組分中藥的配比優化方法及應用進展

肖純+劉姍姍+向彬+李秀芳

摘要：組分中藥是創新中藥研究的新模式，合理應用組分中藥的配比優化方法是組分中藥開發過程中的關鍵一步，如何更加快捷地獲得中藥組分的最佳配比，是目前組分中藥研究的重點。本文總結了近10年來組分中藥的配比優選方法及在中藥現代化研究中的應用進展情況，深入分析了組分中藥的現代內涵及意義，以期為組分中藥研究人員進行研究方法的選擇提供參考。

關鍵詞：組分中藥；配比；方法；應用

中圖分類號：R28文獻標志碼：A文章編號：1007-2349（2017）06-0082-03

近年來對中藥及天然藥物的研究，大多采用追蹤分離活性成分的方法[1，2]，獲得的成分越來越多，機制研究也越來越深入。然而，中藥各組分彼此分離后，各組分對復雜整體藥效的貢獻作用不同，組分間是否存在協同作用或拮抗作用也不清晰，無法展現中藥的整體思想，也難以反映其整體辨證施治的優勢所在[3，4]。越來越多的植物化學和藥理研究表明，中藥的藥效常常不是由單一的活性成分來發揮，而是多種活性成分及其綜合效應的結果。例如單味用藥的中藥銀杏，它包含了銀杏黃酮、銀杏萜內酯類化合物等多類成分，其發揮療效是一種整體的有序的協同作用[5，6]，由此提出了“組分中藥”的概念。組分中藥的出現簡化了中藥的多成分論，為研究中藥復雜的藥效物質基礎提供了新的思路和方法[7]。隨著中藥研究的不斷發展，王永炎、張伯禮兩位院士領導申報獲得了我國中醫藥界第一個973項目“中藥復方物質基礎和作用機理相關性基礎研究”，提出并確定了以組分配伍的思路來研究現代化中藥[8]，這種思路突破了原先以臨床經驗積累為主的中藥研究的新模式，在近20年的科研工作中得到迅猛發展。組分中藥的配比優化是組分中藥研究的重要內容，如何對各個有效成分進行組合、量化以獲得目標效應上的最佳配伍配比是研究開發過程中的關鍵一步。本文對組分中藥的基本概念、配比的優化方法及應用進行了梳理。

1組分中藥的概念

組分中藥是以臨床療效確切的傳統經方為主要研究對象，去除藥材中的無效和有毒成分，保留有效成分，對各類有效組分進行組合構成的復方藥物，其有效性已有大量臨床應用背景作為依據，并且在對有效成分的組合配比篩選過程中，加強了對特定病癥的針對性活性篩選，進一步為組分中藥后續的藥效學成藥性及安全性成藥性研究奠定了基礎。與化學藥物篩選所不同的是，化學藥物的篩選是以化學原料為基礎，通過合成、分離提取、化學修飾等方式處理獲得的候選藥物，因此，組分中藥與化學藥物的內涵不同，層次不同，但它們也有相似之處，尤其是化學藥物的制劑標準是中醫藥研究者工作時可以學習的地方，由此可見，組分中藥具有現代藥學的先進性與中醫藥組分聯合用藥的傳統性的雙重特點[9]。

組分中藥可來源于單味中藥的有效成分組合，也可從中藥復方中進行篩選。其中單味中藥研究較多，現階段多采取先分離提取有效成分，再對這些有效成分進行活性篩選，確定有效成分后，對有效成分進行優化配比，形成組分中藥。施亞婷等[10]對鮮蒲公英中分離出的3種有效成分（鮮蒲公英多糖、酚酸、黃酮）的組分配比抗乙肝病毒作用進行了研究，結果顯示3種組分配伍的優化組合體外抗乙肝病毒的作用強于其中的單個組分。從復方中篩選組分中藥是將2種或多種中藥的有效成分提取出來，在中醫藥理論指導下，將有效組分進行組方并制備成復方中藥制劑[11]。一般采取多種指標對復方組分中藥的活性進行評估，以全面的反映最佳配比的藥效。王慶國等[12]對清開靈注射液原配方運用拆方-組方的方式，篩選出黃芩苷、梔子苷、膽酸、去氧膽酸4種單體化合物優化配比組合后制成精制清開靈注射液，不僅明確特定的適應癥，更實現了質量可控，同時綜合各組分的藥性研究，在較短時間內找到整個組方的藥效物質基礎。崔東琦[13]對通脈方中各單味藥的有效成分進行最佳配伍篩選及優化，研究配伍前后以及不同配伍比例對體內藥動學的影響，結果表明最佳配伍效果優于原方配伍。

