(yīng)溫和。正如約翰·M·巴里在所著《大流感》中提出的“生物系統(tǒng)并非邏輯的產(chǎn)物，而是由不斷進(jìn)化所致，但是進(jìn)化卻是一個(gè)不太講究精準(zhǔn)的過(guò)程。生命個(gè)體并不會(huì)從頭開(kāi)始邏輯上的最佳設(shè)計(jì)來(lái)迎合新環(huán)境，而只在已經(jīng)存在的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定幅度的調(diào)整”[1]。

調(diào)節(jié)機(jī)體的功能狀態(tài)至平衡（調(diào)和）是中藥的基本作用[2]。其中，對(duì)機(jī)體的“雙向調(diào)節(jié)作用”是中藥調(diào)和作用的重要體現(xiàn)。如相同劑量同一給藥方式的桂枝湯可以將機(jī)體異常的功能狀態(tài)調(diào)整趨于正常水平，如能使發(fā)熱者體溫降低、低體溫者體溫升高；通便秘者便、止腹瀉者瀉；調(diào)節(jié)（抑制或增強(qiáng)）免疫功能。桂枝湯的這一系列“雙向調(diào)節(jié)作用”，姜廷良教授利用Wilder J W所提出的“初始值法則”（The Law of Initial Values）予以解釋[3]，認(rèn)為藥物的作用與其所調(diào)節(jié)的反應(yīng)系統(tǒng)的原始水平（初始值）有關(guān)，初始值愈高，對(duì)興奮性刺激藥物的敏感性愈低，對(duì)抑制性刺激藥物的敏感性增強(qiáng)；反之，機(jī)體的初始值愈低，對(duì)興奮性刺激藥物的反應(yīng)高，對(duì)抑制性刺激藥物的反應(yīng)弱。

由上可知，中藥的作用優(yōu)勢(shì)在于各單一藥效的整合調(diào)節(jié)。構(gòu)成中藥的活性成分群按照一定要求配伍組合，通過(guò)多靶點(diǎn)、多途徑融拮抗、協(xié)同于一體發(fā)揮整合藥效表征。

2.1 中藥的作用方式可能表現(xiàn)

2.1.1 單成分多靶調(diào)控多環(huán)節(jié)是中藥的重要作用方式之一

中藥的單一活性成分成分可以作用于調(diào)控機(jī)體相關(guān)生理病理過(guò)程中的多個(gè)環(huán)節(jié)下，從而發(fā)揮整合調(diào)控作用。如姜黃、郁金等中藥中的重要藥效成分—姜黃素，可靶向轉(zhuǎn)錄激活因子3（Signal Transducer and Activator of Transcription，STAT3）[4]、細(xì)胞淋巴瘤基因-2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）[5]、基 質(zhì) 交 感 分 子1（Stromal interaction molecule 1，STIM1）[6]等多個(gè)靶標(biāo)協(xié)同促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡；又如紫杉醇既可作用于微管蛋白（Tubulin），亦 可 作 用 于 拓 撲 異 構(gòu) 酶I（Type I Topoisomerase，Top1），從不同環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)揮抗腫瘤作用[7]。2015 年Jigang Wang 等[8]篩選出青蒿素可直接作用的124 種靶蛋白，其中有33 種蛋白是可能的抗瘧靶標(biāo)，青蒿素可與這些靶蛋白直接結(jié)合，參與寄生蟲(chóng)的多種生物過(guò)程，包括羧酸代謝過(guò)程、細(xì)胞生物胺代謝過(guò)程、核苷代謝過(guò)程和核糖核苷生物合成過(guò)程等，全面闡述了青蒿素對(duì)于不同時(shí)期的瘧原蟲(chóng)都具有殺傷作用的機(jī)制。

這種“一藥多靶”的現(xiàn)象又稱作藥物的雜泛性（Drug promiscuity）[9]。單一成分的化合物可與多個(gè)靶標(biāo)發(fā)生相互作用而引起相同或不同藥理作用。藥物雜泛性的根源是靶蛋白的雜泛性，蛋白雜泛性是指一種蛋白能夠結(jié)合多種配體的性質(zhì)[10]。這種由于雜泛性所產(chǎn)生的作用或許是對(duì)中藥多效的一種重要解釋，并為結(jié)構(gòu)不同的中藥有效成分作用于不同靶標(biāo)協(xié)同起效提供了可能。

