中藥方劑整體藥效評(píng)價(jià)與多靶點(diǎn)作用機(jī)制研究

中藥方劑整體藥效評(píng)價(jià)與多靶點(diǎn)作用機(jī)制研究

1中藥統(tǒng)一療效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的建立現(xiàn)在，全球制藥行業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。自1991年以來(lái)，全球制藥行業(yè)通過(guò)增加投資來(lái)降低許可證發(fā)放的藥物數(shù)量。這一反常現(xiàn)象引發(fā)了人們對(duì)于當(dāng)前“單成分、單靶點(diǎn)”藥物研發(fā)思想的深入反思。由于多數(shù)疾病如癌癥、糖尿病、心血管疾病、關(guān)節(jié)炎、神經(jīng)精神系統(tǒng)疾病等均屬于多基因病變,以及生物體具備強(qiáng)大的代償能力通過(guò)單一成分阻斷特定特異單一靶點(diǎn)通常難以達(dá)到理想的治療效果。近年來(lái),新藥創(chuàng)制中投入/產(chǎn)出比的急劇降低預(yù)示著“單成分、單靶點(diǎn)”藥物研發(fā)之路將越走越窄,取而代之的,多靶點(diǎn)藥物(包括單成分、多靶點(diǎn)和多成分、多靶點(diǎn))的藥物研發(fā)策略將成為未來(lái)制藥行業(yè)的主流。中藥方劑是中醫(yī)臨床治療的主要形式和手段,是在“辨證立法”的基礎(chǔ)上通過(guò)配伍組方形成的“有制之師”。中藥方劑通過(guò)其所包含的多組分發(fā)揮多途徑、多靶點(diǎn)的協(xié)同、有機(jī)整合藥效作用,從而在慢性、多基因復(fù)雜疾病中體現(xiàn)出優(yōu)于單成分、單靶點(diǎn)藥物的療效優(yōu)勢(shì),這一點(diǎn)已經(jīng)得到中西方學(xué)術(shù)界的公認(rèn)。在單成分、單靶點(diǎn)藥物研發(fā)策略正面臨前所未有挑戰(zhàn)的背景下,近年來(lái)西方學(xué)者也開(kāi)始重視解讀傳統(tǒng)醫(yī)藥思想的奧妙。然而,關(guān)于中藥方劑在疾病治療中的療效優(yōu)勢(shì)仍然有諸多質(zhì)疑之聲。事實(shí)上,到目前為止,中藥方劑的療效優(yōu)勢(shì)大多數(shù)仍然僅是來(lái)源于臨床經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和判斷,尚缺乏充分的科學(xué)依據(jù)。關(guān)鍵問(wèn)題在于,當(dāng)前應(yīng)用單成分、單靶點(diǎn)化學(xué)藥物的藥效評(píng)價(jià)方法與體系,無(wú)從體現(xiàn)中藥方劑多組分、多靶點(diǎn)的綜合整體療效優(yōu)勢(shì)。就特定藥效指標(biāo)而言,中藥方劑所表現(xiàn)出來(lái)的作用通常不如相應(yīng)的化學(xué)對(duì)照藥物,盡管可以通過(guò)多指標(biāo)體系對(duì)中藥方劑的藥效作用進(jìn)行描述,但中藥方劑對(duì)特定病證的整體療效優(yōu)勢(shì)不能通過(guò)多個(gè)“弱效應(yīng)”的簡(jiǎn)單加和來(lái)體現(xiàn)。因而,建立符合中藥方劑自身特點(diǎn)、能夠科學(xué)表征其整體療效的藥效評(píng)價(jià)體系,揭示其多組分、多靶點(diǎn)協(xié)同整合作用機(jī)制,是中藥方劑關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題研究的重中之重。繼基因組、轉(zhuǎn)錄物組、蛋白質(zhì)組、功能蛋白質(zhì)組學(xué)之后,代謝組學(xué)的誕生構(gòu)成了系統(tǒng)生物學(xué)的完整拼圖。