中药谱效学在中药质量评价中的应用概况

王美琪 姜建萍 马雯芳

广西中医药大学，广西 南宁 530001



中药谱效学在中药质量评价中的应用概况

王美琪 姜建萍*马雯芳

广西中医药大学，广西 南宁 530001

中药谱效学系研究中药指纹图谱与其质量疗效内在关系的一门学科，与以往方法相比，其在中药质量评价领域有极大的优势和发展空间。本文通过查阅近年有关中药谱效学的相关研究文献，总结中药谱效学的研究方法，探讨中药谱效学在中药质量评价中的应用范围和发展趋势，为发展更全面的中药质量评价方式提供参考。

中药谱效学；指纹图谱；质量评价

随着传统医药在世界医药领域的地位日益提升，中医药也受到了越来越多的关注。中药的质量评价是中药现代研究的重要部分，其作为保证中药有效性和安全性的基础，在中药研究、生产以及临床应用中扮演着十分重要的角色。而多数中药的组成成分体系复杂，通过多成分、多靶点、多途径协同作用发挥药效，故无法仅凭单一或几个化学成分的定量检测对中药进行质量评价。因此，寻找科学合理的中药质量评价手段成为了当前中药研究现代化需要攻克的难题之一。近年来，经过国内学者的不断探索，中药谱效学逐渐展现出其在中药质量评价体系中的优势，为中药的质量和药效评价标准提供了具有规律性的科学依据。

1 中药质量评价的传统思路和中药谱效学的提出

从中国药典(2015版)可以看出，中药的质量评价可分为两个层次，药材的真伪鉴别和质量优劣评估[1]。确认药材为正品后，则进行对药材质量优劣的评估，包括检查、含量测定和浸出物等项目，从而评价中药及中药产品的纯度、有效成分以及品质优良度[2]。我国现行的中药质量评价基本是参照国外植物药的质量评价方法，然而中药的复杂性和不确定性使得相当一部分中药材不适用于这样的质量评价体系，如五灵脂、水半夏、败酱草等，使得药品质量无法从宏观上立体地评价，也就无法满足临床要求。

中药指纹图谱作为一种传统中药质量评价模式，在国内外接受了较为广泛认可，为解决现有质量评价体系中的问题提供了可能[3]。李戎等[4]在中药指纹图谱的基础上，以中医药理论现代研究为依据，最早较为系统地提出了“中药谱效学”这一概念，通过数学方法将中药指纹图谱与药效学建立联系，对谱效关系进行研究，从而全面、立体地评价中药质量[5-6]。

2 中药谱效学的研究模式

经过数年的不断探索与研究，中药谱效学已形成其基本的研究模式，包括建立药效评价模型、建立中药指纹图谱和建立谱-效模型等。

2.1 药效评价模型的建立 对中药谱效学的研究，需在中医药理论的指导下，建立合适、恰当、公认的药效评价模型，获得稳定可靠、重复性好的药效学数据，从而与中药指纹图谱相关联进行研究。一般采用在体实验和离体实验的方法获取药效学原始数据。

在体实验以保持机体的完整性为特点，使用正常或人工复制成的病理模型动物，同时保持机体与外界的有机联系，可获得较为系统的药效学结论[7]。离体实验则采用离体脏器，以较为直观的方式，在器官、组织、细胞和亚细胞的水平上进行更深层次的药理研究。建立药效评价模型时，要根据实验目的和实验因素以及具体实验条件等决定，选择客观性、特异性、重现性、敏感性较高的观测指标[8]，得到最可靠的药效学数据。

2.2 中药指纹图谱的建立 建立中药指纹图谱是中药谱效学研究的重要内容，中药指纹图谱指某中药材或中药复方制剂中共同含有的一种或数种化学成分的光谱或色谱图[9]。优化样品处理方法和检测条件，采用合适的分析方法建立中药指纹图谱，对指纹峰进行成分分析，选择合适的参照物，确定指纹峰作为谱效关系研究的基础，是建立中药指纹图谱的主要步骤。

建立中药指纹图谱有多种方法，目前应用较多的有色谱法和光谱法。光谱法最常用的是红外光谱(IR)，色谱法常用的是高效液相色谱法(HPLC)、薄层色谱法(TLC)和毛细管电泳法(CE)，其中应用最广泛的是HPLC[10]。高效液相色谱-质谱联用法(HPLC-MS)和气象色谱-质谱联用法(GC-MS)在定性指纹峰鉴定中也有着较多的应用[11]。针对化学组成复杂的中药，可采用多维谱效关系的研究方法，运用多种分析方法获取化学特征图谱信息[12]，从而更加全面地辨析中药多维谱效关系。

