中药材谱效关系研究方法概述*

2017-03-24徐宝欣杜义龙李艳荣潘海峰

承德医学院学报 2017年2期

关键词：中药材指纹图谱

高婧，徐宝欣，杜义龙，李艳荣，潘海峰△

（1.承德医学院中药研究所/河北省中药研究与开发重点实验室，河北承德 067000；2.承德市食品药品检验检测中心）

中药材谱效关系研究方法概述*

高婧1、2，徐宝欣1，杜义龙1，李艳荣1，潘海峰1△

（1.承德医学院中药研究所/河北省中药研究与开发重点实验室，河北承德 067000；2.承德市食品药品检验检测中心）

中药材；指纹图谱；谱效关系

由于中药的成分复杂多样，作用靶点不明确，质量不易控制，因此一直以来我国传统中药在国际上推广受到很大限制。中药指纹图谱的发展为中药质量控制提供了新思路和手段，它能够从整体上反映中药的多种成分，是目前在国内外被广泛认可的一种新型的质量控制模式。但它作为一种化学图谱，有一定的局限性，不能反映中药成分与药效之间的关系。因此，李戎等[1]提出在对方剂物质群整体进行控制的中药指纹图谱基础上对应药效结果，建立有实际意义的中药“谱效”学，进而建立中药产品与其疗效基本一致的反映产品内在质量的质量标准。

单味中药材是中成药和中药制剂的基础，因此，对单味中药材谱效关系进行研究具有至关重要的意义。目前，谱效关系尚没有统一的标准和模式，现就近年来众多学者在单味中药材谱效关系方面的研究做简单的总结和介绍。

1 化学指纹图谱的建立

中药材化学指纹图谱是指采用光谱、色谱和其它分析方法建立的用以表征其所含各种化学成分(次生代谢产物)的特征所建立的指纹图谱[2]。由于中药材成分复杂、多样，因此在制定指纹图谱时，首先要优选出最佳提取方法，确保所需要的有效成分能全量提取用于下一步的研究。例如，对黄酮类和皂苷类有效成分可以选取不同极性溶剂依次进行提取，优选出活性部位；对水溶性酸碱类有效成分可以用水直接提取进行研究，再选用合适的仪器进行图谱信息采集；最后采用《中药色谱指纹图谱相似度评价系统2004A版》软件找出多批药材的共有模式，建立指纹图谱。陈心悦等[3]对红芪药材防治肝纤维化的谱效关系研究中，首先用95%乙醇提取得到总提取物后，依次用不同试剂萃取得到石油醚部位、乙酸乙酯部位、乙醇部位和红芪粗多糖，优选出乙醇提取物药效最佳，然后采用HPLC对乙醇提取部位建立化学指纹图谱，确定了9个共有峰，相似度均大于0.90。马欣欣等[4]研究黄连抑菌活性的谱效关系时，对水提取物中的碱性物质建立指纹图谱，采用《中药色谱指纹图谱相似度评价系统2004A版》软件得到8个共有峰，相似度均大于0.90。

目前建立化学指纹图谱时，常用的仪器方法主要有高效液相色谱法（HPLC）和色谱联用技术。近年来对中药材指纹图谱研究中，约80%的研究采用HPLC法，它是一种高分离效能、高灵敏度、高选择性的分析方法，配备不同的检测器后，能满足对不同性质样品的测定，且稳定性和重现性较好，适用于大部分中药材成分的分离。廖婉等[5]在对醋莪术破血的药理活性谱效关系研究时，使用HPLC得到了分离度较好的色谱图，最后确定了16个共有峰。色谱-质谱联用是目前最成熟和成功的一类联用技术，其中液相色谱-质谱(HPLC-MS)和气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术

最为常用。在对物质分离的基础上，质谱可以为色谱指纹峰进行结构鉴定。朱胜春等[6]在研究菊苣降尿酸活性谱效关系时，采用HPLC-MS确定了14个共有峰，鉴定出峰1、2、5、6、7分别为秦皮甲素，绿原酸，菊苣酸，异绿原酸(A/B/ C)，异绿原酸(A/B/C)。李生茂等[7]在研究砂仁中挥发油成分时，根据《中国药典》2010年一部挥发油提取的方法进行提取，使用GC-MS联用技术建立GC指纹图谱和相应成分的测定。结果建立7批不同产地砂仁挥发油GC-MS指纹图谱，确定了其中13个色谱峰为共有峰，利用联用技术对13个色谱峰分别进行了鉴定。

