芩黄清肺散的安全药理学研究

刘俊丹，岑学柳，潘翠玲，李紫元，梁伟燊，唐陆平，何永明

(佛山科学技术学院兽医系，广东佛山 528000)

芩黄清肺散的安全药理学研究

刘俊丹△，岑学柳△，潘翠玲，李紫元，梁伟燊，唐陆平*，何永明*

(佛山科学技术学院兽医系，广东佛山 528000)

通过无创方式对芩黄清肺散(Qinhuang qingfei powder,QQP)进行安全药理学研究。采用MC4000无创血压仪检测清醒大鼠的平均动脉压(mean arterial pressure，MAP)和脉搏；采用EMKA无创肺功能仪检测清醒大鼠的呼吸频率(respiratory rate，f)、潮气量(tidal volume，TV)和呼吸曲线；同时进行小鼠戊巴比妥钠阈剂量(阈下剂量)催眠试验、小鼠一般状态及自主活动试验以及小鼠机能协调运动试验。结果表明，清醒大鼠心血管系统和呼吸系统功能试验，芩黄清肺散3个剂量组大鼠的MAP、脉搏、f、TV、呼吸曲线等与对照组相比无显著差异；戊巴比妥钠阈剂量催眠试验，3个剂量组小鼠入睡时间和睡眠持续时间与对照组相比无显著差异；戊巴比妥钠阈下剂量催眠试验的结果表明，3个剂量组小鼠睡眠数量与对照组相比无显著差异；小鼠一般状态及自主活动试验和小鼠机能协调运动试验中，3个剂量组小鼠睡眠数量与对照组相比无显著差异。说明芩黄清肺散对受试动物的心血管系统、呼吸系统和中枢神经系统均无影响，是一种临床上安全的药物。

芩黄清肺散；安全药理；大鼠；小鼠

安全药理学是新药临床前安全性评价领域的重要组成部分，主要研究药物及其代谢产物在治疗范围或治疗范围以上的剂量时，潜在的不期望出现的对生理机能的不良影响，主要观察药物对中枢神经系统、心血管系统和呼吸系统的影响[1-3]。国内兽药的安全性评价主要侧重于急性毒性试验和亚慢性毒性试验，而对其安全药理学研究较少[4]。安全药理学的研究可以为药物的临床应用提供最大限度的安全保障及为临床试验和安全用药提供信息[5-6]，可为生物药物评价提供参考[7]。芩黄清肺散(Qinhuang qingfei powder,QQP)系采用中兽医辨证论治原则和传统用药经验，结合现代中兽药药理研究的成果由课题组自行组方，由黄芩、大黄、枇杷叶和甘草四味中药组成，具有清肺热、止咳喘的功效。目前，已完成对该方剂质量检测、药理药效学、急性毒性和亚慢性毒性等研究，但尚缺乏对其安全药理学的研究。本试验旨在研究芩黄清肺散对试验动物心血管系统、呼吸系统和神经系统的影响，探讨其临床用药安全性，为临床试验和安全用药提供信息，也为开发新的适应症提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 主要仪器 MC4000小动物无创血压分析系统为美国Hatteras公司产品；EMKA小动物无创肺功能监测系统为法国EMKA Technologies公司产品；YLS-1B多功能小鼠自主活动记录仪和XZC-5C转棒式疲劳仪为山东省医学科学院设备站生产。

1.1.2 药物试剂 芩黄清肺散由佛山科学技术学院兽医药理学实验室提供；戊巴比妥钠为上海试剂公司产品(批号：65C10218)。

1.1.3 实验动物 昆明系小鼠，20 g±2 g；SD大鼠，200 g±20 g。所有动物雌雄各半，SPF级，均由广东省医学实验动物中心提供，许可证号为SCXK(粤)2013-0002。

1.2 方法

1.2.1 心血管系统、呼吸系统相关指标的测定 SD大鼠随机分为4组，每组10只，芩黄清肺散按高剂量组(10 g/kg)、中剂量组(5 g/kg)、低剂量组(2.5 g/kg)进行灌胃，灌胃体积为1 mL/100 g，对照组灌服等体积的生理盐水。分别用MC4000小动物无创血压分析仪和EMKA小动物无创肺功能仪记录给药前1 h、给药(0 h)以及给药后第1 h、第2 h和第4 h的平均动脉压(MAP)、脉搏、呼吸频率(f)、潮气量(TV)、呼吸曲线等。