從DNA、mRNA、蛋白質(zhì)到代謝產(chǎn)物,系統(tǒng)生物學(xué)可在細(xì)胞、組織、器官及整體層次研究生命活動(dòng)的全過(guò)程,其中的代謝(物)組是生物體所有基因、蛋白功能活動(dòng)的終點(diǎn),因而代謝組被視為生物體整體功能狀態(tài)的“生化表型”,能夠即時(shí)、靈敏、真實(shí)表征在各種外界因素刺激下生物體整體功能狀態(tài)的應(yīng)答與調(diào)節(jié)。代謝組的這一特點(diǎn),決定了其在中藥方劑多組分、多靶點(diǎn)整體藥效作用評(píng)價(jià)中的突出優(yōu)勢(shì)。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者應(yīng)用各種代謝組學(xué)研究技術(shù),在中藥整體藥效作用評(píng)價(jià)研究中進(jìn)行了有益的探索,本文試在扼要概述最新研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,結(jié)合本課題組的實(shí)踐研究經(jīng)驗(yàn),分析當(dāng)前代謝組學(xué)在中藥整體藥效評(píng)價(jià)研究中存在的問(wèn)題,并展望今后的發(fā)展方向。2中醫(yī)證質(zhì)與代謝組學(xué)研究及評(píng)價(jià)中醫(yī)診斷和治療疾病的特色是“辯證施治”,通過(guò)“望、聞、問(wèn)、切”來(lái)認(rèn)識(shí)機(jī)體的整體功能狀態(tài)改變,在臨床譴方用藥中強(qiáng)調(diào)“方證對(duì)應(yīng)”的思想,對(duì)于現(xiàn)代西醫(yī)診斷的同種疾病,中醫(yī)“辨證不同”,則選方用藥亦不同。因而,在進(jìn)行中藥方劑藥效評(píng)價(jià)時(shí),應(yīng)當(dāng)考慮方劑所對(duì)應(yīng)的中醫(yī)病證,建立相應(yīng)的中醫(yī)證動(dòng)物模型。然而,由于中醫(yī)是在人類(lèi)歷史長(zhǎng)河中基于臨床經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和升華的一門(mén)科學(xué),缺乏實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究經(jīng)驗(yàn)的積累。盡管在實(shí)施中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究以來(lái),國(guó)內(nèi)已有諸多學(xué)者嘗試中醫(yī)證動(dòng)物模型的建立與評(píng)價(jià)研究,但目前對(duì)于中醫(yī)證動(dòng)物模型的評(píng)價(jià)而言尚缺乏公認(rèn)的技術(shù)方法與指標(biāo)體系。作者認(rèn)為,建立中醫(yī)證動(dòng)物模型的科學(xué)評(píng)價(jià)體系,以溝通動(dòng)物模型與相應(yīng)證候臨床病人的相關(guān)性,科學(xué)評(píng)價(jià)所建動(dòng)物模型對(duì)于相應(yīng)臨床證的代表性是中醫(yī)證動(dòng)物模型研究的基礎(chǔ)。目前,關(guān)于中醫(yī)證動(dòng)物模型評(píng)價(jià)的方法主要是基于動(dòng)物的外在表現(xiàn)包括毛色、體重、精神狀態(tài)等以及現(xiàn)代西醫(yī)學(xué)的診斷指標(biāo)進(jìn)行動(dòng)物模型與臨床病人的關(guān)聯(lián)分析。顯然,由于人與動(dòng)物的巨大行為差異,不太可能通過(guò)“望、聞、問(wèn)、切”等手段對(duì)動(dòng)物模型的“證候”進(jìn)行類(lèi)似臨床的診斷分析,而中醫(yī)證與現(xiàn)代西醫(yī)診斷指標(biāo)之間的不確定性關(guān)系,導(dǎo)致難以基于病理、生化指標(biāo)進(jìn)行中醫(yī)證的評(píng)價(jià)。