有毒中藥毒效相關性基礎研究的意義與實踐.doc

有毒中藥毒效相關性基礎研究的意義與實踐彭成1，王昌恩2，林娜2（1.成都中醫(yī)藥大學藥學院，成都610075；2.國家自然科學基金委員會生命科學部，北京100085）摘要本文闡明了有毒中藥的概念，論述了有毒中藥毒效相關性基礎研究的意義，總結了有毒中藥毒效相關性基礎研究的現(xiàn)狀，尤其深入分析了國家自然科學基金委員會生命科學部通過面上項目、重點項目、重大研究計劃資助有毒中藥研究的實踐，為今后一段時間有毒中藥毒效相關性基礎研究提供了思路。關鍵詞有毒中藥；毒理學；藥理學；現(xiàn)狀有毒中藥是指藥性峻猛，對機體有毒性或副作用，安全劑量小，用之不當或藥量稍超常量，即可對機體產(chǎn)生危害的一類中藥；可分為傳統(tǒng)有毒中藥和現(xiàn)代有毒中藥兩類，傳統(tǒng)有毒中藥主要指川烏、草烏、附子、馬錢子、天南星、蒼耳子、黃藥子、半夏、砒霜、雄黃、硫磺、朱砂等傳統(tǒng)本草學著作中記載的毒性中藥，現(xiàn)代有毒中藥主要指馬兜鈴酸、千里光吡咯里西啶生物堿、魚腥草注射液等現(xiàn)代實驗研究發(fā)現(xiàn)的有毒藥物。有毒中藥，尤其是傳統(tǒng)有毒中藥性猛力強，取效甚捷，應用得當，療效卓著，故為歷代醫(yī)家所習用，但安全范圍窄，易出現(xiàn)毒性反應。因此，有毒中藥毒效相關性研究很有意義。故本文試圖對有毒中藥的概念、研究意義、研究現(xiàn)狀進行分析，為今后有毒中藥毒效相關性基礎研究提供思路。1.有毒中藥的毒效相關性基礎研究的意義1.1有毒中藥的毒效相關性基礎研究已成為中藥進入國際醫(yī)藥市場必須解決的關鍵問題歐美及東南亞各國非常重視藥品的有效性、安全性和可控性，其中對藥品三個特性中最有生命力的是有效性，最關心的是安全性。中藥的有效性和安全性是中醫(yī)藥優(yōu)勢特色的外在體現(xiàn)，既是中醫(yī)藥過去生存發(fā)展的基礎，也是中醫(yī)藥未來生存發(fā)展的根本，還是當前中醫(yī)藥現(xiàn)代化、國際化必須首要解決的基本問題。幾千年來，中醫(yī)藥學為中華民族的繁衍昌盛做出了巨大的貢獻?？梢哉f，數(shù)千年來的療效驗證和較好的安全性是中醫(yī)藥生存和發(fā)展的堅實基礎，也是其逐漸為世界人民接受的根本前提。其中，有毒中藥一般性猛力強，取效甚捷，應用得當，療效卓著，故為歷代醫(yī)家所習用，但其臨床應用安全范圍窄，易出現(xiàn)毒性反應。加之比利時中藥減肥事件、新加坡黃連事件、馬兜鈴酸事件、日本柴胡事件、英國千柏鼻炎片和復方蘆薈膠囊事件、魚腥草注射液事件、何首烏事件、巫丹事件等，嚴重影響中藥在國際市場的份額，中藥安全性研究已成為中藥國際化的技術壁壘，中藥有效性和安全性評價已經(jīng)成為國內(nèi)外關注的熱點。而中醫(yī)藥對有毒中藥的安全應用已有獨到的認識，中醫(yī)古籍和中藥主流本草中記載了許多“毒藥”、“毒性”、有毒中藥毒性分級（大毒、有毒、小毒）、藥材品種、藥材品質(zhì)、炮制制劑、劑量大小、給藥途徑、服藥方法、對證用藥、合理配伍、患者個體差異等方面的理論知識和臨床應用實踐，逐漸形成了中藥毒性理論和有效控制有毒中藥毒性的方法體系。但按照ICH的要求，進行有毒中藥的安全評價嚴重滯后，不良反應的科學監(jiān)測起步較晚，有毒中藥藥效作用和毒性反應的物質(zhì)基礎、作用原理尚未闡明，有毒中藥科學的應用規(guī)律尚未闡釋。因此，如何通過有毒中藥的研究，揭示有毒中藥與毒效相關的物質(zhì)基礎、作用原理和應用規(guī)律，建立符合國際規(guī)范的有毒中藥的有效性安全性評價模式，為中醫(yī)中藥控制有毒中藥的毒性而合理應用提供科學數(shù)據(jù)已成為中藥現(xiàn)代化、國際化必須解決的關鍵問題。1.2有毒中藥的毒效相關性基礎研究已成為中藥產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展亟待解決的重大問題中藥是我國最具民族文化特點和優(yōu)勢的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，也是國際醫(yī)藥，特別是植物藥、天然藥物的有機組成部分。