1.2.2 神经系统指标的测定

1.2.2.1 对戊巴比妥钠阈剂量催眠作用的影响 昆明小鼠随机分为4组，每组20只，雌雄各半，芩黄清肺散按高剂量组(15 g/kg)、中剂量组(7.5 g/kg)、低剂量组(3.75 g/kg)进行灌胃，灌胃体积为0.2 mL/10 g，对照组灌服等体积的生理盐水。给药后50 min，4组小鼠均腹腔注射50 mg/kg阈剂量戊巴比妥钠，出现翻正反射消失为入睡时间，从翻正反射消失至恢复时间为睡眠持续时间[8-10]。

1.2.2.2 对戊巴比妥钠阈下催眠作用的影响 试验动物分组及给药方式同1.2.2.1，给药后50 min，4组小鼠均腹腔注射25 mg/kg阈下剂量戊巴比妥钠，小鼠翻正反射消失1 min以上为睡眠，观察给药后30 min内小鼠出现睡眠的个数[8-10]。

1.2.2.3 对一般状态、自主活动的影响 试验动物分组及给药方式同1.2.2.1，于给药后10、30、60 min观察小鼠的一般状态及自主活动(10 min内运动次数)的情况。

1.2.2.4 对机能活动的影响 试验动物分组及给药方式同1.2.2.1，试验前选取经筛选在转棒式疲劳仪上运动3 min (16 r/min)不坠落的小鼠80只，于给药后50 min，通过转棒式疲劳仪按16 r/min观察小鼠机能协调运动((1 min及3 min内的转棒坠落率)[8-10]。

2 结果

2.1 芩黄清肺散对心血管系统的影响

给药1 h后，芩清肺散中剂量组大鼠的MAP显著升高(P<0.05)；而其他时间段，各剂量组大鼠MAP的差异无显著性(P>0.05)。各测试点发现，芩黄清肺散各剂量组的大鼠脉搏差异均不显著(P>0.05)(表1和表2)。

2.2 芩黄清肺散对呼吸系统的影响

给药后第4 h，芩黄清肺散高剂量组大鼠TV显著降低(P<0.05)，其余不同时间段的TV差异不显著(P>0.05)；不同时间段的f差异不显著(P>0.05)。各组呼吸节律曲线均基本稳定(表3，表4，图1)。

2.3 芩黄清肺散对神经系统的影响

2.3.1 对戊巴比妥钠阈剂量催眠效果的影响 芩黄清肺散高、中、低3个剂量组戊巴比妥钠阈剂量引起的小鼠入睡时间和睡眠维持时间与对照组比较均无明显差异(P>0.05)(表5)。

2.3.2 对戊巴比妥钠阈下剂量催眠效果的影响 芩黄清肺散高、中、低3个剂量组戊巴比妥钠阈下剂量引起小鼠睡眠数量与对照组进行组间比较均无显著差异(P>0.05)(表6)。

表1 芩黄清肺散对大鼠MAP的影响

注：同列数据相比，不同字母代表差异显著(P<0.05)。

Note:Different letters represent significant differences within the same column data(P<0.05).

表2 芩黄清肺散对大鼠脉搏的影响

表3 芩黄清肺散对大鼠TV的影响

注：同列数据相比，不同字母代表差异显著(P<0.05)。

Note:Different letters represent significant differences within the same column data(P<0.05).

表4 芩黄清肺散对大鼠f的影响

a.对照组；b.低剂量组；c.中剂量组；d.高剂量组a.Control group; b.Low-dose group; c.Middle-dose group; d.High-dose group

2.3.3 对一般状态、自主活动的影响 给药10 min后，各组小鼠姿势、步态均正常，活动无异常，毛色光滑，无流涎、肌颤及瞳孔等变化。而且芩黄清肺散高、中、低剂量组与对照组对小鼠给药10、30、60 min后自由活动次数组间比较均无显著影响(P>0.05)(表7)。