中醫(yī)辨證是基于“有諸內(nèi)必形諸于外”的思想,通過(guò)“望、聞、問(wèn)、切”等手段獲得對(duì)人體整體功能狀態(tài)的認(rèn)識(shí),而正如前文所述,代謝組學(xué)是生物體整體功能狀態(tài)的“生化表型”,可以用來(lái)表征中醫(yī)思想中的“諸內(nèi)”,因此作者認(rèn)為中醫(yī)思想與代謝組學(xué)思想是“外與內(nèi)”的結(jié)合,代謝組學(xué)研究對(duì)于詮釋中醫(yī)證的科學(xué)本質(zhì)具有重要意義。基于這一思想,本課題組率先開(kāi)展了中醫(yī)臨床高血壓辨證分型的代謝組學(xué)研究工作,通過(guò)GC/MS、GC-TOF/MS代謝組分析及主成分分析、馬氏距離法等模式識(shí)別方法,發(fā)現(xiàn)痰濕雍盛、肝陽(yáng)上亢及陰虛陽(yáng)亢三種證型可被較好地區(qū)分,并通過(guò)證型相關(guān)生物標(biāo)記物群的分析初步揭示了相應(yīng)證型的科學(xué)本質(zhì),證明了代謝組學(xué)研究手段在中醫(yī)證本質(zhì)研究中的可行性。代謝組學(xué)技術(shù)在中醫(yī)臨床辨證分型及證本質(zhì)研究中的成功應(yīng)用,提示在建立人與相應(yīng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物代謝組相關(guān)性的基礎(chǔ)上,代謝組學(xué)研究技術(shù)將成為中醫(yī)證動(dòng)物模型評(píng)價(jià)及與人的橋接和關(guān)聯(lián)研究的重要手段。近年來(lái),國(guó)內(nèi)學(xué)者已開(kāi)展了一些基于代謝組學(xué)研究進(jìn)行中醫(yī)證動(dòng)物模型的評(píng)價(jià)研究工作,取得了喜人的研究成果。例如,李林等通過(guò)聲、光、電刺激造成氣虛血瘀證大鼠,基于核磁共振代謝組學(xué)研究技術(shù),發(fā)現(xiàn)尿液中肌氨酸酐、α-酮戊二酸、檸檬酸、?；撬帷㈢晁岬瘸煞值暮堪l(fā)生了顯著變化,提示與腎功能和三羧酸循環(huán)異常相關(guān)。羅和古等通過(guò)慢性束縛應(yīng)激造成肝郁脾虛大鼠模型,代謝組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)血漿中醋酸、乳酸、酪氨酸、低密度脂蛋白等變化顯著,且發(fā)現(xiàn)主治肝郁脾虛證的經(jīng)典方劑“逍遙散”對(duì)這些異常的代謝終產(chǎn)物有明顯的調(diào)節(jié)效應(yīng)。Zhao等研究發(fā)現(xiàn)心迪軟膠囊可使急性血瘀大鼠尿樣生化代謝譜趨向到正常狀態(tài),相關(guān)的生物標(biāo)記物包括膽酸、苯丙氨酸和犬尿烯酸。針對(duì)代謝組學(xué)研究技術(shù)在中醫(yī)證動(dòng)物模型評(píng)價(jià)及“方證對(duì)應(yīng)”研究領(lǐng)域中的應(yīng)用,我們提出以下研究策略:(1)在中醫(yī)理論指導(dǎo)下,探討建立病證結(jié)合動(dòng)物模型的方法,應(yīng)用代謝組學(xué)的方法進(jìn)行分型和評(píng)價(jià),尋找潛在的生物標(biāo)志物群;(2)用代謝組學(xué)方法對(duì)臨床患者進(jìn)行診斷分型,結(jié)合中醫(yī)診斷結(jié)果,尋找與各個(gè)證相關(guān)的特征生物標(biāo)志物群,建立客觀的診斷體系,探索不同證候的體內(nèi)代謝差異和其內(nèi)在本質(zhì);(3)對(duì)動(dòng)物模型的潛在標(biāo)志物群和臨床相應(yīng)病證的標(biāo)志物群進(jìn)行橋接研究,以確證動(dòng)物模型的合理性與代表性,并基于代謝組學(xué)的橋接研究結(jié)果,對(duì)相應(yīng)證型動(dòng)物模型的復(fù)制方法進(jìn)行修正,最終建立具有與臨床證型相關(guān)性、代表性的中醫(yī)證動(dòng)物模型,為“方證對(