2.3 谱-效模型的建立 建立中药指纹图谱并获得较为稳定的药效学数据，需要采用一定的数据处理方法，将指纹峰与药效数据相联系，通过数学方法进行线性或非线性处理，建立谱-效模型，从而确定与药效相关的化合物群，更为客观合理地阐述有效成分的作用机制[13-14]。

预测各成分与药效间关联度，一般采用灰关联度分析、人工神经网络和双变量相关分析等方法，判断药效指标与色谱峰的关联性，预测有效成分[15-16]；阐明各成分对药效贡献率，可采用多元线性回归和偏最小二乘回归分析等方法[17]；主成分分析法和典型相关性分析等方法能简化数据结构，便于寻找主要活性成分[18]。在谱效关系的研究中，利用不同的方法以适应中药指纹图谱信息和变量多而复杂的特点，更有利于数据拟合。

3 中药谱效学的应用范围

谱-效关系能较为全面地反应中药质量，利用中药谱效学的数据结果可以客观评价中药材、中药复方和中药制剂的质量。具体可应用于以下几个方面的研究。

3.1 有效成分的确定 利用中药谱效学研究某种中药材或某复方中不同成分对药效的贡献度，寻找指纹图谱中药效相关、无关和负相关组分，可明确发挥药理作用的一种或多种成分。孟庆刚等[19]通过干酵母造大鼠发热模型，给予黄芩提取物，测得药效学数据。使用灰色关联度分析法，将黄芩HPLC指纹图谱不同分峰的峰面积和解热药效数据相关联，建立数学模型，明确HPLC图谱与药效的相关性，确定黄芩苷与解热作用有最大的关联度。潘学强等[20]利用大鼠模型，获取不同种吴茱萸汤的吸收样品，以HPLC法测定样品和吴茱萸汤中成分含量并进行对比。同时建立小鼠偏头痛模型并测定指标，运用偏最小二乘回归法将药效指标与HPLC结果相关联进行分析，发现吸收成分中的柠檬黄素-3-O-β-D-葡萄糖苷、人参皂苷和吴茱萸碱等可能是吴茱萸汤治疗偏头痛的主要成分。

3.2 有效部位的筛选 同种中药或方剂有多种提取部位选择，寻找药效最佳的有效部位，可利用中药谱效学筛选。耿媛媛等[21]使用番泻叶造小鼠急性腹泻模型，给予不同提取部位的二神丸提取物，同时建立不同提取部位的HPLC指纹图谱，比较各特征峰所代表的化学成分对止泻药效的贡献大小，表明不同提取部位的指纹图谱与其止泻药效之间有一定的对应关系。李喜凤等[22]采用小鼠耳肿胀试验研究禹州漏芦五个提取部位的抗炎作用，初步筛选后建立抗炎有效部位的HPLC指纹图谱，使用灰色关联度分析法将峰面积和抗炎药效相关联进行建模，用后退法进行多元线性分析，拟合回归方程。研究表明禹州漏芦三氯甲烷部位的抗炎作用最显著，抗炎作用的主要有效成分之一是α-三联噻吩。

3.3 药用来源的选择 同一种中药材的不同药用部位有效成分含量不同，可通过谱效关系的研究确定药材的最佳药用部位。赵玉珑[23]将通过UPLC得到的不同来源的三七提取物的化学指纹图谱，与其抗凝血的药效相结合，确定其抗凝血的主要成分，同时对从根和叶中分离的不同皂苷成分抗凝血活性进行量效关系分析，阐明了三七不同部位的抗凝血活性，结论表明三七的花和叶抗凝血活性强于根。

3.4 炮制方法的对比 中药炮制后的临床应用疗效发生改变，说明炮制改变了中药某些成分，这种改变可能是量变或质变[24]，故中药炮制研究的重要内容之一是中药炮制前后的成分变化引起药效变化的相关性。中药谱效学可通过指纹图谱的对比，与药效结合，直观反映这种相关性[25]，弥补化学指纹图谱控制中药炮制质量时与药效脱节的缺陷，是研究的有效方法。

