组分中药的配比优化方法及应用进展(1)
摘要：组分中药是创新中药研究的新模式，合理应用组分中药的配比优化方法是组分中药开发过程中的关键一步，如何更加快捷地获得中药组分的最佳配比，是目前组分中药研究的重点。本文总结了近10年来组分中药的配比优选方法及在中药现代化研究中的应用进展情况，深入分析了组分中药的现代内涵及意义，以期为组分中药研究人员进行研究方法的选择提供参考。
关键词：组分中药；配比；方法；应用
中图分类号：R28文献标志码：A文章编号：1007-2349(2017)06-0082-03
近年來对中药及天然药物的研究，大多采用追踪分离活性成分的方法[1，2]，获得的成分越来越多，机制研究也越来越深入。然而，中药各组分彼此分离后，各组分对复杂整体药效的贡献作用不同，组分间是否存在协同作用或拮抗作用也不清晰，无法展现中药的整体思想，也难以反映其整体辨证施治的优势所在[3，4]。越来越多的植物化学和药理研究表明，中药的药效常常不是由单一的活性成分来发挥，而是多种活性成分及其综合效应的结果。例如单味用药的中药银杏，它包含了银杏黄酮、银杏萜内酯类化合物等多类成分，其发挥疗效是一种整体的有序的协同作用[5，6]，由此提出了“组分中药”的概念。组分中药的出现简化了中药的多成分论，为研究中药复杂的药效物质基础提供了新的思路和方法[7]。随着中药研究的不断发展，王永炎、张伯礼两位院士领导申报获得了我国中医药界第一个973项目“中药复方物质基础和作用机理相关性基础研究”，提出并确定了以组分配伍的思路来研究现代化中药[8]，这种思路突破了原先以临床经验积累为主的中药研究的新模式，在近20年的科研工作中得到迅猛发展。组分中药的配比优化是组分中药研究的重要内容，如何对各个有效成分进行组合、量化以获得目标效应上的最佳配伍配比是研究开发过程中的关键一步。本文对组分中药的基本概念、配比的优化方法及应用进行了梳理。
1组分中药的概念
组分中药是以临床疗效确切的传统经方为主要研究对象，去除药材中的无效和有毒成分，保留有效成分，对各类有效组分进行组合构成的复方药物，其有效性已有大量临床应用背景作为依据，并且在对有效成分的组合配比筛选过程中，加强了对特定病症的针对性活性筛选，进一步为组分中药后续的药效学成药性及安全性成药性研究奠定了基础。与化学药物筛选所不同的是，化学药物的筛选是以化学原料为基础，通过合成、分离提取、化学修饰等方式处理获得的候选药物，因此，组分中药与化学药物的内涵不同，层次不同，但它们也有相似之处，尤其是化学药物的制剂标准是中医药研究者工作时可以学习的地方，由此可见，组分中药具有现代药学的先进性与中医药组分联合用药的传统性的双重特点[9]。
组分中药可来源于单味中药的有效成分组合，也可从中药复方中进行筛选。其中单味中药研究较多，现阶段多采取先分离提取有效成分，再对这些有效成分进行活性筛选，确定有效成分后，对有效成分进行优化配比，形成组分中药。施亚婷等[10]对鲜蒲公英中分离出的3种有效成分(鲜蒲公英多糖、酚酸、黄酮)的组分配比抗乙肝病毒作用进行了研究，结果显示3种组分配伍的优化组合体外抗乙肝病毒的作用强于其中的单个组分。从复方中筛选组分中药是将2种或多种中药的有效成分提取出来，在中医药理论指导下，将有效组分进行组方并制备成复方中药制剂[11]。一般采取多种指标对复方组分中药的活性进行评估，以全面的反映最佳配比的药效。王庆国等[12]对清开灵注射液原配方运用拆方-组方的方式，筛选出黄芩苷、栀子苷、胆酸、去氧胆酸4种单体化合物优化配比组合后制成精制清开灵注射液，不仅明确特定的适应症，更实现了质量可控，同时综合各组分的药性研究，在较短时间内找到整个组方的药效物质基础。崔东琦[13]对通脉方中各单味药的有效成分进行最佳配伍筛选及优化，研究配伍前后以及不同配伍比例对体内药动学的影响，结果表明最佳配伍效果优于原方配伍。
2组分中药配比优化方法及应用