duì)應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)研究奠定基礎(chǔ);(4)針對(duì)臨床經(jīng)典和具有代表性的“方證對(duì)應(yīng)”方劑同步開(kāi)展實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型及臨床病人的代謝組學(xué)研究,分析藥物調(diào)節(jié)的生物標(biāo)志物的生物學(xué)作用及其所在代謝通路、代謝調(diào)控等信息,并結(jié)合經(jīng)典的藥效/療效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,闡明中醫(yī)“方證對(duì)應(yīng)”的科學(xué)本質(zhì)(圖1)。3銀杏提取物對(duì)大鼠體內(nèi)代謝的影響盡管“方證對(duì)應(yīng)”是中醫(yī)臨床譴方用藥的重要思想,但在現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)研究中,大多數(shù)都是在西醫(yī)病癥模型中開(kāi)展相關(guān)中藥方劑的藥效評(píng)價(jià)研究工作。作者認(rèn)為在生物學(xué)背景及病理機(jī)制清晰的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型中開(kāi)展中藥方劑的代謝組學(xué)藥效評(píng)價(jià)工作,有利于深入揭示中藥方劑相比于化學(xué)藥物的整體藥效作用優(yōu)勢(shì),并利于與經(jīng)典藥效研究方法相結(jié)合揭示中藥方劑的多組分、多靶點(diǎn)作用機(jī)制,同時(shí)通過(guò)多組分中藥干預(yù)的代謝組學(xué)研究還有利于深化對(duì)特定病癥發(fā)病機(jī)制的理解。因此,基于中醫(yī)證動(dòng)物模型的“方證對(duì)應(yīng)”研究與基于西醫(yī)病癥模型的現(xiàn)代中藥藥效與作用機(jī)制研究二者互為補(bǔ)充,對(duì)于深入揭示和理解中藥的整體藥效作用與機(jī)制研究而言均是不可或缺的研究模式。針對(duì)中藥及方劑對(duì)現(xiàn)代西醫(yī)病癥模型的干預(yù)作用的代謝組學(xué)研究,國(guó)內(nèi)外已有多篇研究報(bào)道。蔣寧等基于NMR的代謝組學(xué)研究技術(shù),針對(duì)六味地黃丸及八味地黃丸對(duì)快速老齡化小鼠模型(SAMP8)的干預(yù)調(diào)節(jié)作用進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)二者均能夠有效調(diào)節(jié)SAMP8的血清代謝組,對(duì)葡萄糖、膽堿和脂類(lèi)等生物標(biāo)記物群的改善作用,提示二者可改善SAMP8的能量代謝障礙及學(xué)習(xí)記憶能力。Xie等基于HPLC-UV代謝組學(xué)研究方法,發(fā)現(xiàn)六味地黃丸對(duì)角叉菜膠所致大鼠關(guān)節(jié)炎模型的代謝組學(xué)改變具有顯著調(diào)節(jié)作用。賈偉課題組針對(duì)左金丸的抗癌作用及人參皂苷對(duì)應(yīng)激模型的干預(yù)作用進(jìn)行了整體藥效作用的代謝組學(xué)評(píng)價(jià)。本課題組在高脂食物誘導(dǎo)SD大鼠形成的高脂模型研究中,我們發(fā)現(xiàn)高脂食物誘導(dǎo)后大鼠出現(xiàn)明顯的代謝組學(xué)變化,給藥后2周即出現(xiàn)明顯差異,而臨床常用的指標(biāo),如總膽固醇和甘油三酯直到第三周才出現(xiàn)明顯變化,說(shuō)明代謝組學(xué)后可以更靈敏地反映高脂食物對(duì)大鼠體內(nèi)代謝組學(xué)影響。高脂食物誘導(dǎo)后4、5周逐步穩(wěn)定,停止給予高脂食物后大鼠的呈現(xiàn)恢復(fù)趨勢(shì)。