2組分中藥配比優化方法及應用

2.1正交設計法正交設計法[14]是利用正交表來研究和處理多因素試驗的一種優化方法。正交表[15]具有均衡分散性、整齊可比性的特點，保證了試驗條件均衡地分散在配合完全的水平組合中，且在各個水平的效果之中，最大限度地排除了其他因素的干擾，因此代表性強，能夠比較全面地反映選優區內的基本情況，能最有效地對其進行比較。通過正交設計，可以估計出因素的主效應，有時也能估計出它們的交互效應。在進行正交試驗設計時要盡量多考察因素、水平，通過反復調優試驗，以獲得最優方案。畢蕾等[16]采用正交設計法優選丹參-人參活性組分抗肝癌組合，與傳統丹參-人參藥對配伍比較，具有組分清楚、療效優越的特點。這種高效率、快速、經濟的正交設計法是優化配比篩選中應用最為廣泛的方法，此法適用于因素水平不多，試驗范圍不大的配比篩選[17]。

2.2均勻設計法均勻設計法是繼華羅庚教授60年代倡導、普及的優選法和在國內普及推廣的正交法之后，由我國數理統計學者在70年代末建立的數學模型，是統計試驗設計的方法之一。均勻設計法[18]是對多因素、多水平試驗的設計方法，其特點是實驗點在試驗范圍內均勻散布，進行部分試驗即可基本上反映全面情況的試驗結果，因此試驗次數少。按均勻設計原則，水平數應大于等于因素數2倍，根據方劑中中藥的現代藥理研究作用，確定藥效作用較強的中藥和較次的中藥，藥效作用較強的中藥水平數的設定可多一些，分析結果通常要采用回歸分析或逐步回歸的方法，適用于多因素多水平實驗[17]。李紅山等[19]采用均勻設計法“5因素10水平”設計實驗，選擇主要篩選指標并經多元回歸分析組合成分的最佳配比，證實了均勻設計法在組分中藥配比優化研究中具有重要的實際應用價值。

2.3因果關系發現設計法“活性追蹤”是目前中藥活性物質基礎研究最常用的方法之一，該研究方法僅對藥效活性最強的組分進行分離和篩選，簡化了研究對象，忽視了中藥作用的復雜性、整體性和系統性特點，所以在研究過程中，會出現“活性丟失”現象，即分離組分純度越高，活性越低等。因果關系發現設計法克服了以上問題。該方法[20]強調事物發生的因果關系，將復方分離出若干有效成分，對其中的化學成分進行分析并重新配伍組合，選擇特定的藥效學指標，以各個組合的配比為自變量，藥物作用為因變量，最后通過因果關系發現STEPCARD算法，從初始自變量的范圍中找到與因果關系相鄰的因變量，確定關鍵的藥效組分并研發現代中藥。董雁適[21]采用因果關系發現設計法對中藥川芎的化學成分和藥效數據的分析，識別出了一組包括川芎嗪在內的有效組分，證明了該方法的可行性。

2.4基線等比增減設計法基線等比增減設計法[22]適用于組效關系明確、中藥小復方優化篩選的設計。其特征為[23]：A、B 兩種藥物在總量恒定的前提下，以《中國藥典》記載的配比為基線，其間A藥含量以10～30%遞減，B 藥含量以10～30%遞增或者B藥含量以10～30%遞減，A藥含量以10～30%遞增向兩側擴展，最后擴大到極點，兩側極點分別為單純A藥和單純B藥。以A、B 兩種藥物若干種配比分組，根據研究目的以兩藥主要效應和次要效應為評價指標，強化主效應，兼顧次效應。通過綜合信息分析，可靠性好，信息處理空間大，實驗次數相對較少。其缺點是適用范圍狹窄，只用于效應明確，含有2種藥物（組分）的中藥小復方。王霜等[24]采用基線等比增減設計法，以藥典中記載葛根和黃連的比例為基線向兩側擴展，最后達最大點，從中優選出最佳配比，結果表明最優配比抗消渴藥效明確，優于單味藥。

