中药质量控制和评价模式

中药质量控制和评价模式要点建立多元化中药质量控制和评价模式:形性检测＋化学检测＋生物检测（三位一体）保证中药安全性、有效性和质量稳定性。本章主要内容提纲1中药质控现状2中药质控方向3中药质控模式1中药质控现状中药质量控制根本目标：保证中药安全有效。而中药质控的现行目标：保证中药材或制剂的一致性和稳定性。目前中药内在质量控制模式基本上是“惟成分论”，即通过对个别指标性成分进行定性或/和定量分析来实现质量控制和评价。中药与化学药品质量标准的根本区别:化学药品：分子结构清楚，构效关系明确，鉴别、检查、含量测定可以直接作为疗效评价的指标。中药：在中医理论指导下，尤其是复方制剂，检测任何一种活性成分均不能体现其整体疗效。现行中药质量控制的基本模式是参照国外植物药的质量控制方法，借鉴化学药品质量控制的模式建立的。1中药质控现状1中药质控现状中药化学指纹图谱技术对中药质量控制有一定的促进作用，但中药化学成分变化因素较为复杂，选择合理的指纹信息难度较大，其重现性、耐受性及谱效关系等还有待深入研究。中药化学指纹图谱实质上是中药部分成分的“化学条码”，与安全性、有效性关联意义不大。1中药质控现状如冬虫夏草测定腺苷含量、板蓝根检测精氨酸,既不是其主要有效成分,也不是其专属性成分,对其中药质量控制几乎没有实际意义。即使是检测有效成分,往往量效关系不明显：如人参的人参总皂苷：人参(主根)约含2%,人参须约含5%,人参叶可达10%。1中药质控现状大部分中药的有效成分仍未得以阐明。据统计，《中国药典》2005年版(一部)共收载中药材(含饮片和提取物)572种，其中只有60%有过化学成分研究报道，约20%进行过较系统的化学成分研究，至今已阐明其有效成分的品种不到5%。1中药质控现状中药个别或部分指标性成分一致性和稳定性≠制剂质量一致性和稳定性≠临床上安全性和有效性！2中药质控方向目前中药质量控制和评价的主要手段（《中国药典》2005年版一部基本上是用这两种方法）：形性检测法＋化学检测法质控策略探索：多元化中药质量控制和评价模式形性检测＋化学检测＋生物检测（三位一体）2中药质控方向中药质量控制和评价的方法可以简单概括为：形性检测法、化学检测法、生物检测法。形性检测主要指以药材的形状、大小、颜色、气味、表面特征、质地、断面等表观性状来判别药材的种类和真伪，并对部分药材辅以简单的理化试验。2中药质控方向化学检测主要是利用药材所含化学成分的某些物理性质或化学反应来对中药进行定性和定量分析，一般可用于含不同化学成分的性状相似而又无明显显微特征的药材。生物检测是利用生物体包括整体动物、离体组织、器官、细胞和微生物等评估药物生物活性(包括药效和毒性)的一种方法。2中药质控方向2.1形性检测从主观性和模糊性（趋向）组织形态特征三维化、可视化、定量化。突破传统的二维平面局限，借助计算机图形学、计算机三维重建、体视学和图像分析系统等手段，将生药组织形态学研究推向三维化、可视化、定量化。“数字可视化中药”技术（中药计算机三维重建与显示技术）（中药计算机三维仿真技术）组织连续切片图形量化得到深度信息（将物体不同切片上的二维图像按照切片的空间位置关系依次叠加排列而组成物体的三维数据；再利用计算机图像处理技术、图形生成理论及视觉心理学原理，在二维平面上形成直观地显示出具有生动性和立体感的三维图像。“数字可视化中药”技术应用全方位刻画中药材形态结构、甄别道地与非道地药材等提供三维立体动态的鉴定技术和图像资料；形象生动地再现中药和植物的外观和微观的立体结构；形象生动地再现中药和植物的外观和微观的立体结构以及组织细胞的空间关系，有助于揭示植物和中药材的生长发育规律、次生代谢产物积累分布动态、中药材品质变化规律等。比如，可以从不同来源、不同产地（道地）、不同规格（三七多少头的、人参多少支的）、导管的长度、木质化的药材木质化的程度、油细胞的大小多少、淀粉粒的多少等等，分析出药材的质量，使过去经验鉴别的东西变成了形象化的东西。