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药材道地性的物质基础本质:组分结构的独特性
来源:阅读:4672次发布时间:2013/1/4

道地药材是久经中医临床验证的中华民族的瑰宝,在中医药临床的防病治病中扮演着不可或缺的角色。道地药材具有质量佳、疗效好等优点,其根本原因是内在化学成分/组分的外在表现。经过近些年的研究,道地药材化学特征的研究与创新取得了一些可喜的成果,但依然有许多问题困惑着研究者。越来越多的研究显示,道地药材发挥上佳药效的物质基础不是其含有独特的某一化学成分,而是含有独特的化学成分/组分构成的稳定有序的结构特征。组分结构理论认为道地药材的物质基础是由各组分构成,各组分之间具有稳定的配伍配比关系;组分内由各活性成分之间也具有稳定的配伍配比;而单独的活性成分,本身也具有独特的三维结构。本文基于组分结构理论,从三个层次多维结构深入的阐述道地药材化学组成的独特性,为道地药材物质基础本质的研究提供新的新思路和方法。

[关键词]  道地药材;质量;物质基础;组分结构理论;

道地药材是特定自然条件、生态环境的地域内所产的名优正品药材,是中药材之精粹之所在,也是古往今来人们评价控制中药品质的独特综合性指标1药材好,药才好,优良质量是药材具有较高疗效的根本保证。长期以来,研究人员对道地药材药材质优效佳的物质基础本质特征进行了深入研究,主要集中于成分定性及定量分析等方面2,随着研究的不断深入,发现在成分分析方面,多以单一或者某几个成分指标来评估道地药材的质量,这远远不能反映中药多成分的特点,亦不能真正揭示道地药材区别非道地药材的本质内涵。目前,越来越多的研究显示,相对于非道地药材,道地药材中的化学成分并不含有某一特有成分,亦不是某一成分含量越高越好;而是在组分与组分之间、组分内各成分之间具有稳定有序的整体特征,即配伍配比。笔者课题组曾提出组分结构理论,认为中药复方物质基础具有三个层次多维结构3,即组分间,组分内各成分间具有一定配伍配比,以稳定的比例构成中药最佳药效的物质基础的整体。道地药材相对于非道地药材的质优效佳根本区别在于内在的有效成分/组分之间的配伍配比差异。在此,笔者将通过组分结构理论,深入阐述道地药材的本质特征的独特性,揭示道地药材物质基础的三个层次多维结构的化学组成特点。

1  传统道地药材质量评估及物质基础研究

1.1  药材道地性物质基础研究意义

不断丰富的药物知识和逐渐完善的药学理论,使道地药材质优的理念深入人心,道地药材成为中药材质量的一项标准4。毋庸置疑,在中药材发展的国际化步伐下,道地药材俨然以其质优效佳的独特性成为临床药材质量控制的一个指标。然而,道地性药材阐释其的本质在哪里?物质基础作为药效产生的关键,是如何作用于道地药材而解说其优效的根本?《中国药典》对中药材的质量检查包括杂质、水分、浸出物、灰分等,可以说这仅仅是对某种中药材总体成分水平的一个概括性评价,粗糙模糊地考量了其质量的好坏。而对于命名相同的道地与非道地药材,单从这些简单的非药效成分监测其质量及疗效是不全面的,是脱离中药整体性的;基于中药成分的复杂性,这种大范围的质量评估甚至根本不能作为道地药材质优效佳的可控内在标识,更无法代表道地药材的物质基础研究。越来越多的研究者发现要了解道地药材的优质作用及其产效机制,就必须在中医药理论指导下,对其内在物质基础实质进行深入研究。

1.2  道地药材质优效佳成分

大多数事实证明,有效成分确实在中医药临床实践中发挥着不可替代的贡献:黄芪中的毛蕊异黄酮5,牡丹皮中的丹皮酚6,黄连中的生物碱7均是其各自发挥药效的主要成分。众所周知,不少非道地药材在疗效上略逊一筹,那么,是否意味着非道地药材就不含有这些所谓的活性成分?事实结果并非如此。盛毓欣等8采用色谱指纹图谱9建立了黄连分析体系,却发现道地与非道地产区的黄连生物碱并无差异。随后,越来越多的研究者逐步将道地药材与非道地药材的研究从有效成分的种类转移至其的多少:不同产区关黄柏所含主要活性成分小檗碱含量10;不同产地陈皮药材中橙皮苷的含量11等,均在不同程度上显示了道地产区与非道地产区中成分的量变,并表明道地药材在有效成分的含量上略高或是明显高于非道地药材而体现优效。相反地,也有分析结果显示道地药材的有效成分含量并不一定高于非道地药材。杨立新等在研究黄芩道地性时就发现道地药材中有效成分黄芩苷和汉黄芩苷的含量低于非道地药材12,朱美晓研究证实川产道地药材川芎中川芎嗪含量甚微,并认为川芎嗪为川芎中主要有效成分是一个认识误区13。因此,笔者认为基于有效成分的道地药材物质基础研究思路不论是从内在成分的种类还是其,都还不能够真正阐明道地药材质优效佳的根本原因,对道地药材的研究还需要研究者的进一步深入。

