中藥材及飲片質量等級標準研究思路和方法△

陳佳，程顯隆，李明華，郭曉晗，荊文光，魏鋒，馬雙成

中國食品藥品檢定研究院，北京 102629

中藥材是中藥的重要組成部分，也是中藥產業傳承創新發展的基礎。2019 年10 月中共中央、國務院印發的《關于促進中醫藥傳承創新發展的意見》指出，應大力推動中藥質量提升和產業高質量發展，加強中藥材質量控制，促進中藥飲片和中成藥質量提升[1]。中藥質量評價作為中藥質量控制的主要研究內容，是中藥質量安全監管的有力手段。長期以來，中藥質量控制以國家藥品標準為依據，大多數中藥材的質量僅能滿足標準的基本要求，但質量優劣還難以區分，即真偽可辨、優劣難分。這導致中藥材質量良莠不齊，市場公平受到阻礙。中藥材的質量優劣差異客觀存在，對其進行等級劃分是反映中藥材質量優劣的主要方式。傳統上依據歷代實踐經驗，采用中藥材商品規格等級對中藥材質量進行等級劃分。隨著時代變遷和產業發展，傳統中藥材商品規格等級劃分與當前中藥材質量的關聯性不強，真正反映其內在質量的評價指標及指標間的關系、權重未能體現。因此，積極開展中藥質量等級評價研究、構建中藥質量等級標準體系具有十分迫切的現實意義。

1 中藥材質量評價現狀

1.1 質量概況和主要問題

中藥材作為中藥產業的源頭，其質量是確保中醫臨床安全有效的關鍵。為加強對中藥材及飲片的監管，近年來國家藥品監督管理局組織中國食品藥品檢定研究院、全國部分省市藥品檢測檢驗機構開展中藥飲片專項抽檢及中藥材質量監測工作。2013—2021年全國中藥材及飲片總體合格率分別為64%、68%、75%、77%、84%、88%、91%、96%、97%，呈現出逐年提升、穩步向好的發展趨勢[2]，說明中藥材及飲片質量監管工作已得到全行業的高度重視，中藥材及飲片的質量有了較大提升。然而，盡管總體合格率逐漸上升，但中藥材及飲片的質量仍然存在一些問題。經探索性研究發現，目前中藥行業存在偽品冒充正品或摻偽、非藥用部位等雜質過多、混淆品問題、非法染色、非法增重、硫黃熏蒸過度、貯藏不規范導致的蟲蛀和霉變、種植養殖不規范導致的劣質、飲片炮制不規范等諸多質量問題[3]。

1.2 高質量發展面臨的問題

傳統中藥材大多為野生資源，隨著時代變遷，加之過度采挖和利用，導致野生藥用資源日益枯竭。為滿足市場需求，人工種植藥材的技術不斷發展，目前人工種植的藥材已成為市場主流商品。隨著人工種植藥材產量的不斷提升，質量問題日益凸顯。中藥材的前端屬于農副產品，行業從業人員門檻較低，在種植過程中重產量輕質量、重指標輕過程的現象較為普遍。此外，中藥材種植存在一些不遵循傳統中藥材生長共識的做法，諸如跨區引種、北藥南移、海拔降低等[4]。因此，盡管全國中藥材總體合格率逐漸提高，但實際上中藥材整體質量重心呈下降趨勢。中藥材的質量是確保中醫臨床安全有效的關鍵，中藥材整體質量的降低嚴重制約中藥產業高質量發展。如何改變中藥材整體質量重心下移的現狀，是目前中藥質量評價，特別是中藥質量優劣評價研究面臨的巨大挑戰。

1.3 質量評價標準現狀

我國中藥材及飲片標準分為兩部分，一部分是以《中華人民共和國藥典》（以下簡稱《中國藥典》）為代表的國家標準和部頒標準；另一部分是各省、自治區、直轄市頒布的藥材標準和飲片炮制規范，這些標準為中藥材真偽鑒別提供了判定依據。根據現行標準，中藥質量只有符合規定和不符合規定兩種結論。然而，對于大量符合現行標準的中藥而言，其質量優劣卻難以評價。中藥材商品規格等級劃分是傳統中藥材質量優劣評價的主要方式，是在長期歷史發展中逐步形成的，主要體現為辨性論質、看貨評級、分檔議價[5]。1959 年原衛生部頒布了《三十八種藥材商品規格標準》，1964 年原衛生部與商務部聯合頒布了《五十四種中藥材商品規格標準》，1984 年原衛生部與原國家醫藥管理局聯合下達了《七十六種藥材商品規格標準》，主要對藥材性狀指標劃分等級[6]。當時中藥材主要來自野生資源，幾十年過去了，中藥材生產、加工等都發生了巨大變化，原標準規定的各項指標已不再滿足現實需求。2018 年中華中醫藥學會發布了225 種《中藥材商品規格等級》團體標準，該標準對過往文獻及原有規格等級標準進行了詳細梳理，經產地和市場調查后，以外觀性狀作為主要指標對野生藥材及栽培藥材分別進行規格等級劃分，其中一部分標準同時制訂了道地規格[7]。2018 年中國中藥協會發布了《西紅花質量等級》團體標準，該標準區別于傳統以外觀性狀為主要指標區分藥材商品規格，提出以質量等級區分藥材質量優劣[8]。

