中药血清药理学实验方法的若干问题
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编者按：“中药血清药理学”是研究中药(复方)药效(理)作用的一种实验方法，而不是一门学科。如何界定“中药血清药理学”的内涵以及确定其应用领域和范围；如何使实验研究结果可重复，实验技术可推广应用，尚需要作大量探索性研究，包括研究的基本方法和技术。为此，本刊开辟“中药血清药理学研究”栏目，欢迎读者来稿，共同探讨，以规范技术，完善方法，进一步推动中药药效(理)学的研究。
李仪奎
摘要：中药血清药理实验方法是一种新的体外实验方法，对于中药粗制剂的体外实验尤具重要价值，但如实验处理不当，在许多重要环节上有使实验结果出现假阳性或假阴性的可能，本文对此从方法学方面作了简要的论述。
主题词：@血清药理学/方法
分类号：R285.5
文献标识码：A
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离体实验方法对于药理学研究十分重要，特别是在细胞、亚细胞水平上进行深入的机理研究，没有细致的体外分析是难以实现的。在新药研究领域内，国外目前也日益重视体外实验，包括在细胞模型上的观察。一是由于所需样品量较少，实验效率高。另一方面则是由于道德上的原因，减少动物的痛苦和牺牲。但是离体实验方法对于中药复方而言，一直是一个难题。中药粗制品含有大量杂质，如直接加入离体反应系统，其渗透压、 pH 、 鞣质、无机盐离子等许多非特异性理化因素，将严重干扰实验，导致假阳性或假阴性的结果，因而其科学性较差，难以得到认可。近年来开展的中药血清药理实验方法是一种新的体外实验方法，它将受试药物经口给予动物后，取其血清作为药物源加入离体反应系统中研究其药理作用，关于这种方法的由来及其可行性、可靠性分析，作者已有另文报道[1]。目前该方法已在中药药理研究中广泛应用，研究范围涉及抗菌、抗病毒、心血管、呼吸、免疫、消化等许多方面，取得了可喜的成绩。但这一方法问世至今仅有 10 余年历史，作为一种成熟的方法学还需要积累经验，在许多重要环节上如处理不当可能使实验出现假阳性或假阴性结果。
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1 关于给药剂量
血清药理实验方法首先要给动物服药，然后取其血清作为药物源进行药理学观察。给药的剂量应如何掌握?这里必须要注意一个问题，即含药血清加入体外反应系统后，浓度将被稀释。例如以等效剂量给予实验动物，取其血清以1/10的体积加入反应系统(例如 100 μL 培养液中含有 10 μL 含药血清)，则血药浓度被稀释了 10 倍。在这种情况下，如果反应系统出现阴性反应，它并不能排除由于药物浓度过低而出现的假阴性结果。所以，如何使体外反应系统中具有与在体条件下可比拟的药浓度，是血清药理实验方法中第一个需要考虑的问题。我们提出以下两种方法供参考。
1.1 增大给药剂量 参考公式，即给药剂量=在体试验的给药剂量×反应系统中被稀释的倍数。这一方法可以部分地弥补含药血清在体外反应系统中的被稀释，但存在以下两个问题：(1)血药浓度并不能与给药剂量呈等倍数的提高，给药剂量加倍，血药浓度不可能加倍。(2)给药剂量可以提高的倍数受到药物体积的限制，特别是中药复方体内给药剂量常较大，由于受到灌胃药物浓度和体积的限制，不可能达到公式所要求的量。
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1.2 血清冻干粉法 按新药药理研究的技术要求设计剂量给药，将含药血清制成冷冻干燥粉(冻干粉)，以冻干粉加入反应系统，使之达到需要的浓度。
2 血清冻干粉和等浓概念