利用這個(gè)模型,我們研究了銀杏預(yù)防給藥和治療給藥對(duì)代謝組學(xué)的影響,發(fā)現(xiàn)高脂飼料喂食后給予銀杏治療能明顯調(diào)整模型大鼠體內(nèi)代謝組逆向恢復(fù),而銀杏提取物預(yù)防組,能夠顯著延緩高脂引起的內(nèi)源性代謝組紊亂進(jìn)程,說(shuō)明銀杏提取物能有效預(yù)防大鼠體內(nèi)的代謝紊亂(圖2)。本課題組在金黃地鼠動(dòng)脈粥樣硬化模型中進(jìn)一步驗(yàn)證了銀杏提取物對(duì)高脂血癥所致代謝組改變的干預(yù)作用,從代謝組的動(dòng)態(tài)移行軌跡中可以看出,銀杏提取物干預(yù)組的代謝組改變速度明顯減緩(圖3)。相關(guān)生物標(biāo)記物包括脂肪酸、甾醇和氨基酸,如甘油酸、亞油酸(Linoleicacid)、十八碳烯酸(OctadecenoicAcid)、二十二碳六烯酸(Docosahexaenoicacid)、脫氧膽酸(Deoxycholicacid)、賴(lài)氨酸(Lysine)、酪氨酸Tyrosine等。因?yàn)檫@些內(nèi)源性化合物與體內(nèi)的脂代謝等密切相關(guān),因此提示銀杏總提取物通過(guò)調(diào)節(jié)脂代謝發(fā)揮其藥理效果。但整體來(lái)說(shuō),中藥整體藥效作用與作用機(jī)制的代謝組學(xué)研究尚處于起步階段,相關(guān)研究報(bào)道均缺乏與相應(yīng)化學(xué)藥物的對(duì)照研究,現(xiàn)有研究結(jié)果只能說(shuō)明中藥針對(duì)特定病癥模型是否有效(即基于是否能調(diào)節(jié)和恢復(fù)失衡的代謝組進(jìn)行判斷),而對(duì)于中藥的整體藥效作用特點(diǎn)及與相應(yīng)化學(xué)藥物比較的作用優(yōu)勢(shì)尚未能得以體現(xiàn),多靶點(diǎn)作用機(jī)制研究還基本沒(méi)有涉及。本課題組基于自發(fā)性高血壓大鼠模型,針對(duì)人參總皂苷的調(diào)節(jié)血壓作用及對(duì)抗高血壓所致心血管病變的整體藥效作用與潛在作用機(jī)制進(jìn)行了代謝組學(xué)與經(jīng)典藥效學(xué)的結(jié)合性研究。自發(fā)性高血壓大鼠(SHR,spontaneouselyhypertensiverats)是公認(rèn)的高血壓模型動(dòng)物,廣泛用于高血壓實(shí)驗(yàn)研究,在正常條件下生長(zhǎng)可以自發(fā)性地出現(xiàn)穩(wěn)定的高血壓。實(shí)驗(yàn)研究證實(shí),從10周齡開(kāi)始SHR大鼠的血壓已顯著高于同周齡正常WKY對(duì)照,隨著高血壓的發(fā)展SHR大鼠出現(xiàn)人類(lèi)原發(fā)性高血壓類(lèi)似的一系列亞細(xì)胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)改變和高血壓后期病理改變,如左心室肥厚、心肌現(xiàn)肥大、心肌纖維增多、增粗、排列紊亂、細(xì)胞核增大,肌漿網(wǎng)增生及擴(kuò)張、心肌間質(zhì)內(nèi)小灶狀炎細(xì)胞浸潤(rùn);部分腎臟切片可見(jiàn)部分近曲小管上皮細(xì)胞變性、壞死、脫落,管腔不完整。SHR組血漿中血管緊張素II(AngII)、醛固酮(ALD)水平均顯著高于對(duì)照;心肌AngII水平和腎組織ALD水平明顯升高。從代謝組學(xué)表現(xiàn)看來(lái),SHR大鼠代謝表型與WKY明顯不同,隨著鼠齡的增加,SHR與WKY大鼠的代謝表型呈現(xiàn)明顯的與高血壓疾病和大鼠鼠齡相關(guān)的動(dòng)態(tài)變化(圖4)。研究還發(fā)現(xiàn)多個(gè)與高血壓疾病有關(guān)的生物標(biāo)志物(biomarkers),如:硬脂酸,棕櫚酸,吲哚丙酸,α-生育酚,蛋氨酸,精氨酸,絲氨酸,膽固醇等,這些化合物不僅是疾病發(fā)生發(fā)展的內(nèi)在表現(xiàn),也可能是整體評(píng)價(jià)藥效的關(guān)鍵。