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基于中药质量标志物(Q

中药不同于化学药品,是由一类甚至多类化学成分组成,每一类化学成分中又存在结构变化多端的不同化合物。在如此庞大的化学库中,既有初级代谢产物,也有次级代谢产物;既有活性成分,也有辅助成分,还有无效成分;既有专属性成分,也有普通成分;既有量大成分,也有微量成分。那么质量控制中的指标成分该如何研究、选择和确定?究竟哪些成分能够较好表征这个中药?这一直都是中药研究的难点和热点,也是制约中药现代化的关键问题之一。由于受到科学技术水平及人力、物力的限制,很多中药成分的检测并不是十分合理,如《中国药典》2015年版,冬虫夏草测定腺苷的量、铁皮石斛测定甘露糖的量、板蓝根检测精氨酸的量、九香虫检测油酸的量等,而这些成分既不是其主要有效成分,也不是专属性成分,检测它们对其质量控制没有太大意义。此外,桑叶和一枝黄花等检测芦丁、蒲公英测定咖啡酸等,虽然为有效成分,但缺乏特征性,它们广泛存在各种中药材及植物中,势必会给这些药材的质量控制带来很多漏洞。

针对上述难题,刘昌孝院士等[1]提出“中药质量标志物(Q-Marker)”的新概念,是对中药指标成分新的认识和提升。其基本条件包括:(1) 中药材和中药产品中固有存在的或加工制备过程中形成的化学物质;(2) 与中药的功能属性密切相关,有明确的化学结构;(3) 可以进行定性鉴别和定量测定的物质;(4) 按中医配伍组成的方剂君药首选原则,兼顾臣、佐、使药的代表性物质。虽然Q-Marker的要求比较高,对于大多数中药而言,是一项任重道远的工作,但近年来,随着我国科学技术水平的提高、交叉学科的应用以及基础科研投入的增加,深入研究中药Q-Marker成为可能。笔者以益母草和赶黄草研究为例,描述中药Q-Marker的探索过程。

1 获得中药材中固有存在的次生代谢物或加工制备过程中形成的化学物质

深入的药效物质研究是探索中药Q-Marker的基础,因为目前对大多数中药的基础研究还十分薄弱,并不完全清楚其成分组成,甚至不明确成分类型。据统计,《中国药典》2015年版一部共收载中药材(含饮片和提取物)665种,但其中210余种既没有指标成分的定性鉴别,也没有定量测定,而且已经进行过系统化学成分研究的品种不超过20%,这也是导致中药难以被西方国家接受的原因之一。因此,要想获得理想的Q-Marker,物质基础研究是首要任务,即使是中药指纹图谱,也应该是主要成分明确条件下的指纹特征,同时最好有Q-Marker的指认。在过去的几年间,笔者对传统中药益母草和赶黄草进行了深入的物质基础研究,较详细地阐明了两味中药的化学成分,力求获得具有代表性的Q-Marker。

益母草Leonurus japonicus Houtt.(同名于Leonurus heterophyllus Sw.)是一味广泛应用的传统中药,有“经产良药”之称。其始载于《神农本草经》,原名茺蔚,被列为上品。在《本草纲目》中被称之为“血家之圣药”,主治“胎漏难产,胎衣不下,血晕,血风,血痛,崩中漏下,尿血”。在当今产科应用方面,益母草对宫缩乏力所致产后出血和子宫复旧困难有良好疗效[2-3]。从20世纪90年代开始,人们对益母草化学成分研究逐渐增多,但仍然没有对益母草的物质基础进行持续的系统性研究[4-6]。笔者近年来通过深入系统地研究,较详细地阐明了益母草各类成分的基本组成,并发现了一系列与益母草功能属性密切相关的活性物质,涵盖三萜类、二萜类、倍半萜及单萜类、挥发油类、甾体类、生物碱类(包括环肽类)、苯丙素类(包括香豆素及木脂素类)、黄酮类、脂肪族类、小分子芳香族类及其他,共130余个化学成分[7-28],其中新化合物27个,新骨架化合物2个。研究表明益母草中代表性成分为二萜和生物碱,前者主要包括普通、裂环或降碳半日花烷型二萜[7-8, 10],后者主要为植物环肽类、甾体生物碱、亚精胺、氨基酸衍生物、益母草碱衍生物及水苏碱、胆碱、葫芦巴碱等[18, 25, 28],图 1列举了从益母草中获得的代表性化合物。

图 1 从益母草中获得的代表性化学成分Fig.1 Typical chemical constituents isolated from L. japonicus

赶黄草Penthorum chinense Pursh又名扯根菜,被誉为神仙草,分布于中国大部分地区,尤其是四川省古蔺县被认为是赶黄草的主产区[29]。千百年来,赶黄草在苗族地区以全草入药,除湿利水、祛瘀止痛,主治黄疸、水肿、经闭、跌打损伤和各型肝炎[30]。现代临床和基础研究均表明,赶黄草提取物具有降酶,保肝,退黄,治疗乙型肝炎、肝癌以及其他相关的肝损伤疾病等作用[31-32]。近年来,对赶黄草药理活性和新药开发的研究越来越多,其相关肝保护和治疗肝脏疾病用途的专利约80个。笔者研究发现赶黄草汤剂具有明显的保肝作用[33-34],并进一步对其活性部位(水煎液醋酸乙酯萃取物)进行深入的化学成分研究,获得了26个化合物,含新化合物9个,新骨架化合物4个,成分类型主要为木脂素类和黄酮类[35-36, 37],其中木脂素类是自然界十分少见的类型,尤其是新发现的7,3'-新木脂素。图 2列举了从赶黄草中获得的代表性化合物,为研究该中药Q-Marker提供基础。

图 2 从赶黄草中获得的代表性化学成分Fig.2 Typical chemical constituents isolated from P. chinense 2 中药Q-Marker的专属性研究

一般而言,中药材中获得一个专属性较强的化学成分很难,因为中药的主要成分是自然界植物中普遍存在的初级或次级代谢产物,例如上述的甘露糖、精氨酸、油酸、腺苷、芦丁、咖啡酸等。此外,药典中检测的熊果酸、齐墩果酸、没食子酸、阿魏酸、绿原酸、谷氨酸、苯甲酸、槲皮素、麦角甾醇等均属于此类。那么以这些缺乏特征性的成分作为指标成分,尤其是那些不具备生物活性的成分,如苯甲酸和精氨酸等,会给中药质量控制带来许多问题,特别是在制剂生产过程中,曾发生过直接外加指标成分或者用含有该成分的其他植物(食物)代替该药材的做法。但目前仍不能很好地解决这种问题,因为在简单可行的条件下,可检测的大多数中药成分属于这种类型,专属性较强的指标成分少之又少。

2.1 益母草化学成分的研究奠定其Q-Marker基础

在科学技术飞速发展的今天,很多结构特殊且具有显著生物活性的新成分被发现,这就为获得“Q-Marker候选物”提供了

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