2.1正交设计法正交设计法[14]是利用正交表来研究和处理多因素试验的一种优化方法。正交表[15]具有均衡分散性、整齐可比性的特点，保证了试验条件均衡地分散在配合完全的水平组合中，且在各个水平的效果之中，最大限度地排除了其他因素的干扰，因此代表性强，能够比较全面地反映选优区内的基本情况，能最有效地对其进行比较。通过正交设计，可以估计出因素的主效应，有时也能估计出它们的交互效应。在进行正交试验设计时要尽量多考察因素、水平，通过反复调优试验，以获得最优方案。毕蕾等[16]采用正交设计法优选丹参-人参活性组分抗肝癌组合，与传统丹参-人参药对配伍比较，具有组分清楚、疗效优越的特点。这种高效率、快速、经济的正交设计法是优化配比筛选中应用最为广泛的方法，此法适用于因素水平不多，试验范围不大的配比筛选[17]。
2.2均匀设计法均匀设计法是继华罗庚教授60年代倡导、普及的优选法和在国内普及推广的正交法之后，由我国数理统计学者在70年代末建立的数学模型，是统计试验设计的方法之一。均匀设计法[18]是对多因素、多水平试验的设计方法，其特点是实验点在试验范围内均匀散布，进行部分试验即可基本上反映全面情况的试验结果，因此试验次数少。按均匀设计原则，水平数应大于等于因素数2倍，根据方剂中中药的现代药理研究作用，确定药效作用较强的中药和较次的中药，药效作用较强的中药水平数的设定可多一些，分析结果通常要采用回归分析或逐步回归的方法，适用于多因素多水平实验[17]。李红山等[19]采用均匀设计法“5因素10水平”设计实验，选择主要筛选指标并经多元回归分析组合成分的最佳配比，证实了均匀设计法在组分中药配比优化研究中具有重要的实际应用价值。
2.3因果关系发现设计法“活性追踪”是目前中药活性物质基础研究最常用的方法之一，该研究方法仅对药效活性最强的组分进行分离和筛选，简化了研究对象，忽视了中药作用的复杂性、整体性和系统性特点，所以在研究过程中，会出现“活性丢失”现象，即分离组分纯度越高，活性越低等。因果关系发现设计法克服了以上问题。该方法[20]强调事物发生的因果关系，将复方分离出若干有效成分，对其中的化学成分进行分析并重新配伍组合，选择特定的药效学指标，以各个组合的配比为自变量，药物作用为因变量，最后通过因果关系发现STEPCARD算法，从初始自变量的范围中找到与因果关系相邻的因变量，确定关键的药效组分并研发现代中药。董雁适[21]采用因果关系发现设计法对中药川芎的化学成分和药效数据的分析，识别出了一组包括川芎嗪在内的有效组分，证明了该方法的可行性。, 百拇医药(肖纯 刘姗姗 向彬 李秀芳)
关键词：组分中药；配比；方法；应用
中图分类号：R28文献标志码：A文章编号：1007-2349(2017)06-0082-03
近年來对中药及天然药物的研究，大多采用追踪分离活性成分的方法[1，2]，获得的成分越来越多，机制研究也越来越深入。然而，中药各组分彼此分离后，各组分对复杂整体药效的贡献作用不同，组分间是否存在协同作用或拮抗作用也不清晰，无法展现中药的整体思想，也难以反映其整体辨证施治的优势所在[3，4]。越来越多的植物化学和药理研究表明，中药的药效常常不是由单一的活性成分来发挥，而是多种活性成分及其综合效应的结果。例如单味用药的中药银杏，它包含了银杏黄酮、银杏萜内酯类化合物等多类成分，其发挥疗效是一种整体的有序的协同作用[5，6]，由此提出了“组分中药”的概念。组分中药的出现简化了中药的多成分论，为研究中药复杂的药效物质基础提供了新的思路和方法[7]。随着中药研究的不断发展，王永炎、张伯礼两位院士领导申报获得了我国中医药界第一个973项目“中药复方物质基础和作用机理相关性基础研究”，提出并确定了以组分配伍的思路来研究现代化中药[8]，这种思路突破了原先以临床经验积累为主的中药研究的新模式，在近20年的科研工作中得到迅猛发展。组分中药的配比优化是组分中药研究的重要内容，如何对各个有效成分进行组合、量化以获得目标效应上的最佳配伍配比是研究开发过程中的关键一步。本文对组分中药的基本概念、配比的优化方法及应用进行了梳理。
1组分中药的概念