說(shuō)明代謝組學(xué)能從整體和單個(gè)化合物兩個(gè)方面動(dòng)態(tài)地反映疾病發(fā)展引起的內(nèi)源性物質(zhì)變化,這為代謝組學(xué)應(yīng)用于藥效學(xué)評(píng)價(jià)奠定了基礎(chǔ)。在研究不同劑量人參總皂苷(高劑量30mg·kg-1,低劑量3mg·kg-1)對(duì)高血壓大鼠的影響時(shí),還發(fā)現(xiàn)人參總皂苷對(duì)SHR大鼠整體藥效作用還呈現(xiàn)了明顯的劑量依賴(lài)性。高劑量人參總皂苷對(duì)SHR大鼠有較緩和的降壓作用,低劑量作用稍弱,但組間未見(jiàn)顯著差異。用藥4周對(duì)體內(nèi)代謝組學(xué)影響不明顯。持續(xù)給予人參總皂苷8周后,在緩和降低血壓的同時(shí),SHR大鼠的代謝組出現(xiàn)較明顯的變化,表現(xiàn)在給藥組與模型對(duì)照組分析圖上出現(xiàn)明顯差異,給藥組特別是高劑量組的樣品向正常組趨近,體現(xiàn)高劑量人參總皂苷較為明顯的代謝組學(xué)糾偏作用。同時(shí),人參總皂苷高、低劑量組在PCA圖上能夠相互區(qū)分開(kāi)來(lái),其中人參總皂苷高劑量治療后SHR體內(nèi)代謝組明顯更趨近于正常水平,而人參總皂苷低劑量組的調(diào)節(jié)作用顯得較弱。為了進(jìn)一步探索用代謝組學(xué)方法進(jìn)行中藥整體藥效作用評(píng)價(jià),體現(xiàn)中藥的整體作用優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),揭示其潛在作用機(jī)制,我們還比較研究了人參總皂苷和四種經(jīng)典的化學(xué)降壓藥物卡托普利、氨氯地平、特拉唑嗪、氫氯噻嗪的降血壓作用、對(duì)組織器官的保護(hù)作用和體內(nèi)代謝組的影響。研究結(jié)果表明人參總皂苷從第三周起逐漸表現(xiàn)出緩和的降壓作用。氨氯地平、卡托普利和特拉唑嗪能顯著降低SHR大鼠的血壓,其降壓幅度明顯強(qiáng)于人參總皂苷。與化學(xué)藥更迅速的降壓作用相比,人參總皂苷降血壓作用平緩、停藥后血壓上升緩慢,呈現(xiàn)持久的后續(xù)降血壓效果。從血管緊張素II、醛固酮、左心室肥厚指數(shù)、組織切片檢查結(jié)果看,人參總皂苷高劑量組、卡托普利、氨氯地平能起到一定保護(hù)心臟、腎臟的作用。說(shuō)明其在降低血壓的同時(shí)也能緩解高血壓引起的并發(fā)癥和較好對(duì)的藥效學(xué)作用。對(duì)人參總皂苷和四種化學(xué)藥調(diào)節(jié)SHR大鼠內(nèi)源性小分子化合物的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后,發(fā)現(xiàn)人參皂苷治療后自發(fā)性高血壓大鼠內(nèi)源性小分子化合物明顯接近正常組,而從總體上看西藥組遠(yuǎn)離正常組,即西藥對(duì)整體代謝組學(xué)的調(diào)節(jié)作用較弱,特別是氫氯噻嗪和特拉唑嗪。雖然發(fā)現(xiàn)氨氯地平、卡托普利具有一定程度的調(diào)節(jié)作用,但與人參皂苷給藥組相比這兩組更偏向高血壓對(duì)照組,說(shuō)明其對(duì)內(nèi)源性小分子的調(diào)節(jié)作用仍然比人參皂苷較弱。從這些結(jié)果可以看出血壓指標(biāo)與代謝組學(xué)指標(biāo)之間存在不一致的現(xiàn)象。我們認(rèn)為血壓是個(gè)體所表現(xiàn)出來(lái)外在指標(biāo),而代謝組學(xué)所測(cè)定的對(duì)象是內(nèi)源性物質(zhì),反映了機(jī)體內(nèi)在指標(biāo),是疾病內(nèi)在本質(zhì)問(wèn)題的直接表現(xiàn),因此可能更準(zhǔn)確地反映了疾病的本質(zhì)狀態(tài)。