补阳还五汤11种成分的药物动力学与谱动学关系研究

目的阐明中药复方药物动力学与谱动学总量统计矩的数学模型与参数关系,示范性地用补阳还五汤中11种成分进行药物动力学与谱动学研究,探讨其量-时关系,包括代谢时间和色谱保留时间关系。方法采用HPLC/MS法测定补阳还五汤中黄芪甲苷等11种成分的药物浓度,并根据已建立的中药药物动力学与谱动学的总量统计矩数学模型,计算药物动力学与谱动学参数。结果补阳还五汤中11种成分的药物动力学总量统计矩参数分别为AUCT为432.9 ng·h·m L^(-1),MRTT为2.185 h,VRTT为5.259 h2;CLT为82.95 m L·h^(-1);VT为139.9 m L;95%的代谢时间区间为[0,6.680]h。谱动学的VUCT为457.5 ng·h·min·m L^(-1);MCRTT为5.625 min;VCRTT为7.949 min2,95%的时间区间为[0.09898,11.15]min。各取样点的谱动学总量零、一、二阶矩的RSD分别为86.09%、2.299%、7.587%,相似度基本上都在0.875以上。结论中药药物动力学与谱动学总量统计矩法能表征多成分代谢的量-时关系,其中谱动学还能表征所测定代谢成分的构成比的变化和色谱学特征,可为临床合理用药奠定理论与实验研究基础。

中药复方配伍的整体定量药理学表征体系建立与实验验证

目的建立中药复方配伍作用的整体定量药理学表征体系,诠释君、臣、佐、使配伍的科学内涵。方法以丹膝颗粒抗缺血脑血脑中风为例,根据生物流量平衡建立成分与靶点的网络动力学,获得平衡常数拓扑矩阵,运用因子转旋分析其作用层次、组合、强度与方向,定量回答中药复方配伍的科学内涵。结果建立了任意多节点的网络动力学方程组,可通过一次给药曲线下的面积AUC、多次给药一个周期曲线下的面积AUC及连续给药时的稳态浓度Css获得其作用平衡常数,构成变化速度的平衡数矩阵,经因子转旋分析可获得总分差解析,解析成分簇与靶点簇作用的君、臣、佐、使层次;经旋转后的成分簇与靶点簇矩阵可解析其君、臣、佐、使层次组合关系;经成分簇与靶点簇的流量速度的绝对值大小、正负号排序可解析其作用强度、方向,三者结合可从整体定量药理学的角度阐明中药复方配伍作用的科学原理。丹膝颗粒中20个成分与20个靶点的配伍作用是:原方中君臣药材中的原儿茶酸、柚皮素、β-蜕皮甾酮、牛膝皂苷D、芍药苷、原儿茶醛、大黄素、洋川芎内酯A等成分占总作用强度的95%,构成第1、2主成分主体,先作用于TNF-α、CaMKⅡ、IL-6、HSP70-1、GPX-1、P38 MAPK、Bcl-2、P38 MAPK、ERK1、PKGⅡ靶点,再进一步作用占总变化95%的TRAF6、SOD、JNK2、nNOS、IL-1β、JAK-1、P-selectin靶点而发挥作用。而中膝中的β-蜕皮甾酮、牛膝皂苷D可统领各成分进行作用。结论网络动力学平衡常数因子分析法可用于中药复方配伍作用的整体定量药理学研究,阐明其配伍的科学内涵;丹膝颗粒主要通过君臣药而发挥作用。

回眸中医药超分子化学研究十载,构筑中医药超分子“气析”理论

回眸中医药超分子化学研究历程,梳理和阐明怎样由中医药理论现代化所面临的问题推论出中医药超分子化学的破解之策,由此建立中医药超分子“气析”理论,找准现代化研究方法学大门。置自然界生物演化的大背景中来考虑,中医药理论是古代医家对生命体微观物质运行规律的宏观总结,本质上是对人体与自然界“分子社会”信息交流管控规律的揭示,常采用人文社会科学语言来表述医学科学的运行规律,具人文自然交融特质,是最典型的交叉学科。若要破解,就必须从现代自然科学中去寻觅既具有人文社会自然交融属性,又能反映生命体本质演化规律的学科,这便是生物超分子化学。为此,本团队于2011年展开了中医药理论、经络、药性、药理、品种归属、炮制、药剂、质量等超分子化学研究,完整提出了中医药学科发展面临的3个重大科学前沿问题和3个重大工程技术难题的破解之策,继而总结形成了现代化的中医药超分子“气析”理论诠释体系。

