网络药理学研究中“槲皮素类现象”与对策的探讨

马焓彬，贾利军，李玉婷，马 聪，赵灵丽，雷 阳，张 梅，刘 涛，3

(1.成都大学 食品与生物工程学院，四川 成都 610106；2.太极集团 四川太极制药有限公司，四川 成都 610207；3.四川省抗病毒中药产业化工程技术研究中心，四川 成都 611930)

0 引 言

网络药理学的概念由Hopkins在2007年提出，是一种通过分析药物对疾病的干预作用，构建“成分—靶点—疾病”之间的复杂网络来探讨药物作用机制的方法[1].在国内，刘德麟等[2]在2006年就提出利用中药分子方剂的作用，分析药物受点网络—药效变化相应的规律，就可以创造出网络药理学.作为一种新型药理学理论，近年来，网络药理学作为一种新型便捷的研究方法被学者们频繁使用，据统计，自2010年至2020年11月，以“网络药理学”为关键词，在中国知网上的“中药学”学科分类中，可以查到3 423篇中文文献，其中，各年份发表的文献数量统计见图1.可见近10年网络药理学的使用在国内的巨大增长趋势，在2020年发表的文献已达1 428篇.以“槲皮素”“山柰酚”“芦丁”为关键词进行检索，可以发现，槲皮素类成分频频出现在网络药理学研究过程中，表现出了“万能药”的效果.通过阅读文献，整理近10年的网络药理学研究文献中槲皮素类成分研究信息，部分信息见表1.

表1 近10年网络药理学研究文献中槲皮素类成分研究信息整理

图1 近10年以“网络药理学”为关键词在知网上查询到的文献数量

槲皮素类黄酮成分包括槲皮素、山柰酚及芦丁等化合物，槲皮素类成分广泛存在于各种中草药及水果蔬菜中，具有抗氧化、抗肿瘤以及抗病毒等药理作用，山柰酚和芦丁具有与槲皮素相似的药理作用，可能与其具有相似的化学结构有关.槲皮素、山柰酚及芦丁的化学结构见图2.

图2 槲皮素、山柰酚及芦丁化学结构式

经过研究后发现，“槲皮素类现象”出现的原因可能与槲皮素类成分在植物中广泛分布有关，且有关槲皮素类成分各种体内外药效作用文献报道较多，同时，在进行筛选时，其理化性质符合网络药理学筛选参数设定指标.本文就“槲皮素类现象”的合理性进行进一步探讨，为网络药理学研究方法的完善提供参考.

1 中药材药用部位研究

常用的植物类中药材部位有根茎、叶子、花、果实以及全草等.同一种中药材，不同的部位所含的成分种类和成分含量是不一样的，而网络药理学中相关化学成分数据库中收录的化学成分来源可能来自于该植物资源，而其药用部位并不一定含有该成分；或存在化学成分在中药材中的含量尚达不到其发挥药效的最低含量的情况.

查阅文献发现，网络药理学研究表明，部分中药材中含有槲皮素类成分，但又有文献研究表明其中没有含槲皮素类成分，或含槲皮素类成分仅在该植物中的非药用部位中存在(统计信息见表2).如利用TCMSP数据库发现黄连中含有槲皮素类成分[22]，而黄玲[23]研究发现，黄连中仅含有鼠李素、汉黄芩素以及3，5，7-三羟基-6，8-二甲基黄酮等黄酮类成分，并未发现槲皮素类成分.张锐等[24]在借助网络药理学研究栀子治疗阿尔茨海默症的作用机制时，发现槲皮素、芦丁与山柰酚为栀子的入血成分，是治疗阿尔茨海默症的可能活性成分，但张忠立等[25]对栀子的药用部位中的黄酮类成分进行分离研究，得到了包含槲皮素、芦丁在内的12个黄酮类化合物，并未发现山柰酚的存在，缪芝硕等[26]则在栀子的非药用部位栀子枝中发现了槲皮素、山柰酚及芦丁的存在.上述研究表明，网络药理学研究常用的TCMSP数据库可能不完善，有待改进.

