半夏厚朴汤治疗反流性食管炎的系统药理学分析

·１９５４·
ＷＯＲＬＤＣＨＩＮＥＳＥＭＥＤＩＣＩＮＥ Ｊｕｌｙ．２０２１，Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．１３
半夏厚朴汤治疗反流性食管炎的系统药理学分析
关永霞１ 申凤霞１ 李 倩１ 范建伟１ 陈学通２ 王永华３ 张贵民１
（１鲁南制药集团股份有限公司中药制药共性技术国家重点实验室，临沂，２７６００６；２西北农林科技大学生命科学学院， 杨凌，７１２１００；３西北大学生命科学与医学部，西安，７１００６９）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ：Ｔｏｉｄｅｎｔｉｆｙｔｈｅａｃｔｉｖｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ａｃｔｉｏｎｔａｒｇｅｔｓａｎｄａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆＢａｎｘｉａＨｏｕｐｏＤｅｃｏｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｒｅｆｌｕｘｅｓｏｐｈａｇｉｔｉｓｂｙｕｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｕｓｐｒｏｖｉｄｉｎｇｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒｉｔｓｆｕｒｔｈｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄ ｃｌｉｎｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｍｅｔｈｏｄｓ：ＵｓｉｎｇｔｈｅＴｒａｄｉｔｉｏｎａｌＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃｉｎｅＳｙｓｔｅｍｓＰｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ（ＴＣＭＳＰ）ｄａｔａｂａｓｅａｎｄｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ ｓｅａｒｃｈ，ｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆＢａｎｘｉａＨｏｕｐｏＤｅｃｏｃｔｉｏｎｗａｓｃｏｌｌｅｃｔｅｄ；ｔｈｅｎＯＢａｎｄＤＬｐｈａｒｍａｃｏｋｉｎｅｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗａｓａｐ ｐｌｉｅｄｔｏｓｃｒｅｅｎｔｈｅａｃｔｉｖｅｃｏｍｐｏｕｎｄｓ；ＷＥＳｍｏｄｅｌｗａｓｕｓｅｄｔｏｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｔａｒｇｅｔｏｆｃａｎｄｉｄａｔｅａｃｔｉｖｅｃｏｍｐｏｕｎｄｓ；ｂｙｓｅａｒｃｈｉｎｇｔｈｅ ＣＴＤｄａｔａｂａｓｅａｎｄｔｈｅＴＴＤｄａｔａｂａｓｅ，ｔｈｅｔａｒｇｅｔｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｒｅｆｌｕｘｅｓｏｐｈａｇｉｔｉｓｗｅｒｅｓｃｒｅｅｎｅｄｏｕｔ，ａｎｄｗｅｒｅｕｓｅｄｆｏｒＧＯＢＰａｎｄｐａｔｈ ｗａｙｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ；ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｃｏｍｐｏｕｎｄｔａｒｇｅｔ，ｔａｒｇｅｔｐａｔｈｗａｙｎｅｔｗｏｒｋｓｗｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓ：Ａｍｏｌｅｃｕｌａｒｄａｔａｂａｓｅｏｆ ＢａｎｘｉａＨｏｕｐｏＤｅｃｏｃｔｉｏｎｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆ５２１ｃｏｍｐｏｕｎｄｓｗａｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ，ａｎｄ６５ａｃｔｉｖｅｃｏｍｐｏｕｎｄｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙＯＢａｎｄＤＬ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ．ＴｈｅＷＥＳｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｅｄ２４９ｔａｒｇｅｔｓｆｏｒｔｈｅａｃｔｉｖｅｃｏｍｐｏｕｎｄｓ；ａｎｄ１５１ｏｆｔｈｅｍｗｅｒｅｓｃｒｅｅｎｅｄｏｕｔａｓｒｅｆｌｕｘｅｓｏｐｈａｇｕｓ Ｉｎｆｌａｍｍａｔｉｏｎｒｅｌａｔｅｄｔａｒｇｅｔｓ．ＧＯＢＰｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｓｅｔａｒｇｅｔｓｙｉｅｌｄｓ２０ｉｔｅｍｓｏｆｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｒｅｆｌｕｘ ｅｓｏｐｈａｇｉｔｉｓ；ｔｈｅｒｅｗｅｒｅ１１ｓｉｇｎａｌｐａｔｈｗａｙｓｉｎＫＥＧＧ ｐａｔｈｗａｙｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｓｃｒｅｅｎｉｎｇ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ：ＢａｎｘｉａＨｏｕｐｏＤｅｃｏｃｔｉｏｎｍａｉｎｌｙ ｔｒｅａｔｓｒｅｆｌｕｘｅｓｏｐｈａｇｉｔｉｓｂｙｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｉｎｆｌａｍｍａｔｉｏｎ，ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇｇａｓｔｒｏｉｎｔｅｓｔｉｎａｌｍｏｔｉｌｉｔｙ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇｇａｓｔｒｉｃｍｕｃｏｓａ，ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｉｍｍｕ ｎｉｔｙ，ａｎｄｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｃｈｏｌｉｎｅｒｇｉｃｎｅｒｖｅｓｅｔｃ．ＢａｎｘｉａＨｏｕｐｏＤｅｃｏｃｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｎｇｒｅｆｌｕｘｅｓｏｐｈａｇｉｔｉｓｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｕｌｔｉ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ，ｍｕｌｔｉｔａｒｇｅｔ，ａｎｄｍｕｌｔｉｐａｔｈｓｙｎｅｒｇｙ，ｗｈｉｃｈｉｓｅｘｐｅｃｔｅｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅｎｅｗｒｅｓｅａｒｃｈｉｄｅａｓｆｏｒｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｒｅｆｌｕｘｅｓｏｐｈ ａｇｉｔｉｓａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｌａｔｅｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ＢａｎｘｉａＨｏｕｐｏＤｅｃｏｃｔｉｏｎ；Ｒｅｆｌｕｘｅｓｏｐｈａｇｉｔｉｓ；Ｓｙｓｔｅｍ ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ；Ａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ；Ｔａｒｇｅｔｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ 中图分类号：Ｒ２８５ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－７２０２．２０２１．１３．００７
Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｉｎｙｉ２７６００６，Ｃｈｉｎａ；２ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＡ＆ＦＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ７１２１００，Ｃｈｉｎａ； ３ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦａｃｕｌｔｙｏｆＬｉｆｅａｎｄＨｅａｌｔｈＳｃｉｅｎｃｅ，Ｘｉ′ａｎ７１００６９，Ｃｈｉｎａ）
