以临床价值为导向的中药复方转化医学研究思路与方法

成小兰,王倩,袁飞飞,崔晓英,张文娟,曹鹏,5

(1.南京中医药大学中医学院·中西医结合学院,江苏 南京 210023;2.南京中医药大学科技实验中心,江苏 南京 210023;3.徐州市中心医院/徐州市第四人民医院，江苏 徐州 221009;4.南京中医药大学附属中西医结合医院，江苏 南京 210028;5.南京中医药大学药学院,江苏 南京 210023)

中医药是我国古代科学的瑰宝,具有治未病、辨证论治、多靶点干预等独特优势,在促进人民健康、防治重大疾病中作出了不可磨灭的贡献。特别是新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情暴发以来,中医药的深度介入和全程救治,很大程度上有效缓解了患者病情发展,极力彰显了其独特的临床价值优势。为进一步促进中医药传承创新和发展,党中央、国务院相继颁布了《中医药发展战略规划纲要(2016—2030年)》《中华人民共和国中医药法》《中共中央国务院关于促进中医药传承创新发展的意见》等文件。2020年,习近平总书记在对中医药研究作出重要指示时强调,遵循中医药发展规律,传承精华,守正创新。至此,中医药事业迎来了前所未有的发展机遇。

中药复方是中医临床治病的主要形式和手段,是中医辨证论治、扶正祛邪的集中体现。采用现代科学技术手段研究和发展中医药,中药复方研究是核心。然而中药复方的现代研究仍存在诸多不足。复方研究普遍与中医理论、中医临床实践相脱节,作用机理以及药效物质基础研究尚缺乏充分科学的阐释,研究思维尚局限于方法学研究中,鲜有疗效突出的中药复方创新药物应用于临床。近年来,以倡导多学科交叉融合，推动基础研究成果快速临床转化为核心的转化医学理念的出现，为中医药的“传承守正”发展提供了新的思路和模式。本文拟从中药复方研发现状出发,结合中医药转化医学研究模式、中药复方传承创新研究思路与方法的讨论,浅析中药复方转化医学相关研究方法,以期为中医药的传承创新和高质量发展提供参考。

1 中药复方研究和开发面临的困境

中医临床运用中药复方化裁进行整体性和辨证治疗,是中医学的特色和优势。将中医原创思维与现代科技结合,对中药复方进行研究,尤其是对临床治疗疾病有效的验方或经典方剂进行研究,对继承发扬中医药学术,提高中医临床疗效,推动中药新药创制和产业科技进步等具有重要意义。近年来,随着现代科学技术的发展,中药复方现代研究取得令人瞩目的成绩,涌现出了一批疗效确切、安全可靠的中成药品种,例如复方丹参滴丸、血塞通、丹红注射液、参芪扶正注射液等年产值超过20亿的中成药品种20余个;在COVID-19疫情防控中发挥重要作用的“三药三方”(金花清感颗粒、连花清瘟胶囊、血必净注射液和清肺排毒汤、化湿败毒方、宣肺败毒方)创造了显著的社会效益和经济效益。但由于中药的复杂性以及科学技术条件的限制,中药复方研究还存在明显不足,主要集中体现在以下几方面:

(1)中药复方疗效缺乏全面、客观、科学的评价,难以为国内外医学界接受和认可。目前中医药的疗效评价主要是中医专家对病例个案或是系列病例的经验总结。已发表的众多中医药临床研究文献普遍存在缺少随机对照，样本量小，疗效评价指标偏向主观、难以量化等问题,缺乏高质量的前瞻性临床试验研究[1]。有些临床试验采用西医疾病的生物学指标来衡量中医药疗效,具有一定的客观性,但注重病因学治疗,而忽视了中医辨证论治中“证”的评价[2]。有些临床试验对中医“证”进行了疗效评价,但其判断疾病与否的评价方法多借鉴痊愈、显效、有效、无效、恶化等模糊概念,客观性和可重复性较低[3-4]。这些疗效评价方法的缺陷和不足严重影响了中医药疗效评价的客观性和可靠性,制约了中医药的国际化和现代化发展。