表2 含槲皮素类成分药材及其药用部位统计

近年来，随着质谱与高效液相色谱等新型分析技术的出现，中药材的复杂成分分析也可行化，中药材的用量对临床疗效的影响研究逐渐转变为中药材中具体有效成分含量对临床疗效的研究[27-29].对此，刘涛等[30]提出“中药成分临床利用率”，刘钱等[31]提出“药效作用值”作为新型指标，分别针对中药材及中成药中的有效成分含量对临床疗效的影响进行再评价研究，为中药的临床研究及使用提供指导意见.研究过程中发现，通过网络药理学筛选得到的有效成分结果没有体现其在中药材中的含量，筛选得到的有效成分是否可以在临床使用中达到量—效关系而发挥作用，还值得进一步研究确认.

2 有效成分筛选标准研究

口服给药作为目前药物的主要给药途径，在设计药物时，常常需要考虑药物在体内的吸收、分布、代谢及排泄过程.口服生物利用度(OB)表示口服药物的有效成分或活性基被吸收到达体循环并被吸收的速度与程度，是评价药物能否发挥药效的重要指标.类药性(DL)代表成分与已知化学药的相似性，对确定中药成分是否对机体产生活性具有重要参考价值.在借助网络药理学研究筛选中药材中有效成分时，常设置OB≥30%和类药性DL≥0.18进行筛选[45-47]，但该条件在文献报道中并不一致，其限值的确定依据有待讨论.

TCMSP数据库相关数据表明，槲皮素、山柰酚及芦丁的OB值分别为46.43%、41.88%与3.2%[48].按照上述条件进行筛选，可以筛得槲皮素和山柰酚，芦丁则因为OB值未达到30%而被筛除.这可以在一定程度上解释槲皮素和山柰酚频繁出现在网络药理学结果中.然而，已有研究表明，芦丁具有较好的抗氧化作用、血管舒张作用、抗病毒作用以及抗急性胰腺炎等药理活性，可被制成HPMC控释片、固体分散体、环糊精包合体以及共沉淀物的形式，以增强其溶解性能、分散度及溶出速率[49].同时，据早期研究表明，槲皮素的口服生物利用度变化很大，可以达到0%～50%的变化程度[50]，这与上述槲皮素确切的OB值构成矛盾.另有研究表明，OB值的筛选条件具有一定的主观性，不同于普遍的以OB值≥30%为筛选条件，许文倩等[51]以OB值≥40%对黄芪建中汤中有效成分进行了筛选，得到了132个潜在有效成分.

综上所述，网络药理学筛选有效成分的条件设定的合理性尚缺乏进一步实际研究考证.

3 药理作用研究现状分析

槲皮素类成分广泛存在于植物中，且具有较多的药理作用，这引起了很多研究者对其进行研究，进而丰富了槲皮素类成分在网络药理学各数据库中的数据.但由于种种原因，一些文献仅对其体外活性进行了初筛，其活性未得到确认，但这些文献和数据可能也被收录到相关数据库中，导致了槲皮素类成分在药效作用中体现出“广泛药理活性”的现象.

对92篇有关槲皮素药理作用的研究论文进行统计，发现其中体外实验占47.83%(部分信息见表3)，考虑到中药材成分的多样性与其在人体内要经过复杂的代谢过程，一般而言，体外实验仅供参考，体内动物实验得到的结果较体外细胞实验得到的合理.但在文献研究过程中发现，对于槲皮素类成分抗肿瘤、抗炎的药理作用研究，大多数采用的皆为体外活性研究，缺乏进一步的体内实验验证.