1.3  道地药材质优效佳组分

道地药材发挥药效可能是多个不同的组分,也可能是单个组分,某一个组分内所含的有效成分往往又有许多种,基于其复杂、不可控等特点,多数研究者采用单组分因素进行比对研究,然而,研究近况似乎不容乐观。丁平等14在研究阳春砂时发现道地药材与非道地药材的挥发油组分所含化学成分相同。张重义15在比较药材金银花的质量时测得道地产区总黄酮含量高于非道地产区。而周锡钦等对黄芩的分析表明现代非道地产区药材的主要黄酮化合物含量比道地产区药材的高16,卫莹芳等17发现川产道地药材续断总皂苷含量低于湖北非道地药材,吴永忠等也发现不同产地蔓荆子中有效组分总黄酮和总挥发油成分的含量均为非道地产区的略高18。可见,有些道地药材与非道地药材有效组分内化学成分类别差异不大,但有效组分的含量有高低之差,非道地药材的有效组分并非一定低于道地药材。如果仅从道地药材的组分内化学成分类别及其总量来鉴别药材的质量,从一定程度上不足以真正揭示道地药材较非道地药材质优效佳的原因,组分分析学说在单因素上建立起来的理论及实践评价体系变得苍白无力。

2  药材道地性新质疑

2.1  道地药材道地

道地药材终将其定义为道地药材,归根结底是其具有优良的质量和临床疗效,而有些非道地药材不管是在有效组分还是在有效成分含量上均已超过了代表优质优效的道地药材,那么,可否认为如今的许多道地性药材已脱离了自身优效的本质而被取代?非道地产区的药材是否已逐步变为现代意义上的道地药材?道地药材还能否道地下去,其发挥道地性的物质基础本质究竟为何?这一系列的问题已成为制约道地药材发展的瓶颈,道地药材想要长远性、科学性、现代性、国际性的发展,其根本性研究有待于研究者进一步深入阐明。

2.2  量之比构建道地药材优效之本质

道地药材之所以成为人尽皆知优等品,归其原因是其具有较优的疗效而广为临床使用。较之非道地药材,基于量之比(量比关系)的新发现俨然已植入道地药材物质基础研究中。在道地药材物质基础的现代化的研究中,不断有学者发现其化学成分的相对含量或称配比存在差异。欧阳臻等19分析茅苍术挥发油组成时,发现挥发油含量及化学成分的差异并不能说明道地药材茅苍术优于非道地药材,然而道地茅苍术与非道地茅苍术挥发油中苍术酮、茅术醇、β-桉叶醇和苍术素4种成分的配比关系明显不同,并猜想可能正是由于其比例关系影响其药效。在研究道地丹皮与非道地丹皮对2型糖尿病的作用20时,殷莉等发现其不同之处可能来源于化学成分的含量比例区别。更有资料表明21,川产道地药材川芎的藁本内酯与芎内酯的含量虽然仅为约1.42%,0.63%,但其比值固定在2.3~2.6。可见,道地药材内在多位点配伍配比的独特性真实存在,其物质基础的量之比新说可以说是道地药材药效机制的一大契机。然而,研究者对道地药材量比的研究之停留在疑惑阶段,或者说是猜想阶段,并未从本质上阐明其独特的事实性依据,更无从证实其优效的关键物质基础,药材道地性的物质基础本质始终困扰着一代又一代研究人员。

3  基于组分结构理论的道地药材物质基础新说

3.1  组分结构研究道地药材的必要性

中药现代化,中药国际化是当今中药市场的主流路线。在当今患者对西药依赖的现状下,中药势必要在控制其质量、提高其疗效的基础上才能在国内外有立足之地。而道地药材作为质优效佳的代表性药材,要在中药材市场独领风骚,打破西药传统化的境界,就必须有其最本质、最客观的、最有说服力的疗效机制作为理论依据,否则,一切都是纸上谈兵。基于现在的研究,对道地药材的研究知识集中于量变的单因素,而这种惟成分论早某种程度上脱离了药效的综合考察,缺乏中医药理论的直接指导。药效-质量一体化必然要体现质量控制效应发挥全局特有的内在标准,保完成道地药材从拘泥于分析的模糊宽泛的构造到细微的可控配伍配比结构质化的转变,从简单的平面分析延伸至空间层次的构化,从成分跨越至多点互助互利的,并运用中医药指导,结合药效模式化观念,基于组分结构理论突破简单地量变,研究道地药材--产效机制整体性质的综合规律,从根本上整体阐明道地药材优于非道地药材的独特实质性代表学说。