反流性食管炎（ＲｅｆｌｕｘＥｓｏｐｈａｇｉｔｉｓ，ＲＥ）是指胃、 统常见病［１］，主要临床表现为烧心、反流、嗳气、呕 十二指肠内容物反流入食管内所引起的一类消化系 吐、胸痛等［２３］。近几年来，ＲＥ的发病率逐渐增高且
基金项目：山东省重点研发计划（重大科技创新工程）项目（２０１８ＣＸＧＣ１３０５） 作者简介：关永霞（１９８０１２—），女，硕士研究生，高级工程师，研究方向：中药研发与技术推广研究，Ｅｍａｉｌ：ｊｍｓｇｙｘ＠１６３ｃｏｍ 通信作者：王永华（１９７３０８—），男，博士研究生，教授，研究方向：系统药理学研究，Ｅｍａｉｌ：ｙｈｗａｎｇ＠ｎｗｕｅｄｕｃｎ；张贵民（１９６９１０—），男，硕 士研究生，研究员，研究方向：中药研发与技术推广研究，Ｅｍａｉｌ：ｌｕｎａｎｚｈａｎｇｇｕｉｍｉｎ＠１６３ｃｏｍ
判断来确定药物与靶标的隶属关系；３）利用贝叶斯 网络标准化的系综相似度得分（Ｚｓｃｏｒｅ），得到最终 的预测结果，ＷＥＳ模型的外部测试和实验评价的准 确性分别为 ７０％和 ７１％，这表明该模型为药物靶点 的预测提供了一种潜在的数学模型，因此也证明了 该模型的可靠性。
ＲＥ相关靶点的筛选利用的是比较毒物遗传学 数据 库 （ＣｏｍｐａｒａｔｉｖｅＴｏｘｉｃｏｇｅｎｏｍｉｃｓＤａｔａｂａｓｅ，ＣＴＤ） 和 疗 效 药 靶 数 据 库 （ＴｈｅｒａｐｅｕｔｉｃＴａｒｇｅｔＤａｔａｂａｓｅ， ＴＴＤ），ＣＴＤ数据 库 是 一 个 强 大 的 公 开 数 据 库，它 提 供有关基因与疾病之间的相互关系；ＴＴＤ数据库中 的靶点是通过临床试验或有关研究药物治疗靶点的 专利、文献报告得到的［１７１８］。将 ＷＥＳ预测的候选化 合物的全部靶点分别导入 ＣＴＤ和 ＴＴＤ数据库，筛选 出与 ＲＥ相关的靶点。 １３ ＧＯＢＰ富集分析 基因本体论（ＧｅｎｅＯｎｔｏｌｏｇｙ， ＧＯ）是一个标准化的基因功能分类系统，由 ３部分 组成，分别是参与的生物过程 （ＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＰｒｏｃｅｓｓ）、 细胞成 分 （ＣｅｌｌｕｌａｒＣｏｍｐｏｎｅｎｔ）和 基 因 的 分 子 功 能 （ＭｏｌｅｃｕｌａｒＦｕｎｃｔｉｏｎ）［１９］。ＤＡＶＩＤ数据 库 为 研 究 人 员提供了一套全面的功能注释工具，有助于我们了 解大量基因背后的生物学含义。我们将上一步骤中 筛选得到的靶点导入到 ＤＡＶＩＤ数据库［２０］（ｈｔｔｐｓ：／／ ｄａｖｉｄｎｃｉｆｃｒｆｇｏｖ／）中对其 ＧＯＢＰ进行富集分析。靶 点导入数据库后，将会得到这些靶点参与的生物过 程，选择 ＰＶａｌｕｅ小于 ００５的生物过程进行分析。 候选活性化合物经过口服后，作用于人体内的靶点 蛋白，参与的生物过程各不相同，因此为了探究前面 筛选得到的 １５１个靶点参与了生物体内的哪些生物 过程来参与 ＲＥ的治疗，我们将靶点导入到 ＤＡＶＩＤ 数据库进行 ＧＯＢＰ富集分析，富集结果被绘制成柱 状图。 １４ 网络构建 与 分 析 半 夏 厚 朴 汤 中 的 候 选 活 性 化合物可以同时与多个靶点相互作用，同一靶点也 可以受多个成分的同时干扰，为了更清晰地描述候 选活性化合物与靶点之间的关系，我们绘制了化合 物靶点网 络 图。网 络 图 的 绘 制 及 编 辑 使 用 Ｃｙｔｏ ｓｃａｐｅ软件［２１］。为了更突出该方剂的核心候选活性 化合物和靶点，我们借助了化合物靶点网络中的节 点的度这个参数，节点的度（指和该节点相关联的边 的数目）是网络的基本属性［２２］。Ｃｙｔｏｓｃａｐｅ是网络生 物学分析和可视化最常用的工具，是用于探索由蛋 白质、基因和其他类型的相互作用组成的生物医学 网络的开放源代码软件。
Ｓｙｓｔｅｍ ＰｈａｒｍａｃｏｌｏｇｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＢａｎｘｉａＨｏｕｐｏＤｅｃｏｃｔｉｏｎｉｎＴｒｅａｔｉｎｇＲｅｆｌｕｘＥｓｏｐｈａｇｉｔｉｓ ＧＵＡＮＹｏｎｇｘｉａ１，ＳＨＥＮＦｅｎｇｘｉａ１，ＬＩＱｉａｎ１，ＦＡＮＪｉａｎｗｅｉ１，ＣＨＥＮＸｕｅｔｏｎｇ２，ＷＡＮＧＹｏｎｇｈｕａ３，ＺＨＡＮＧＧｕｉｍｉｎ１ （１ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧｅｎｅｒｉｃＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＴｒａｄｉｔｉｏｎａｌＭｅｄｉｃｉｎｅ，ＬｕｎａｎＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＧｒｏｕｐ
