系統(tǒng)中藥學指導下的益母草多維評價研究

摘要 系統(tǒng)中藥學是基于現(xiàn)代中藥學學科的開創(chuàng)者凌一揆教授“大中藥”的思想，是研究中藥復雜系統(tǒng)品種、品質、制藥、藥性、功效、應用等關鍵要素發(fā)生、發(fā)展、變化的科學。本文論述了系統(tǒng)中藥學的科學內涵，報告了在系統(tǒng)中藥學指導下益母草“品質制性效應”的研究實踐。

關鍵詞 系統(tǒng)中藥學;益母草;多維評價;品種;質量;制藥;性效;臨床應用

Abstract Systematic Chinese Materia Medica is based on the thought of “big traditional Chinese Materia Medica” of Professor LING Yikui，the founder of modern Chinese Materia Medica discipline.It is a discipline of the occurrence，development，and changes of the key elements of complex system of Chinese Materia Medica，studying the variety，quality，pharmaceutical production，drug property，efficacy，and application.This paper discusses the scientific connotation of systematic Chinese Materia Medica and reports the research practice of Herba Leonuri under the guidance of systematic Chinese Materia Medica.

Keywords Systematic Chinese Materia Medica; Herba Leonuri; Multidimensional evaluation; Variety; Quality; Pharmaceutical production; Drug property; Clinical application

中藥是一個復雜體系，中藥的生態(tài)環(huán)境和中藥作用的機體也是一個復雜體系，要認識和研究這3個復雜體系，就必須在復雜系統(tǒng)科學理論和方法的指導下，提出新的研究思路，應用新的研究方法，揭示中藥復雜系統(tǒng)的關鍵科學問題。因此，本文擬進一步闡釋“系統(tǒng)中藥學”的科學內涵和認知過程，報告在系統(tǒng)中藥學指導下，益母草“品質制性效應”多維評價的研究思路與實踐。

1 系統(tǒng)中藥學的科學內涵與認知過程

1.1 系統(tǒng)中藥學的科學內涵

復雜系統(tǒng)科學是21世紀的科學，它是研究系統(tǒng)復雜性規(guī)律的科學。自美籍奧地利生物學家貝塔朗菲（Bertalanffy，Ludwig von）提出系統(tǒng)科學以來，系統(tǒng)科學的理論和方法不斷演變和發(fā)展，系統(tǒng)論、信息論、控制論、協(xié)同論、突變論、耗散結構，以及相變論、混沌論、超循環(huán)論等新科學理論相繼誕生。我國科學家錢學森首次提出了“開放的復雜巨系統(tǒng)”的概念和方向，認為，所謂“復雜性”，實際是開放的復雜巨系統(tǒng)的動力學特征[1];成思危認為，復雜科學有3個主要特點：研究對象是復雜系統(tǒng)，研究方法是定性判斷與定量計算相結合、微觀分析與宏觀綜合相結合、還原論與整體論相結合、科學推理與哲學思辨相結合的方法，研究深度不限于對客觀事物的描述，而是更著重于揭示客觀事物構成的原因及其演化的歷程，并力圖盡可能準確地推測其未來的發(fā)展[2]。我們認為，系統(tǒng)是若干要素組成的同外部環(huán)境相互作用的具有特定功能的有機整體;系統(tǒng)的要素是構成系統(tǒng)的元素，是系統(tǒng)發(fā)生、發(fā)展和變化的基礎;系統(tǒng)的結構是系統(tǒng)的內部組織，是各要素在相互作用中形成的關系;系統(tǒng)的功能是系統(tǒng)在與環(huán)境相互作用中表現(xiàn)出來的特性、行為、效能和作用。要認識和研究中藥復雜體系，就必須在復雜系統(tǒng)科學理論和方法的指導下，研究中藥復雜系統(tǒng)的關鍵要素、結構與功能，即中藥的品種、品質、制藥、藥性、功效、應用（簡稱“品質制性效用”）[3-5]。