(2)中药复方基础研究与临床脱节现象日趋严重,基础和临床之间的距离逐渐加大。中医药是注重整体的“个体化医疗”,西医则以疾病为中心,探索疾病发生和防治的分子机理。目前中药复方的基础研究多参考西医模式和方法进行,注重单体研究而忽略了中医特色的体现,同时过分追求细胞乃至基因、蛋白层面的机制,导致科研与临床脱节。中医药基础研究成果无法及时有效指导临床或转化为防病治病的手段。此外,中药新药研制存在缺乏开拓性、创造性、科学性和先进性的低水平重复现象,临床疗效亟待提高。

(3)中药复方物质基础和作用机制研究未能充分揭示中药配伍理论的核心内涵。中药复方药效物质基础和作用机制的科学阐释是中药现代化的关键。自古以来,中药复方的应用主要来自于临床治疗实践的经验和总结,对其药效成分和作用机制缺少量化的科学依据。现代学者对中药物质基础开展了广泛的研究,主要研究方法包括:有效部位[5]、血清药物化学[6]、指纹图谱[7]、复方拆方[8]、高通量筛选[9]等。但这些研究主要集中在中药单体成分或几个成分,忽视了中药的应用特点,无法从整体上揭示复方的科学内涵。此外,受到现代分子生物技术的局限,中药复方作用机制研究过分追求“单成分-单靶点”的药理模型,亦很难体现中药的整体综合性,无法有效阐明中药复方治病的科学道理。

(4)中药复方质量控制手段不足,质量标准较为落后,与国际上的要求存在较大差距。中药复方质量控制的根本目标是保证其安全性和有效性。目前中药复方质量控制主要是借鉴化学药的“唯成分论”建立的以化学成分(群)为中心的质量控制模式,即通过对一个或某几个指标性成分进行定性或定量分析来评价和控制中药复方的质量。对中药复方来说,检测任何一种活性成分均不能体现其整体疗效,因而难以有效地对中药复方质量进行监测和评价,更无法反映出中药复方的安全性和有效性。更为严峻的是,至今大部分中药复方的有效成分仍不明确。

2 转化医学研究是中药复方现代化和走向临床的重要途径

转化医学(Translational medicine)是将基础研究和临床治疗连接起来的一种新的思维方式,遵循的是“从临床中来,到临床中去”的思路。其基本特征是注重多学科交叉合作,以患者为中心,从临床工作中发现和提出问题,由基础研究人员设计实验进行深入研究,然后再将科研成果快速转向临床应用,缩短基础与临床之间的距离,促进健康水平的提升[10]。2003年由美国国立卫生研究院(NIH)提出后,转化医学日益受到包括政府、学术界和临床医师在内的高度重视。各国纷纷制订实施各种战略规划,大力发展转化医学[11]。我国科技部、卫健委、中国科学院等部门组织,也在医学研究领域积极倡导开展转化医学研究,并举办相关学术研讨。多家医学院校、科研单位和医院分别成立了转化医学研究中心,并与国内外有关机构开展密切合作交流,使医学研究由聚焦临床疾病的防治,向“以患者为中心”方向转变,有力促进了转化医学在中国的发展。

转化医学是现代医学发展的趋势和必然。转化医学理念与中医药学紧密关联、相似相通。自古以来,中医药学就注重临床经验,它的发展过程也是从临床经验积累到理论升华,再回归指导临床的过程[12]。因此,从本质上说中医药学是转化医学的先导和践行者。只是随着现代生物医学的兴起,中医药研究才与临床渐行渐远。在转化医学背景下,重视临床、结合临床,开展中医药转化医学研究是中药复方研究与开发的重要途径和出路。