郭延生等[26]用HPLC法建立当归炮制品酒当归、油当归、土当归和当归的指纹图谱，鉴定出11个共有峰，采用Fenton法[27]产生羟自由基和邻苯三酚自氧化产生氧自由基模型，用多元线性回归法分析不同的炮制品中化学成分与清除自由基之间的关系，得出Z-丁烯基酞内酯、阿魏酸等以及某峰代表的未知化合物是当归炮制品清除自由基的药效物质基础的结论。朱诗塔等[28]用HPLC法建立掌叶大黄不同炮制品水提取物的指纹图谱，确定特征峰，采用灰关联度分析法联合谱效数据，初步确定不同方法炮制后的掌叶大黄所含成分与其止血作用之间的对应关系。

谱效学同样可运用于民族药的质量评价中。与中药相比，民族药的药效成分尚不明确，评价标准相对模糊，采用谱效学的研究方法，能在药效方面为民族药的质量评价奠定更有利的基础。例如藏药波棱瓜子具有清热的功效，其抗免疫性肝损伤的物质基础通过谱效学得到了进一步完整的分析[29]，为民族药的质量评价提供了更可靠的依据。

4 思考与展望

中药谱效学的研究模式以药物的治疗效果作为前提，将已建立的指纹图谱进行化学成分与疗效相关的研究，得到生物活性与化学成分相关的指纹图谱，更全面地反映了中药质量，弥补中药质量评价体系的不足。与中药质量分析的传统模式相比，中药谱效学的研究方法直接在质量评价体系中引入生物活性分析，使评价方式同时具备化学与生物学的特点，使分析同时具备整体性和个体性。中药谱效学将色谱分离与活性分析相结合，从而实现“峰”与“效”的对应。同时，中药指纹图谱技术在研究中得到了灵活的应用，可以利用其独立进行质量评价，也可以与化学信息整合后进行综合分析，形成“成分”-“峰”-“效”的对应表现形式，直观体现化学物质与药效之间的关系，从而全面实现中药质量的评价。

但由于中药谱效学发展时间较短，还有诸多研究不完善之处，如大多数研究中只采取一种指纹图谱的获取方式，缺乏立体的成分展现方式；药效学数据的表达方式大多采用西医理论，缺乏和中医理论的结合，无法完整呈现中药治疗的特点；数据处理方法多样，未形成完整有效的处理系统等。中药谱效学的研究方法还有待发展和完善，如应用多种液质联用等更先进的分析技术，获得更准确的指纹图谱；尽可能选用整体动物进行试验，同时选择更为客观、更有针对性的药效学指标；在建立方程的过程中，可以应用多种统计分析方法，可多次建模进行分析比较，最终得到最优的谱效关系方程，使用更为合理的数据分析方法等。

中药谱效学在中药质量分析的应用十分广泛，在中药的研究中有极为重要的意义，需要在不断的探索中逐渐完善，形成完整的体系，从而推动中药的现代化研究。

[1] 国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[S]. 北京: 中国医药科技出版社, 2015.

[2] 陶燕蓉,陈曦. 中药质量评价技术的国内外研究现状及分析[J]. 中药与临床,2011,2:59-62.

[3] 孙琴,肖小河,金城,等.中药质量控制和评价模式应多元化[J].中药材, 2008, 31(1): 1-4.

[4] 李戎. 创建中药谱效关系学[J]. 中医教育, 2002，21(2):62.

[5] 曾令军,林兵,宋洪涛.中药谱效关系研究进展及关键问题探讨[J].中国中药杂志,2015,8:1425-1432.

[6] Xu GL, Xie M, Yang XY, et al. Spectrum-Effect Relationships as a Systematic Approach to Traditional Chinese Medicine Research: Current Status and Future Perspectives[J]. Molecules,2014,19(11):17897-17925.

[7] 邓婷. 中药药理学的研究现状、问题讨论及发展趋势分析[J]. 中外医疗,2013,10:191-192.

[8] 刘建勋. 中药新药药效学实验研究方法与要求[J]. 中药新药与临床药理,1998,2:49-52.

[9] 冯雪松,董鸿晔. 中药指纹图谱中的数据挖掘技术[J]. 药学进展,2002,4:198-201.

[10]贺福元,罗杰英,刘文龙,等. 中药谱效学研究方向方法初探[J]. 世界科学技术,2004,6:44-50.

[11] 赵海燕,韩旭. 中药谱效关系的研究思路与应用进展[J]. 世界中医药,2014,4:537-539.