品種包括藥材品種、炮制品種和中成藥品種。品質即指中藥的質量，它反映的是中藥種質、種苗、栽培、采收、產地加工、炮制、制劑等方面固有的整體特性的質量，包括外在品質和內在品質2部分。制藥主要包括藥材產地加工、飲片炮制、中成藥制藥。藥性是中藥作用于機體的基本性質和特征的高度概括，是中藥基本理論的核心，是中藥區(qū)別于植物藥和天然藥物的顯著標志。藥性的主要內容包括四氣、五味、歸經、升降浮沉、有毒無毒、補瀉、潤燥等。功效是系統(tǒng)中藥學的核心和主體，是系統(tǒng)中藥學區(qū)別于傳統(tǒng)主流本草學、現(xiàn)代藥理學的重要特征，是現(xiàn)代中藥學的學科標志。中藥功效是在中醫(yī)藥理論指導下，對中藥治療作用、保健作用的理性概況，主要分為治療功效和保健功效。中藥臨床應用是醫(yī)藥結合的橋梁，反映中藥臨床合理應用的精髓和中醫(yī)臨床治病救人的根本，主要包括中藥臨床應用的形式、方法和規(guī)律。其應用形式主要有飲片和成藥，應用方法與規(guī)律主要包括配伍、用法、用量、禁忌等方面的內容?？傊?，系統(tǒng)中藥學是研究中藥復雜系統(tǒng)品種、品質、制藥、藥性、功效、應用等關鍵要素發(fā)生、發(fā)展、變化的科學。

1.2 系統(tǒng)中藥學的認知過程

縱觀中藥學的發(fā)展，從古至今，中藥無不重視整體、系統(tǒng)、動態(tài)的變化過程，已經有“系統(tǒng)中藥”的萌芽。而真正出現(xiàn)系統(tǒng)中藥學的認知，是中國中藥高等教育以來，逐漸認識、提出、形成和發(fā)展起來的科學體系。

1959年5月8日，經原中華人民共和國衛(wèi)生部（59）131號文批準在原成都中醫(yī)學院開辦中藥本科專業(yè)，招生60人。但中藥本科專業(yè)建設與教材無可借鑒。為此，凌一揆教授提出“大中藥”的概念?！按笾兴帯卑ū静菖c方劑、中藥栽培與鑒定、中藥炮制與制劑、中草藥化學、中藥藥理等方面的內容。為了創(chuàng)辦中藥本科專業(yè)，構建“大中藥”體系，凌一揆、雷載權教授主編了《中藥學講義》《方劑學講義》，徐楚江、馮向賢老師編寫了《中藥制劑學講義》《中藥炮炙學講義》，賈敏如、李方堯教授編寫了《中藥鑒定學講義》，曾萬章、萬德光教授編寫了《藥用植物學講義》，萬德光教授編寫了《藥用動物學講義》，陳道森、鄧先久老師編寫了《中藥栽培學講義》，肖崇厚教授編寫了《中草藥化學》，沈映君教授參編了《中藥藥理學》。其后，原成都中醫(yī)學院主編了第一版全國高等中醫(yī)院校教材《中藥學》《中藥炮制學》《中藥鑒定學》《中藥化學》和規(guī)劃教材《臨床中藥學》《中藥藥理學》《藥用動物學》等中藥專業(yè)主干課程。“大中藥”概念的提出和“大中藥”課程體系的構建，是凌一揆教授“系統(tǒng)中藥”思想的主要內容。