3 中医药转化医学研究模式

目前中医药转化医学研究主要有三个研究方向和路径:①从典籍到基础再到临床;②从临床到基础再到临床;③从“源于临床”到“证于临床”再到“回归临床”。

3.1 从典籍到基础再到临床

中医经典是历代医家丰富的实践经验总结,是指导几千年中医临床的圭臬。通过收集整理历代医籍、本草,结合民间验方与名医献方,整理出疗效明确、临床应用广泛、具有明显特色与优势的中药及其复方。在此基础上开展以多种药理模型(细胞、动物等)筛选中药的实验研究,并采用现代多学科技术揭示中药治病的药效物质基础和分子机制,进而推动创新中药的研制并应用于临床。典型案例包括:从青蒿提取物中分离用于治疗疟疾的青蒿素[13];从中药砒霜中开发的用于治疗急性早幼粒细胞性白血病(APL)的三氧化二砷,疗效颇佳[14];从中国特有植物千层塔(蛇足石杉)中提取分离用于治疗阿尔茨海默病等的石杉碱甲[15]。此外,经典名方的挖掘和开发是新时期传承创新中医药的切入点和突破口。来源于古籍的经典名方,有着上千年的人用经验,广泛应用于常见病、多发病、慢性病等领域。例如源自《金匮要略》的桂枝茯苓丸临床广泛用于治疗妇科疾病(瘀血阻络所致的经闭、痛经、产后恶露不尽、子宫内膜异位症等),疗效确切。对经典名方进行研究与开发是一条快速、有效的转化路径,可有效填补我国在某些慢性病、疑难杂症等方面的医疗药物空白,缓解我国因老龄化、慢性病“井喷”带来的日益严峻的医疗需求。

3.2 从临床到基础再到临床

民间名医验方是我国中医药的重要组成部分,在治疗一些常见病、多发病以及疑难杂症等方面具有独特的疗效。基于名医验方的新药开发,特别是对上市中成药进行二次开发研究,是中医药转化医学研究的另一重要实施途径。著名中成药如云南白药、片仔癀等均来自民间。然而,当前已经上市的一批临床疗效显著的中成药品种普遍存在临床定位模糊、生产工艺落后、药效物质和机理不明等问题。根据这些中成药品种特点和市场需求，通过现代科技手段系统阐释其化学物质基础、主要药效物质基础、作用机理和组方配伍规律等,使其赋以现代医药产业科技内涵,提高市场竞争力和自身特色,更好地服务于临床。

3.3 从“源于临床”到“证于临床”再到“回归临床”

常用的经方验方来源于临床实践,经历了几千年的传承与实践。然而这些中药复方未经过严格临床研究检验,在有效性和安全性方面不能提供有说服力、符合现代医学规范的证据,因此难以被国内外大众所认可。针对临床使用广泛、疗效确切的经方验方,开展循证医学研究,用世界公认的方法和科学数据彰显其临床疗效和安全性,明确临床定位,利于中医药在临床更为广泛、有效的使用，这是实现中医药高质量发展的必经之路。对于已经上市的名优中药,通过上市后临床研究可以获得新的临床证据,进而寻找到新的临床价值和产品定位,使其市场销量持续快速增长。“源于临床→证于临床→回归临床”的研究战略,可实现研究成果的无缝转化,是一条投入少、见效快、创新驱动中药研发的重要途径。