1.4 質量評價瓶頸

受到盲目引種、生產及采收加工過程不規范等人為因素影響，部分品種的人工種植藥材外觀性狀已發生了較大改變，如防風從北方引種到南方等地后質量下降、麥冬及黨參等過度使用生長調節劑、三七及半夏等栽培品性狀變異較大等[4]。以外觀性狀指標為主的劃分方式主觀性較強、可追溯性較差，面對種植過程中各種影響中藥材質量的人為因素往往未能明確真正的內在指標，特別是和質量相關性強的指標未確立。如何尋找真正與內在質量相關的質量評價指標，進而落地成為能夠全面客觀、切實可行地評價中藥材質量優劣的等級標準，是目前中藥質量優劣評價面臨的難點和痛點。

2 中藥材質量等級評價研究進展

2.1 質量等級標準研究思路

傳統認為產地和規范生產是決定中藥質量的關鍵因素。自古以來，中藥材質量優劣是從中醫臨床長期實踐經驗中總結而來的，這些寶貴經驗對傳統中藥材生產加工及市場流通起到重要的指導作用，亦被廣大人民群眾所認可。當前人工栽培藥材已逐步取代野生藥材成為市場上的主流商品，由于產地不適宜和生產不規范等因素導致人工栽培藥材質量出現大幅下降，而現行質量標準只有底線，缺乏適宜的質量等級評判標準，這使得中藥材質量良莠不齊、優劣難辨，亟須開展質量等級標準研究。在此背景下，中藥材質量等級標準研究應當回歸質量優劣評價的初心，遵循傳統中醫用藥認知，基于中醫傳統質量觀，并結合全過程生產規范性的現代質量觀，以道地性和規范生產作為保障優質中藥材的核心要素，開展關鍵質量控制指標尋找與中藥材質量優劣綜合評價新方法研究。

2.2 質量等級標準制定的關鍵

質量控制指標的確立是質量等級標準制定的重要研究內容，如何找尋科學合理且實用可行的質量控制指標是質量等級標準研究的難點。道地性是經過長期中醫臨床實踐充分驗證的關鍵質量屬性之一，也是優質藥材質量形成的核心因素。中藥材大多是天然產物，其質量與生長環境密切相關。我國幅員遼闊，不同地區的生長環境差異較大，中藥材客觀上存在一定的質量差異。經過歷代實踐經驗總結，前人找到了各種中藥材所適宜的最佳自然環境，即道地產區。目前公認道地產區生產的中藥材質量是最優質的，國家層面亦大力提倡道地藥材種植，增加優質藥材供給。中藥材化學成分較為復雜，次生代謝產物通常是發揮藥效的物質基礎，生態環境對中藥材次生代謝產物的形成具有重要影響[4]。因此，道地產區與非道地產區中藥材化學成分存在一定差異，許多研究報道亦證實了這一點[9]。質量控制指標作為評價中藥材質量優劣的重要依據，應當首先體現道地性，即哪些指標與道地產區密切相關，可以區分道地產區和非道地產區。

除了道地性，生產規范性也是確保中藥材優質的必要條件。目前，人工栽培藥材是市場的主流商品，其種植、采集加工、貯藏及流通等環節都離不開人為因素。道地產區藥材如果缺乏規范的生產，其質量也會大受影響。因此，生產規范性是確保中藥材優質的必要條件。近年來，在全國中藥材及飲片監督檢驗、評價性抽檢和專項抽檢等工作中發現的各類質量問題，大多與種植加工環節規范性不夠有關，亟須找尋與生產規范性密切相關的質量控制指標用于評價中藥材質量優劣。