2中药质控方向2.1形性检测不同种类不同产地的姜黄属植物叶：供试材料处理:撕取表皮制片。其中每份材料选取3－5片叶子,每片叶子撕取上下表皮各5－10个视野。一般在叶片中部中脉附近撕取表皮组织。观测：上表皮气孔，下表皮气孔；上表皮副卫细胞，下表皮副卫细胞；上表皮细胞，下表皮细胞。2中药质控方向2.1形性检测图像分析操作:①图像采集,将制片置于配有CCD摄像机的显微镜下观察采样②图像预处理,包括编辑、轮廓修饰、灰度变换、逻辑运算和二值化操作等,以便获得清晰完整的目标灰度图像;③参数测定,包括面数密度(个/mm2)、截面积(μm2)、周长(μm)、最大直径(μm)、长宽比、圆形度、圆球度等参数。④数据倍数转换,求出目标实际大小值和密度值;⑤采用系统聚类分析和主成分分析进行模式识别处理。“大小”表征：细胞直径、面积、体积、体密度，平均间距等；“质地”表征：细胞体积、密度、壁厚，纤维和石细胞密度等；“粉性”表征：淀粉粒和木质化细胞的数密度、体密度、体积等；“油性”表征：油细胞数密度、体密度、油滴面积、体积等)。例如2中药质控方向2.1形性检测大小、密度和形状因子（3大类参数）体视学原理计算机图像技术组织细胞显微图像的形态特征数值分类归纳出其形态学特征建立分类鉴定谱系图2中药质控方向2.2化学检测采用HPLC、MS、NMR、IR、UV、GC、CE等及其联用技术进行化学指纹图谱定性和有效成分或指标成分定量，结合化学计量学、人工智能等技术建立中药化学质量模式识别系统，表征中药化学组分群特征优势：a检测中药材及其产品的真伪；b区分药材的不同部位；d追踪制剂的工艺过程及某些化学成分的变化；c监测原料与成品之间、成品批间质量的稳定性、一致性。2中药质控方向2.3生物检测生物检测将生物检测方法引入中药质量控制与评价体系，不仅可以辅助鉴定真伪优劣，又可不同程度地关联安全性和有效性，尤其在无法对中药中未知复杂成分用成分检控的方法控制其质量时，更显其优越性。2中药质控方向2.3生物检测生物效价检测：是指在严格控制的试验条件下，通过比较标准品和供试品对生物体或离体器官与组织的特定生物效应，从而评价和控制供试品的质量或活性。适用于结构复杂或理化方法不能测定其含量、或者理化测定不能反映其临床生物活性的药物。2中药质控方向2.3生物检测中国药典2005采用了生物效价检测方法控制水蛭质量，本品每1g含抗凝血酶活性应不低于16.0U。比浊法测定红霉素生物效价。基于抗菌效价检测的板蓝根药材品质评价方法的研究。生物效价检测研究进展（3000字）（50%外文参考文献）中药质量控制中的生物效价检测的作用与进展例：基于神经氨酸酶活性检测的板蓝根品质的生物评价采用流感病毒神经氨酸酶(NA)体外活性荧光检测法测定板蓝根的NA抑制生物活性,并建立板蓝根抗病毒生物效价检测方法。研究表明板蓝根具有抑制NA的活性,IC50=(0.90±0.20)mg·mL−1(相当于生药),其量效曲线形状与阳性对照药磷酸奥司他韦相似,提示二者对NA的抑制可能具有相同的作用方式。采用“质反应平行线”法设计和优化的板蓝根抗病毒生物效价检测方法,重复性较好(RSD=5.78%),实际样品检测结果均能通过可靠检验(偏离直线P0.05、偏离平行P0.05)。研究结果表明,所建立的生物效价检测方法可以作为板蓝根品质生物评价的方法之一。当前,板蓝根的质量控制方法主要是依托常规性状鉴别和精氨酸的定性检识,该方法既难以做到客观定量,又与板蓝根的药理活性几无关联,也就难以保证它的临床有效性。生物效价检测方法与常规鉴别方法比较不仅在结果上具有一致性,而且具有灵敏度高、重复性好、操作简单、客观、可定量、快捷等优点。本方法的建立提高了板蓝根的质量控制水平,并且能够为抗病毒类中药质量生物控制的研究提供参考。2中药质控方向2.3生物检测目前生物效价检测的常用方法有：酶活力、凝集素活性、抗病毒测试、抗菌活性、抗炎活性等。