譜效關系在中藥質量控制中的應用

吳思宇，楊丹丹，傅 靜，張 瑩，王孝勛

（廣西中醫藥大學，南寧 530200）

中醫來源于長期的臨床實踐，是我國古代優秀歷史文化遺產極其重要的組成部分。中藥質量控制研究一直是中藥研究與發展的關鍵，尤其是中藥的安全性與有效性[1]。中藥是多成分[2]、多靶點[3]共同發揮療效的復雜體系，單一的化學成分不能全面反映中藥的質量，應采用更能代表藥材完整性的技術與方法來進行中藥質量的評價[4]。中藥的指紋圖譜研究在初級階段是單純地研究樣品間所有成分的異同，為進一步提升指紋圖譜，開始將指紋圖譜與藥效結合起來進行研究，即譜效關系的研究。

1 譜效關系基本原理

中藥譜效關系是指最大限度地獲取并整合中藥指紋圖譜上的有用的化學信息，將特征峰的指紋圖譜與藥效結果相關聯進行數理統計和分析，確立藥效物質基礎的方法[5]。其根本思路是建立化學指紋圖譜，進行藥效實驗，通過數理統計將2者進行關聯度分析，即將“譜”與“效”聯系起來，建立更加合理全面的符合中醫藥理論體系的質量評價方法[6]。

2 譜效關系在中藥質量控制中的應用

2.1 譜效關系在中藥材質量控制中的應用 經謝軍波[7]查閱并整理資料表明，不同產地藥材在指標性成分含量上具有一定的差異性，譜效關系說明道地性中藥材的質量甚大。李秋月[8]對37種不同產地延胡索中所含季銨堿的研究發現，六種季銨堿成分共同構成了延胡索抗心肌缺血的藥效物質基礎，而不是單一的某種化學成分決定心肌細胞缺氧復氧損傷的保護作用。劉榮華等[9]對不同種山楂葉的藥效和效價指紋圖譜進行了研究，不僅建立山楂葉抗大鼠PMN呼吸爆發作用譜效關系，而且對14個山楂葉樣品進行活性預測，建立一種將化學分析和生物活性評價融合的綜合質量評價體系，為中藥質量控制提供了新的思路和方向。

2.2 譜效關系在中藥炮制質量控制中的應用 中藥在加工炮制的過程中化學成分存在水解、異構化、氧化、置換、分解等變化[10]。炮制過程不僅使化學成分的含量發生了變化，也使成分的種類出現差異，影響中藥藥效結果，給中藥質量控制帶來了新要求。楊冰月等[11]建立半夏及其炮制品總有機酸關于止咳作用的譜效關系，解釋并說明了半夏及其炮制品止咳作用的物質基礎和總有機酸 HPLC 指紋圖譜和止咳作用的相關性。吳環宇等[12]建立黑順片醇提物SD大鼠血漿指紋圖譜與血壓、心率間的譜效關系，闡明附子抗心衰作用的藥效物質基礎。

2.3 譜效關系在中藥復方制劑質量控制中的應用 中藥復方的研究大多沿用西藥的研究思路，即采用化學成分分離結合、簡單活性成分篩選的方法，然而這種方法很難真正闡釋中藥復方整體性的科學內涵[13]，而譜效關系正好解決這一問題。竇志華等[14]研究復方五仁醇膠囊，通過對含藥血清指紋圖譜和保肝作用關聯度分析，表明君藥五味子所含有的木脂素類成分是保肝作用主要藥效物質基礎。程玲等[15]研究六味五靈片的組成中藥20個不同比例組合提取物對 LX-2 細胞的抑制作用表明，14、20、17、19、21 號峰與藥效高度關聯，認為六味五靈片的抗肝纖維化作用不是單一化學成分直接影響藥效結果，可能是多成分相互作用和影響的結果，這一結論為六味五靈片的質量控制提供了一定的理論基礎。包永睿等[16]在氣滯胃痛顆粒中找到 20 個與促胃腸動力作用關聯度高的成分，成功建立了基于促胃腸動力作用的氣滯胃痛顆粒譜效關系，為復方組效研究奠定了實驗基礎，也為后續中藥復方譜效關系的研究提供參考。

3 提高譜效關系在中藥質量控制中的準確性

3.1 提高指紋圖譜的正確性 目前應用最為廣泛的是高效液相色譜法，其次為氣相色譜法以及色譜質譜聯用[17]，根據實驗方案選取合理簡便的分析方法。相似度分析（SA）運用于色譜指紋圖譜的分析，在中藥質量控制實踐中得到應用。楊光等[18]提出了一種改進的SA算法，解決SA的結果與其他化學計量方法和定量分析不太吻合的問題，說明改進SA算法的鑒別能力的準確性，有利于改進中藥指紋分析和質量控制。李玲等[19]運用聚類分析和主成分分析2種方法研究金蟬花不同部位的HPLC指紋圖譜，2種分析方法相互驗證，說明了指紋圖譜和模式識別相結合可以提高指紋圖譜的正確性。