[12] 戚进,余伯阳. 中药质量评价新模式--“谱效整合指纹谱”研究进展[J]. 中国天然药物,2010,3:171-176.

[13] 李婷婷,王新芳,马玲,等. 谱效关系与一测多评相结合全面提升中药材质量控制标准[J].中国实验方剂学杂志,2014,19:225-228.

[14] 吕邵娃,董书羽,郭玉岩,等. 数据分析技术在中药谱效关系中的应用进展[J].中国实验方剂学杂志,2015,15:226-230.

[15] 邓书鸿,聂磊.中药谱效关系的分析方法及数据处理技术研究进展[J].中药材,2010,11:1819-1823.

[16] 李治建,周露,古力娜·达吾提,等. 地锦草洗脱部位指纹图谱特征与其抗真菌作用的灰关联度分析[J]. 中国中药杂志,2012,5:580-584.

[17] 李嘉,陈曼译,张颖,等. 统计学建模在中药谱-效关系研究中的应用[J].内科,2013,06:586-587.

[18] 张华锋,刘炯,张杰,等. 基于聚类分析和典型相关分析的北柴胡保肝作用谱效关系研究[J].中草药,2013,19:2696-2702.

[19]孟庆刚,王微,李强,等.黄芩解热作用的谱效关系研究[J]. 北京中医药大学学报,2011,6:379-383.

[20] 潘学强,吴燕川,龚慕辛,等. 外翻肠囊吸收成分与药效相关研究吴茱萸汤治疗偏头痛的药效物质[J].中国中药杂志,2014,1:126-133.

[21] 耿媛媛,胡昌江,潘新,等. 二神丸不同提取部位温脾止泻的谱效关系研究[J].中草药,2014,18:2658-2663.

[22] 李喜凤,王优湑,安硕,等. 禹州漏芦抗炎有效部位的谱效关系研究[J].中国实验方剂学杂志，2014,18:137-141.

[23] 赵玉珑. 不同来源三七的“谱-效”关系及其抗凝血有效成分的研究[D].杨凌：西北农林科技大学,2013.

[24] 秦昆明,郑礼娟,沈保家,等. 谱效关系在中药研究中的应用及相关思考[J]. 中国中药杂志,2013,1:26-31.

[25] 宋丽,王少云,聂磊.中药炮制质量分析方法与药效评价研究进展[J].中药材,2013,01:151-156.

[26] 郭延生,华永丽,邓红娟,等. 当归不同炮制品清除自由基谱效关系研究[J].中成药,2010,12:2107-2111.

[27] 邓红娟,郭延生,曲亚玲,等.生当归、酒当归和油当归体外清除自由基活性研究[J].中草药,2009,5:784-787.

[28] 朱诗塔,雷鹏,李新中,等. 掌叶大黄不同炮制品指纹图谱与其止血作用的灰关联度分析[J].中南药学,2009,01:55-58.

[29] 陈璐,张梅,雷有成,等. 波棱瓜子脂肪油抗免疫性肝损伤的谱效关系研究[J]. 中国实验方剂学杂志,2014,11:123-126.

(编辑：陶希睿)

Applications of Chinese Materia Medica Chromatographic Pharmacodynamics in Traditional Chinese Medicine Quality Evaluation

WANG Meiqi JIANG Jianping*MA Wenfang

Guangxi University of Chinese Medicine，Nanning 530001，China

As a subject researching inherent relationship between traditional Chinese medicine fingerprint and quality effect, Chinese Materia Medica Chromatographic Pharmacodynamics has greater advantages and broader development space compared with the previous methods. In this thesis, related literatures were researched in recent years and reviewed by analysis and summary. Applied range and development trend were discussed. This thesis aims to throw some light to promote more relevant excellent studies of Traditional Chinese Medicine Quality Evaluation.

Chinese Materia Medica Chromatographic Pharmacodynamics; Fingerprint; Medicine Quality Evaluation

2016-09-26

广西自然科学基金项目(2014GXNSFAA118272)；广西卫生厅中医药科技专项项目(GZBZ14-06)；广西中医药大学校级课题(2015MS004)。

王美琪(1993-)，女，研究生在读，研究方向为中药、民族药成分及质量控制。E-mail:545519399@qq.com

姜建萍(1965-)，女，教授，博士，研究方向为中药、民族药成分及质量控制。E-mail:jjpoffice@gmail.com

R28

A

1007-8517(2016)23-0061-04