所谓“血清冻干粉”，即在制备得含药血清后，首先在冰箱中冻成固体冰块，然后在-70℃条件下，真空干燥蒸干水分，形成干燥粉末。采用这种方法可以根据需要控制反应系统中的药物浓度。这里有必要提出一个概念，即“等浓”概念。所谓等浓，是指在体外反应系统中的药物浓度同体内血药浓度相等。在这种条件下，其所得结果最有可比性，最能说明药物的体内作用，这对于评价新药的药效更具重要性。采用血清冻干粉法可以达到等浓的要求，而用前一种方法则不能。例如以相当于 100 μL 的含药血清冻干粉加入 100 μL 培养液中，则培养基内的药浓度理论上保持未被稀释，即等浓。反之，如果将含药血清直接加入体外反应系统，则无论如何不可能达到等浓要求，除非将反应物(细胞或组织)直接置入血清中而无任何营养液存在。而在实际操作中，一般都能发现，含药血清的加入量都有一定的限度，超过这一限度，将对细胞或组织活动产生不利影响。我们采用血清冻干粉法观察等浓条件下的中药作用，例如小青龙汤含药血清对致敏大鼠腹腔肥大细胞脱颗粒和组胺释放的影响等，都得到较为满意的结果。
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血清冻干粉不仅可根据需要提高体外反应系统中的含药浓度或形成等浓，而且有利于血清的贮藏保存。
3 关于采血时间
动物给药后，应在什么时间采血制备含药血清?理想的采血时间应落在血药浓度的高峰期。如何达到这一目的，目前尚没有一个成熟的方法可供参考。因动物给药后，不仅不同药物达峰时间不同，且同一药物的不同指标，有其不同的最佳采血时间。在这个问题上，不能期望通过若干中药或其复方的实验结果，规定出一个统一的最佳采血时间。但我们认为，根据目前已经掌握的大量药物(非体内固有物质)包括合成药物和天然药物内的有效成分的药物代谢动力学数据，可以提出一个较为合理的可供参考的采血时间方案。例如根据已有记载达峰时间的 96 个药物分析[2]，达峰时间<1 h 42 个 (43.7%)；1～2 h 46 个(47.9%)；>2 h 8 个(8.3%)。可以认为，目前多数作者选择在给药后 1～2 h 采血是相对合理的。但不能否定，在这一时间采血，会有相当一部分药物成分其血药峰浓度已过，或尚未到达。
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我们根据对 412 种药物(大部分是合成药物，也包含小部分如黄连素等天然药物成分)的 T1/2、tmax等数据的分析[2]，可以初步推断，如以人为测试对象，每天给药 2 次，连续给药 3 天，末次给药后 1 h 采血，80% 以上的药物，其血浓度将大于其一次给药的 Cmax。在实验动物，虽不能得出同样的结论，但也可参考。
这里，为方便操作，我们对血清药理实验的采血时间提出两个方案供参考：
3.1 标准法 要得到较为确切的某种药物的某一指标对某种动物的最佳采血时间，最可靠的方法是先用少量动物进行预试验，通过不同采血时间进行比较后确定。这种方法得到的结果较为确切，但个体性较强，同一种药物的不同指标或同一种指标在不同的药物的达峰时间都不同，所得结果不能通用。
3.2 通法 将待测药每天给药两次，连续给药 3 d，末次给药后 1 h 采血。以这种方法采血，估计中药中具有一定蓄积性的成分(半衰期在 3 h 以上者)，其血浓度均已超过一次给药的 Cmax，加上虽无明显蓄积性，但达峰时间在 1 h 左右者，至少可有百分之七八十的药物成分其血浓度可到达或超过一次给药的 Cmax。按这一方案给药、采血，可省去标准法预试验过程，但不能否认，会有少数药物成分因血浓度不在血浓高峰期而不出现阳性结果。在实际操作中可以先按本法给药、采血，如不能得到预期结果，疑为采血时间不当时，再采用标准法确定最佳采血时间。
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4 关于血清的预处理问题
4.1 什么情况下需要预处理
(1)当空白血清出现显著的阳性反应，严重干扰实验进行时。空白血清中存在许多体内固有的活性物质，如激素、酶、抗体、补体以及前列腺素等各种自体活性物质(autacoids)。故不能把空白血清看作没有活性的生理溶液，它对于实验结果会产生干扰，干扰程度视不同实验而异，在有些实验中干扰可以很大，例如我们发现空白血清对组胺致豚鼠平滑肌痉挛有明显的解痉作用[3]，甚至超过待测药物的强度。在这种情况下，除了设立严格的对照作为最基本、最重要的措施(本文最后部分将对此进行讨论)之外，可以将血清进行预处理，减少空白血清的干扰，突出药物作用。