桑源中药用药规律及超分子作用机制研究

本文以超分子“印迹模板”自主作用规律为基础,旨在阐明桑源中药“同源异效”用药规律的超分子作用机制:由于中药和人体均为由超分子自识别、自组装、自组织、自复制而成的巨复超分子体。在体内气析作用下,“印迹模板”与外邪侵扰状态下的超分子体产生印迹作用,纠正机体的病理状态。桑源中药在机体内“印迹模板”差异的程度及变化的程度就是造成“异效”的物质基础。该理论能为桑源中药及其他“同源异效”中药的用药规律及“同病异治”机制研究提供借鉴。

基于超分子“印迹模板”特性的中药质量标志物研究模式的思考

中药质量决定着中药的安全性与有效性,中药质量控制体系的现代化是中医药国际化进程的重要前提。当前,中药质量研究方法是中药行业的关键技术问题。近年来,随着生命科学、化学科学、分析科学的飞速发展,中药质量研究水平有了极大地提升,但仍停留在化学成分和生物效应2种评价模式阶段。对于单成分,由于效应与成分的含量呈正比,可采用化学成分模式进行质量控制,但对于中药多成分体系,建立效应与成分间的量效关系,寻找到能反映其质量属性的标志物,已成为目前中药质量控制行业关注的焦点。对中药质量研究的现状进行分析,在前期提出的超分子“印迹模板”的“气析”理论基础上,剖析中药质量的超分子“印迹模板”特性,阐明中药质量控制的实质,提出以反映中药效应的超分子“印迹模板”作用属性特征,以物芯指数表征的中药质量标志物控制策略,这将为中药质量控制提供一种更精确的表征和测算新模式。

丹膝颗粒组成药味UPLC指纹图谱的1次稳态投料量研究

目的建立丹膝颗粒组成药味的UPLC指纹图谱,并运用总量统计矩、信息熵和信息量及1次投料量数学模型,计算出稳态1次投料量,建立动态中药成分群的稳态性质量提取方法。方法采用UPLC法,色谱柱为Acquity UPLC HSS T3(100 mm×2.1 mm,1.8μm);流动相为乙腈-0.1%磷酸水溶液,梯度洗脱;体积流量为0.4 mL/min;240 nm UV检测;柱温为30℃;进样量为3μL。建立丹参、牛膝、川芎等12味丹膝颗粒组成药味的UPLC指纹图谱,采用总量统计矩、信息熵和信息量分析方法获得指纹图谱的动态性参数,并根据遗传统计学原理获得单味药材及全方的1次投料量,指导工业化大生产,获得成分稳态的丹膝颗粒。结果丹膝颗粒12味组成药味的平均总量统计矩零、一、二阶矩、信息熵、信息量分别为6.56×10^(4)、13.36、50.71、5.75、3.59×10^(5);其中以桑寄生药材信息量的RSD最大,以川芎药材的RSD最小,平均为24.51%;按单味药材投料,据全方累积信息量的RSD计算出1次投料量为2.13 kg,按全方的比例投料,全方1次稳态投料量为335.35kg,远远大于《中国药典》2020年版规定。结论丹膝颗粒组成药味的指纹图谱动态性可用总量统计矩、信息熵、信息量进行分析,据此可获得稳态的一次投料量,据此投料生产可保证丹膝颗粒质量的稳定。

基于超分子“气析”理论构建中药制剂靶向性评价方法及实验验证

目的:构建基于超分子"气析"理论的中药制剂的靶向性评价方法,并对柴胡影响片仔癀的肝靶向性进行研究。方法:采用分子连接性指数分析主要归肝经的药材、片仔癀中的各成分"印迹模板"特征及肝靶向趋势;利用中药多成分"印迹模板"自主作用特征,结合靶区动力学和总量统计矩原理建立中药制剂的靶向性评价方法,并对片仔癀组、柴胡组、片仔癀+柴胡组、空白组4组作用的肝癌大鼠进行实验验证。结果:扣除主要归肝经药材分子连接性指数平均值后,片仔癀组与柴胡组的分子连接性指数相似度0.376 8,片仔癀+柴胡组与柴胡组的分子连接性指数相似度0.988 2,预测柴胡可增强片仔癀的肝靶向性。建立中药复方靶向性的评价体系,包括相对总量摄取率(RUET),相对总量浓度(RCT),相对"印迹"趋势(RITT)及相对"印迹"方差(RIVT);各组织中肝脏的RUET和RCT均为最大(RUET=1.88>1,RCT=2.30>1),其他组织这2个参数则均<1,说明片仔癀结合柴胡后能增加其在肝脏的分布,肝靶向性增强;除血浆外,其他组织的RITT及RIVT均在1.0附近波动,说明靶向修饰不改变片仔癀的"印迹"作用趋势,对成分种类也无明显影响。结论:在超分子"气析"理论指导下,可建立以分子连接性指数和总量统计矩参数表征中药制剂多成分"印迹"作用的靶向性评价参数体系,实现对中药制剂靶向性的评价,柴胡的加入可增加片仔癀的肝靶向性。