表3 槲皮素类成分的已有药理作用研究统计

研究发现，大多数抗肿瘤成分主要通过改变癌细胞的增殖、凋亡、侵袭以及迁移等能力，从而发挥其抗肿瘤作用.研究表明，山柰酚主要通过抑制雌激素相关受体α降低NSCLC A549细胞侵袭和迁移能力, 并抑制其间质上皮转化过程(EMT)，从而达到抗肺癌的作用[61].张磊等[62]借助PCR定量检测三阴性乳腺癌临床标本及MDA-MB-231细胞中孕烷X受体的表达情况，又借助四唑盐(MTT)实验和裸鼠皮下成瘤实验就山柰酚的抗三阴性乳腺癌作用进行探讨，结果发现山柰酚主要通过诱导三阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231中乳腺癌耐药蛋白的表达，并下调抗肿瘤药物对MDA-MB-231细胞的杀伤作用，从而发挥其抗三阴性乳腺癌.于丽秀等[63]借助体外卵巢癌SKOV-3细胞增殖与凋亡率的研究，发现山柰酚可通过抑制卵巢癌细胞SKOV-3细胞增殖，来诱导其凋亡.

石艳宾[70]以DPPH自由基清除能力作为实验指标，发现金银花绿原酸及芦丁的复配比例为9∶1时，DPPH自由基清除率最高，为77.57%，证明金银花绿原酸及芦丁可以协同发挥抗氧化作用.孙坤等[71]借助相似的方法，发现苦荞籽粒萌发后游离、结合及总抗氧化活性均显著提高(P<0.05)，同时，其黄酮含量也具有显著变化(P<0.05)，推测游离、结合及部抗氧化活性的提高与各时期苦荞籽粒中黄酮含量有关.王计瑞等[72]以Fe3+还原能力、DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力和总抗氧化能力作为4种抗氧化活性评价指标，发现国槐中以芦丁为代表的黄酮类成分具有良好的抗氧化作用.

4 讨论与对策

网络药理学作为近年来热门的研究方法，常被用于研究中药材及中药制剂治疗疾病时的作用机制[77-78].在诸多网络药理学筛选的结果中，槲皮素、山柰酚及芦丁等槲皮素类成分频繁作为有效成分出现，但现有标准中要求含量测定的成分不一定出现在筛选结果中，如对黄芩进行艾滋病治疗作用的筛选时，其结果中并无黄芩药材内含量较高的黄芩苷，而把含量较低的黄芩新素、红花素等作为有效成分，其合理性有待进一步探讨[79].

文献研究表明，网络药理学研究表明部分中药材中含有槲皮素类成分，但又有文献研究表明其中没有含槲皮素类成分.且据部分文献报道某些植物的非药用部位含有槲皮素类成分，但其药用部位并未检测到该类成分，在相关数据库的收集过程中，可能会将非药用部位的成分等同于药用部位的成分，从而将其收入数据库中，导致在网络药理学化学成分检索研究过程中，该类成分被检出，或者存在筛选得到的槲皮素类成分在该中药材中的含量较少，故而无法发挥药理作用.为确保数据库里的中药材及成分的药理作用数据真实可靠，可以进一步规范网络药理学入库文献标准，对入库药材的药理作用进行再评价研究.其次，在网络药理学成分数据库中可以加入成分所处部位，以及表明该部位是否为药用部位，补充该成分在此部位的含量.

中药材中有效成分要求OB≥30%及DL≥0.18，但未见有关参数值设置依据的报道,OB及DL值指标的设立标准仍需通过研究性实验(如动物实验等)进一步明确.同时，该筛选条件的设立缺乏对临床应用中剂型的考虑，以芦丁为例，其OB值仅为3.2%，远远不足30%，表明芦丁不适宜制成口服制剂临床应用，但其DL值为0.68，远远大于要求的0.18，且已有具体的研究性论文证实芦丁具有良好的临床药理作用[80]，表明芦丁可以制成注射剂等其他非口服制剂应用于临床.

通过查阅文献可以发现，目前对槲皮素类成分的药理作用研究颇多且较为全面，推测这在一定程度上导致了槲皮素类成分频繁出现在网络药理学的筛选结果中，反之，网络药理学是否会漏掉缺乏药理作用研究的一类成分也值得进一步研究.为保证网络药理学结果的可靠性，建议在药理作用相关研究论文录入网络药理学数据库过程中，能够考虑到这种矛盾存在的可能性.