(2)浴槽内的离体器官实验，特别是当浴槽中加入血清量较多，通氧时形成的大量泡沫，严重妨碍实验进行时。
4.2 预处理的方法 ①丙酮法：向血清内加入 3～4 倍量丙酮，混匀，于 3000 r/min 离心，取上清液温水浴上蒸发，除去丙酮。②乙醇法：向血清内加入 3～4 倍量 95% 乙醇，混匀，于 3000 r/min 离心，取上清液，温水浴上蒸发，除去乙醇。
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4.3 优缺点评价 血清经上述方法处理后，除去了大量固体成分，经我们初步研究，它包括 95% 以上的蛋白质，80% 以上的糖，大部分 Ca2+、Mg2+等电解质。故未处理的血清 1 mL 可形成 70～80 mg 冻干粉，处理后 1 mL 血清仅形成冻干粉 5 mg 左右。处理后的血清不仅在浴槽中通气时泡沫量明显减少，空白血清的活性也明显降低。以小青龙汤含药血清对组胺致痉的离体豚鼠气管为例，未处理前由于空白血清活性极明显，含药血清解痉作用与空白血清无明显差异，处理后空白血清活性降低，突出了血清中药的作用，表现出阳性结果。此外，如以冻干粉法进行实验，由于含药血清的固体物减少，对营养液的渗透压和电解质干扰也较小。
但用预处理血清进行实验，也必须要充分意识到可能出现的一些问题，如①被去除的固体物质中，也包括药物所含多糖和氨基酸等成分，在某些实验中属于药物有效成分，如多种中药的多糖成分具有免疫活性，三七中的三七氨酸(dencichen)属止血有效成分等。②药物进入机体后引起的继发性变化，如刺激机体产生各种活性物质，这也应视为药物作用的组成部分，而这部分物质也往往属于蛋白类物质，如肽类激素、补体、抗体、酶等，也将在预处理过程中一并除去。③许多药物成分可能同血浆蛋白有较高的结合率，处理后的血清，药物的结合部分也被除去，尽管理论上起作用的是游离态的药物分子。由于存在以上问题，故实验中究竟是否需要预处理，当视具体情况而定，不能作为常规。
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5 中药血清药理实验方法中的对照
5.1 对照的重要性：空白血清本身具有的活性，可能使实验结果出现假阳性或假阴性。我们在实际工作中体会到，如果没有严格的对照，血清药理实验方法进行的体外试验，杂质对实验结果的干扰，同中药粗制剂相比，有过之而无不及。而本方法之所以优于粗制剂直接用于体外试验，最重要的也在于本法可以严格对照，而后者则无法做到这一点。所以，要规范血清药理实验方法，最重要的就是要设立非常严格的空白血清对照。
5.2 如何设立对照：在进行药效学试验时，除设立空白对照组(一般为生理盐水)外，必需设立空白血清对照组，后者加入于体外反应系统中的质和量必须尽量同含药血清组一致。例如，如果以不同剂量的受试药物给予动物，取同体积的血清作为不同药物剂量加入体外反应系统，则空白血清对照组可只设一组(等体积空白血清)。如果以一种剂量给予动物，以不同体积的药物血清加入量作为不同剂量组，则空白血清对照组应设相应的不同加入量的数个对照组，使加入血清的体积可比。阳性对照药无论是中药还是西药，也均应制成含药血清后作对照。在统计处理时，不能把空白血清对照组作为零而应以实际测得的数据表示。
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血清药理实验方法是一种新的体外实验法，对中药粗制剂而言，只要实验设计规范，其实验结果的可信性应优于粗制剂直接加入法。相信它的推广应用将对提高中药的药理研究水平产生重要影响。
备注：基金来源：国家自然科学基金项目。
作者单位：上海中医药大学，上海 200032
参 考 文 献
[1] 李仪奎，吴健宇.中药的血清药理研究方法[A].金正均.药理学进展[M].北京：人民卫生出版社(在印刷中)，1998
[2] 田文艺.药物动力学参数手册[M].长沙：湖南科学技术出版社，1987：5