2.5ED-NM-MO三聯法模式ED-NM-MO三聯法模式[25]即實驗設計-非線性建模-多目標優化三聯法模型，是對中藥復方組分進行優化配比的方法，根據（ED-NM-MO）三聯法的優化結果，采用直接選擇法和歸一化加權選擇法分析，即可提供不同藥效指標對應下的最優解。（ED-NM-MO）三聯法模式具有非線性擬合能力，能實現多個藥效指標的多目標優化，符合中藥復方的多靶點整合調節作用的特點，適合復方多飲片、多組分多成分藥物。王睿等[25]運用此法對丹參-三七的配伍進行了優化研究，它可根據藥效指標的不同而得到不同的配伍結果，因此實驗設計-非線性建模-多目標優化（ED-NM-MO）三聯法模式是適合中藥復方復雜特征的劑量配比的方法。

2.6Box-Behnken 響應曲面設計法Box-Behnken 響應曲面設計法是通過對實驗數據分析并擬合因素和效應值之間的函數關系，通過回歸方程分析來尋求最優值，并能對各效應因子間的交互作用關系進行評價，是解決多變量問題的一種統計方法[26，27]。Box-Behnken 響應曲面設計法具有篩選高效、預測準確等優勢，適用于組分中藥組方的篩選與優化配比。邱玲玲等[28]采用 Box-Behnken 響應曲面設計法，對雙黃連注射液中主要指標成分進行抑制流感病毒神經氨酸酶活性篩選，預測組合成分的最佳配比，結果表明預測組分最佳配比其NA活性抑制作用強于原處方，說明此法具有可行性和科學性。

2.7權重配方法權重配方法是利用優化或者拉丁方設計和均勻設計原理，根據各組分在復方中的量效關系，確定其重要程度，并規范實驗設計，調整比例，配伍優化，從而建立的數據分析法。葛迎利等[29]采用權重配方法，以多種有效組分配伍進行實驗干預，得到的最佳配比療效確切，說明運用權重配方法具有可靠性，適用于多組分、多劑量、多比例的組分中藥配比優化研究。

3展望

中藥有效組分優化配比與中藥現代化研究的理念相吻合，通過對中藥有效組分優化配比的研究，能夠更好的發揮中藥整體效應的特點和優勢，也為創新藥物的研究提供了一種新的研究思路。組分中藥配比優化設計研究有多種可被選取的方法，每種方法各有優勢，也還存在一些不足，因此，在研究中應根據不同藥物或方劑的特點，結合研究方法的優缺點選擇適宜的研究方法，合理應用“組分中藥”配比篩選方法，更快更好的得到最佳配比組合，能大大提高有效組合成分研究的目的性和針對性，增強臨床療效，這將是一種繼承并發揚中醫藥理論的創新研究模式，也是中醫藥現代研究的重要途徑之一，對新藥二次開發也將產生重要意義。

參考文獻：

[1]齊煉文，周建良，郝海平，等.基于中醫藥特點的中藥體內外藥效物質組生物_化學集成表征新方法[J].中國醫科大學學報，2010，41（3）：195-202.

[2]王艷萍，豐加濤，金郁，等.中藥物質基礎研究的思路與方法[J].中國天然藥物，2009，7（1）：13-18.

[3]張威，劉嘉，楊海軍，等.多組分中藥整體性質的表征研究概述[J].中醫藥信息，2015，32（2）：125-127.

[4]王毅.現代中藥創制設計方法學及關鍵技術研究[D].浙江大學博士學位論文，2007.

[5]Zhu W，Chen G，Hu L，et al.QSAR analyses on ginkgolides and their analogues using CoMFA，CoMSIA，and HQSAR[J].Bioorganic & medicinal chemistry，2005，13（2）：313-322.