2 药效学数据的获取

获取药效学数据目前主要有两种药理实验方法，体内实验和体外实验。体内实验一般采用正常或人工复制病理模型的动物，根据实验需要按照统计学原理分组，通过不同的给药方式（例如灌胃等）对动物模型进行处理，最后观察药效指标，记录数据。由于中药材药理作用的多样性，对于构建谱效关系的药理实验应当根据课题的主要指导思想，建立符合中医基础理论的动物模型，选取准确、快速、公认的方法和指标来进行实验[8]。实验研究可以在动物麻醉和清醒时进行[9]。丁晶鑫等[10]采用正常小鼠做模型对菟丝子拟雌激素活性的谱效相关性进行研究，使用小鼠子宫增重法和含药血清的MCF-7细胞增殖实验筛选其拟雌激素作用。张慧等[11]采用腹腔注射醋酸致小鼠腹腔毛细血管通透性增高实验和小鼠注射脂多糖+D-氨基半乳糖溶液所致内毒素血症模型，考察白芷的石油醚、乙酸乙酯、正丁醇、水提部位的抗炎、抗内毒素血症作用。体外实验利用离体器官或细胞研究药物在一个特定整体中一部分的药理作用，比较直观。细致的体外分析对于在细胞和亚细胞水平上进行的机理研究有着重要的意义。李友等[12]研究板蓝根三氯甲烷提取部位抗内毒素作用的“谱效”关系时，采用动态浊度法通过对细菌内毒素标准溶液的作用，检测板蓝根三氯甲烷提取物的抗内毒素生物活性，得到板蓝根对内毒素抑制的量效关系曲线及其参数斜率(k)、半数有效剂量(IC50)。马培等[13]在研究大黄属药用植物抗HIV-1活性的谱效关系时，采用HIV-1逆转录酶相关的核糖核酸酶活性测定检测了大黄属16种22个样品的抗HIV-1活性。体内实验保持了机体的完整性，适用于神经反射、体液、调节、内脏功能、机体对药物的代谢排泄等的观察，而且可以选择不同给药途径，更符合临床实际；而体外实验可以严格控制实验条件，具有重复性好，用药量小、节省动物，实验结果较易分析等特点[14]。这两种药理实验方法都有自己的优势，研究者在获取药效学数据时应根据需要选择合适的实验方法，遵循科学合理性原则，保证数据的有效性和准确性。

3 谱效关系数据处理方法

在指纹图谱及药效数据获得的基础上，将代表中药化学特征的“谱”和反映中药活性的“效”科学、合理的联系起来是中药谱效关系研究的关键。近几年研究中药材谱效关系分析方法主要包括相关分析、回归分析、主成分分析、典型相关分析、聚类分析、灰色关联度分析及图谱对比法。可以采用一种分析方法或者联合多种方法共同分析，其中回归分析、灰色关联度分析和相关分析使用最多。处理分析结果数据时使用的软件主要是SPSS统计软件。