[3] 黄坚.用血清实验法观察小青龙汤对离体豚鼠气管平滑肌的作用[J].中药药理与临床，1995，(6)：12
(收稿日期：1998-08-24)
中药新药与临床药理
TRADITIONAL CHINESE DRUG RESEARCH&CLINICAL PHARMACOLOGY
1999年 第2期 No.2 1999, 百拇医药
李仪奎
摘要：中药血清药理实验方法是一种新的体外实验方法，对于中药粗制剂的体外实验尤具重要价值，但如实验处理不当，在许多重要环节上有使实验结果出现假阳性或假阴性的可能，本文对此从方法学方面作了简要的论述。
主题词：@血清药理学/方法
分类号：R285.5
文献标识码：A
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离体实验方法对于药理学研究十分重要，特别是在细胞、亚细胞水平上进行深入的机理研究，没有细致的体外分析是难以实现的。在新药研究领域内，国外目前也日益重视体外实验，包括在细胞模型上的观察。一是由于所需样品量较少，实验效率高。另一方面则是由于道德上的原因，减少动物的痛苦和牺牲。但是离体实验方法对于中药复方而言，一直是一个难题。中药粗制品含有大量杂质，如直接加入离体反应系统，其渗透压、 pH 、 鞣质、无机盐离子等许多非特异性理化因素，将严重干扰实验，导致假阳性或假阴性的结果，因而其科学性较差，难以得到认可。近年来开展的中药血清药理实验方法是一种新的体外实验方法，它将受试药物经口给予动物后，取其血清作为药物源加入离体反应系统中研究其药理作用，关于这种方法的由来及其可行性、可靠性分析，作者已有另文报道[1]。目前该方法已在中药药理研究中广泛应用，研究范围涉及抗菌、抗病毒、心血管、呼吸、免疫、消化等许多方面，取得了可喜的成绩。但这一方法问世至今仅有 10 余年历史，作为一种成熟的方法学还需要积累经验，在许多重要环节上如处理不当可能使实验出现假阳性或假阴性结果。
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1 关于给药剂量
血清药理实验方法首先要给动物服药，然后取其血清作为药物源进行药理学观察。给药的剂量应如何掌握?这里必须要注意一个问题，即含药血清加入体外反应系统后，浓度将被稀释。例如以等效剂量给予实验动物，取其血清以1/10的体积加入反应系统(例如 100 μL 培养液中含有 10 μL 含药血清)，则血药浓度被稀释了 10 倍。在这种情况下，如果反应系统出现阴性反应，它并不能排除由于药物浓度过低而出现的假阴性结果。所以，如何使体外反应系统中具有与在体条件下可比拟的药浓度，是血清药理实验方法中第一个需要考虑的问题。我们提出以下两种方法供参考。
1.1 增大给药剂量 参考公式，即给药剂量=在体试验的给药剂量×反应系统中被稀释的倍数。这一方法可以部分地弥补含药血清在体外反应系统中的被稀释，但存在以下两个问题：(1)血药浓度并不能与给药剂量呈等倍数的提高，给药剂量加倍，血药浓度不可能加倍。(2)给药剂量可以提高的倍数受到药物体积的限制，特别是中药复方体内给药剂量常较大，由于受到灌胃药物浓度和体积的限制，不可能达到公式所要求的量。
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1.2 血清冻干粉法 按新药药理研究的技术要求设计剂量给药，将含药血清制成冷冻干燥粉(冻干粉)，以冻干粉加入反应系统，使之达到需要的浓度。
2 血清冻干粉和等浓概念
所谓“血清冻干粉”，即在制备得含药血清后，首先在冰箱中冻成固体冰块，然后在-70℃条件下，真空干燥蒸干水分，形成干燥粉末。采用这种方法可以根据需要控制反应系统中的药物浓度。这里有必要提出一个概念，即“等浓”概念。所谓等浓，是指在体外反应系统中的药物浓度同体内血药浓度相等。在这种条件下，其所得结果最有可比性，最能说明药物的体内作用，这对于评价新药的药效更具重要性。采用血清冻干粉法可以达到等浓的要求，而用前一种方法则不能。例如以相当于 100 μL 的含药血清冻干粉加入 100 μL 培养液中，则培养基内的药浓度理论上保持未被稀释，即等浓。反之，如果将含药血清直接加入体外反应系统，则无论如何不可能达到等浓要求，除非将反应物(细胞或组织)直接置入血清中而无任何营养液存在。而在实际操作中，一般都能发现，含药血清的加入量都有一定的限度，超过这一限度，将对细胞或组织活动产生不利影响。我们采用血清冻干粉法观察等浓条件下的中药作用，例如小青龙汤含药血清对致敏大鼠腹腔肥大细胞脱颗粒和组胺释放的影响等，都得到较为满意的结果。