摘要 目的：采用系统药理学的方法探讨半夏厚朴汤治疗反流性食管炎的有效成分、作用靶点及作用机制，为其进一步开 发和临床应用提供参考。方法：利用中药系统药理学数据库与分析平台（ＴＣＭＳＰ）和文献检索搜集半夏厚朴汤中的化学成 分；运用口服生物利用度（ＯＢ）、类药性（ＤＬ）２个药代动力学参数筛选活性化合物；采用 ＷＥＳ模型预测候选活性化合物的 靶点；通过检索 ＣＴＤ数据库和 ＴＴＤ数据库，筛选出与反流性食管炎相关的靶点；ＧＯＢＰ富集分析；构建化合物靶点、靶点 通路网络图。结果：构建了一个包括 ５２１个化合物的半夏厚朴汤分子数据库，通过 ＯＢ、ＤＬ筛选获得 ６５个候选活性化合 物，ＷＥＳ模型预测出候选活性化合物的 ２４９个靶点；筛选出 １５１个与反流性食管炎相关的靶点；ＧＯＢＰ富集分析得到与反 流性食管炎相关的生物过程条目 ２０个；ＫＥＧＧ通路富集筛选得到相关的通路 １１条。结论：半夏厚朴汤主要通过调控炎 症、调节胃肠动力、保护胃黏膜、提高免疫力、调节胆碱能神经等来治疗反流性食管炎，半夏厚朴汤治疗反流性食管炎具有 多成分、多靶点、多通路协同作用的特点，有望对反流性食管炎的治疗提供新的研究思路，为后期实验验证提供理论依据。 关键词 半夏厚朴汤；反流性食管炎；系统药理学；作用机制；靶点预测
系统药理学是从分子、网络、细胞、组织、器官等 不同水平上研究药物治疗疾病时对机体功能影响的 一门新兴学科，是借助计算机技术来计算化合物的 药代动力学参数、预测化合物靶点等，进而来阐述化 合物、靶点、通路、器官等之间的相互作用关系。中 药方剂成分多、靶点多，采用传统的实验方法分析起 来费时费力，进而影响了中药现代化研究的发展，然 而系统药理学对方剂的研究提供了新的理论方法和 研究思路 ［１２］。本 研 究 运 用 系 统 药 理 学 的 方 法 对 半 夏厚朴汤治疗 ＲＥ作用机制进行分析，将有助于对 中药作 用 机 制 的 探 索，对 新 药 开 发 提 供 新 的 理 论 支撑。 １ 材料与方法 １１ 半夏厚朴汤分子数据库的建立以及候选活性 化合物的筛选 通过利用中药系统药理学数据库与 分析平台（ＴｒａｄｉｔｉｏｎａｌＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃｉｎｅＳｙｓｔｅｍｓＰｈａｒ ｍａｃｏｌｏｇｙＤａｔａｂａｓｅａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓＰｌａｔｆｏｒｍ，ＴＣＭＳＰ）和 文献检索搜集这 ５种草药所含有的化合物［１３］。口 服生物利用 度 （ＯｒａｌＢｉｏａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ，ＯＢ）是 指 口 服 药 物产生 疗 效 的 分 子 占 口 服 总 量 的 百 分 比，类 药 性 （Ｄｒｕｇｌｉｋｅｎｅｓｓ，ＤＬ）是 指 候 选 化 合 物 与 已 知 药 效 分 子的相似性，这 ２个指标都是筛选有效药物成分的 重要指标，因此本研究选择 ＯＢ≥３０％和 ＤＬ≥０１８ 的化合物作为候选活性化合物［１４１５］。 １２ 靶 点 的 预 测 与 筛 选 采 用 加 权 系 综 相 似 度 （ＷｅｉｇｈｔｅｄＥｎｓｅｍｂｌｅＳｉｍｉｌａｒｉｔｙ，ＷＥＳ）模型来预测该 经方的靶点［１６］。ＷＥＳ模型的基本流程如下：１）在整 体框架中确定与药理特性高度相关的关键配体结构 特征；２）通过评估整体相似性而不是通过单个配体
半夏厚朴汤［７］源自东汉张仲景的《金匮要略》， 由半夏、厚朴、茯苓、生姜、紫苏叶组成，原典记载“妇 人咽中如有炙脔，半夏厚朴汤主之”，具有行气散结、 降逆化痰之功效，主要用于治疗“梅核气”。现代医 学研究表明，半夏厚朴汤在治疗 ＲＥ方面也有很好 的 药 理 学 作 用 ［８１１］，且 具 有 较 少 的 不 良 反 应 和 较 高 的安全性；虽然半夏厚朴汤在治疗 ＲＥ方面取得了 一定的成效，但是其治疗 ＲＥ的作用机制尚不明确， 因此限制了该经方的使用和推广。
世界中医药 ２０２１ຫໍສະໝຸດ ７月第 １６卷第 １３期·１９５５·
治疗周期长，严重影响了患者的生命质量，目前西医 治疗 ＲＥ主要以降低胃酸、促进胃动力药为主［４］，但 是现代研究发现停药半年后的 ＲＥ与症状复发率分 别为 ８０％、９０％［５］，如果得不到有效的治疗可能导 致严重的并 发 症，如：溃 疡、出 血 等，甚 至 发 展 为 癌 症［６］。