中药质量标志物在饮片质量评价及质量标准研究中的应用及探讨

★ 吴雯琰 祝婧 钟凌云 范晖 陈泣 易炳学 罗欢（江西中医药大学 南昌 330004）

中医药历史悠久，底蕴丰厚，健康的理念和经验总结体现了中华民族的广博智慧。中医药此次新冠肺炎的疫情防控中发挥了重大作用，通过对中医辨证施治，形成了中药治疗方案，临床疗效显著，这是中医药传承创新的一次重要实践。中药炮制是中医和中药的重要桥梁，经炮制所得饮片质量直接影响中医的临床疗效。

随着科技的不断进步，中药饮片的质量评价方法也从传统时期对于形色气味等外观性状的鉴定，发展为可精确量化的成分含量测定技术。近年来，已有学者先后提出了指纹图谱［1］、一测多评［2］、DNA 生物测序［3］、人工智能仿生［4］等技术与方法，为饮片质量标准评价体系的不断完善提供了新的思路。由于中药系统的“多组分”和“多靶点”特征，上述方法难以全面揭示中药“组分-基因-疾病”的关联机制。为解决上述问题，刘昌孝院士［5］于2016年提出了“中药质量标志物”的概念，并指出质量标志物应当具备特有性、可测性、有效性、传递性以及中医药理论关联性等基本条件［6-8］。中药饮片质量标志物的确定，需对该饮片的化学物质组进行辨识，从生源以及炮制途径分析并初步筛选出具有专属性的化学成分，并对其炮制前后的药效、药性、药动学的进行对比研究，并验证其生物活性，可作为饮片质量评价及质量标准研究的重要指标。饮片质量标志物的提出，既可以避免中药饮片研究思路混乱、研究碎片化的现象，进而从理论和研究模式上有所突破，又有效规范了中药饮片的质量。其质量标准得到大幅提升，对饮片产业的健康发展起到了促进作用，树立饮片质量研究的新的里程碑，实现了中药饮片质量发展的巨大飞跃。

1 研究背景

1.1 研究现状

随着人们对健康产品和中医药的需求的不断扩增，中药饮片产业逐渐发展起来。在“十三五”期间，国家发改委和国家中医药管理局共同组织实施了“中药标准化行动计划”，制定60种中成药全程质量控制标准和优质产品标准，以及100种临床常用饮片全程质量控制标准和等级标准，极大规范了饮片质控标准，优化了质控指标，但仍未能全面解决饮片质量控制中存在的“指标成分-核心功效”缺乏有机关联的问题。此外，中药饮片在炮制过程中，辅料种类、炮制温度、炮制时间等工艺参数可直接影响饮片质量［9］，且同一中药的不同饮片品种功效不尽相同。当前，中药饮片质量检测指标主要涵盖饮片的外观及显微性状、浸出物、水分、灰分、有效成分含量及毒性成分限量、重金属残留、卫生学检查等方面［10］。其中成分含量检测指标的制定，大多与药材项下成分检测指标一致，无法区分同种中药不同饮片品种有效成分检测指标，从而导致指控指标的确定缺乏饮片品种核心功效的专属性，不仅其临床疗效难以得到保证，还降低了公众的信任度，更成为了中药饮片“走出去”的一道障碍。因此，为达到中药饮片安全、稳定、有效、可控之目的［11］，必须制定科学的、合理的、统一的饮片标准，使中药饮片质量得到提高，发挥中药饮片在中医药健康产业发展过程中的关键作用。

