中药化学研究现状和思路浅见

中药化学研究现状和思路浅见中药化学是一门结合中医药基本理论和临床用药经验，主要运用化学的理论和方法及其他现代科学理论和技术等研究中药化学成分的科学。中药药源广泛，中国是第一个使用海洋药物治疗疾病的国家之一[1]。中药含有的化学成分是中药药效的物质基础，传统中药是以复方或饮片入药，药效成分并不是单一化合物，而是以药效组分的形式存在，中药组合系统预测的方法，可以推测中药未知中药的有效部位[2]。只有在中药药效组分理论指导下深入研究中药的药效组分，才能真正明确中药治疗疾病的机理，保障用药的安全性、有效性和稳定性，推动中药事业的发展，加速中药走向世界的步伐[3]。1中药化学成分研究概况1.1中药化学成分研究报道情况[4]经对《中国药典》(一部)收载的中药化学研究报道中化学成分数量的初步统计,截止到1995年12月以前,涉及493种中药材中的化学成分累计总数为5200多个。近年来,随着中药化学研究资金投入增加,从中药中分离得到的化学成分总数也在不断增加。遗憾的是,到目前为止,虽然涉及化学成分研究的中药品种数量不少,搞清化学成分的数量也不算少,但各味药材间研究深度却存在很大差异,有的由于难度很大,化学研究进展缓慢,只知几个成分,更谈不上有效成分;有的研究较深入,从文献报道中可知多达几百个成分。虽为可喜,但在这250多个成分中,哪些为有效成分,哪些为无效成分,尚不能得出准确的答案,也是一大缺憾。在493种中药材中的5200多个化学成分中,涉及有效成分种类的主要是以黄酮类、皂苷类、有机酸类(酚酸)、挥发油类(萜类)、生物碱类、蒽醌(酮)类及其他苷类等为主,且具有一定的普遍性或较高的出现频度。有的药味同时含有上列的多类成分,这充分体现了伴随植物的多样性而存在着化学成分结构的多样性,也造就了中药功效的多样性或多重性。这正是中药化学研究的复杂性之所在。1.2现有植物药化学成分数据库的情况国际药学界研究开发新药的主要手段是药物合成,因此对药物化学研究是非常重视的。为了便于研究参考,对成千上万的化学成分进行了整理,并汇编制成了数据库,尤其是利用电脑技术,制成了数据库光盘,美国、英国均制造、出版发行了化学成分数据库光盘。有人将天然产物数据库与合成产物数据库进行了比较,发现有60%的相似性。区别在于天然产物化学结构中含氧基团的机率高,且含较多sp3杂化桥头原子,而含N2,S2和杂环基团的几率较低。可见,建立中药化学成分及有效成分数据库是独具特色的,也是非常急需和必要的。1.3中药化学研究的方法手段情况中药中的化学成分无论是数量上还是结构类型上均很复杂,这无疑给中药化学研究,如分离技术与方法及结构测定与解析等,带来了很大的难度。以往的中药化学研究方法陈旧,设备落后,效率极低,周期很长。近十几年来,超临界流体萃取、亚临界水萃取、加速萃取、微波辅助萃取、超声波辅助萃取、逆流提取等一批新技术、新设备,已开始应用于中药有效物质的提取研究之中;在分离纯化方面,除传统的溶剂法、正相层析分离法外,近几年反相柱层析、低压、中压、高压液相色谱分离制备技术及仪器设备已较普遍地被应用;在结构鉴定方面,在以往采用的波谱技术的基础上,近年出现了软电离技术及其仪器,主要有电子喷雾电离质谱、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱、快原子轰击质谱、离子喷雾质谱等;甚至出现了多种技术设备的组合如LC2MSn,LC2NMR,GC2MS,GC2IR等,使以前阻碍中药化学研究的问题正在不断地得到解决。2.以中药化学成分研究为单一目标的弊端单一的有效化学成分并不能阐述中药的药效物质机理，中药的药效来自于多种化学成分多靶点的相互协同和增效作用。中药的药效物质基础是其所含的化学成分，中药的药效不是在孤立的状态下实现的，它是一个多成分参与的复杂过程。单一的有效化学成分并不能阐述中药的药效，只能以新药的形式存在于临床[3]。3.适合于中药化学物质研究的思路3.1引擎创新药物创新药物研究是复杂的多学科协作的系统工程。在创新药物研究过程中，其关键的切入点是必须发现生物活性先导化合物，这是创新药物的前提，也是影响创新药物周期的决定性因素。先导化合物的来源有多种途径，从天然产物中寻找活性先导物进而创制新药仍是世界药学工作者公认的有效途径之一，并已取得许多重要成果[5]。以经典古方为依据开发新药:经典古方是中药新药研发的主要课题来源之一,也是中医药继承与发展的重要内容[6]。3.2将代谢组学应用于中药化学的研究中药、中药复方作用的最基本特征是“整体大于部分之和”。中药复方进入机体后，通过多种组成成分发挥多途径、多靶点、多环节的协同整合作用，在慢性、多基因、复杂性、难治性疾病的治疗中，比单成分、单靶点的药物有更明显的疗效趋势。但中药复方的疗效优势大多仍仅来源于临床经验的总结和判断，运用生化和分子生物学方法在单一机制的药理模型和分子水平分析中药复方作用机制，很难诠释中药复方多靶点、整体性、动态性作用机制。