超分子“印迹模板”理论解析中药五味

中药五味理论是中医药学核心内容,表征中药成分群的特征性质,用于指导临床。但五味怎样表征众多成分群、药材划分五味的标准,以及五味归五脏等科学问题仍未解释清楚。分析总结了中药五味的历史沿革和研究现状,以超分子"印迹模板"理论解析中药五味:人与中药都是生物超分子体,中药作为天然超分子"印迹模板"聚集体,经口服或注射后必然寻找到与自身"印迹模板"相吻合的人体脏器的超分子主体,发生自识别、自组织、自组装与自复制作用,从而产生特异性的药效,宏观上表现出中药五味归五脏现象。因此,通过对中药五味体内外各成分群超分子"印迹模板"特征、作用规律及其网络药理学的定性定量研究,建立"中药成分群-味蕾超分子孔穴结构-经络脏腑孔穴"关联研究方法,宏观与微观相结合研究中药五味。超分子化学理论与中医药相结合,必将推动中医药的发展,实现中医药的现代化。

基于CiteSpace文献计量法的中西医治疗痉挛型脑瘫文献可视化图谱分析

目的基于CiteSpace对治疗痉挛型脑瘫(spastic cerebral palsy,SCP)的中英文文献进行研究现状、研究热点及前沿的展示与分析,并进一步分析中西医治疗策略的差异,为创新SCP的诊治方案提供参考。方法利用Web of Science核心合集数据库和中国知网(CNKI)数据库检索建库至今发表的与SCP研究相关的文献,使用CiteSpace对发文量、共现网络和关键词进行可视化分析,并结合图谱内容解读其涵义。结果徐林和Gordon分别是治疗SCP相关中、英文文献发文量最高的作者,中医药特色期刊和高校发文量较高,但较国外起步时间晚、研究数量和合作频率低。主要研究内容是SCP的发病人群、临床分级分型、中药配伍和组方分析、中医药疗法、药物和手术治疗及其疗效考察等方面。中医治疗策略是运用针灸、推拿和中药辅助患者康复,西医治疗策略是通过外科手术和药物治疗SCP。结论中西医对SCP的治疗策略具较大差异,注重SCP早期干预和针灸推拿与诱导运动结合疗法研究是未来发展方向,应中西医结合创新发展和开发新的治疗方法。

基于超分子“气析”理论构建中药质量标志物的印迹性新评价体系

安全、有效、可控是药品的3大属性,建立适宜的中药质量评价体系是保证中药质量可控的基本条件,攸关中药临床安全有效使用、新药研发和中药产业发展的关键共性问题,备受中医药领域关注。中药所产生的整体疗效是按中医药理论依法遣药组方对证治疗的结果,因此,要构建适宜中药作用特征的质量评价体系就必须遵循中医药理论去解决"中药有效成分群构成比与药效变化不对等"的科学难题。从中药与人体在自然界生物演化的角度考虑,二者都是生物超分子体,中医药理论本质上是对人体与自然界"分子社会"交流管控规律的揭示,药材的生长、炮制、配伍组方和制剂制备而形成的中药成分群的构成比与药效动态变化规律受控于生物超分子"印迹模板"的印迹作用普遍规律,宜建立以反映"印迹模板"特征的质量标志物(quality marker,Q-Marker)印迹性为指标的质量评价方法。系统梳理单成分化学药和多成分中药质量评价方法的现状,提出建立以Q-Marker为核心的"个体测定,群体分析,印迹表征"的中药新型质量评价体系,解决中药质量控制的关键科学问题和技术难题。