1.2 研究方法的提出

目前，对中药饮片质量进行检测时，主要以现行《中国药典》［12］中饮片质量标准为主。正文药材中均有炮制一项，还有部分饮片单列，详细记叙了来源制法、性状、鉴别检查、性味归经、功能主治、用法用量等。但由于其中成分含量检测指标是否能够全面代表饮片的核心功效，在业界一直存在着争议。考虑到中药传统理论、成方制剂、用法用量等复杂情况，中药质量标志物是存在于中药材和中药产品中固有的或在加工制备过程中形成的、与中药的功能属性密切相关的化学物质，作为反映中药安全性和有效性的标示性物质进行质量控制，质量标志物可作为全面准确评价饮片质量的最佳指标［13］。这一理论的提出，为中药饮片质量标准检测指标的优化提供了良好的基础。郝敏等［14］结合中药饮片的自身特点，在“中药质量标志物”的基础上对中药饮片质量标志物进行探究，并认为中药饮片质量标志物应是存在于中药饮片中固有的或通过炮制所形成的、与中药饮片的功能属性息息相关的化学物质。饮片质量标志物应当具有明确的化学结构，并且可以进行定性鉴别和定量测定，可以作为反映中药饮片安全性、有效性和专属性的标示性物质进行质量控制。而在对中药饮片质量标志物进行探究分析时，必须使用标准方法制备标准饮片，从而确定用于定性和定量的质量标志物。为体现饮片的专属性，应当同时顾及炮制加工后导致饮片外观形状、药性及药效改变的差异化学成分来确定饮片质量标志物。

1.3 在饮片质量控制中的应用

中药饮片的品质优劣，直接对患者的身体健康乃至生命安全产生影响，制定能够全面反映饮片核心功效的质量标准，是其现代化与国际化的前提条件。质量标志物是目前可作为全面并准确评价中药质量标准的方法，在中药饮片质量控制中也发挥了重大作用。“生熟异用”是传统中药炮制理论［15］，如何选择能够区分饮片生品与制品的成分检测指标，质量标志物作为与炮制作用密切相关的有效成分，能够将饮片“核心功效-指标成分”进行有机关联，当这些化学成分与饮片的专属性、有效性和安全性紧密联系并能够充分体现中医药理论时，这些化学成分就能够成为反映质量的标志物，作为能够准确指示核心功效的质量控制指标。笔者认为，中药饮片质量标志物的研究，有望推定《中国药典》中单列饮片质量标准的优化与品种覆盖范围，为各级中药炮制规范及饮片质量标准的制定控制奠定基础。

2 研究思路与方法

2.1 物质基础研究

中药饮片所含化学成分复杂，明确饮片的化学物质基础对于制定质量标准意义重大。可利用UPLC-Q-TOF-MS［16］、GC-Q-TOF-MS［17］等现代分析技术，在相应的色谱条件和质谱条件下检测，采用数据分析软件对炮制前后的饮片质谱原始数据进行处理，通过识别各化合物的保留时间、相对分子量等相关信息，可以初步鉴定出共有化合物；利用主成分分析方法［18］观察从质谱中得出化合物的相对峰面积以及保留时间等信息；筛选炮制前后的差异样本，从而确定特征差异性成分，并比较炮制前后饮片的特征差异性成分的相对含量变化；将含量差异较大的化学成分初步确定为中药饮片的质量标志物，这为饮片质量标准的研究及制定提供了依据。

2.2 饮片功效相关靶蛋白的筛选

利用分子模拟软件对饮片所得化学成分进行类药性筛选［19］，再通过PubChem等数据库预测化合物的潜在靶点［20］，将与疾病相关的靶蛋白进行相应处理，并将靶蛋白与相应化合物进行对接，观察化合物分子与蛋白靶点是否存在较强的结合活性。以筛选所得化合物及蛋白靶点作为研究对象，利用网络药理学方法构建“成分-靶点”网络，形成能够显示彼此之间相互作用关系的网络图，观察饮片中的多种成分如何作用于多个靶蛋白，进而筛选出相关的信号通路，最后将与通路相关的化学成分初步确定为饮片的潜在质量标志物。

2.3 质量标志物的确定

初步确定饮片的潜在质量标志物后，对筛选出的饮片化学成分进行验证实验，证明哪些是真正具有代表性的质量标志物。采取整体动物模型对实验动物进行疾病造模，选取适当的测定指标，以潜在质量标志物进行给药，设计空白组、不同潜在质量标志物给药组以及阳性模型组。给药持续一段时间后，对各组动物进行指标检测，通过各组检测结果的比较最终确定饮片的质量标志物［21］。

