关于中药四性物质基础研究技术路线的讨论

焦
点论坛
关于中药四性物质基础研究技术路线的讨论
王振国,王　鹏,欧阳兵
山东中医药大学　济南　250014
基金项目:教育部高校博士学科点专项基金资助课题(No :20050441006)
Fund project :Task supported by special fund of Doc.science station in colleges of educational dep.(No :20050441006)
作者介绍:王振国,山东中医药大学教授,博士生导师,中华中医药学会文献分会常务委员。

摘要:认为进行中药四性物质基础研究可按如下技术路线开展工作。

文献研究(系统梳理中药四性理论体系,科学界定中药四性属性)→药材基源性状研究(界定标准药材,探寻与四性属性相关的因素及其规律性)→成分系统分析(明确个药基础物质成分)→成分种类、数量、存在形式研究(寻找基础物质成分种类、数量、存在形式与四性属性的相关性规律)→组合药靶模型作用机制分析(以功效相近、四性属性相同的药物组成一类药组,针对主要功效选取观察靶点,制备药靶模型,研究与四性属性可能相关的基础成分作用机制)→数据处理→文献研究(分析评价药性界定依据)→模型验证(评价药性界定依据的科学性)。

关键词:中药;四性;药性物质基础;技术路线
中图分类号:R28511　文献标识码:A 文章编号:100525509(2006)022*******
Discussion on R esearch T echnology about the Material B asis of 4N atures of Chinese Drugs Wang Zhenguo ,Wang Peng ,Ouyang Bin S han don g U ni versit y of T CM ,J i ’nan (250014)
Abstract :The article views that the study on the material basis of 4natures of Chinese drugs can be made with the following technological line :documentary research (systemically reorganize 42nature theoretic system of Chinese drugs ,scientifically define the individual nature )ϖresearch on the origin of medicinal materials (define standard of medicinal materials ,seek the elements and rules related with the 4natures )ϖanalysis on component system (define material component of individual drug )ϖresearch on component variety ,amount and existing form (seek the relative rule between four natures and the variety ,amount and existing form of basic material component )ϖanalysis on the functional mechanism of compound drug target model (group the drugs of samiliar function ,same nature ,select and observe the target pointing to main function ,make drug target model ,study the functional mechanism of basic compo 2nent related to 4natures )ϖdeal with data ϖdocumentary research (analyse and appraise drug nature foundation )ϖmodel test (appraise the science of drug nature definition base ).
K ey w ords :Chinese drug ;four nat ures ,material basis ;technological line
开展中药四性物质基础研究工作,主要目的就是要阐明药性寒热的物质基础,找出能客观界定中药药性的方法,为合理诠释中药药性理论的科学内涵,有效扩充中药药源,正确指导中医临床实践提供理论依据。

确立一项科研工作的技术路线,首先要明确具体研究过程中必须要解决的核心问题。

把要解决的相关问题找出来,根据客观研究过程的先后顺序有次序地加以排列,然后选取相关的技术手段和研究方法开展研究,把这种技术性研究工作有机地整合在一起,就是所谓的技术路线。

具体到中药四性物质基础研究,其科学可行的技术路线又应该是什么样的呢。

以下试就此问题作一讨论。

1　科学界定中药四性属性是进行中药四性物质基
础研究的首要环节
进行中药四性的物质基础研究,工作的起点便是科学界定每味中药客观的四性属性,这一工作必须也只有通过系统的文献研究才能完成。

归根结
底,中药的四性属性是前人在长期医疗实践过程中,对药物各种性能及其疗效的了解与认识的不断深化,进而加以概括和总结,逐步形成的,是由经验上升为理论的科学模式形成过程。

要想验证经验科学所形成的结论的正确性,必须回到经验科学的原始材料中去,对其进行系统梳理和整合。

对于中药四性物质基础研究来说,文献研究工作涉及到研究的开始和末尾两个阶段。

开始阶段是在扎实的文献研究基础上,从历代本草学著作所记述的纷繁的药性理论和药性标识中,理出中医药学科学的四性理论思想体系,并确立起个药科学合理的四性标识。

末尾阶段的文献研究工作同样重要。

针对研究过程中形成的大量文献资料,进行数学科学和生物信息学方面的科学化处理固然重要,但从理论研究和整体性把握层面来说,文献研究工作是不可或缺的。

在中医药学理论指导下,从庞杂的科学文献入手,阐明现代中药药性理论,特别是系统阐明中药寒热药性
王振国,等:　关于中药四性物质基础研究技术路线的讨论的现代认知和辨别依据,对研究资料进行规律性把
握和系统梳理的工作最终还是要通过文献研究来完
成。