4 转化医学理念指导下的中药复方创新研究思路与方法

4.1 中医病证研究

“以证为主、病证结合”是当前中医临床最重要的诊疗模式。病证结合是反映中药复方发挥疗效特色的重要途径。然而目前中医证候诊断缺乏规范化、客观化和量化的指标,成为制约中药复方疗效评价的关键科学问题。目前国内学者在中医整体观和转化医学理念指导下,以病证结合为切入点,采用现代多学科交叉技术和宏微观融合的整体研究方法,多层面深入探索证候实质,取得了良好的进展。澳门科技大学刘良教授团队[16]建立模式生物,运用多元组学技术探索类风湿性关节炎的生物标志物及其发生机制，通过整合分析法比较、明确同一疾病不同证候以及不同疾病同一证候的生物标志物,建立了中医病证结合诊断生物标志物的研究方法。李梢教授[17-18]认为,缺乏理解“整体”的科研方法限制了中医药防病治病特色的发挥,因而提出了利用网络药理学开展中医病证结合研究的思路，以病证生物分子网络为靶点,发现了寒热分子网络导致炎癌转化的途径和肿瘤“涌现”规律,并将“网络靶点”理论用于中医精准用药、药物发现和处方优化等,实现中药成分大规模、全基因靶点预测。刘进娜等[19]则基于中医证候特点和现代2型糖尿病病理学认识,运用系统生物学和病证结合模型,动态观测模型动物因时演变中跨系统多维指标群的变化，并比较相关方药对证候模型演变不同阶段的干预效应,系统分析实验数据,探讨疾病发展中的中医证候演变特点及其现代表征,对于中医证候研究具有一定的方法学启示意义。

4.2 中药复方疗效评价研究

循证医学是目前国际公认的医疗卫生科学决策的重要方法。采用循证医学方法科学诠释中医药的疗效特色,是中医药“守正创新”的重要内容之一。经过10余年的探索,循证中医药学评价方法不断发展。现有的中药复方临床疗效评价方法包括原始的循证医学研究(随机对照试验,Randomized clinical trial,RCT)、队列研究、单病例随机对照试验(Randomized controlled trials in individual patient,N-of-1)、实用性随机对照试验、定性研究、患者自报告结局(PRO结局)、真实世界研究(Real-world study,RWS)以及中医药大数据挖掘等[20-21]。

RCT研究是传统循证证据的基石。经过多年的发展,中医药RCT临床研究质量和水平有了明显的提升。RCT研究从最初仅关注临床症状、患者生活质量改善,发展到重视循证要素(研究人群、干预措施、对照选择、结局指标等)的规范和优化,加强实施环节(数据管理分析、质量控制)的控制,并采用病证结合、多维指标等方法或手段[22]。但现有的RCT研究主要是基于现代生物医学模式进行,难以反映中医药治疗个体化、整体性、动态性、复杂性等疗效问题[23-24]，且中医药开展RCT研究难度系数较大。N-of-1是对单个患者进行交叉治疗的一种随机对照试验的设计类型,追求的是个体性差异化的研究,更利于对患者疗效的追踪与评价[25]。N-of-1和RCT互联互通，当单病例研究积累到一定量时,研究者可利用大数据、数据挖掘等技术对单病例研究进行二次分析,进而归纳出循证医学的证据。N-of-1是目前开展中药临床疗效评价比较常用的研究方法,取得了较好的研究效果[26-27]。单病例研究与RCT相结合,可实现个体化研究和群体化研究的结合[21]。RWS是采用流行病学的研究方法,在真实无偏倚或偏倚较少的人群中,研究某种或某些干预措施的实际运用情况。该方法很好地契合了中医个体化诊疗、整体疗效评价的特点,为中医药临床研究开辟了新路径。近年来,中医药研究人员围绕临床疗效评价、中药上市后再评价和证候分析等开展了大量的RWS研究。符宇等[28]从理论上探讨了基于RWS进行中医药临床疗效评价的可行性和研究现状;于子凯等[29]利用RWS进行加味黄芪赤风汤治疗IgA肾病的临床研究。其他学者研究亦表明RWS是一种适合中医临床研究的方法,充分反映了中医学的自身特点。