3.2 選取合理的藥效學指標 合理的藥效學分析有利于藥物的可持續發展和確定藥物的靶向性[20]。由于中藥及其復方的多成分性、多靶性和復雜性，使得中藥的藥效指標具有多重性。藥效指標的選擇直接影響實驗結論，針對性強的藥效學指標保證藥效學實驗結果的準確性和規范性。

3.3 運用恰當的數據處理方法 據呂邵娃等[21]統計，目前數據處理方法主要分為3大類：1）預測關聯度的分析方法—人工神經網絡，灰關聯度分析法和雙變量相關分析法；2）闡明貢獻率的分析方法—多元線性回歸法和偏最小二乘回歸分析法；3）簡化數據結構尋找主要活性成分的分析方法—主成分分析法、典型相關分析法。合理地聯用多種數據分析技術來建立較為理想的譜效關系模型，保證結果的客觀性與真實性。

4 譜效關系的研究局限性及對策

中藥譜效關系的研究是中藥指紋圖譜研究的高級階段，但是在中藥質量控制方面仍然存在一定的局限性。主要存在以下問題：一是譜效關系對于研究對象的化學成分指紋圖譜不夠全面，鄒淑君等[22]僅對遼東楤木葉總皂苷進行指紋圖譜進行研究，并未對其他成分進行研究；二是譜效關系并不能說明成分之間的相互作用對藥效的影響，如中藥方劑的藥效作用是多種中藥之間的協同作用，查詢CNKI數據庫并未發現相關文獻對方劑各成分之間相互影響結果進行進一步藥效的關聯度研究；三是基于譜效關系的研究還停留于某一兩個藥效指標來判定中藥的質量控制，姚貴元等[23]研究頭花蓼的藥效物質基礎，僅僅基于抑菌作用研究頭花蓼不同極性的指紋圖譜，確定其抑菌的藥效物質基礎；四是對于中藥復方復雜的組方研究較少和缺乏深入研究，據CNKI統計，近五年關于譜效關系論文中關于復方的研究僅占10%左右。

孫莉瓊等[24]提出盡可能建立“多元”和“多維”全面表征化學成分的多維指紋圖譜；李婷婷等[25]在現有的中藥質量控制研究方法基礎上提出“譜效關系+一測多評”的研究思路，達到“深入研究，淺出標準”的目的，提升中藥的質量控制標準，為中藥材質量控制研究提供研究方法和新思路；另外，選取多指標建立譜效關系，如霍仕霞等[26]選取對B16細胞增殖、酪氨酸酶活性及黑素量三個藥效指標建立高良姜提取物的譜效關系；洪妍等[27]選取小鼠吞噬指標、DTH、臟器指數、IFN-γ、IL-4等多指標對10批黃芪藥材小分子部位進行譜效關系研究發現，黃芪藥材小分子對其多指標具有高度關聯性。

5 總結及展望

中藥的研究實際上是多成分的研究[28]，隨著藥物代謝研究的興起[29]，中藥更是從多維度來進行質量控制和臨床應用研究[30]。中藥譜效關系的根本是化學成分與藥效作用的研究，二者之間通過數學模型建立某種聯系，對于中藥質量控制目標成分種類和含量提供參考依據。中藥現代化是指在中醫理論指導下，運用現代科學技術手段對中藥進行研究。建立譜效關系是中藥現代化的一種手段，具有以下優勢：其一，能夠保留中藥多成分多靶點的特點[31]；其二，能明確藥效作用與化學成分之間的紐帶關系，并在一定程度上為研究中藥的作用機理作鋪墊；其三，促進中藥質量控制和新產品的開發；其四，有利于推進中藥的標準化和規范化。

譜效關系應用依賴于現代分析技術手段、藥效學、應用數學的研究，但目前在中藥質量控制方面的運用還不夠廣泛和深入，未來可進一步推廣。為此，建議通過以下措施來加強譜效關系的應用：一是建立各種中藥譜效關系，完善各種中藥質量控制的方法；二是提高同種成分（如黃酮類、糖類、生物堿等）的質量評價標準，闡明化學成分和藥效之間的聯系；三是在完善復方制劑的質量控制方面廣泛運用；四是多指標和多成分建立譜效關系，避免單因素進行質量控制。

當前時代處于一個信息革命的時代，大數據時代應運而生。大數據的思維方式是科學思維轉變的契機，必將影響中藥的臨床運用[32]。中藥指紋圖譜的研究和發展是當前中藥研究的熱點和趨勢，中藥指紋圖譜數據庫的建立必將引領現代中藥質量控制的主導地位。利用藥效和指紋圖譜的關聯度和對應性，結合相關藥效建立指紋圖譜數據庫，建立集中藥藥效和中藥化學成分為一體的數據庫，亦可稱之為譜效關系數據庫，為開發化學成分的臨床運用和擴大相關臨床藥品來源奠定基礎，提供新思路。