3.2  组分结构道地药材物质基础的独特构想

道地药材的物质基础是由成百上千的化学成分共同形成的,其药效是多成分/组分共同发挥的作用3。那么,各成分/组分间是如何互助互利、相互影响的,其-的关键又是如何连接-构造,是基于何种独特的配比关系而发挥独特的效应?基于多层次多维的组分结构理论的道地药材研究新思路能够从中药整体性出发阐明道地药材内部的本质,从组分间比例配伍至组分内配比研究,再到单体成分剖析其物质基础,展现内在关联性和独立性的道地药材个性化视野,可以说这是对道地药材质量及其疗效优于非道地药材综合见证的一个独特创新。这不仅从道地药材的量变观念转变成质变理论,更从多角度多层次,-结合诠释了其独特的组学组成综合体系。相信,随着中医药事业的发展,根据中药药理疗效评价,结合组分结构理论的道地药材研究必会有更深入的发展并得到进一步完善。

4  基于组分结构理论的道地药材物质基础研究

4.1  道地药材的三个结构层次多维结构提出

中药是多成分多靶点作用的,各活性成分具有非加和性,简单认为单一成分或某一组分为道地药材有效活性构成已经不能说明其存在的优越性;即使在中医药指导下体现品质-药效的更高层次表征,在内部构造却只涵盖了-表层浅意识、单方向且明了化的的概念,缺乏质(内在实质)层次深入透彻的空间配比、构效整合的多维结构论上的解释说明。单方面从化学成分的一个量点阐释药效的基本理论只是在-间直接简单地连接道地药材之产效机制,而物质基础作为一个全能量宽泛解说,于狭义于广义,都应该是一个化的多点共同作用。于此,道地药材的研究终将结合药效,跨越的界限,构造-的空间层次效应,由点向面全方位探讨其由于非道地药材的机制,否则,道地药材的存在终将会遭到质疑,道地药材的发展终将会受到前所未有的阻碍。因此,开展道地药材多因素、多方向、整体性的研究已经成为现代研究者必将进行的革命性任务,研究道地药材较非道地药材疗效上的本质性问题已成为一场必要完成的突破性战役

基于中药复方研究的系统性和整体性,本实验室贾晓斌教授提出物质基础的组分结构理论(曾称三个结构层次多维结构假说)3,22,认为现代中药物质基础存在三个结构层次:一是组成物质基础的最基本单元为单体成分,具有稳定的三维结构;二是由同一化学类别成分构成的组分,组分中各单体成分之间存在配伍配比关系,这是一维结构;三是由多组分构成的整体即中药复方的物质基础,其各组分间存在配伍配比关系,这也是一维结构。因此物质基础可归纳为具有五维结构,简称为多维结构。这从中药的系统性和整体性特点出发,通过多因素从微观到宏观整体(从单体到组分及其配伍)或宏观到微观(从组分到单体及其配伍)解析了中药的效应物质基础,为中药的药效物质基础研究提供了新的思路。本实验室曾基于组分结构理论对板蓝根抗病毒物质基础23、夏枯草防治肿瘤作用机制及夏枯草肺癌化学预防物质基础进行分析24,研究发现,活性成分含量较高的江西和四川夏枯草对A549细胞的抑制活性较差,而江苏和安徽的药材虽然活性成分含量较低,但是两者酚酸、黄酮、三萜三组分的结构比相似,为(1.141:0.44:0.53)(1.42:0.44:0.66)6种主要成分(咖啡酸、迷迭香酸、芦丁、槲皮素、熊果酸、齐墩果酸)的结构比分别为:(1.0:14.7:3.9:1.0:4.4:1.4)(1.0:14.8:4.0:0.8:5.6:1.8)。对板蓝根、夏枯草的疗效基础突破了传统的-单维思路,摒弃单点成分论,从各成分间的配伍配比关系表明其内在实质的一个甚至是网状的组分结构解析,实现了从单一的含量关系升华到物质基础总体配比研究,从质上阐明其防病治病的物质基础,研究表明组分结构理论在中药物质基础研究中具有深远的意义。笔者认为,机械地将道地药材单体成分的活性用化学药的尺度来衡量不能表明中药存在的特殊内涵,道地药材的物质基础深入内涵要作为其质量/疗效优异的整体靶向观念,在研究道地药材的道路上,必须结合组分结构,发挥其-机制,从,向多层次,多维化发散。4.2  药材道地性的组分结构理论思路构成