2.3.4 对机能协调运动的影响 给药1次后，各组1 min和3 min内小鼠转棒坠落率的组间比较无显著差异(P>0.05)(表8)。

3 讨论

3.1 芩黄清肺散对心血管系统的影响

用遥感技术对清醒动物进行安全药理学研究能使药物得到客观的评价[12]。试验过程中用MC4000无创血压仪和EMKA小动物无创肺功能仪进行心血管系统和呼吸系统的研究可有效保证试验结果的客观性。有研究指出，黄芩苷可使血管平滑肌收缩，其引发的血管收缩率与前列腺素F2α及血栓烷B2呈相关关系，另外，甘草总黄酮、黄芩茎叶总黄酮等具有良好的抗心律失常作用。给药1 h后，芩清肺散中剂量组大鼠的MAP显著升高(P<0.05)，而其余时间段与其他组比较差异不显著(P>0.05)，暂时的血压升高可能是由于黄芩苷收缩血管平滑肌所导致。试验期间各个观测点发现，芩黄清肺散对大鼠脉搏差异不显著(P>0.05)，说明芩黄清肺散在10 g/kg范围内给药对清醒大鼠心血管系统无明显影响。

表5 芩黄清肺散对小鼠戊巴比妥钠阈剂量催眠效果的影响

表6 芩黄清肺散对小鼠戊巴比妥钠阈下剂量催眠效果的影响

表7 芩黄清肺散对小鼠活动次数的影响

3.2 芩黄清肺散对呼吸系统的影响

枇杷叶有止咳效果，临床上用于慢性支气管炎等呼吸疾病的治疗。甘草具有止咳、祛痰和平喘的功效，且能保护肺[13]。大黄与芒硝联用7 d，对急性呼吸窘迫综合征伴腹高压并机械通气患者的呼吸功能有改善作用，能提高患者潮气量[14]。而本研究发现灌药4 h的芩黄清肺散高剂量组大鼠潮气量显著降低(P<0.05)，且不具有规律性，大黄对于健康动物用药降低潮气量的报道至今未见，造成试验结果的原因还有待进一步研究。此外，各组f无显著差异，呼吸节律基本稳定。说明芩黄清肺散在10 g/kg范围内给药对清醒大鼠呼吸系统无明显影响。

表8 芩黄清肺散对小鼠机能协调运动的影响

3.3 芩黄清肺散对神经系统的影响

研究表明，黄芩苷以500 mg/kg～1 000 mg/kg进行小鼠腹腔注射，具有镇静效果。黄芩苷对睡眠和觉醒具有双向调节作用。研究发现，在光周期中黄芩苷会抑制IL-1的活性来减少慢波睡眠(SWS)，而在暗周期中黄芩苷会增强GABAA受体活性来增加慢波睡眠(SWS)和快速眼动睡眠(REMS)[15]。在小鼠戊巴比妥钠阈剂量催眠结果中，药物组对戊巴比妥钠阈剂量引起的小鼠入睡时间和睡眠维持时间与对照组均无明显差别(P>0.05)，但药物组睡眠持续时间远比对照组长。在小鼠戊巴比妥钠阈下剂量催眠结果中，各剂量组对戊巴比妥钠阈下剂量引起小鼠睡眠数量无显著差异(P>0.05)，但芩黄清肺散对小鼠具有镇静作用，特别是高剂量组引起更多的小鼠睡眠，这与黄芩具有镇静催眠作用的报道相符，同时也提示了芩黄清肺散对戊巴比妥钠无协同或撷颃作用。另一方面，对小鼠一般状态、自主活动的结果分析可知，尽管同一时间段芩黄清肺散各剂量组与对照组进行组间比较无显著差异(P>0.05)，但整体来说各组小鼠不同时间内的活动次数是减少的但药物组小鼠活动次数比对照组多，前者可能是由于测量期间选择在傍晚，测完后就到半夜的原因，小鼠自发活动次数傍晚多半夜少；后者与研究报道的黄芩能抑制小鼠自发活动相反，可能的原因是芩黄清肺散中甘草的糖皮质激素样作用对中枢神经系统有兴奋作用，两种药物一起导致的结果[16]。而从小鼠机能协调运动的结果分析可知，各组1 min和3 min内小鼠转棒坠落率的组间比较无明显差异。综上所述，芩黄清肺散在10 g/kg剂量范围内对心血管系统、呼吸系统和神经系统没有明显影响，临床用药具有安全性。

[1] 车爱萍,王 洁,夏振娜，等.药物安全药理学研究新进展[J].中国新药杂志，2010,19(15):1309-1313.

[2] Pugsley M K,Curtis M J.Principles of safety pharmacology[M].Springer Berlin Heidelberg,2015,229(7):1382-1399.

[3] 王贵波,罗永江,罗超应，等.射干地龙颗粒的安全药理学分析[J].畜牧兽医学报，2012,43(12):1969-1977.