3 研究实例

中药饮片是中医诊治处理过程中常见的用药形式［22］，饮片的物质基础比较复杂，其质量评价过程也相对困难。一套好的质量标准体系应针对特定药材的专属性成分进行剖析，许多研究人员对中药饮片进行研究，旨在确定能反映饮片安全性和有效性的质量标志物。

郝敏等［23］基于中药饮片质量标志物的研究背景、思路及方法，以莪术饮片为例进行研究，鉴定生、制莪术饮片的化学成分，并对其差异性成分进行分析。结果发现，莪术经过醋炙之后，呋喃二烯等9个成分的含量变化最为显著。利用药效学实验、网络药理学分析、炮制前后饮片的代谢组学研究及抗纤维化机制研究，确定与药效相关的饮片质量标志物；利用双位点微透析技术比较生、醋莪术饮片药动学差异，并运用荧光成像法追踪莪术醇体内代谢过程来确定与归经相关的质量标志物，以最终建立与饮片质量标志物相关的质量标准。见图1。

图1 莪术饮片质量标志物的研究流程图

祝婧等［24］对蜜麸枳壳饮片进行研究，利用采用UPLC-Q-TOF-MS、GC-MS技术检测蜜麸枳壳中醇提液、挥发油及芳香水的化学成分；依据课题的前期研究成果，将靶点胃泌素（GAS）和生长抑素（SS）作为疾病治疗靶点，并与检测出的化学成分进行分子对接，观察化合物与靶蛋白之间是否存在较强的结合活性；将筛选出的化合物与靶蛋白构建“成分-靶点”网络，形成能够显示相互关系的网络图；最后进行可靠性验证，并初步预测蜜麸枳壳饮片的质量标志物，为蜜麸枳壳饮片质量标准的提供依据。见图2。

图2 蜜麸枳壳饮片质量标志物的研究流程图

苏联麟等［25］对五味子进行研究，通过UPLCQ/TOF-MS检测技术测定生、醋五味子饮片中的主要化学成分，并运用多元统计方法对其差异性成分进行分析，结果显示，五味子经过醋炙后，其中8个成分的含量变化最为显著，即可视为化学标记物；通过Pubchem化合物数据库筛选化合物的对应靶蛋白并预测相关代谢通路，利用网络药理学方法构建“成分-靶点-通路”网络关系，综合分析结果，进一步明确五味子的主要药效物质，为五味子的饮片质量控制提供借鉴。见图3。

图3 五味子饮片质量标志物的研究流程图

4 存在的问题及对策分析

4.1 存在的问题

4.1.1 部分中药饮片的作用机制尚待研究中药饮片的作用机制是饮片通过相应的生物化学反应最终达到治疗目的，关于饮片作用机制的研究，近年来取得了较大进展。如山豆根饮片的抗炎作用机制可能与其清除氧自由基、抑制细胞膜脂质过氧化反应、减少炎症因子释放以及抑制细胞因子的表达等途径有关［26］，茜草炭饮片主要通过抑制毛细血管通透性以及缩短凝血酶时间、凝血酶原时间、部分凝血活酶时间等来发挥止血作用［27］。然而，由于中药饮片成分复杂，有相当部分的饮片临床疗效的作用机制尚不明确，这也是制约中医药文化发展的瓶颈之一。中药饮片作用机制的研究应遵循饮片与机体之间的整体性原则，将饮片与机体的病理状态相联系，一旦背离，则会失去饮片的独特优势。因此，作用机制的研究是确定饮片质量标志物的关键一步。

4.1.2 部分中药饮片炮制科学内涵尚未明确中药炮制技术是我国千百年制药经验的宝贵结晶，药物经炮制之后可发挥减毒、增效、缓性等作用［28］。关于其科学内涵的研究，近年来在物质基础方面取得了较大进展。如川乌的解毒原理系双酯型生物碱水解成氨基醇类乌头原碱［29］，马钱子的解毒原理系马钱子碱和士的宁在加热过程中转变成相应的异性结构和氮氧化物［30］。但是，系统生物学作为现代医药学研究领域的主流研究方法，在中药炮制原理的研究领域则应用较少，因而难以从分子层面说明中药炮制的科学内涵。此外，当前关于中药炮制科学内涵的研究多聚焦炮制前后成分含量的变化或药效作用的改变，以此来解释中药通过炮制后药性的改变和临床疗效的差异，缺乏对炮制全过程的化学成分动态变化情况进行追踪分析，难以深入系统阐述枳壳炮制的科学内涵。张仲岩所著的《修事指南》中指出：“炮制不明，药性不确，则汤方无准而病证无验也。”［31］因此，阐明炮制的科学内涵对于科学制定饮片质量标准非常必要。