2.1.2 多成分協(xié)同增效是中藥重要的作用方式

雖然單成分多靶起效是中藥的重要作用方式之一，但中藥的成分并不單一?！岸喑煞侄喟悬c(diǎn)”是學(xué)術(shù)界對(duì)中藥起效機(jī)制的一種共識(shí)。中藥單一成分效弱，需要多個(gè)成分協(xié)同起效。諸多研究證實(shí)了中藥是通過(guò)多種主要成分作用于多個(gè)環(huán)節(jié)的不同靶點(diǎn)而產(chǎn)生起效的。并提出中藥的化學(xué)組分（藥效物質(zhì)）與生物體（人體）內(nèi)的細(xì)胞、離子通道、酶、受體、基因等分子組成的生物分子“網(wǎng)絡(luò)”相互作用，從而體現(xiàn)了中藥多靶點(diǎn)協(xié)同、拮抗、整合、調(diào)節(jié)的作用特點(diǎn)。以四物湯為例，四物湯中的各味中藥所含成分往往多達(dá)幾十種、上百種，甚至幾千種，起療效的物質(zhì)基礎(chǔ)可以包括小分子化合物（揮發(fā)油、生物堿、黃酮類、皂苷類）及生物大分子（肽、蛋白、糖肽及多糖等）。四物湯的補(bǔ)血、調(diào)經(jīng)作用是其最終效應(yīng)，其內(nèi)在機(jī)制是方中的活性物質(zhì)群通過(guò)多靶點(diǎn)、多途徑、多因微效經(jīng)整合發(fā)揮作用的結(jié)果（圖1）。

圖1 四物湯多靶點(diǎn)、多環(huán)節(jié)整合調(diào)節(jié)作用示意圖

然而，我們發(fā)現(xiàn)中藥中還存在進(jìn)入體內(nèi)不代謝、生物利用度低以及血藥濃度低的中藥所含有效成分的量均遠(yuǎn)低于單一活性成分起效所需的必要血藥濃度或靶藥濃度（如黃連中的黃連素[11]、姜黃中的姜黃素[12]、紅花中的羥基紅花黃色素[13]，赤芍中的沒(méi)食子酸丙酯[14]），且大多數(shù)有效成分代謝動(dòng)力學(xué)特征不理想，進(jìn)入特定組織或細(xì)胞的有效成分濃度低；與西藥的靶向制劑相比，這些有效成分與受體的親和力較弱等[1,15]。那么，中藥的微量弱效的活性成分是如何起效的呢？上述單一成分多靶、或者多成分多靶還無(wú)法解釋其作用機(jī)制嗎？這說(shuō)明一定還存在其他更為重要的作用方式。

3 生物靶標(biāo)之間的協(xié)同作用在中藥起效的機(jī)制中發(fā)揮核心作用

我們從中藥黃連的研究得到啟示：中藥黃連中的小檗堿（Berberine，BBR）具有顯著的抑菌作用，2000年P(guān)NAS[16]上的文章數(shù)據(jù)表明，單獨(dú)使用BBR其最低起效濃度為1 μg?mL-1，且其濃度要達(dá)到100 μg?ml-1時(shí)才會(huì)產(chǎn)生比較好的抑菌效果；單獨(dú)使用5′-甲基大風(fēng)子品（5'-methoxyhydnocarpin，5′-MHC）沒(méi)有抑菌效果。但在有5′-MHC存在的情況下，小檗堿的抗菌濃度顯著下降，最低有效濃度變成了0.1 μg·mL-1，而且此時(shí)小檗堿在不到1 μg·mL-1的濃度下就可以達(dá)到顯著的抗菌效果?；贐BR 和5′-MHC 同時(shí)存在的情況下，藥物起效濃度顯著下降、藥效急速倍增的特點(diǎn)，作者推測(cè)小檗堿和5′-MHC的兩個(gè)作用靶點(diǎn)之間產(chǎn)生生物協(xié)同從而使得中藥的效應(yīng)倍增500 倍以上。中藥成分復(fù)雜，作用靶點(diǎn)廣泛，在這些復(fù)雜的作用靶點(diǎn)中，或許就存在著一系列生物遺傳協(xié)同靶點(diǎn)，從而使中藥中的一些成分在微量弱效的情況下也可以發(fā)揮較好的治療效果[17]。