[6]Wagner H，Ulrich-Merzenich G.Synergy research：approaching a new generation of phytopharmaceuticals[J].Phytomedicine：international journal of phytotherapy and phytopharmacology，2009，16（2-3）：97-110.

[7]劉丹，賈曉斌.中藥組分_相關研究的發展現狀分析及探討[J].中國中藥雜志，2014，39（2）：171-174.

[8]張伯禮，王永炎，商洪才.組分配伍研制現代中藥的理論和方法[J].繼續醫學教育，2006，20（19）：89-91.

[9]岳廣欣，劉麗梅，柏冬，等.“組分中藥”藥理研究內容和特點述評[J].中國中醫藥信息雜志，2015，22（3）：121-126.

[10]施亞婷.鮮蒲公英抗乙肝病毒物質基礎研究[D].江蘇大學碩士論文，2013.

[11]葉祖光.中藥復方與組分中藥[J].中國新藥雜志，2011，20（16）：1487-1489.

[12]程發峰，王慶國.淺談名優中藥二次開發的思路和途徑_兼析精制清開靈注射液的研發思路[J].北京中醫藥大學學報，2010，33（5）：300-303.

[13]崔東琦.通脈方組分中藥的配伍機理研究[D].黑龍江中醫藥大學碩士論文，2015.

[14]閆路娜，李敏，陳麗星，等.正交法在生物化學設計性實驗教學中的應用[J].廣州化工，2013，21：156-158.

[15]程敬麗，鄭敏，樓建晴.常見的試驗優化設計方法對比[J].實驗室研究與探索，2012，31（7）：7-11.

[16]畢蕾，顏曉靜，楊燁，等.正交設計優選丹參-人參組分抗肝癌配伍研究[J].中國實驗方劑學雜志，2015，21（13）：82-86.

[17]苗明三，馬瑞娟，魏榮瑞，等.組分中藥配比研究方法及思考[J].河南大學學報（醫學版），2011，30（1）：1-5.

[18]張靜宇，年莉，尹進.方劑配伍實驗研究方法概述[J].中醫雜志，2015，56（6）：526-530.

[19]李紅山，朱德東，鄭南紅，等.基于均勻設計的防治非酒精性脂肪肝中藥有效組分復方研究[J].中華中醫藥學刊，2014，32（10）：2497-2500.

[20]苗明三，馬霄，王燦.中藥有效組分配伍研究的探討[J].中藥新藥與臨床藥理，2009，20（5）：487-490.

[21]董雁適.基于因果關系發現的關鍵化學組分辨識方法[J].上海交通大學學報，2005，39（10）：1668-1671.

[22]嚴紅梅，陳小云，張振海，等.基于中藥組分和“組分結構”理論的中藥研究模式的探討[J].中草藥，2015，46（8）：1103-1110.

[23]楊金果，李珩，李運倫.中藥有效組分配伍的研究進展[J].上海中醫藥雜志，2012，46（3）：89-92.

[24]王霜，趙興冉，南星梅，等.基于基線等比增減設計法優選葛根-黃連抗消渴最佳配比[J].中國實驗方劑學雜志，2014，20（20）：128-131.

[25]王睿，商洪才，王永炎，等.ED_NM_MO三聯法對丹參三七配比的多目標優化研究[J].天津中醫藥，2006，23（3）：242-247.

[26]Ferreira SL，Bruns RE，Ferreira HS et al.Box-Behnken design：an alternative for the optimization of analytical methods[J].Analytica chimica acta，2007，597（2）：179-186.

[27]Macedo SM，de Jesus RM，Garcia KS et al.Ferreira SLC.Determination of total arsenic and arsenic（III）in phosphate fertilizers and phosphate rocks by HG-AAS after multivariate optimization based on Box-Behnken design[J].Talanta，2009，80（2）：974-979.

[28]邱玲玲，陳龍虎，鄢丹，等.基于響應曲面設計的抑制流感病毒神經氨酸酶活性的組分中藥篩選——以雙黃連注射液為例[J].藥學學報，2012，47（4）：466-471.

[29]葛迎利，宋海燕，張莉，等.基于權重配方法的降脂顆粒治療非酒精性脂肪性肝病組分配伍優化研究[J].中西醫結合肝病雜志，2012，21（6）：363-365.