代謝組學技術在中藥質量控制和毒性評價中的應用

鄭州市第一人民醫院（450000）王青 王帥

隨著現代中醫的完善與推廣，尤其是新型冠狀病毒感染肺炎傳播期間中醫、中藥因其不可忽視的療效在全球引起關注，但是就中藥而言，其成分復雜、作用靶點較多，藥物質量分析及控制難度加大，同時長期口服某一種中藥不可避免地產生機體毒性[1]，因此中藥質量的評價、控制及毒性研究一直是中藥研究重點，有效的評估方式是安全用藥及中藥、中成藥良性發展的保證。基因技術快速發展后人類進入后基因時代，研究熱點逐漸轉向“組學”研究，代謝組學已經成為一門學科[2]，通過各種定量、定性方法檢測生物體系中的低分子量代謝產物，分析產物與被研究對象之間的生理、病理、環境因素、基因組成等關聯，為藥物作用機理、活性成分分析、療效評估、質量控制及毒副作用評價等提供數據支持。本文以連花清瘟膠囊復方制劑為案例，旨在探討代謝組學技術在中藥化學成分質量控制及毒性評價中的作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料 準備40份不同批次的連花清瘟膠囊為觀察組，保證藥物的批次不同、藥物均處于有效期內、既往保存方式適宜；另準備與觀察組相同數量、相同批次的40份連花清瘟膠囊為對照組，將膠囊內容物人為依次放置于60℃高溫環境、相對濕度95%高濕環境、4500lx陽光直射環境下，累計放置天數為20d。

1.2 方法 主要儀器包括Waters公司生產的超高效液相色譜儀、GC system（型號：7890A，Agilent公司提供），依據說明書完成操作，取連花清瘟膠囊的內容物，研磨成細粉，精確稱重后加入乙醇，經過后續處理獲得溶液，將溶液注入超高效液相色譜儀完成UPLC檢測，獲得色譜圖。GC檢測中，按步驟獲取三氯甲烷溶解過的濾液，利用GC儀獲取色譜圖。檢測人員均有豐富的操作經驗，檢測儀器經過調試，檢測過程嚴格遵守程序規范。

1.3 觀察指標 用UPLC技術、GC技術進行兩組藥物化學成分的分析，前者檢測指標包括綠原酸、連翹酯苷A、異綠原酸B、連翹苷、蘆丁、異綠原酸C及咖啡酸，后者指標為薄荷腦及百秋李醇。

1.4 統計學分析 數據均錄入SPSS22.0統計學軟件進行處理，各化學成分指標、揮發性成分指標均以“均數±標準差”表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，檢驗水準為0.05。

2 結果

2.1 UPLC技術分析的化學成分結果比較兩組藥物中的連翹苷含量比較基本相當，無顯著差異（P＞0.05）；其余指標如咖啡酸、蘆丁、綠原酸等觀察組含量均高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見附表。

2.2 兩組GC技術下的揮發性成分分析比較 觀察組薄荷腦含量為（20.76±1.54）mg/g高于對照組的（17.56±1.75）mg/g（P＜0.05），但觀察組與對照組百秋李醇含量比較，（0.22±0.10）mg/gVS（0.18±0.09）mg/g，無顯著差異（P＞0.05）。

3 討論

中藥本質屬于植物，植物在維持生命活動過程中的初生代謝產物及次生代謝產物達20萬種以上[3]，其中部分產物即為中藥的治療活性成分，而同一種中藥活性成分的種類、數量、含量受該植物的品種、收取季節、生長環境、炮制方式等因素影響，因而形成質量上的差異及毒性上的不可控風險，換言之，導致中藥質量問題的關鍵在于植物代謝組的變化[4]，因此代謝組學技術通過對多種化學成分組成的混合物中各組分含量、狀態、類型進行區分、分析，予以定量評價，進而對藥物予以質量水平的評價。GC法、HPLC法均是當前較為常用的代謝組學技術，HPLC能進行中藥活性成分的分離及定量，GC應用于揮發性物質、揮發油含量的測定[5]，上述兩種單分析技術能較好地完成化學成分定量定性檢測，對藥物毒理作用、藥理作用均能明確，有研究稱[6]，經代謝組學技術檢測的中藥有效成分定量檢測結果可作為藥品質量評價的指標。

附表 兩組UPLC技術下的化學成分分析比較(n=40,mg/g)

中藥復方制劑相較于普通中藥而言，其組成成分、毒性作用更加復雜，質量控制、毒性評價難度更大[7]，因此筆者選擇了復方制劑作為代謝組學的研究實施對象，以連花清瘟膠囊為例，觀察組40份不同批次正常藥物與同等數量對照組刻意損害藥物中連翹苷含量相差不大，《中國藥典》中規定[8]：連花清瘟膠囊中連翹苷≥0.17mg/粒，本品換算結果為≥0.49mg/g，故兩組藥物均符合要求，但觀察組綠原酸、異綠原酸B、異綠原酸C、連翹酯苷A等成分明顯高于對照組，表明即使對照組藥物仍然有效但其部分有效成分已經發生了變異，在原有標明的毒副作用基礎上出現變異風險的概率增大。利用GC測定的揮發性物質含量結果顯示，刻意破壞的連花清瘟膠囊中薄荷腦、百秋李醇含量均較觀察組降低，且依據藥物說明書內容概括：薄荷腦21.42mg/g、百秋李醇0.243mg/g，觀察組與之基本一致，而對照組則明顯低于理論值，提示不合理保存條件（如高溫、陽光直射、濕度過高等）下的藥物發生質量問題的風險是不可忽視的。陸春美等[9]學者亦認為代謝組學技術不僅可以研究藥物自身的代謝變化，還可分析藥物造成的內源性代謝物水平的改變，能直接反映體內各成分的生物化學過程及狀態的變化，代謝組學技術能對中藥種屬、產地、生長年限、采收期、藥物部位、生長模式、貯存、炮制等方面的質量差異進行識別，同時對代謝物變化過程中產生的毒性損傷進行測定[10]，如針對蛇床子、白附片等藥物采用HPLC與質譜法（Mass Spectrometry，MS）或核磁共振交叉聯合檢測技術，可進行有毒代謝產物的生物學標志識別，對毒性代謝產物進行預見性分析、評估藥物的安全性。

綜上所述，代謝組學技術在中藥質量定量評估及毒性評價中有極其重要的意義，但因具體藥物的復雜性及相關操作的難度等原因，存在不可忽視的局限性，隨著分子技術的發展，相關限制因素逐漸得到化解，如盡力組建“全能型”的分析技術，減少非實驗性的干擾因素，逐漸完善代謝產物數據庫及各具體代謝物的標準值范圍等。就本研究而言，未針對不同批次連花清瘟膠囊進行單個藥物分析是本研究不足之處，以平均方式分析增加了個體性遺漏的風險。