Bryant HE 和Farmer H 課題組證實(shí)了生物靶標(biāo)之間存在遺傳協(xié)同效應(yīng)倍增作用，研究發(fā)現(xiàn)多種模式生物中存在“遺傳協(xié)同致死”（Synthetic Lethality）這一基因?qū)用娴南嗷プ饔枚a(chǎn)生的特定生物現(xiàn)象。主要生物學(xué)表現(xiàn)為單一基因敲除對(duì)原型生物的影響很小，而同步敲除2個(gè)基因可大大增加其致死或致癌的可能性[17-19]。值得注意的是，“遺傳協(xié)同致死”不是兩個(gè)基因之間孤立的相互作用關(guān)系，而是這兩個(gè)基因所在的基因組背景下，在功能上的互作關(guān)系。2009 年P(guān)eter C.Fong 發(fā)表在New England Journal of Medicine 上的文章提供了腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中存在遺傳學(xué)“協(xié)同致死”現(xiàn)象的最早臨床證據(jù)[20,21]。2017 年，Tim Wang 等進(jìn)一步利用基因組CRISPR 篩選技術(shù)，成功繪制出急性髓系白血病上癌基因Ras的遺傳協(xié)同致死互作基因網(wǎng)絡(luò)[22]。這種“共犯關(guān)系”的確定揭示了已知的互作基因群體，也發(fā)現(xiàn)了一些基因之間以前不知道的或未被研究過(guò)的新聯(lián)系[23]。以生物網(wǎng)絡(luò)靶標(biāo)之間的協(xié)同關(guān)系為基礎(chǔ)研究中藥微量弱效成分之間的協(xié)同倍增效應(yīng)，這或許可以進(jìn)一步探索中藥多成分之間，除了存在多成分單靶點(diǎn)的疊加和多成分各個(gè)靶點(diǎn)的協(xié)同以外，是否還存在某種更為重要的靶點(diǎn)與靶點(diǎn)之間協(xié)同作用機(jī)制，從而使得低親和力、微量中藥多成分組合的效應(yīng)級(jí)數(shù)倍增呢？[15]

4 從調(diào)節(jié)腸道菌群穩(wěn)態(tài)角度探討中藥的作用模式為中藥的機(jī)制研究帶來(lái)新的契機(jī)

人體內(nèi)的腸道菌群是一個(gè)復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng)。研究表明，腸道菌群紊亂與多種疾病的發(fā)生密切相關(guān)，涉及消化系統(tǒng)疾病、內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病、精神系統(tǒng)疾病、自身免疫性疾病以及一些感染性疾病[24-29]。因而，那些體內(nèi)生物利用度低中藥活性成分，其發(fā)揮療效作用的方式或許不應(yīng)著眼于是否入血，血藥濃度是否達(dá)到起效的閾濃度？

許多生物利用度低的藥物成分在腸道富集，與腸道內(nèi)的微生物群產(chǎn)生相互作用而發(fā)揮藥效。如二甲雙胍，其源自草藥山羊豆中的山羊豆堿[31]，此前研究認(rèn)為其主要通過(guò)抑制肝糖原輸出發(fā)揮降血糖作用。然而，腸內(nèi)二甲雙胍濃度是其血藥濃度的30-300倍[32]，研究指出二甲雙胍可調(diào)節(jié)乳酸菌，影響腸道吸收葡萄糖的重要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白鈉葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)載體（Sodium-glucose Cotransporter 1，SGLT-1），從而控制血糖水平[33]。又如Zhang X 等[34]發(fā)現(xiàn)口服小檗堿能增加產(chǎn)短鏈脂肪酸（Short-chain Fatty Acids，SCFAs）菌群的相對(duì)豐度，增加腸道中SCFAs 的量，發(fā)揮抑制肥胖和改善胰島素抵抗作用；此外，Zhang Z 等[35]發(fā)現(xiàn)姜黃素能逆轉(zhuǎn)卵巢切除所致的腸道菌群紊亂。最新的研究報(bào)道發(fā)現(xiàn)姜來(lái)源的類外泌體顆粒主要分布在腸道中，其類外泌體中的miRNA 可以影響乳酸桿菌基因的表達(dá)，并可以使腸道產(chǎn)生更多的芳烴受體配體，而芳烴受體在維持腸道的屏障功能減輕結(jié)腸炎過(guò)程中發(fā)揮重要作用[36]。

隨著腸道菌群與疾病之間關(guān)聯(lián)研究的深入，我們有理由相信從調(diào)節(jié)腸道生態(tài)平衡的角度，探討中藥整體調(diào)控機(jī)制應(yīng)該是一個(gè)非常有意義的切入點(diǎn)，或能為中藥研究帶來(lái)新的突破口和新機(jī)制。