在长期进程中,道地药材经过时间的累积,实践的考验,已具有良好的口碑。然而在中药材市场不断发展、不断壮大的趋势下,道地药材要想保持与众不同,就应当使其--产效机制在由基础上的升华到,并尽可能使其可视化,将一个透明化道地药材内部机械构造全面呈现。研究表明,道地药材与非道地药材,所含化学成分差异不大,其有效成分/组分的-研究比较深入,但这始终未能说明道地药材优于非道地药材的本质。仅对道地药材进行量化论考察,局限于单一局部-范围内的固定量变分析,缺乏了中药本身的整体性基础,无法结合整体构造在空间上全面解析其内在物质基础的-关系,忽视了组分及成分之间的配伍配比。道地药材的研究不能简单地从单个成分或组分进行研究,其物质基础应是一个活性物质群,而这些物质在平面甚至空间的构造,其间的比例关系才是其质优效佳的根本。要想成为比非道地药材在防病治病上更有力的武器,体现其药材好,药才好的本质,道地药材的活性物质群必须按照一定的配伍,作用于多靶点,从质变完全展现道地药材的整体性作用机制。

4.2.1  道地药材物质基础整体研究  道地药材中的量化成分作为一个有机的整体,结合现代的生物效应研究,定性定量对物质基础的整体构成进行解析,建立谱效关系,解析特征谱的物质基础是一个必经的途径。与此同时,运用现代相关的器官、细胞的模型,如细胞膜固相色谱技术,结合药效,对道地药材中与药效有关的化学成分进行活性筛选,结合现代色谱技术,分析道地药材固有的组成结构,为道地药材的发挥药效的物质基础面上整体构成提供依据,进而从多维解析道地药材组分结构,阐述其-活性机制。

4.2.2  基于组分间的层次配比  在明确道地药材发挥药效的整体构成的基础上,按照当前普遍使用的植化思路,结合现代分离技术方法,如膜分离、逆流色谱、固相萃取、大孔树脂、微渗析等手段,有目的地将道地药材药效活性物质富集纯化成黄酮类、生物碱类、挥发油类等各类有效组分,同时对各组分进行配伍配比研究,结合药效实现其组分间不同量比的优化。

4.2.3  基于组分内的层次配比  采用现代分析手段,如HPLCGC等色谱方法结合蒸发光散射,DADMS等检测联用技术解析道地药材各药效组分的组成、结构,实现通过仪器分析综合解析道地药材组分内的配伍配比量化关系。

4.2.4  基于单体的构效研究  在综合组分间组分内的第三、第二层次的基础上,对道地药材药效活性的单体成分进行研究,运用现代化学手段和仪器分析方法获得单体,采用质谱、核磁等对道地药材各单体进行结构鉴定,从其结构基础阐述药材道地性的本质。

本研究结合中医药理论和现代分析技术手段,基于组分结构理论,对道地药材进行3个层次的物质基础的整体研究,反映其独到的层次机理。在不同的技术手段指导下,相信这种基于多层次结构道地药材物质基础评价机制能从--产效机制全方位综合剖析其独特的内在本质。4.3  组分结构”----道地药材优质异效

道地药材作为优质的中药,基于其复杂的物质基础,不同的配伍配比,其疗效也是多种多样的,这种不同产地药材间的差异往往也归因于其的影响,无可厚非,基于的配比关系的组分结构成为了不同药效的机制性关键。研究报道,卡瓦胡椒(kava)近年来成为西方国家最畅销的植物药之一,用于焦虑症的治疗,具有无成瘾性、耐受性好等优点。卡瓦胡椒中主要成分为6种结构相似的α-吡喃酮(α-Pyrone)类化合物,称之为卡瓦内酯(Kavalactone)。Lebot25做过系统的实验,不同产地的卡瓦胡椒含这6种主要内酯相对比例是不同的,后来又发现其疗效也有所区别,化学类型(6种内酯含量的排列顺序)为426135264531256431的分别可以使人产生短暂兴奋、愉快的生理作用,治疗泌尿生殖道的炎症,产生持久的兴奋效果。此研究表明不同产地的卡瓦胡椒6种内酯的相对含量差异明显,因其配比差异可产生不同的疗效。

5  结语

经过了千百年的发展,如今道地药材已经成为中药行业不可或缺的组成部分,是用于疾病防护和治疗的关键武器。随着中医药科研工作者们的不断努力,我国对道地药材品质疗效评价取得了一定进展,但是基于单因素单指标量变的研究方法已无法描绘及阐明道地药材优于非道地药材的蓝图,历年来,这一直是道地药材研究尚未跨越的鸿沟。物质基础的组分结构理论在道地药材层面,无论在理论上还是在研究方法和思路上都是一个创新。因此,本研究采用组分结构理论研究道地药材物质基础,找出道地药材独特的整体内在化学成分组合特征,为道地药材的质量评价标准体系提供依据,促进道地药材的国际化。

 

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[作者]

张明华1,2,封亮1,胡绍英1,贾晓斌1,2*

 

 

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