甘草Glycyrrhiza uralensisFisch.是我國常用大宗中藥材品種，有著悠久的使用歷史。本團隊以甘草為例，對中藥材質量等級標準研究新模式進行了初探，研究思路詳見圖1。以道地性和規范生產作為保障中藥材優質的核心要素，基于甘草質量屬性形成的關鍵因素（產區道地性、生長年限、采收季節等）尋找與質量相關性強的內在質量指標。傳統甘草質量優劣評價多采用外觀性狀指標，優質甘草應“呈圓柱形，單枝順直。表面紅棕色、棕黃色或灰棕色，皮細緊，有縱紋，斬去頭尾，口面整齊。質堅實、體重。斷面黃白色，粉性足。味甜。無須根、無雜質、無蟲蛀、無霉變”[10]。經過整理和分析，本團隊對甘草直徑、質地、顏色和長度等指標進行考察，確立了與甘草質量屬性形成相關的外觀性狀質量指標。現代質量評價大多圍繞甘草的物質基礎開展相應的研究。甘草化學成分較為復雜，主要包括黃酮和三萜皂苷等類成分，另有少量香豆素及二苯乙烯等類成分[11]。本團隊分別對甘草總體化學成分指標（如浸出物、總黃酮含量等）及單一化學成分指標進行考察，結合道地性、生長年限、采收季節等因素，進行了大樣本量的數學統計和相關性研究，從而確立了與甘草質量屬性形成相關的內在化學成分質量指標[12]。在上述傳統性狀特征的質量指標和基于內在化學成分的質量指標基礎上，以甘草的現代藥理和臨床功效為基礎，借助網絡藥理學對甘草潛在生物活性化學成分進行預測，并通過實驗驗證的方式確立了甘草藥理活性相關的質量指標[13]。

圖1 中藥材質量等級標準研究思路

2.3 綜合質量評價方法建立

外觀性狀評價是傳統中藥材質量優劣評價的方法，是通過感官方式評價中藥材質量。該方法較為單一，評價指標主觀性強、可追溯性較差。近年來，基于多學科融合的中藥質量綜合評價逐漸成為中藥質量評價研究的新熱點，許多處于學術前沿的研究思路被應用到中藥質量評價之中。中藥質量生物評價是以生物評價為核心的中藥質量綜合評價方法，是目前處于學術前沿的中藥質量綜合評價模式之一。其主體思想是不唯成分論質量，關聯功效，以中藥功效（生物活性檢測）替代指標性化學成分，建立中藥品質-功效-用法用量一體化的質量綜合評價體系[14]。此外，將傳統性狀評價、主流化學評價及生物評價三者相結合開展中藥質量綜合評價研究也是目前最為前沿的評價模式之一。有研究提出了“經驗-成分-活性-電子感官”的評價方式[15]，即以傳統性狀評價為核心，找尋反映傳統性狀鑒別特征的化學成分，同時結合現代生物效應評價方法綜合評價中藥飲片質量優劣；有研究提出了“性狀-質量標志物-生物效應”的評價方式，建立數字化的質量評價方法，解析中藥質量識別的要素，從而解決中藥飲片質量評價缺乏整體性與專屬性的關鍵問題[16]。這些中藥質量綜合評價新方法和新思路一部分從生物效應角度出發，找尋與藥效相關性強的生物活性成分指標評價中藥質量；另一部分基于傳統經驗鑒別，找尋與外觀性狀相關性強的化學成分指標評價中藥質量。眾所周知，中藥材是天然產物，其生長環境和種植加工過程對質量的影響極大。業內公認，道地產區、規范生產的中藥質量好。而上述研究思路對于影響中藥質量屬性形成的關鍵因素考慮略顯不足。本團隊在確立與質量屬性形成相關的真正質量評價指標的基礎上，開展以中藥質量綜合評價指數（TCM QCEI）為評價指標的中藥材質量等級評價研究。甘草是多組分的中藥，種植區域較廣、生長年限較長、影響其質量屬性形成的關鍵因素多，相關的質量評價指標也多，不同評價指標在質量優劣評價中所占的權重各不相同，如何將眾多質量評價指標加以整合，確立關鍵評價指標及其相應的權重系數是TCM QCEI 研究的難點。化學計量學是一門通過統計學或數學方法將化學體系的測量值與體系的狀態之間建立聯系的學科[17]，通過化學計量學分析，可從實測數據中最大限度地找到有用的信息。本團隊借助于化學計量學，一方面將質量屬性相關質量指標和藥理活性質量指標作為候選指標；另一方面以甘草質量屬性形成的關鍵因素（產區道地性、生長年限、采收季節等）為評價依據，將甘草樣本劃分為不同質量等級。首先采用不同的化學計量學分析方法分別建立評價模型，通過比較分析結果，確立最佳分析方法，建立甘草質量等級評價模型，進一步找尋對模型貢獻較大的指標及其相應的權重系數，即關鍵質量評價指標及其權重系數，最后將評價模型預測得分在一定數值范圍內進行映射，即為TCM QCEI[18-21]。該研究將TCM QCEI 得分為86～100分的樣品劃分為特等品、70～85 分的樣品劃分為一等品、60～69分的樣品劃分為二等品。