將代謝組學(xué)應(yīng)用于藥效學(xué)評(píng)價(jià),用整體內(nèi)源性物質(zhì)或生物標(biāo)志物群作為指標(biāo),從內(nèi)源性化合物的濃度水平變化角度考察藥效學(xué),嘗試建立以整體、內(nèi)在指標(biāo)作為目標(biāo)的藥效學(xué)評(píng)價(jià)方法可以彌補(bǔ)原有外在指標(biāo)的不足。通過(guò)人參總皂苷對(duì)抗自發(fā)性高血壓大鼠整體藥效作用的代謝組學(xué)研究工作,我們認(rèn)為構(gòu)建以傳統(tǒng)的生理生化、病理生理研究為基礎(chǔ)、以代謝組學(xué)的整體代謝譜和生物標(biāo)志物為新指標(biāo)的綜合藥效評(píng)價(jià)體系,結(jié)合中藥與化學(xué)藥物的對(duì)比分析,對(duì)于最終建立符合中藥特點(diǎn)的新型藥效評(píng)價(jià)體系具有示范性作用和重要科學(xué)意義。4價(jià)格補(bǔ)充4.1關(guān)于中藥整體效作關(guān)系的初步篩選當(dāng)前,代謝組學(xué)的主要研究手段是通過(guò)NMR、LC-MS、GC-MS等定量分析技術(shù)獲得盡可能多的內(nèi)源性代謝物含量信息后,采用主成分分析等模式識(shí)別技術(shù)對(duì)成千上百個(gè)代謝物信息進(jìn)行降維處理,通過(guò)Scoringplot方法進(jìn)行組間樣本的判別區(qū)分,通過(guò)Loadingplot方法獲得相關(guān)生物標(biāo)記物群的信息。在進(jìn)行中藥整體藥效作用評(píng)價(jià)時(shí),目前還只能通過(guò)正常組、模型組與給藥組樣本在Scoringplot二維(2個(gè)主成分)或三維空間(3個(gè)主成分)的分布位置關(guān)系進(jìn)行直觀分析,例如當(dāng)給藥組在空間位置上趨于正常組時(shí),可以得出“有效”的結(jié)論,而當(dāng)給藥組與模型組在Scoringplot中重疊時(shí)可以得出“無(wú)效”的結(jié)論。但如何根據(jù)代謝組學(xué)的研究結(jié)果,定量表征中藥的整體藥效作用強(qiáng)度,目前尚缺乏相應(yīng)的化學(xué)信息學(xué)處理方法。顯然,單純根據(jù)Scoringplot的直觀分析以判定中藥方劑的整體藥效作用是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,加強(qiáng)代謝組學(xué)研究中的數(shù)據(jù)挖掘與信息處理方法研究,對(duì)于最終基于代謝組學(xué)技術(shù),建立客觀、量化的中藥整體藥效作用評(píng)價(jià)體系具有重要意義。4.2網(wǎng)絡(luò)研究的技術(shù)對(duì)策中藥方劑的藥效學(xué)研究不能僅停留在對(duì)整體藥效作用的評(píng)價(jià)上,只有深入闡明中藥方劑多組分、多途徑、多靶點(diǎn)的協(xié)同整合作用機(jī)制,才能科學(xué)、有效地針對(duì)經(jīng)典方劑進(jìn)行現(xiàn)代化改造與深層次開(kāi)發(fā)。代謝組學(xué)研究技術(shù)的引入為中藥方劑整體藥效作用的評(píng)價(jià)提供了強(qiáng)有力的手段,然而中藥多組分、多靶點(diǎn)復(fù)雜作用機(jī)制網(wǎng)絡(luò)研究尚存在很大的技術(shù)和研究思路挑戰(zhàn)。盡管對(duì)于代謝物的代謝網(wǎng)絡(luò)、途徑已有了較深入的理解和認(rèn)識(shí),但是對(duì)于代謝物與基因、蛋白功能以及整體生物學(xué)功能狀態(tài)之間聯(lián)系的認(rèn)識(shí)還相當(dāng)局限,而這正是阻礙基于代謝組學(xué)研究結(jié)果詮釋中藥方劑多靶點(diǎn)作用機(jī)制的主要原因。本課題組在針對(duì)人參總皂苷對(duì)自發(fā)性高血壓大鼠干預(yù)作用的研究中,采用與多個(gè)靶點(diǎn)明確化學(xué)藥物的代謝組學(xué)比較研究的方法,通過(guò)不同靶點(diǎn)干預(yù)后相應(yīng)的生物標(biāo)記物群譜的比較分析,獲得了人參總皂苷多靶點(diǎn)作用機(jī)制的初步信息。