鱼腥草挥发油体外代谢通用客体“印迹模板”研究

目的基于体外代谢模型对鱼腥草Houttuynia cordata挥发油代谢产物通用客体"印迹模板"进行研究。方法自制鱼腥草注射液(Houttuyniae Injection,HI),将其在大鼠肝微粒(RLM)中进行孵育,于不同时间点采集样本,进行GC-MS测定;计算所有代谢产物的分子连接性指数(MCI),并从中筛选出代谢产物的共有成分和非共有成分,总结其结构特点,运用夹角余弦法计算相似度;将所有代谢成分进行归类。结果共得到鱼腥草挥发油代谢产物62个,其中共有成分6个,分别是十四烷、植烷、正癸酸、己酸、乙酸异龙脑酯和正己醇,除乙酸异龙脑酯外,MCI与总体代谢产物相似度较高(0.914~0.964)。将非共有成分归类得到6个成分群,其平均MCI与总代谢产物MCI的相似度均较高(0.939~0.999),然而各个成分群之间的平均MCI相似度差异显著。结论以超分子"印迹模板"为理论指导,为鱼腥草挥发油代谢产物进行了归类。采用分子连接性指数和夹角余弦法,表征了鱼腥草挥发油代谢通用客体"印迹模板"。

中药毒性的研究现状及其超分子“印迹模板”调控机制的探讨

基于前期提出的中医药超分子“印迹模板”自主作用规律,分析中药毒性的研究现状,结合超分子“气析”理论,阐述中药毒性的超分子“印迹模板”的调控机制:中药(客体超分子)可与人体(主体超分子)发生作用,中药成分群与机体内对应的孔穴通道进行识别,有毒中药的量效问题、减毒处理都与平衡常数及浓度密切相关,当具有相同(似)“印迹模板”药物的浓度相同时,毒性的大小取决于其与靶点作用的平衡常数。因此,提出了中药毒性的平衡常数研究思路,可用超分子印迹作用的平衡常数表征中药毒性,通过研究平衡常数的大小可判断成分产生毒性的主客体分子间作用程度,揭示毒性效应的主客体超分子间相互作用,促进中医药超分子体系及中药毒性的研究。

基于超分子“印迹模板”的鱼腥草注射剂致敏原研究

目的基于超分子"印迹模板"和非线性回归对鱼腥草注射剂致敏原进行研究。方法小鼠尾iv鱼腥草注射剂(18.1mL/kg),于不同时间点采集样本,进行气质联用(GC-MS)分析和免疫球蛋白E(Immunoglobulin E,IgE)的含量测定;从所有样本中筛选出共有成分,并将非共有成分进行归类,划分成若干个成分群;对各个成分群进行相似度计算;利用非线性回归对各个成分群与IgE的相关性进行分析,并计算信息量。结果共得到鱼腥草注射剂体内成分605个,其中共有成分10个,分别是2,4-二甲基庚烷、3,7-二甲基癸烷、2,6-二甲基癸烷、2,3-二甲基十氢萘、5-甲基十四烷、4,6-二甲基十二烷、4-甲基十二烷、十六烷、正十七烷、2,4-二叔丁基苯酚;将所有成分归类得到10个成分群;各个成分群相似度为0.934~1.000;非线性回归得到各个成分群的效应系数,进一步计算得到成分群3的信息量最大(17.67%)。结论以超分子"印迹模板"为理论指导,对鱼腥草注射剂体内成分进行了归类;利用非线性回归得到了各个成分群致敏性的排序,成分群3可能是造成致敏的关键成分群。

中医药超分子“气析”理论的“智能”属性阐释及其与人工智能联合应用

以大数据为基础的人工智能使数据的获取、储存与处理更方便,为加快中医药的发展提供了保障,但尚未与中医药理论实现有机融合。笔者在前期中医药超分子"气析"理论研究的基础上,结合当前人工智能发展的趋势,分析中医药超分子"印迹模板"作用的生物"智能"属性,以期为中药药物创新发展提供参考。人体与中药都是自然界生物演化成的巨复超分子体,按"印迹模板"逐级管控"社会分子",形成经络脏腑,相互作用产生中医药原创性理论,其中"印迹模板"的自识别、自组装、自组织和自复制体现"智能"作用属性:人体通过"印迹模板"自识别和感传中药成分,以"印迹模板"的形式贮存记忆信息库于经络脏腑之中,再通过"印迹模板"的比对与分析以指导"分子社会"间的自组装、自组织和自复制,合成生物机器,产生生物功能,修复或壮大生物超分子体,呈现最基本的"智能"属性。这提示中医药的理、法、方、药理论是生物"智能"作用的"弱"体现形式,而人体的大脑功能是生物"智能"作用的"强"体现形式。由于超分子"印迹模板"智能作用贯穿自然界始终,这说明能表征人体大脑强"智能"体现形式的人工智能也将能融于自然界各个环节,提示药物创新模式的"智能"功能化发展方向。