為了揭示系統(tǒng)中藥學的科學內涵和關鍵要素，我們于2000年以來，在國家973計劃課題、國家自然科學基金重點項目等國家級項目的支持下，針對中藥品種的多樣性、化學成分的復雜性、藥效作用的多向性、臨床應用的廣泛性，選擇常用中藥附子作為研究對象，系統(tǒng)研究附子不同來源，不同炮制品種，不同制備工藝，不同化學層次的空間特征、生態(tài)特征、數(shù)量特征、化學特征和生物學特征;系統(tǒng)研究了參附注射液的品種、質量、安全性與有效性、臨床和制藥生產關鍵技術應用。并首次提出中藥“品質性效用”和中藥注射劑“品質制性用”的多維評價研究模式，系統(tǒng)研究附子和參附注射液的品種、品質、制藥、藥性、功效、應用，取得了明顯的社會和經濟效益。其中，“附子的系統(tǒng)研究與開發(fā)應用”獲2010年度四川省科學技術進步一等獎，“參附注射液品質控制與產業(yè)化關鍵技術應用”獲2013年度國家科學技術進步二等獎。王永炎院士函評“附子的系統(tǒng)研究與開發(fā)應用”時寫到：“對附子進行‘品、質、性、效、用一體化的研究與開發(fā)當是首創(chuàng)，項目體現(xiàn)了科學性、前瞻性、創(chuàng)新性和實用性，是一種值得向國內外推廣輻射的新模式，具有中醫(yī)藥的原創(chuàng)思維和原創(chuàng)優(yōu)勢”。肖培根院士在函評意見中寫到“本項目構建的中藥系統(tǒng)研究‘多維評價的理論、方法和實踐體系，對中藥資源的系統(tǒng)研究與應用，具有示范推廣作用”。

2006年，成都中醫(yī)藥大學本科教學評估時，我們帶領成都中醫(yī)藥大學藥學院的專家，對成都中醫(yī)藥大學中藥本科教育的理念進行了總結，即為“醫(yī)藥結合、系統(tǒng)中藥、實踐創(chuàng)新”，并對“系統(tǒng)中藥學”進行了解釋，即“系統(tǒng)中藥學是指中藥是一個系統(tǒng)，是研究中藥認采種制用（品質性效用）等理論和技術的系統(tǒng)知識”[6-7]。2010年，我們在《中藥與臨床》雜志發(fā)表論文，詳細闡述了“系統(tǒng)中藥”產生的背景和科學內涵，并應用復雜系統(tǒng)科學研究的思路，結合系統(tǒng)中藥學的特點，提出“多維評價”是“系統(tǒng)中藥”研究的優(yōu)選方法，還以中藥附子為研究實例，系統(tǒng)闡釋了“系統(tǒng)中藥”“品、質、性、效、用”“多維評價”的實踐方法[3]。2012年，針對中藥注射劑研制與生產過程中存在的關鍵科學和技術問題，我們在《中藥與臨床》雜志發(fā)表論文，提出中藥注射劑“品質制性用”的研究模式，并以參附注射液為例，解析中藥注射劑研制與生產過程中“品種、質量、制藥、性效、臨床應用”幾個關鍵問題的科學內涵，為中藥注射劑的研制與生產提供了新的思路[4]。2017年，我在《中藥與臨床》雜志發(fā)表論文，再論“品、質、制、性、效、用”的科學內涵，自此，系統(tǒng)中藥學的理論技術體系和實踐方法日漸成熟[5]。2019年，我主編出版了全國中醫(yī)藥行業(yè)高等教育“十三五”創(chuàng)新教材《系統(tǒng)中藥學》，開拓了“系統(tǒng)中藥學”的發(fā)展與應用[8]。

2 益母草的系統(tǒng)研究與多維評價

降低孕產婦死亡率是世界衛(wèi)生組織的千年發(fā)展目標，也是我國實現(xiàn)健康中國的發(fā)展目標。益母草是中醫(yī)藥防治產后出血、產后復舊和調經的要藥，被歷代醫(yī)家和本草學家尊為“胎產圣藥”“經產良藥”。近年來，益母草及其中成藥制劑已成為婦產科最常用的藥物。但隨著益母草的廣泛應用和中成藥產業(yè)化進程的加快，益母草野生變家種的人工栽培技術必須攻克，益母草的藥效物質基礎與作用機制必須揭示，益母草的創(chuàng)新藥物發(fā)現(xiàn)與現(xiàn)代制藥技術必須突破，益母草中成藥上市后有效性、安全性、經濟性必須進行科學評價。因此，我們在國家自然科學基金聯(lián)合基金重點項目等支持下，應用復雜系統(tǒng)科學的研究思路，在系統(tǒng)中藥學的指導下，針對益母草及其益母草中成藥制劑急待解決的科學技術難題，提出并建立了“大中藥、全產業(yè)鏈”“品質制性效用”系統(tǒng)研究與多維評價的思路與方法，并組織項目組專家，對益母草的“品種資源，物質基礎，創(chuàng)新藥物發(fā)現(xiàn)，中成藥制劑，藥品有效性、安全性和經濟性”進行了系統(tǒng)研究[9-20]，闡明了益母草不同空間分布、不同栽培技術、不同化學層次、不同制備方法與效用之間的動態(tài)變化過程，揭示了大宗藥材益母草及其制劑的物質基礎、質量控制、生物效應和安全應用的規(guī)律，取得了明顯的社會效益和經濟效益，為常用大宗藥材的系統(tǒng)研究與動物評價提供了示范。其中，“經產良藥益母草的多維評價與開發(fā)應用”獲2017年四川省科技進步一等獎，“益母草全產業(yè)鏈關鍵技術突破與產品開發(fā)應用示范”獲2019年世界中醫(yī)藥學會聯(lián)合會“中醫(yī)藥國際貢獻獎”。