4.1.3 中药饮片质量标准不能完全体现传统的炮制理论现在《中国药典》和各级炮制，所单列的饮片有效成分检测的指标，大多来自于药材标准，并没有体现出“生熟异用”的炮制理论。如大黄和熟大黄的含量测定指标均为总蒽醌和游离蒽醌，未体现“生峻熟缓”炮制理论；麻黄和蜜麻黄的含量测定指标均为盐酸麻黄碱和盐酸伪麻黄碱，未体现“生行熟止”炮制理论；莱菔子和炒莱菔子的含量测定指标均为芥子碱，未体现“生升熟降”炮制理论等。这就难以体现炮制过后的饮片功效，也为寻找饮片质量标志物增加了难度。

4.2 对策分析

4.2.1 系统分析中药饮片，揭示作用机制中药饮片药效成分的作用机制是保证饮片安全、有效、质量可控的重要基础［32］，基于饮片多成分、多靶点的特点，其作用机制的研究尤为重要。现代研究表明，饮片的作用机制可通过有效部位（群）研究［33］、蛋白质组学［34］、图谱分析［35］、高通量筛选［36］、网络药理学［37］等方法来揭示，在此过程中最重要的就是通过明确药效物质基础及其作用机制，找到具有代表性的化学成分，即饮片质量标志物。这样就可以更好地指导饮片质量控制方法，以此来建立多维质量标准体系，推动饮片产业的健康发展。

4.2.2 分析中药炮制技术，阐明炮制科学内涵中药经过炮制工艺之后，其药物功效和临床疗效均发生了显著变化［38］，了解炮制过程中的变化及其规律，应深入了解中药炮制的起源、发展等历史沿革，同时要对大量临床应用中药饮片的用药经验进行分析、归纳。在此基础上，将药物的自然属性、炮制方法、中医药理论在药物炮制技术的应用以及临床诊病和治疗效果进行有机融合。同时，中药饮片炮制机制的研究应当建立在质量标志物的基础上，通过研究炮制前后的物质基础及药效作用的改变，创建以饮片质量标志物为核心要点的饮片质量控制评价体系，从而推进中药饮片的广泛应用。

4.2.3 分析药典功能定位，体现传统炮制理论鉴于药典中的药材生品与炮制品的含量测定指标的匮乏，寻找可表征传统炮制理论的饮片质量标志物是最关键的一步。中药经炮制在临床发挥疗效，“三适”理论是重要的基础［39］。刘洋等［40］研究发现，以不同的黄酮类、生物碱类给药，设计空白对照组与不同化学成分给药组，一段时间后观察兔体外凝血功能，最终找出与止血相关的化学成分，结论显示荷叶制炭后有较强的止血作用。因此，在中药炮制之后，需要通过各种实验鉴定生品与饮片的差异性成分，希望能体现传统炮制理论。

5 小结

本文通过梳理中药饮片质量标志物的研究背景、思路及方法，对其研究进展进行了总结。中药材和中药饮片均为中医药理论的重要体现，药材经过初步炮制加工成饮片，两者的前后成分有所差异，而此差异性成分有可能成为饮片的潜在质量标志物，并在饮片质量控制及评价方面发挥重要作用。然而，由于目前部分饮片作用机制尚待研究、炮制科学内涵尚未明确以及质量标准未能完全体现传统炮制理论等问题，笔者提出希望能通过系统分析中药饮片、中药炮制技术以及完善药典内容来建立一套科学、完整、统一的质量标准体系，以保障中药饮片的安全性和有效性。