归大肠经和肺经中药材UPLC指纹图谱的总量统计矩及信息熵分析

目的:运用总量统计矩和信息熵分析归大肠经和肺经的中药材UPLC指纹图谱特征,探究其“印迹模板”的色谱特征,为中药归经寻找物质提供参考。方法:建立番泻叶、石榴皮、金沸草、诃子、皂荚、罗汉果、胖大海、苦杏仁及紫苏子9味中药材的UPLC指纹图谱,通过计算分析特征和相似度来探究“印迹模板”群。结果:9味药材的指纹图谱匹配峰数为8~145,总量统计一、二阶矩分别为37.76~50.49min、245.30~467.20min^(2);指纹图谱峰数求合值为1008,总量统计矩一、二阶矩平均值分别为43.40min、349.00min^(2);总量统计矩相似度平均值为0.9079,各个单值与其平均值相似区间为[0.8309,0.9878],其中番泻叶的相似度为最高值达0.9878;各信息熵基本都集中在5.1477~9.5937,且在40—50min内平均信息熵较大。结论:归大肠经和肺经各药材化学成分含量差异较大,但其种类及性质的相似度较高,且集中体现的指纹图谱特征与对照品相似,可表征“印迹模板”的色谱“印迹”特征,为研究中药归经寻找物质线索奠定实验基础。

金银花、山银花动态挥发性成分的质量控制

目的:运用分子连接性指数法与总量统计矩法控制中药质量,阐明金银花、山银花挥发性成分的稳定性与一致性。方法:提取不同产地金银花、山银花挥发油进行GC-MS测定,采用电子轰击离子源,离子源温度230℃,检测范围m/z 35~650;结合美国国家标准与技术局(NIST)05和ChemicalBook数据库定性分析挥发性成分,采用峰面积归一化法进行定量分析并计算总量统计矩参数和挥发性成分的零阶、一阶、二阶、三阶分子连接性指数。结果:10批金银花、山银花各指纹图谱峰数目(RSD分别为28.5%,33.4%),总量零阶矩(RSD分别为55.5%,128.9%)和总量二阶矩(RSD分别为15.3%,21.5%)不稳定,表明挥发性成分种类与含量波动剧烈;但总量一阶矩(RSD分别为7.5%,8.8%)和零阶、一阶、二阶、三阶分子连接性指数较稳定(RSD分别在8.1%~10.3%,4.2%~5.5%),表明成分整体"印迹模板"相似。对各参数进行统计分析,发现金银花、山银花这2味药材挥发油的峰数、总量一阶矩及零阶、一阶、二阶、三阶分子连接性指数之间不具有显著性差异。结论:以超分子气析"印迹模板"理论为指导,采用分子连接性指数法和总量统计矩参数联合表征中药体外成分"印迹模板",可宏观控制中药质量的稳定性与一致性。

基于超分子“气析”理论定量整合与验证中药成分及靶点群

应用现代科学理论和技术探索中药及其复方作用机制,是实现中医药现代化研究的关键问题之一。中药及复方通过多成分作用于多靶点而产生综合药效,阐明其作用机制的核心就要解决成分与靶点网络拓扑的“静态”关联和“动态”整合验证的关键科学问题。目前,阐明中药及其复方作用机制的有效方法是通过网络药理学静态关联体外成分与靶点的拓扑网络,尽管也有对成分-靶点的验证研究,但多借鉴“单成分-单靶点”研究思路,建立一种符合中医药特色的定量整合和整体验证方法较为迫切。根据中医药超分子“气析”理论,中药与人体微观作用机制实际上是中药有效成分群和人体靶点群这2个超分子主客体基于“印迹模板”的“气析”作用,宏观上表现出药性与药效。基于此,笔者提出以超分子“气析”理论为指导,结合超分子化学、网络动力学、定量药理学等方法定量整合并验证网络药理学预测得到的以“印迹模板”为核心的成分与靶点群,寻找最优质量标志物,极大降低中药及其复方多成分-多靶点实验验证难度。