代谢组学属于全局系统生物学研究方法，强调把人体作为一个完整的系统来研究，是基于疾病和药物干预下的系统代谢网络的整体性和动态性的变化来评价中药复方的整体效应。代谢组学研究方法与中药复方治病强调整体观、辩证施治等思想相符合，中药复方的多靶点、整体性作用机制在代谢组学中将可能得到充分说明[7]。3.3以活性为导向的中药物质基础研究由于传统中药物质基础研究常导致分离过程中活性成分或有效成分的丢失，同时，耗费大量的时间在无活性成分或非有效成分的分离与结构鉴定上。为了克服这些问题，近20年来，逐渐引入以活性为导向的中药化学成分研究，即以生物活性跟踪进行中药成分的分离。该研究方法的实现，必须以快速、可靠的生物活性筛选方法为前提，同时，化学成分分离必须与活性筛选密切配合，才能取得较好的效果[8]。3.4分子生物学技术在中药活性成分筛选中的应用中药资源是一个巨大的天然活性成分的宝库,近些年随着新的检测方法的建立,自动化工作站的应用,药物筛选的工作强度、试验成本和样品需要量降低,一系列试验方法,如:受体技术、基因芯片技术、蛋白质组学技术等从中药资源中筛选先导化合物的条件更加成熟,也将会是一个大的趋势。中药有效成分的提取是中药研究的一个重要任务,一种药材经过复杂的分离提取后获得的有效成分往往十分微量。如何获得更多的有效成分是中药研究的重要内容。分子生物学技术能为此研究提供新的方法,研究人员通过寻找中药有效成分的相关功能基因,并通过基因工程的方法对其进行高效表达,大大提高了中药有效成分的得率,并降低了提取成本。药用植物中重要酶基因的克隆、重组,可从根本上提高其有效次生代谢产物的含量,获得稳定的生产植株[9]。3.5从单方成药到“分子中药学”和“组合中药学”从3个方向对中药进行现代化研究,三方面同时进行,不要只顾一方面而忽视其他,不要互相排斥,生药、单方颗粒和组合中药3种产品同时进入市场。一方面直接使用生药,完全保留传统中药的处方、煎药和服用的治疗方法,仅仅加强生药的质量研究和管理,定点栽培中药,制定中药饮片的质量标准;另一方面保留中药的全成分,用现代制药技术将中药制备为单方颗粒,并以此进行复方的配制,做到质量可控,服用方便,以期最大程度保留中药的传统,这类中药主要面向国内市场及海外华人;第三方面,在“组合中药学”理论指导下,将极其复杂的中药成分组成按化学结构和活性分解为若干群体,使问题简化,然后分别研究这些群体的化学组成和结构,将这些群体分为单味中药的表征性成分和非表征性成分,使其系统化。在查明组合分子的组成和药效以后,以单味中药的主要组合分子群组合成新型中药。该中药质量可控,疗效确切,符合国家关于一、二类新药的标准,接近现代药物的要求,可以面向国内外的广大市场[10]。4.前景对中药化学成分的研究不能脱离中医药理论，中药用药讲究整体，是多组分协同作用。对复方的研究中药复方由多味药材组成，每种药材均含有很多化学成分，这些成分尽管其中一些已被提取、分离和鉴定，但仍有很多是未知的化合物。因而对中药复方除了进行“有效成分”的研究外，还应从全成分综合分析的方法去认识其作用的化学物质基础。该法也同样适用于单味药的研究[11]。随着科学技术的不断发展，中药化学成分提取分离的方法在不断地改进，更多技术含量高的方法被广泛应用，相信这些新技术的推广应用，将会使生产成本降低、产品质量得到提高，从而推动中药的现代化进程，为中药走向国际市场奠定基础。5.参考文献[1]HuashiGuan,ShuguangWang.ChineseMarineMateriaMedica.MarineDrugs,2014,12,193-195.[2]WeiLong,PeixunLiua,JianXiang.etal.AcombinationsystemforpredictionofChineseMateriaMedicaproperties.Computermethodsandprogramsinbiomedicine.2011,253–264.[3]程京艳,张贵君.中药化学成分研究的相关思路.世界科学技术(中医药现代化),2010,12(4):511-514.[4]洪净,王跃生,巢志茂.等.加强中药化学研究是实现中药现代化的关键和保障—中药化学研究的现状与展望.中国中药杂志.2004,29(2):98-100.[5]于德泉.展望从天然产物创新药物研究.中国医学科学院学报.2002,24(4):335-338.[6]张铁军.中药新药研究的思路方法和实践.中草药.2007,38(1):1-5,35.[7]周红光，陈海彬，王瑞平.等.代谢组学在中药复方研究中的应用.中国药理学通报，2013，29(2):161-5.[8]屠鹏飞,史社坡,姜勇.中药物质基础研究思路与方法.中草药.2012,43(2):209-215.[9]李金玲,徐晓玉.现代生物学在中药活性组分筛选中的应用.中国中药杂志,2004,288-290.[10]吴凤锷.从单方成药到“分子中药学”和“组合中药学”.中草药，2002,33(9):769-771.[11]倪洋,朱晶.中药化学成分研究思路与方法.黑龙江科技信息,2011,15.