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血清冻干粉不仅可根据需要提高体外反应系统中的含药浓度或形成等浓，而且有利于血清的贮藏保存。
3 关于采血时间
动物给药后，应在什么时间采血制备含药血清?理想的采血时间应落在血药浓度的高峰期。如何达到这一目的，目前尚没有一个成熟的方法可供参考。因动物给药后，不仅不同药物达峰时间不同，且同一药物的不同指标，有其不同的最佳采血时间。在这个问题上，不能期望通过若干中药或其复方的实验结果，规定出一个统一的最佳采血时间。但我们认为，根据目前已经掌握的大量药物(非体内固有物质)包括合成药物和天然药物内的有效成分的药物代谢动力学数据，可以提出一个较为合理的可供参考的采血时间方案。例如根据已有记载达峰时间的 96 个药物分析[2]，达峰时间<1 h 42 个 (43.7%)；1～2 h 46 个(47.9%)；>2 h 8 个(8.3%)。可以认为，目前多数作者选择在给药后 1～2 h 采血是相对合理的。但不能否定，在这一时间采血，会有相当一部分药物成分其血药峰浓度已过，或尚未到达。
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我们根据对 412 种药物(大部分是合成药物，也包含小部分如黄连素等天然药物成分)的 T1/2、tmax等数据的分析[2]，可以初步推断，如以人为测试对象，每天给药 2 次，连续给药 3 天，末次给药后 1 h 采血，80% 以上的药物，其血浓度将大于其一次给药的 Cmax。在实验动物，虽不能得出同样的结论，但也可参考。
这里，为方便操作，我们对血清药理实验的采血时间提出两个方案供参考：
3.1 标准法 要得到较为确切的某种药物的某一指标对某种动物的最佳采血时间，最可靠的方法是先用少量动物进行预试验，通过不同采血时间进行比较后确定。这种方法得到的结果较为确切，但个体性较强，同一种药物的不同指标或同一种指标在不同的药物的达峰时间都不同，所得结果不能通用。
3.2 通法 将待测药每天给药两次，连续给药 3 d，末次给药后 1 h 采血。以这种方法采血，估计中药中具有一定蓄积性的成分(半衰期在 3 h 以上者)，其血浓度均已超过一次给药的 Cmax，加上虽无明显蓄积性，但达峰时间在 1 h 左右者，至少可有百分之七八十的药物成分其血浓度可到达或超过一次给药的 Cmax。按这一方案给药、采血，可省去标准法预试验过程，但不能否认，会有少数药物成分因血浓度不在血浓高峰期而不出现阳性结果。在实际操作中可以先按本法给药、采血，如不能得到预期结果，疑为采血时间不当时，再采用标准法确定最佳采血时间。
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4 关于血清的预处理问题
4.1 什么情况下需要预处理
(1)当空白血清出现显著的阳性反应，严重干扰实验进行时。空白血清中存在许多体内固有的活性物质，如激素、酶、抗体、补体以及前列腺素等各种自体活性物质(autacoids)。故不能把空白血清看作没有活性的生理溶液，它对于实验结果会产生干扰，干扰程度视不同实验而异，在有些实验中干扰可以很大，例如我们发现空白血清对组胺致豚鼠平滑肌痉挛有明显的解痉作用[3]，甚至超过待测药物的强度。在这种情况下，除了设立严格的对照作为最基本、最重要的措施(本文最后部分将对此进行讨论)之外，可以将血清进行预处理，减少空白血清的干扰，突出药物作用。
(2)浴槽内的离体器官实验，特别是当浴槽中加入血清量较多，通氧时形成的大量泡沫，严重妨碍实验进行时。