4.3 中药复方物质基础和作用机制研究

复方物质基础的阐明对中药作用机制研究、质量控制、新药研发等具有极为重要意义。近年来,现代学者立足于中医药整体观,结合中医药理论的谱效关系和生物信息学阐明药效物质及其作用机制,实现了“化学成分→药效成分”“单一药效物质成分→整体药效物质基础”的交互式、融合性转变。研究思路与方法主要包括:采用液质联用技术分析化合物及其代谢物[30]、内源性代谢物变化,建立药动学-药效学结合模型(PK-PD)[31],研究复方在靶器官的“时-量-效”关系,推导产生效应的药物浓度与经时曲线,明确药效物质;通过化学物质组学对中药复方系统的组成进行表征,借助代谢组、肠道菌群宏基因组、网络药理学等手段对中药干预机体反应进行描述,建立“系统-系统”关系,阐释中药复方与机体的相互作用[32];通过化学垂钓、成分敲出/敲入方法、等效成分群发现、电化学等技术筛选、制备活性成分,再利用药理学方法进行作用机制研究[33]。考虑到单因素的理化、生物损伤诱导的中医传统病因动物模型、西医病因病理动物模型与中医临床应用特点不能很好地融合,研究人员进一步建立了病证结合模型用于中药复方物质基础和作用机制的研究。病证结合模型既能体现中医辨证论治的特色,又可得到西医疾病病理变化和诊断评价的支持,是现代中医药研究模式的一种趋势[34]。崔晓兰团队[35-36]建立了人冠状病毒肺炎寒湿疫毒袭肺证小鼠病证结合模型,通过检测与病毒复制、机体胃肠道功能、免疫功能及炎症等相关的指标,验证了一批推荐用抗COVID-19中成药品种药效,如:连花清瘟胶囊、热炎宁颗粒、苦参碱注射液、复方芩兰口服液、体外培育牛黄等。王勇等[37]根据中药复方多组分、多靶标的特点,提出了基于病证结合与分子网络的中药复方药理学研究策略,借鉴网络药理学的方法,从疾病、证候、症状不同维度探讨了宏观与微观相结合进行中药复方药理学评价的方法与思路。以上这些思路和方法各有优势,一定程度上解决了“方-病-证”的割裂关系,从临床角度、疾病本质、整体复合层面阐析了中药复方药效物质基础和作用机制。

4.4 中药复方质量控制研究

中药质量是保障中药临床安全有效的前提。传统的中药质量控制与评价模式包括:①基于传统经验的质量控制与评价模式;②基于主要有效成分及指标成分的质量控制与评价模式;③基于“一测多评”的质量控制与评价模式;④基于指纹图谱技术的质量控制与评价模式。这些方法仅从化学成分角度对中药质量进行了评价,难以客观反映中药“成分-质量-功效”之间的准确关系,以及中药功效的特异性[38]。针对此局限性,研究人员提出了以“等效成分群”为核心的中药质量控制理念,并以复方丹参方为模板,探索建立了以临床药效为核心、“成分-药效-病证”有机串联的新型中药现代质量标准模式[39]。近年来,刘昌孝等[40]提出了质量标志物(Q-marker)的概念,并基于中药Q-marker构建了体现中药质量整体性和功效特异性的全方位质量评价体系。该体系通过融合传统的中药性状鉴别、多维物质基础分析、生物效应等多源信息,辨识对中药功效产生矢量贡献的Q-marker,量化其贡献度,从而评价和控制中药内在质量,体现出了整体评控、关联药效的特点。目前该方法已广泛用于复方丹参滴丸、元胡止痛片、茵陈蒿汤等中药复方的质量控制和评价[41-42]。

5 结语与展望

转化医学研究是当下现代医学发展的趋势和热点,目前已在全世界快速发展。相比临床研究和基础研究,我国中医药转化医学研究仍处于起步阶段,在创新性、制度、研究方法、管理等方面仍存在很多问题和不足,亟待今后进一步探索加以解决。中药复方作为中医药转化医学研究的关键路径,其研究不能照搬照抄西医转化医学,需博采众长,自主研究适合中医药的研究思路与方法,特别是符合中医药诊疗本体特点且科学的临床研究评价技术。未来中药复方研究应多从临床实际需要出发,聚焦中医药优势领域,在转化医学理念指导下加强系统生物学、临床大数据分析、人工智能等前沿技术与中医药的深度交叉融合,打造属于中医药行之有效的转化路径,促进中药的创造性转化与创新性发展。