回归分析是研究一个或多个自变量与一个因变量之间是否存在某种线性或非线性关系的一种分析方法，分为普通多元回归分析和偏最小二乘法。张壮丽等[15]在研究鱼腥草挥发油抗淋巴瘤细胞谱效关系时，采用偏最小二乘回归分析技术对色谱峰与抑制率的内在联系进行谱效分析，结果发现，GC-MS特征谱中色谱峰6、14、15、22、25、26、27对细胞抑制率具有较大贡献。灰色关联度分析可定量描述事物或因素之间相互变化的情况，即变化的大小、方向与速度等的相关性。如果事物或因素发展的态势基本一致，则可以认为它们之间的关联度较大，反之，关联度较小。与其它的分析方法相比较，灰色关联度分析所要求的数据较少，对数据的要求较低，原理简单，易于掌握和理解[16]。刘小花等[17]在研究黄芪抗溃疡作用的谱效关系时采用灰色关联法和偏最小二乘法分析数据，根据关联度大小确定黄芪乙醇提取物中各成分对抗胃溃疡作用的贡献度，并应用偏最小二乘法拟合了药效和化合物峰面积的数理方程，筛选出贡献值较大的化合物。相关分析研究的是2个或2个以上变量之间相互关系的一种统计学方法。谱效关系研究中每个指纹峰和每个药效指标都可以看作是一个变量，这种相互关系常用相关系数来评价，相关系数的大小和方向表明了色谱峰与药效指标的密切程度和正负相关，其显著性可由统计软件（如SPSS）给出相应概率[18]。陈红鸽等[19]在研究不同粒度赤芍药材抗肝纤维化作用的谱效关系时，采用相关分析方法对数据进行分析，各粉碎粒度赤芍药材高效液相指纹图谱中共有19个特征共有峰，其中峰16、峰9与肝星状细胞LX-2抑制效果(OD值)的相关性分别呈极弱相关、弱相关，峰7、峰17呈强相关，其余各峰均呈极强相关。不同统计学分析方法的原理和所揭示的层面不同，要根据自身所期望的数据处理的目的，选择合适的分析方法，或者综合多种统计学方法，使数据更加准确、科学、合理。

4 小结

目前，对中药材谱效关系方面的研究越来越多。中药材谱效关系研究不仅对中药材自身的质量控制评价有着重要意义，而且可以为中药成方制剂的提取和分离提供重要的信息支持。但对于中药材谱效关系的研究尚处于探索阶段，需要进一步研究，使其能为中医理论提供更加科学的理论依据。

【参考文献】

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[3]陈心悦,柳小亚,陈亚丽,等.红芪药材防治肝纤维化的谱效关系[J].色谱,2015,33(4):413-418.

[4]马欣欣,刘吉华,余伯阳.黄连抑菌活性的谱效关系研究[J].药物评价研究,2013,36(3):171-175.

[5]廖婉,章津铭,傅舒,等.醋莪术对气滞血瘀证血液流变学影响的表征及谱效相关性研究[J].中成药,2013,35(2):330 -334.

[6]Zhu CS,Zhang B,Lin ZJ,et al.Relationship between highperformance liquid chromatography fingerprints and uric acid-lowering activities of cichorium intybus L[J]. Molecules, 2015,20(5): 9455-9467.

[7]李生茂,曾滨阳,叶强,等.砂仁挥发油抗炎活性谱效关系研究[J].中国实验方剂学杂志,2015,21(9):133-136.

[8]谭振鹏,夏英杰,王柳萍,等.中药谱效关系研究进展[J].中国民族民间医药,2013,22(2):20-22.

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[10]丁晶鑫,李文兰,白晶,等.菟丝子拟雌激素活性的谱效相关性研究[J].中国药学杂志,2013,48(5):337-340.

[11]张慧,海广范,栗志勇,等.白芷中抗内毒素血症有效组分的谱效关系[J].中成药,2014,36(12):2491-2497.

[12]李友,马莉,沈芄,等.板蓝根三氯甲烷提取部位抗内毒素作用的“谱效”关系研究[J].中国药学杂志,2011,46(10):741-742.

[13]马培,张鑫瑶,许利嘉,等.大黄属药用植物抗HIV-1活性的谱效关系研究[J].中国中药杂志,2013,38(15):2434-2437.

[14]杨文珍,韩霞.方剂药理实验方法及设计原则［J］.山西中医学院学报,2002,3(2):59.

[15]张壮丽,赵宁,赵志鸿,等.鱼腥草挥发油抗淋巴瘤细胞谱效关系[J].郑州大学学报,2015,50(3):378-381.

[16]孙芳芳.浅议灰色关联度分析方法及其应用[J].科技信息, 2010,(17):364-366.

[17]刘小花,梁瑾,梁建娣,等.黄芪抗胃溃疡作用的谱效关系研究[J].中草药,2012,43(12):2448-2452.

[18]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,2015,40(8):1425-1432.

[19]陈红鸽,肖云芝,刘朝勇,等.不同粒度赤芍药材抗肝纤维化作用的谱效关系研究[J].环球中医药,2015,8(4):428-431.

(中医中药栏目编辑：张健)

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