2.1 品種研究與栽培技術突破

項目組針對野生益母草品種混亂、質量參差不齊，中藥野生資源不能滿足益母草臨床用藥和中成藥產業(yè)化生產需要的現(xiàn)狀，比較研究了全國19個省市自治區(qū)益母草的種質資源，首次發(fā)現(xiàn)四川涼山州益母草為優(yōu)良的種質資源，首次培育出產量大、抗病性好、有效成分高的益母草新品種“川益1號”。通過研究益母草種植土地的土壤性質、肥力情況、病蟲害、土地耕作史、種子播種以及生長發(fā)育過程和采收、加工與儲藏，發(fā)現(xiàn)益母草有發(fā)育期、幼苗期、拔節(jié)期、花期、果期不同生長時期的發(fā)育規(guī)律，實現(xiàn)了將野生益母草馴化為人工產業(yè)化種植栽培的中藥作物，攻克了益母草人工栽培技術的難題;并在涼山彝族自治州冕寧縣建立了規(guī)范化益母草GAP種植基地，也是目前唯一獲得國家食品藥品監(jiān)督管理總局GAP認證的益母草基地。冕寧縣益母草基地生產的益母草，產量高、抗病性好，有效成分含量約為2015版藥典標準的4倍。益母草品種研究與栽培技術突破，不僅為益母草產品的開發(fā)應用和質量穩(wěn)定提供了保障，而且?guī)由贁?shù)民族深度貧困地區(qū)涼山彝族自治州100余農戶增收致富，戶年均增收3 000元人民幣。黃璐琦院士在評價項目組的研究成果時認為“該項目突破人工栽培技術，將野生益母草馴化為人工產業(yè)化種植栽培的中藥作物，并在落后的涼山彝族自治州冕寧縣建立了規(guī)范化益母草GAP種植基地，不僅在益母草資源研究與可持續(xù)發(fā)展方面取得重大突破性進展，而且對涼山彝族扶貧攻堅具有重要意義”。

2.2 品質研究與創(chuàng)新藥物發(fā)現(xiàn)

項目組針對益母草藥效物質基礎不明、作用機制不清的現(xiàn)狀，采用先進的色譜分離技術和結構鑒定手段，對反應益母草內在品質的藥效物質基礎進行了系統(tǒng)研究。從益母草中獲得177個化合物，發(fā)現(xiàn)新骨架化合物2個、新化合物32個，并首次建立了反映益母草內在品質的質量標志物。Leonuketal為具有新穎四環(huán)骨架的螺縮酮二萜，成果發(fā)表于中藥化學專業(yè)一區(qū)雜志Org.Lett.上，并先后被Cheminform收錄和X-MOL平臺推薦，獲得國內外學者廣泛關注。發(fā)現(xiàn)新化合物32個，類型涵蓋生物堿、三萜、二萜、倍半萜、甾體、脂肪族等，在國內外雜志發(fā)表一系列論文。項目組通過藥效評價和機制研究，發(fā)現(xiàn)益母草堿是益母草屬植物的特異生物堿，也是治療心腦血管疾病的有效成分，可降血脂、抗氧化及改善線粒體功能、明顯抑制缺氧誘導的心肌細胞凋亡，目前已完成臨床前研究;發(fā)現(xiàn)新穎二萜化合物有明顯舒張血管作用;具有13R構型的雙螺環(huán)半日花烷型二萜可顯著抑制血小板聚集;一系列已知化合物具有抑制血小板聚集、抗凝血、改變血液流變性等活性，揭示了益母草活血調經的物質基礎;新發(fā)現(xiàn)益母草總堿、環(huán)肽、胍類生物堿是縮宮止血活性成分，且作用與降低NO含量、增加內皮素含量、升高Ca2+含量、降低孕酮含量有關;新發(fā)現(xiàn)水蘇堿等益母草生物堿通過激活VEGFR2/MEK/ERK信號通路和抑制線粒體介導的凋亡信號通路促進血管新生。研究獲得的化合物總量、新化合物數(shù)量、創(chuàng)新候選藥物均超過歷次國內外益母草的研究報道，為創(chuàng)新藥物研發(fā)和已上市產品的合理應用奠定了基礎。