文献研究工作同样具有整理、继承知识和创新、
发展知识这两大任务和功能。

例如,俄国化学家门
捷列夫的早期研究工作并非进行实验研究,他只是
对别人已经发现的化学元素研究成果进行了符合化
学科学理论规律的文献研究与分析,从而发现并提
出了元素周期律理论[1]。

文献研究对于科学研究的
重要性,由此可见一斑。

而以往的中药四性物质基
础研究工作,从技术路线上讲,多数均忽视了文献研
究这一环节,从而导致研究工作根基不固,至于所形
成的所谓的研究成果,其科学性也就大打折扣了。

2　中药基源性状对四性属性的影响
药材的基源性状主要包括物种、生存环境、采收
时间、入药部位、大小、形状、颜色、质地等方面。

在
物种研究方面,中药品种繁多,物种混淆现象时有发
生,对合理界定中药的四性属性产生了严重影响。

如中药石斛有20多种植物来源,其中大多是兰科石
斛属植物,少数是同科金石斛属植物,各种植物的化
学成分和现代药理作用差别极大,但中医均入药,统
名石斛,且从中医功效角度来说功用相近。

再如生
存环境方面,无论是植物药还是动物药,均具有相对
固定的自然生长环境,不同环境的土壤、水质、气候、
日照、生物分布等对药物,特别是植物药内在成分质
和量的影响很大,同一种植物,因产地不同,所含有
效成分也不完全相同,药理作用存在差异。

如将我
国各地产的常山进行生物碱含量测定,最高含量和
最低含量间相差竟达4倍,统计学处理显示具有极
显著性差异[2]。

可见,药材的基源性状可以对药物
的四性属性产生不同程度的影响,这一点是确定无
疑的,所以,研究中药四性的物质基础必须开展药材
的基源性状研究。

3　中药物质成分系统分析
进行中药四性的物质基础研究,主要要解决的
问题是不同药性药物到底影响机体的哪些生理、病
理指标,呈现寒性和热性作用的化合物或其类型到
底有哪些。

而所有这些工作的前提,首先是明确中
药的基础物质成分。

中药固有成分的系统分析研究
是揭示中药四性物质基础的关键性环节之一。

而对
中药固有成分的研究关键是分析分离技术的发展、
选择和运用。

当前,对中药有效成分的研究存在着
大量遗漏,单一方法研究不可能说明中药全部有效
成分,即使是被认为无效的成分,多数也不能确证其
是否真正无效。

所以,广泛深入筛选已成为中药四
性物质基础研究面临的重要课题。

一般而言,对单
味药材的化学成分进行研究,多数学者采用提取→
粗分离(不同极性部分)→分离(活性部分)→单体结
构鉴定这样一条技术路线。

在此,我们建议选用高
通量药物成分筛选技术和智能多模式多柱色谱系统
开展此项研究。

高通量药物筛选(High t hroughp ut screening)
是近年发展起来的药物成分筛选新技术,由自动化
操作系统、高灵敏度检测系统、分子细胞水平的高特
异性体外筛选模型、样品库、数据采集传输处理系统
五个主要部分组成,此外,还有计算机辅助设计、组
合化学、高效天然化合物提取方法等辅助系统[3]。

高通量筛选技术在中药四性物质基础研究中的应
用,至少可以解决以下两方面的技术问题。

一是对
中药成分进行大规模的生物活性筛选,二是可在分
子和细胞水平开展研究。

如分析用生物芯片便可给
中药四性物质基础研究带来极大便利。

研究者可以
根据中药不同化学成分的分离条件,设计中药不同
成分提取、分离、鉴定的中药分析用生物芯片,如可
以设计分离生物碱的芯片、分离酮类化合物芯片等,
同时,也可以设计同时分离筛选生物碱、酮类、皂苷
等成分的综合分析芯片。