2.4 質量等級標準驗證

質量等級標準驗證工作是質量等級評價十分重要的環節，質量等級劃分是否合理、標準好不好用，都需要通過驗證的方式加以判斷。本團隊建立了評價模型對甘草質量等級進行劃分，模型的可靠性和分類的準確性尚待驗證。數理模型驗證的方式有很多類型，常見的模型驗證為內部驗證法，主要包括Hold Out 檢驗法和K折交叉驗證法等。Hold Out 檢驗法將原始的樣本集合按比例劃分成訓練集和驗證集，這種驗證方法中數據劃分方式會對結果產生較大的直接影響。因此，為了消除隨機性，目前常采用K折交叉驗證法進行結果驗證（1＜K＜10），K=10時結果相對更可靠[22-23]。本研究中采用K折交叉驗證法（K=10）的方式對評價模型準確率進行驗證，結果表明采用關鍵質量評價指標構建的甘草質量等級評價判別模型準確率達91.56%。

中藥材的使用目的是防病治病，因此僅僅對中藥質量等級評價模型的判定準確率進行檢驗是不夠的。藥效是金標準，生物評價與臨床功效密切相關，通過生物效應對不同質量等級中藥材的活性進行評價，可較為直觀地進一步印證質量等級標準的合理性。不同中藥材的功效不同，因此所選擇的生物評價方法應有所不同。甘草的主要功效是補脾益氣、清熱解毒、祛痰止咳、緩急止痛，筆者在網絡藥理學研究中發現，甘草主要活性化學成分所對應核心基因富集得到的信號通路中，炎癥相關的信號通路較為顯著，表明炎癥調控與甘草主要功效有密切關聯。因此，采用體外細胞模型，通過比較不同質量等級甘草抗炎作用的方式對不同質量等級甘草的藥效進行初步驗證。結果表明，經TCM QCEI 劃分為特等品甘草的抗炎作用優于一等品，進一步佐證了甘草質量等級標準的合理性[24]。

3 促進中藥產業高質量發展

3.1 規范種植是提升質量的根本

近20 多年來，國家大力推行規范化種植養殖，從前期種植、采收到后期產地初加工，每一步都離不開規范生產。質量源于生產，源頭管理十分關鍵。建議大力發展《中藥材生產質量管理規范》（GAP）種植，有序推進規模化、規范化生產，從育種育苗開始，對中藥材生產每一個環節都建立相應的標準化操作要求，從根本上改變當前人工種植“散、亂、小”的局面。此外，應建立健全中藥材全過程質量控制體系，確保中藥材質量安全。

3.2 質量等級評價標準是引領高質量發展的關鍵

“標準決定質量，有什么樣的標準就有什么樣的質量，只有高標準才有高質量”[25]。中藥質量標準是國家藥品標準的重要組成部分。以《中國藥典》為代表的中藥質量法定檢驗標準是中藥需要滿足的基本標準，以符合性為主，難以評價中藥質量優劣。中藥作為天然產物，其質量優劣是客觀存在的。當前，中藥質量呈現整體合格率較高，但質量重心下移的趨勢。從標準的角度看，主要是因為整個行業缺乏以質量和安全為核心的質量等級評價標準，導致行業內中藥材質量優劣不分，合格即可，高質量動力不足，這嚴重阻礙中藥產業的高質量發展。因此，開展構建中藥質量等級標準體系對于促進中藥傳承創新、規范市場秩序、引導產業健康發展具有深遠而重大的意義。

3.3 相關政策是高質量發展的保障

中藥產業高質量發展離不開政策引領。中共中央、國務院印發《關于促進中醫藥傳承創新發展的意見》，指出應大力推動中藥質量提升和產業高質量發展，加強中藥材質量控制，促進中藥飲片和中成藥質量提升[1]。《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》提出，“十四五”時期經濟社會發展指導思想要以推動高質量發展為主題[26]。《中華人民共和國中醫藥法》第二十三條提出：“國家建立道地中藥材評價體系，支持道地中藥材品種選育，扶持道地中藥材生產基地建設”，提倡道地藥材種植[27]。農業農村部會同國家藥品監督管理局、國家中醫藥管理局編制的《全國道地藥材生產基地建設規劃（2018—2025年）》提出“堅持標準引領、綠色發展”“加快發展道地藥材，增加優質藥材供給，促進中醫藥產業發展，利于更好地滿足人民群眾對健康生活的需要”[28]。國家醫療保障局、國家中醫藥管理局《關于醫保支持中醫藥傳承創新發展的指導意見》指出，應加強中醫藥服務價格管理，“公立醫療機構從正規渠道采購中藥飲片，嚴格按照實際購進價格順加不超25%銷售”“公立醫療機構無法提供中藥飲片實際采購票據的，可參照本地區社會藥店購進價格作為監管依據。醫療機構炮制使用的中藥飲片、配制的中藥制劑實行自主定價”[29]，進一步促進中藥優質優價形成機制。在相關政策的保障下，構建中藥材質量等級標準，勢必會對解決中藥行業質量問題、提升產業發展水平產生深遠的影響。