[4] Kenakin T P.Chapter 10 - safety pharmacology[M].Pharmacol Drug Discovery Develop,2017:251-273.

[5] 刘晓磊,郑继方,辛蕊华，等.桑杏平喘颗粒的亚慢性毒性研究[J].中国畜牧兽医,2013,40(6):199-202.

[6] 黄芳华.中药新药安全药理学研究关注要点[J].中南药学,2015,13(9):901-904.

[7] Vargas H M,Amouzadeh H R,Engwall M J.Nonclinical strategy considerations for safety pharmacology:Evaluation of biopharmaceuticals[J].Expert Opinion on Drug Safety,2013,12(1):91-102.

[8] 薄天儒.双参素胶囊的安全药理学研究[D].吉林大学,2011.

[9] 张惠芳,陈俞材,王丹姝,等.晚期糖基化终产物裂解剂秦皮甲素的安全药理学研究[J].中国新药杂志,2016,25(14):1587-1594.

[10] 艾 国,王德文,黄正明，等.金丝桃苷的一般药理学研究[J].药物评价研究,2016,39(2):202-206.

[11] 徐向阳.卡方检验在学生成绩差异性分析中的应用[J].江苏理工学院学报,2001,7(4):13-16.

[12] 孙晶晶,周 泉,齐珍珍,等.遥测方法对比传统安全药理学方法的优势及应用[J].中国比较医学杂志,2016,26(8):47-52.

[13] 张明发,沈雅琴.甘草及其提取物对呼吸系统的药理作用[J].现代药物与临床,2010,25(4):262-267.

[14] 薛翠英,宋慧芳,闫新华,等.大黄与芒硝对急性呼吸窘迫综合征伴腹高压并机械通气患者呼吸功能的影响[J].中国医药导报,2012,9(20):94-96.

[15] Chang H H,Yi P L,Cheng C H,et al.Biphasic effects of baicalin,an active constituent ofScutellariabaicalensis,Georgi,in the spontaneous sleep-wake regulation[J].J Ethnopharmacol,2011,135(2):359-68.

[16] 陈夏娟,余 果,宋宏绣,等.基于析因设计评价芫花-甘草反药组合对小鼠自发活动的影响[J].南京中医药大学学报自然科学版,2012,28(3):249-251.

StudyonSafetyPharmacologyofQinhuangQingfeiPowder

LIU Jun-dan,CEN Xue-liu,PANG Cui-ling,LI Zi-yuan,LIANG Wei-shen,TANG Lu-ping,HE Yong-ming

(DepartmentofVeterinaryMedicine,FoshanUniversity,Foshan,Guangdong,528000,China)

Pharmacological study of Qinhuang qingfei powder was conducted in a non-invasive way to further explore the safety of Qinhuang qingfei powder in clinics.The cardiovascular system and respiratory indexes were detected by MC4000 non-invasive blood pressure meter and EMKA small animal non-invasive pulmonary function instrument,respectively.The effects of drugs on the cardiovascular system and respiratory system were explained by observing mean arterial pressure (MAP),pulse,respiratory rate (f),tidal volume (TV),respiratory curve and other related indicators.At the same time,the tests of sodium pentobarbital threshold (subthreshold) dose,mouse general state and autonomic activity and mouse functional exercise were conducted,which could illustrate the effects of the drugs on the nervous system.There were no significant differences in MAP,pulse,f,TV and respiratory curve between control group and Qinhuang qingfei powder group.In the nervous system experiment,the results of sodium pentobarbital threshold dose test showed that three dose groups of sleep time and duration of sleep had no significant difference compared with the control group; Sodium pentobarbital subthreshold dose test showed that there were no significant differences in the sleep quantity of the three dose groups and control group; and there were no significant differences in sleep status between dose groups and control group in the general state and autonomic activity test and the mouse functional exercise test.Qinhuang qingfei power have no negative effects on the animals' cardiovascular system,respiratory system and central nervous system and is a clinically safe drug.

Qinhuang qingfei powder; safety pharmacology; rat; mouse

2017-02-27

“十二五”农村领域国家科技计划课题(2011BAD34B00);农业部行业科技专项(201003060-09);广东省省级科技计划项目(2015A040404048);佛山市科技计划项目(佛财工〔2015〕 143 )

刘俊丹(1991-)，女，广西人，硕士研究生，主要从事中兽药研制和开发工作。△同等贡献作者。*

S853.74

A

1007-5038(2017)11-0081-05