智能多模式多柱色谱系统(IMMCC)也是近年
发展起来的新型成分分析分离技术,包括液相色谱、
气相色谱、毛细管电泳和其他联用技术,通过计算机
整合操作,是一种智能、统一的分析方法[5]。

当前,
对于中药中已知化合物的对照品仍不多,而且其中
大多用于薄层色谱(TL C)分析,用于高效液相色谱
(HPL C)的只占少数,同时,作为高效液相色谱的对
照品中,有很多还需要进一步提纯。

对于多种分析
模式来说,每一种分析方法只适合一类或几类成分,
如气相色谱(GC)只适于分析易挥发成分、毛细管电
泳分析法(CE)只适于分析大分子化合物等,所以,对
中药多种有效成分的分析,任何单模式、单柱色谱系
统均无法独自完成。

而利用智能多模式多柱色谱系
统及其联用技术便可很好地解决这一难题。

利用不
同色谱模式、不同柱对药物成分或组分的选择性、互
补性,可以完成单模式、单柱色谱系统不能解决的分
离问题。

4　中药基础物质成分种类、数量、存在形式研究
中药药性必有其物质基础存在。

要想对中药四
性的物质基础进行深入研究,必须首先从研究中药
基础成分入手。

但是,在传统的四性物质基础研究
工作中,不论是对原生物质的研究,还是对次生物质
的研究,主要从量效关系入手,较少开展基础成分种
类、存在形式研究,导致研究结果简单粗糙,亦此亦
王
振国,等
:
　关于中药四性物质基础研究技术路线的讨论
彼,难下定论。

例如,有学者[6]用原子吸收光谱法检测了100种生药的15种无机元素含量,采用逐步判别分析方法分析15种无机元素含量与药性间的关系。

并按其含量建立判别中药四性的数学模型并以此判别其它中药四性属性。

此种研究的不足之处是忽视了药物四性属性与基础成分间存在剂量依赖与非剂量依赖两种形式,同时,无机元素存在有机态和无机态两种状态,有机态微量元素比无机态微量元素吸收代谢更好。

因此,从客观的角度来说,研究某种成分与药性的相关性,主要并不是从量效角度出发,更主要的应是从存在状态、吸收和代谢角度进行研究。

比如以无机态独立存在于某些中药中的微量元素锌与以葡萄糖酸锌、硫酸锌等有机态存在于某些中药中的微量元素锌相比,后者是机体锌吸收和代谢的主要方式。

有学者[7]先后以含锰量基本相当的淫羊藿和大青叶为试材,对两种药物中所含微量锰在兔体内的吸收代谢善进行24h 血药浓度监测,采用高灵敏的催化动力学荧光法进行微量锰的测定,同时,运用中国药理学会数学药理专业委员会制定的实用药代动力学计算程序进行数据处理,结果表明,淫羊藿中锰较大青叶中锰吸收快,其速率是大青叶的3倍;同时消除速率是大青叶的1/3,血药峰值浓度是大青叶的3倍。

可见,淫羊藿中锰较大青叶中锰易被兔体吸收,在体内维持时间长,血药峰浓度和生物种用度均高。

这是由于淫羊藿中锰与其他有效成分络合成络合态,因而具有缓释作用。

而两种中药一种属辛温性的壮阳药,一种属苦寒性的解表药,药性属性差异巨大。

由此可见,进行中药四性的物质基础研究工作,在对中药物质成分进行系统分析研究的基础上,必须开展中药基础物质成分的种类、数量、存在形式研究,探求其是否与四性属性存在相关性,存在何种相关性,虽然不能唯成分论,但此种形式的基础成分研究必不可少。

5　组合药靶模型作用机制研究
对于中药材基础成分而言,成分种类与数量的测定并不是难事,特别是对于植物药和矿物药而言。

如植物药,可以将原生物质分类为蛋白质、氨基酸、单糖、多糖、有机酸、鞣质、脂酸与脂肪油等,同时将次生物质分为生物碱类、苷类、醌类、黄酮类、苯丙素酚类、萜类、强心苷类、皂苷类等。