2.3 制性效研究與產品開發(fā)

項目組以產后臨床需求為導向，生產制藥為突破口，按照產品研發(fā)的技術要求，對益母草產品的制備技術、有效性、安全性等進行了系列研究，研究開發(fā)或二次開發(fā)了益母草產品群，即益母草注射液、益母草顆粒（無蔗糖）、益母草片、益母草顆粒、益母草體霜等。為了提升益母草的產品質量，項目組對益母草產品的自動化生產和在線監(jiān)測控制系統(tǒng)進行了構建，實現(xiàn)了益母草產品的現(xiàn)代工業(yè)制造和制藥生產過程的品質控制;應用網絡藥理學、系統(tǒng)毒理學和藥代動力學的技術手段，對益母草產品的有效性、安全性和藥理學機制進行了研究評價。尤其按照WHO基本藥物的要求，對益母草注射液進行了全背景分析、全成分研究、全程質量控制，發(fā)現(xiàn)：益母草注射液成分清楚，是全子宮收縮藥，且起效快，半衰期長，作用溫和持久，不良反應發(fā)生率罕見，是治療婦產科急重癥產后出血的有效藥物。王永炎院士在評價項目組成果時認為，項目組“提出并建立了‘大中藥、全產業(yè)鏈多維評價的思路與方法，揭示了大宗藥材益母草及其制劑的物質基礎、質量控制、生物效應和安全應用的規(guī)律，為常用大宗藥材的系統(tǒng)研究與開發(fā)應用提供了示范”。

2.4 應用研究與上市后再評價

項目組針對中成藥品種原研不足、上市后再評價缺乏的狀況，對益母草制劑進行了臨床應用研究和上市后有效性、安全性、經濟性評價。通過對4 065例陰道分娩后出血患者、6 954例剖宮產后出血患者的循證醫(yī)學研究和3 484例患者多中心、大樣本臨床有效性、安全性評價，發(fā)現(xiàn)，陰道分娩和剖宮產產婦與人流術后婦女，使用益母草制劑能有效降低出血量、出血率和促進子宮復舊，且益母草注射液與縮宮素聯(lián)用，效果更佳。經不良反應監(jiān)測和益母草注射液臨床10 094例不良反應集中監(jiān)測與危險因素巢式病例對照研究，結果，益母草及益母草注射液不良反應的發(fā)生率罕見，安全性高。經藥物經濟學成本-效果分析和成本-效用分析，益母草注射液聯(lián)合縮宮素使用，不僅能減少縮宮素的使用次數(shù)和使用劑量，同時在降低產后出血率、子宮復舊等方面更有優(yōu)勢;無論自然分娩還是剖宮產，益母草注射液聯(lián)合縮宮素使用相比于縮宮素單獨使用具有成本效果優(yōu)勢。益母草注射液防治產后出血，已由中華醫(yī)學會圍產醫(yī)學分會形成了“應用共識”。該項目生產的獨家品種益母草注射液、益母草軟膠囊、益母草分散片的臨床應用呈明顯上升趨勢，已在全國29個省市自治區(qū)近4 000家醫(yī)院使用，近3年累積服務患者約2 000萬人，深受廣大醫(yī)患人員好評。

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（2020-04-05收稿 責任編輯：徐穎）