因而,應(yīng)用各種手段包括靶點(diǎn)明確藥物的干預(yù)、siRNA干擾、基因敲除等方法,通過(guò)代謝組學(xué)研究,獲得對(duì)特定靶點(diǎn)功能的“生化表型”認(rèn)識(shí),無(wú)疑將有助于通過(guò)代謝組學(xué)研究手段獲得對(duì)中藥多靶點(diǎn)作用機(jī)制的認(rèn)識(shí)。值得期待的是,綜合應(yīng)用基因組、蛋白質(zhì)組、代謝組學(xué)等研究技術(shù)手段,并通過(guò)化學(xué)/生物信息學(xué)方法,溝通基因-蛋白-代謝物之間的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)關(guān)系,將可能成為打開(kāi)中藥方劑多靶點(diǎn)作用機(jī)制這一“黑箱”的“金鑰匙”。4.3研究人員之間的融合和交融藥代動(dòng)力學(xué)是研究外源性藥物究在生物體內(nèi)外的吸收、分布、代謝與排泄動(dòng)力學(xué)過(guò)程與機(jī)制的一門(mén)學(xué)科,而代謝組學(xué)則是以生物體內(nèi)源性小分子代謝物組為研究對(duì)象、揭示生物體整體功能狀態(tài)及對(duì)外界刺激應(yīng)答反應(yīng)的一門(mén)組學(xué)學(xué)科,因而我們可以把代謝組學(xué)理解成為藥效學(xué)研究的一種新型技術(shù)手段。盡管二者的研究對(duì)象不同,但相互之間存在可融合和相通之處。例如,已有學(xué)者嘗試運(yùn)用代謝組學(xué)的研究技術(shù)思想進(jìn)行藥物復(fù)雜代謝產(chǎn)物的檢出與鑒定,對(duì)于中藥復(fù)雜組分的體內(nèi)代謝研究而言,代謝組學(xué)的研究技術(shù)方法與思想將無(wú)疑具有很大的借鑒價(jià)值和意義。我們?cè)?006年度申請(qǐng)的國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(中藥復(fù)雜藥效物質(zhì)的確證及整體藥代動(dòng)力學(xué)研究新思路與方法,No.30630076)中明確提出通過(guò)藥物代謝動(dòng)力學(xué)與代謝組學(xué)的整合研究,建立符合中藥方劑多組分、多靶點(diǎn)作用特征的PK/PD結(jié)合研究技術(shù)方法,旨在融合二者在分析技術(shù)方法上的相通性及研究對(duì)象上的互補(bǔ)性,同步揭示中藥方劑復(fù)雜體內(nèi)藥效物質(zhì)基礎(chǔ)與整體藥效作用,并試圖通過(guò)有效成分體內(nèi)動(dòng)力學(xué)過(guò)程與相關(guān)生物標(biāo)記物群的整體量變關(guān)系,揭示各成分的藥效作用特點(diǎn)與其對(duì)整體藥效作用的貢獻(xiàn)度。目前本課題組正圍繞相關(guān)研究思路,開(kāi)展探索性的研究,以期能為中藥整體PK/PD結(jié)合研究提供可行的研究思路與技術(shù)方法。4.4中醫(yī)證動(dòng)物模型的代表性研究代謝組學(xué)的引入與發(fā)展,為中藥整體藥效評(píng)價(jià)研究提供了全新的技術(shù)手段,使得從細(xì)胞、組織器官及整體水平評(píng)價(jià)中藥多組分、多靶點(diǎn)協(xié)同整合藥效作用成為可能,這對(duì)于應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)手段體現(xiàn)中藥方劑在多基因復(fù)雜病變中的療效優(yōu)勢(shì)具有重要意義。但對(duì)于中藥方劑多組分、多靶點(diǎn)作用機(jī)制研究而言,單純應(yīng)用代謝組學(xué)研究技術(shù)還難以提供豐富、有價(jià)值的信息,包含代謝組學(xué)技術(shù)在內(nèi)的系