组分中药是以临床疗效确切的传统经方为主要研究对象，去除药材中的无效和有毒成分，保留有效成分，对各类有效组分进行组合构成的复方药物，其有效性已有大量临床应用背景作为依据，并且在对有效成分的组合配比筛选过程中，加强了对特定病症的针对性活性筛选，进一步为组分中药后续的药效学成药性及安全性成药性研究奠定了基础。与化学药物筛选所不同的是，化学药物的筛选是以化学原料为基础，通过合成、分离提取、化学修饰等方式处理获得的候选药物，因此，组分中药与化学药物的内涵不同，层次不同，但它们也有相似之处，尤其是化学药物的制剂标准是中医药研究者工作时可以学习的地方，由此可见，组分中药具有现代药学的先进性与中医药组分联合用药的传统性的双重特点[9]。
组分中药可来源于单味中药的有效成分组合，也可从中药复方中进行筛选。其中单味中药研究较多，现阶段多采取先分离提取有效成分，再对这些有效成分进行活性筛选，确定有效成分后，对有效成分进行优化配比，形成组分中药。施亚婷等[10]对鲜蒲公英中分离出的3种有效成分(鲜蒲公英多糖、酚酸、黄酮)的组分配比抗乙肝病毒作用进行了研究，结果显示3种组分配伍的优化组合体外抗乙肝病毒的作用强于其中的单个组分。从复方中筛选组分中药是将2种或多种中药的有效成分提取出来，在中医药理论指导下，将有效组分进行组方并制备成复方中药制剂[11]。一般采取多种指标对复方组分中药的活性进行评估，以全面的反映最佳配比的药效。王庆国等[12]对清开灵注射液原配方运用拆方-组方的方式，筛选出黄芩苷、栀子苷、胆酸、去氧胆酸4种单体化合物优化配比组合后制成精制清开灵注射液，不仅明确特定的适应症，更实现了质量可控，同时综合各组分的药性研究，在较短时间内找到整个组方的药效物质基础。崔东琦[13]对通脉方中各单味药的有效成分进行最佳配伍筛选及优化，研究配伍前后以及不同配伍比例对体内药动学的影响，结果表明最佳配伍效果优于原方配伍。
2组分中药配比优化方法及应用
2.1正交设计法正交设计法[14]是利用正交表来研究和处理多因素试验的一种优化方法。正交表[15]具有均衡分散性、整齐可比性的特点，保证了试验条件均衡地分散在配合完全的水平组合中，且在各个水平的效果之中，最大限度地排除了其他因素的干扰，因此代表性强，能够比较全面地反映选优区内的基本情况，能最有效地对其进行比较。通过正交设计，可以估计出因素的主效应，有时也能估计出它们的交互效应。在进行正交试验设计时要尽量多考察因素、水平，通过反复调优试验，以获得最优方案。毕蕾等[16]采用正交设计法优选丹参-人参活性组分抗肝癌组合，与传统丹参-人参药对配伍比较，具有组分清楚、疗效优越的特点。这种高效率、快速、经济的正交设计法是优化配比筛选中应用最为广泛的方法，此法适用于因素水平不多，试验范围不大的配比筛选[17]。
2.2均匀设计法均匀设计法是继华罗庚教授60年代倡导、普及的优选法和在国内普及推广的正交法之后，由我国数理统计学者在70年代末建立的数学模型，是统计试验设计的方法之一。均匀设计法[18]是对多因素、多水平试验的设计方法，其特点是实验点在试验范围内均匀散布，进行部分试验即可基本上反映全面情况的试验结果，因此试验次数少。按均匀设计原则，水平数应大于等于因素数2倍，根据方剂中中药的现代药理研究作用，确定药效作用较强的中药和较次的中药，药效作用较强的中药水平数的设定可多一些，分析结果通常要采用回归分析或逐步回归的方法，适用于多因素多水平实验[17]。李红山等[19]采用均匀设计法“5因素10水平”设计实验，选择主要筛选指标并经多元回归分析组合成分的最佳配比，证实了均匀设计法在组分中药配比优化研究中具有重要的实际应用价值。
2.3因果关系发现设计法“活性追踪”是目前中药活性物质基础研究最常用的方法之一，该研究方法仅对药效活性最强的组分进行分离和筛选，简化了研究对象，忽视了中药作用的复杂性、整体性和系统性特点，所以在研究过程中，会出现“活性丢失”现象，即分离组分纯度越高，活性越低等。因果关系发现设计法克服了以上问题。该方法[20]强调事物发生的因果关系，将复方分离出若干有效成分，对其中的化学成分进行分析并重新配伍组合，选择特定的药效学指标，以各个组合的配比为自变量，药物作用为因变量，最后通过因果关系发现STEPCARD算法，从初始自变量的范围中找到与因果关系相邻的因变量，确定关键的药效组分并研发现代中药。董雁适[21]采用因果关系发现设计法对中药川芎的化学成分和药效数据的分析，识别出了一组包括川芎嗪在内的有效组分，证明了该方法的可行性。, 百拇医药(肖纯 刘姗姗 向彬 李秀芳)