5 中藥通過(guò)情志發(fā)揮調(diào)節(jié)作用的方式也不容忽視

天人合一是中醫(yī)藥診治疾病的基本思想，中醫(yī)的“整體觀”把“天、地、人”統(tǒng)一起來(lái)進(jìn)行分析認(rèn)識(shí)，并強(qiáng)調(diào)人所處社會(huì)背景、人文環(huán)境、精神狀態(tài)與人體生命質(zhì)量的協(xié)調(diào)性和統(tǒng)一性，是上升至哲學(xué)的高度來(lái)闡釋人、人體的生理病理以及疾病的發(fā)展規(guī)律的。從達(dá)爾文（情緒也是一種進(jìn)化的產(chǎn)物）到當(dāng)代作家，情緒被賦予不同的定義和分類來(lái)解釋健康或者疾病過(guò)程，情緒是人類響應(yīng)內(nèi)部或外部刺激的一種本能反應(yīng)。壓力會(huì)影響到人的精神狀態(tài)，不良的情緒體驗(yàn)會(huì)經(jīng)由腦腸軸、腦腸肽影響到人的胃腸道功能，甚至誘導(dǎo)一些胃腸道疾病的發(fā)生，如功能性消化不良、腸易激綜合癥、功能性便秘和腹瀉、吞氣癥等[37]。反之，長(zhǎng)期反復(fù)的胃腸道疾病引起軀體的不適，也可以造成人精神狀態(tài)的異常。故而，腸道被認(rèn)為是行為動(dòng)機(jī)和情緒狀態(tài)的重要調(diào)節(jié)器[38]，患有慢性胃腸道疾病的大部分患者或多或少伴有焦慮或抑郁的狀態(tài)。其中，腸道微生物在腸道和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的雙向通信過(guò)程中扮演著重要角色[39,40]。以上情緒與胃腸道的相互影響體現(xiàn)了中醫(yī)臨床的“肝木克土”、“土壅木郁”病因病機(jī)理論。

在人的腸道具有腸肌間神經(jīng)叢構(gòu)成獨(dú)立的神經(jīng)系統(tǒng)，所分泌的神經(jīng)遞質(zhì)同時(shí)存在于大腦皮層-神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)。這種神經(jīng)遞質(zhì)是一種肽類激素，故也叫做“腦腸肽”，具有神經(jīng)遞質(zhì)和內(nèi)分泌激素的雙重身份，參與人體的免疫調(diào)節(jié)[41]。構(gòu)成神經(jīng)內(nèi)分泌免疫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)—“腦腸軸”。人體的豐富的腸神經(jīng)易受到情緒的影響，在腦-腸的協(xié)調(diào)作用下，調(diào)控著人體神經(jīng)-精神心理-胃腸道功能的正常工作。如若一方運(yùn)作失常，可誘導(dǎo)另一方的功能異常[42]。梁瑞峰等[43]研究發(fā)現(xiàn)防風(fēng)具有增強(qiáng)痛瀉要方抑制腹瀉型腸易激綜合征（D-IBS）的內(nèi)臟高敏感性和調(diào)節(jié)腦腸軸不同靶點(diǎn)中的腦腸肽的效應(yīng)，痛瀉藥方全方或倍用防風(fēng)后能降低D-IBS 大鼠腸道高敏感性，其機(jī)制可能與參與調(diào)節(jié)腦腸軸不同靶點(diǎn)5-HT，SP，CRH等腦腸肽的含量及表達(dá)有關(guān)。陸敏等[44]研究發(fā)現(xiàn)，腸康方能顯著升高腸易激綜合征（IBS）大鼠腸粘膜和腦組織SERT 表達(dá)水平，是通過(guò)調(diào)控IBS 內(nèi)臟高敏感模型大鼠腦-腸軸中5-羥色胺轉(zhuǎn)運(yùn)體（Serotonin Transporter，SERT）表達(dá)來(lái)治療IBS 的。關(guān)于中藥通過(guò)情志發(fā)揮調(diào)節(jié)作用的研究還比較粗淺，有待今后進(jìn)一步深入探討。

基于以上討論，作者建議應(yīng)該從“整體觀”“系統(tǒng)觀”出發(fā)構(gòu)建“局部”與“整體”相結(jié)合的整合調(diào)節(jié)作用研究體系，并在中醫(yī)藥理論的指導(dǎo)下研究中藥發(fā)揮作用的機(jī)制和方式或許是今后中醫(yī)藥現(xiàn)代化努力發(fā)展的方向。在過(guò)去的二十年，中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究有了重要進(jìn)展，但也遇到了一些瓶頸問(wèn)題，基于還原論建立的評(píng)價(jià)體系和方法存在局限性：體外細(xì)胞分子水平的中藥的活性成分篩選，缺少藥物體內(nèi)代謝的過(guò)程，且不能反映藥物對(duì)機(jī)體的內(nèi)環(huán)境和神經(jīng)體液的調(diào)控作用；遺傳生物學(xué)的手段研究單一化學(xué)成分對(duì)某條信號(hào)分子通路的調(diào)節(jié)作用不能反映中藥多成分并存多成分共同或協(xié)同發(fā)揮作用的特點(diǎn)；利用單一致病因子造模方法制備的人類疾病動(dòng)物模型缺乏中醫(yī)辨證論治的特色，與中藥的臨床應(yīng)用脫節(jié)；當(dāng)前藥理活性指導(dǎo)下的成分分離或者先成分分離再藥理活性篩選的研究思路和方法，隔離了中藥成分之間協(xié)同作戰(zhàn)的作用。

因此，未來(lái)的中醫(yī)藥研究，我們不必拘泥于固有的研究思維模式，另辟蹊徑或許可為中藥新機(jī)制、新理論的研究開(kāi)辟一條新路!