4.2 预处理的方法 ①丙酮法：向血清内加入 3～4 倍量丙酮，混匀，于 3000 r/min 离心，取上清液温水浴上蒸发，除去丙酮。②乙醇法：向血清内加入 3～4 倍量 95% 乙醇，混匀，于 3000 r/min 离心，取上清液，温水浴上蒸发，除去乙醇。
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4.3 优缺点评价 血清经上述方法处理后，除去了大量固体成分，经我们初步研究，它包括 95% 以上的蛋白质，80% 以上的糖，大部分 Ca2+、Mg2+等电解质。故未处理的血清 1 mL 可形成 70～80 mg 冻干粉，处理后 1 mL 血清仅形成冻干粉 5 mg 左右。处理后的血清不仅在浴槽中通气时泡沫量明显减少，空白血清的活性也明显降低。以小青龙汤含药血清对组胺致痉的离体豚鼠气管为例，未处理前由于空白血清活性极明显，含药血清解痉作用与空白血清无明显差异，处理后空白血清活性降低，突出了血清中药的作用，表现出阳性结果。此外，如以冻干粉法进行实验，由于含药血清的固体物减少，对营养液的渗透压和电解质干扰也较小。
但用预处理血清进行实验，也必须要充分意识到可能出现的一些问题，如①被去除的固体物质中，也包括药物所含多糖和氨基酸等成分，在某些实验中属于药物有效成分，如多种中药的多糖成分具有免疫活性，三七中的三七氨酸(dencichen)属止血有效成分等。②药物进入机体后引起的继发性变化，如刺激机体产生各种活性物质，这也应视为药物作用的组成部分，而这部分物质也往往属于蛋白类物质，如肽类激素、补体、抗体、酶等，也将在预处理过程中一并除去。③许多药物成分可能同血浆蛋白有较高的结合率，处理后的血清，药物的结合部分也被除去，尽管理论上起作用的是游离态的药物分子。由于存在以上问题，故实验中究竟是否需要预处理，当视具体情况而定，不能作为常规。
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5 中药血清药理实验方法中的对照
5.1 对照的重要性：空白血清本身具有的活性，可能使实验结果出现假阳性或假阴性。我们在实际工作中体会到，如果没有严格的对照，血清药理实验方法进行的体外试验，杂质对实验结果的干扰，同中药粗制剂相比，有过之而无不及。而本方法之所以优于粗制剂直接用于体外试验，最重要的也在于本法可以严格对照，而后者则无法做到这一点。所以，要规范血清药理实验方法，最重要的就是要设立非常严格的空白血清对照。
5.2 如何设立对照：在进行药效学试验时，除设立空白对照组(一般为生理盐水)外，必需设立空白血清对照组，后者加入于体外反应系统中的质和量必须尽量同含药血清组一致。例如，如果以不同剂量的受试药物给予动物，取同体积的血清作为不同药物剂量加入体外反应系统，则空白血清对照组可只设一组(等体积空白血清)。如果以一种剂量给予动物，以不同体积的药物血清加入量作为不同剂量组，则空白血清对照组应设相应的不同加入量的数个对照组，使加入血清的体积可比。阳性对照药无论是中药还是西药，也均应制成含药血清后作对照。在统计处理时，不能把空白血清对照组作为零而应以实际测得的数据表示。
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备注：基金来源：国家自然科学基金项目。
作者单位：上海中医药大学，上海 200032
参 考 文 献
[1] 李仪奎，吴健宇.中药的血清药理研究方法[A].金正均.药理学进展[M].北京：人民卫生出版社(在印刷中)，1998
[2] 田文艺.药物动力学参数手册[M].长沙：湖南科学技术出版社，1987：5
[3] 黄坚.用血清实验法观察小青龙汤对离体豚鼠气管平滑肌的作用[J].中药药理与临床，1995，(6)：12
(收稿日期：1998-08-24)
中药新药与临床药理
TRADITIONAL CHINESE DRUG RESEARCH&CLINICAL PHARMACOLOGY
1999年 第2期 No.2 1999, 百拇医药