以往的研究多次证明,从物质成分的种类和数量上开展研究,同类药物,如花类、果实类、香味药、清热药等,可以找到一些共性的东西,但若将解表药与止血药中的寒性与热性药,或将花类与根茎类药中的寒性与热性药放在一起综合研究的话,即使想理出一个能对过半数
中药有分类作用的所谓的规律也是十分困难的。

这种研究与归经研究有“异曲同工”之处,虽然成分研究必不可少,但不能唯成分论,如果在“系统梳理”后,将确定具有归肝经的中药放在一起,测定其物质成分,理出一般规律后,便按此规律衡量其它药物是否归肝经,这肯定是行不通的,四性的物质基础研究也是如此。

多年来,多数学者喜欢从定量分析角度开展中药四性的物质基础研究,一个重要的因素是相对于定性分析来说,工作好开展,结果出的快,所谓的规律性总结容易提取。

但是,中药寒热药性是由药物作用于人体所产生的不同反应和所获得的不同疗效总结而来的,外在的原形物质的单纯定量分析析出的物质成分,有的可能不是真正对四性属性起决定性影响的成分,还有可能有些对四性属性起决定性影响的成分不能单靠定量分析析出,而只能靠定性分析才能析出,这些成分均包括在原形物质成分当中。

所以,在研究中药材基础物质成分种类、数量、存在形式与四性相关性之后,必须进行成分作用对机体影响的相关性研究,从技术路线来说,这是进行中药四性物质基础研究不可缺少的关键环节之一。

从根本意义上讲,决定一种中药是寒性还是热性主要不在于哪一种或哪几种物质成分的种类与数量的多少,更主要的是这一种或几种主要成分在机体内起到了什么样的调节功效,也就是说,对寒证和热证能不能起到调节作用,起到什么程度的调节作用。

中药的起效机制重点在于整体调节,是有主次的多靶点、有机的整体协同调理[8]。

药性寒热是从药物作用于机体所发生的反应概括出来的,是与所治疾病的寒热性质相对应的,药性寒热与药物功效是共性与个性,抽象与具体的关系。

药性寒热与中医学八纲辨证中的寒热相对应,是高层次上的抽象,用以说明药物的具体作用。

但是,药性寒热也只是从特定角度概括药物作用性质,它只反映药物作用性质的一个侧面,并非所有方面,如体现药性本质特征的还有升降浮沉、归经等。

所以,在进行中药四性物质基础研究时,要注重有目的、有选择地选取能反映寒热本质变化的药效学指标进行组合药靶模型相关性作用机制研究。

组合药靶模型的建模原理我们已另文予以专题讨论,本文在此只作概括性说明。

理论上讲,相同药性属性的中药应该具有基本相同的能反应药性本质的“药效谱”。

请注意,本文所提“药效谱”与平时所说药物功效意义不同,它是代指能反映某一大类别具有相同或相近功效中药药性属性的功能作用集合。

反过来,“药效谱”即可作为中
焦点论坛药分类和确定某一中药药性的依据。

所以,“药效
谱”应是现代中药四性物质基础研究重点寻求的主
攻方向之一,研究“药效谱”可使中药药性具体化、科
学化和现代化,“药效谱”与中医临床的证相呼应,故
而可以根据每味中药具体明确的各具特点的“药效
谱”,用于中医临床相应证的治疗[9]。

组合药靶模型
可按如下方法制备,首先,将寒热属性相同的药物,
按功效相近的原则分为不同组分,以功效作用部位
为观察靶点,选取相应指标进行研究观察。

药效学
指标的选取决定着研究的成败,指标要与药物的功
能主治和临床用药目的相一致,并且应明确易测、特
异性好、灵敏度高、重复性好、个体差异小。

在对中
药四性属性进行组合药靶模型研究时,可以按如上
原则选取相应指标,有针对性地展开研究。

如神经
系统可选取多巴胺(DA)、多巴胺-β-羟化酶
(DβH)、肾上腺素(A)、去甲肾上腺素(N E)、5-羟色
胺(5-H T)、儿茶酚胺类物质(CAS)、自主神经平衡
指数等;能量代谢领域可选取组织耗氧量、糖原分解
量、饮水量、体温、直肠温度、炎症、离体回肠对乙醚
胆碱的反应率、基础代谢率等;内分泌系统可选取血
清促甲状腺素(TSH)、血清促黄体生成素(L H)、17
-皮质类固醇(17-O HCS)、促肾上腺皮质激素
(ACT H)、促性腺激素释放因子(L R H)、甲状腺素、
动情周期等。