这些方法的专属性较强，而通用性较差，有限的实验条件难以同时满足几百甚至几千种不同中药及中药制剂的质量控制和评价。另：生物热动力学方法2中药质控方向2.3生物检测生物效价检测方法选取以下原则：(1)“相关性”是指所选取的检测方法应与药物的功能主治或现代药理作用有关，从而保证检测结果与临床疗效的相关性；(2)“重复性”是指在严格规定的条件下，检测结果应有一定的重复性，以保证试验的延续性和可重复性；(3)“灵敏性”是指所选取的检测指标应能客观体现反应程度随剂量的变化而有显著的改变；2中药质控方向2.3生物检测(4)“适用性”是指选取的检测方法应快速、高效、通用性好、易于推广；(5)“定性定量”是指所选取的检测方法最好应具有定性鉴别(生物效应谱)和定量分析(生物效价值)的双重特性。2中药质控方向2.3生物检测生物效价检测方法之一：“热谱图”（基于生物热动力学的微量热分析方）测定不同中药与机体相互作用的能量转移和热变化，将中药内在的药性品质表达为特征“指纹”——生物热活性谱线图(简称“热谱图”或“生物效应谱”)，可对生物体在生长代谢过程中的相关信息进行定性、定量分析，有较强的专属性、灵敏性和重现性，同时亦可按生物统计学进行实验设计，属于生物效价检定中的量反应。2中药质控方向2.3生物检测生物热动力学方法——“热谱图”原理：(1)生物体的生长代谢都伴有能量的转移和热变化，并在一定的阈值内呈规律性波动；(2)中药的生物活性实质上就是中药药效物质对生物体生长代谢的干预作用，这种干预作用不可避免地将影响生物体的能量转移和产热变化；2中药质控方向2.3生物检测(3)通过测定能量和产热的变化，可以间接地了解生物体的生长代谢变化，从而判断药物的生物活性情况；(4)生物热活性检测是以体系的状态参数为研究对象，能实时、在线、快速地刻画机体的表观状态及其变化情况。2中药质控方向2.3生物检测“热谱图”特点：“普适性好”即是指对不同的研究对象(如微生物、组织、细胞、分子、基因)，均只需用：一个方法(生物热活性测定方法)、一台仪器(生物热活性检测仪)、一套指标(生物热谱图和热动力学参数)2中药质控方向2.3生物检测“实时在线”是指生物热活性检测仪有如多导生理检测仪，可以在第一时间及时地直观地反映生命体系的宏观状态变化；“灵敏、准确”是指生物热活性检测所需的药物样品量少，一般是毫克级，同时由于研究对象和环境的可控性好、操作步骤简单、自动化程度高，所以方法的精密度、重现性和稳定性较好；2中药质控方向2.3生物检测“高效”是指一台生物热活性检测仪可拥有8—16个检测通道，甚至更多，可同时对多个研究对象或目标进行检测和分析，降低成本。3中药质控模式——基于道地药材和生物效价检测的中药质控模式3.1道地药材在中药生产质量控制上的历史和现实意义道地药材来源于特定产地且传统公认的名优正品药材,是优质中药材的代名词,也是历代中医评价中药材品质的一个综合而物质化标准。以道地药材为参照物,克服了单一对照品的不足,有利于体现中药多成分、多靶点、多环节、整合作用的特点和优势。3中药质控模式——基于道地药材和生物效价检测的中药质控模式3.2道地优级药材对照品采集和标化的技术要求3.2.1原料的选择应当选择道地核心产区、主流优良品种、优等商品规格的品种，同时还要有严格的标准操作规程从根本上保证对照品原料的均一性、稳定性、代表性和可延性。3.2.2标化程序必须保证标化的程序合法、方法科学。参照世界卫生组织的有关指导原则，应该在药典委员会指导下，确定牵头单位，实行多实验室协作标化。3.2.3量值的溯源性新建立的生物效价检测方法必须按照药典要求进行方法学验证。标化用基准物质应与被标物质有相同的特性值，必须是WHO、中国药品生物制品检定所等法定部门制备或赋值的相应标准物质。标定结果均应照“生物检定统计法-量反应平行线测定法”等经认可的方法进行可靠性测验及效价计算，并根据统计学有效结