对前列腺素和环核苷酸的影响可选取
尿中CAS和cAM P排出量、P GE2/P GF2A比值、
cAM P/c GM P比值等。

6　研究数据的处理分析
在进行中药四性物质基础研究过程中,技术路
线中的一个重要环节即是充分运用数学科学及信息
生物学技术(如多元统计、模式识别、集成处理、聚类
分析、神经元计算等)构建中药数据分析与规律发现
平台。

例如,对于实验研究分析数据的处理、药理实
验数据的处理、药效物质的发现等方面,对所收集到
的化学物质系统特征的大规模数据及信息进行多元
统计分析,可将隐没在大规模原始数据中的重要信
息和特征集中提取出来,揭示复杂高维化学与生物
数据群体的内在规律性,辨识中药化学组成的本质
特征,掌握中药化学物质系统组成及各药有效成分
间的相关性[10]。

中药四性物质基础研究工作的首要
任务是如何辨识中药化学物质体系,而其中最基本
的问题便是辨识构成该物质体系的各化学组成部分
及化学结构;其深层问题是辨识所考察物质体系的
药效性能、类别属性及其相互关系。

前者是化学物
质的定性定量分析问题,后者则是化学与生物模式
识别问题。

完成这些工作,仅靠仪器进行数据采集
和计算辨析是不够的,还需要对化学与生物信息进
行智能处理和相关性分析。

因此,除数学科学技术
外,信息生物学技术也是进行中药四性物质基础研
究必不可少的重要工具。

信息生物学技术的主要特
点是,采用非模型化分析手段,可有效地辨识系统的
重要变量和影响系统的主要因素,以合理的模型来
刻划系统中变量的内在联系或判断数据点的总体特
性及其类别归属,实现高维数据集合的降维处理,从
而完成复杂数据的因果联系识别和内在规律性的提
取描述。

7　中药四性物质基础研究可行的技术路线
归纳起来,我们认为,进行中药四性物质基础研
究可按如下技术路线开展工作。

文献研究(系统梳
理中药四性理论体系,科学界定个药四性属性)→药
材基源性状研究(界定标准药材,探寻与四性属性相
关的因素及其规律性)→成分系统分析(明确个药基
础物质成分)→成分种类、数量、存在形式研究(寻找
基础物质成分种类、含量、存在形式与四性属性的相
关性规律)→组合药靶模型作用机制分析(以功效相
近、四性属性相同的药物组成一类药组,针对主要功
效选取观察靶点,制备药靶模型,研究与四性属性可
能相关的基础成分作用机制)→数据处理→文献研
究(分析评价药性界定依据)→模型验证(评价药性
界定依据的科学性)。

参考文献:
[1]　宋健.现代科学技术基础知识[M].北京:科学出版社,
2000:7.
[2]　沈映君.中药药理学[M].上海:上海科学技术出版社,
1999:12.
[3]　杜冠华.高通量药物筛选与中药现代化研究[J].中成
药,1999,21(5):268.
[4]　徐砚通,王钊.后基因组时代的中药现代化研究[J].中
国中医基础医学杂志,2001,7(2):18.
[5]　肖红斌,梁鑫淼,卢佩章,等.中药复方分析新方法及其
应用[J].科学通报,1999,44(6):588.
[6]　陈和利,冯江,孙龙川,等.100种中药的四性与15种无
机元素含量关系的研究[J].微量元素与健康研究,
1996,13(4):33.
[7]　庞志功,汪宝琪,曹治权.中药中微量元素存在状态与活
性关系的探讨[J].西北药学杂志,1994,9(5):233.
[8]　万德光,刘友平.中药现代化研究思路探析[J].中国药
业,1999,8(9):30.
[9]　张明发,沈雅琴,朱自平,等.辛温(热)合归脾胃经中药药性
研究四———镇痛作用[J].中药药理与临床,1996,(4):1.
[10]程翼宇,瞿海斌.信息技术在中药现代化研究中的应用
及发展[J].世界科学技术,2002,4(3):37.
(收稿日期　2005212201)。