2000年以來，中藥工業(yè)總產(chǎn)值以年均20以上的速度持續(xù)增長，2005全國中藥工業(yè)總產(chǎn)值實現(xiàn)1150億元人民幣，與2000相比增長了2.33倍；中藥出口從2000年的5.73億美元增加到2005的8.30億美元，增長了近45%；中藥產(chǎn)業(yè)的集中度顯著提高，全國中藥行業(yè)主要經(jīng)濟效益繼續(xù)向優(yōu)勢企業(yè)集中，已形成了一批中藥骨干企業(yè)和一批名牌產(chǎn)品，2005年，50強中藥企業(yè)集中了中藥工業(yè)58的銷售收入和69的利潤，有近60個中藥品種年銷售額超過億元，3家企業(yè)年銷售額超過50億元，15家企業(yè)年銷售超過10億元，100家企業(yè)年銷售額超1億元，中藥產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出規(guī)?；牧己脩B(tài)勢。在中藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，有毒中藥和有毒中藥組成的中成藥促進了中藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展。如，有毒中藥附子，組成上市成藥300多個，即有內(nèi)服制劑，又有外用制劑、注射劑，僅四川生產(chǎn)附子藥材和成藥及相關產(chǎn)品，年銷售額就近20億。目前，中藥行業(yè)正處于重要的發(fā)展機遇期，中藥產(chǎn)業(yè)作為我國的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)已經(jīng)納入了國民經(jīng)濟發(fā)展計劃，中藥相關產(chǎn)業(yè)已顯示出新型經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)的苗頭，這為中藥事業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。同時，現(xiàn)代醫(yī)學日新月異的發(fā)展，現(xiàn)代醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)競爭的加劇，無疑也對中藥未來的生存和發(fā)展提出了極為嚴峻的挑戰(zhàn)。面臨機遇與挑戰(zhàn)，能否充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢和特色，通過技術創(chuàng)新和多學科融合，構建適合中藥特點的研究技術平臺，尤其是如何繼承發(fā)展中醫(yī)藥的優(yōu)勢，積極探索有毒中藥的毒效相關性，構建現(xiàn)代有毒中藥毒效相關性研究關鍵技術平臺對于中藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可持續(xù)發(fā)展亟待解決的重大問題。2.國家自然科學基金資助有毒中藥的毒效相關性基礎研究的實踐2.1一般情況國家自然科學基金委員會生命科學部通過面上項目、重點項目、重大研究計劃資助有毒中藥研究的項目有65項，其中，面上項目62項，重點項目2項，重大研究計劃資助重點項目1項。研究對象設及傳統(tǒng)有毒中藥和現(xiàn)代有毒中藥，如川烏、草烏、附子、草烏葉、雪上一枝蒿、雷公藤、馬錢子、半夏、天南星、大戟、芫花、斑蝥、蟾酥、砒霜、雄黃、硫磺、朱砂、蒼耳子、黃藥子、紅花、麻黃、豨薟草、木通、防己、冰片、遠志、馬兜鈴酸、柴胡總皂苷、千里光吡咯里西啶生物堿、魚腥草注射液等。研究內(nèi)容包括有毒中藥物質(zhì)基礎、毒作用機制、解毒機理等方面的研究，如中藥蒼耳子的毒性物質(zhì)基礎及中毒機制研究、半夏刺激性毒性的物質(zhì)基礎及炮制解毒機理研究、雷公藤整體生物轉(zhuǎn)化脫毒及其藥理和化學成分的研究、基于代謝組學的千里光和歐洲千里光中吡咯里西啶生物堿的毒性比較、人參皂甙的生殖毒理學研究、含馬兜鈴酸中藥的腎毒性指標成分的判定及其分析測定研究、黃藥子配伍當歸后活性/毒性成分體內(nèi)吸收及代謝研究、朱砂在消化道中物種轉(zhuǎn)化與藥效毒性相關性研究、雷公藤配伍減毒物質(zhì)基礎及毒-效機理研究、柴胡總皂苷對大鼠體內(nèi)肝毒性的毒效相關性研究等。尤其重大研究計劃重點資助上海交通大學陳竺院士進行了“硫化砷與青黛聯(lián)合治療白血病的分子機理研究”，重點項目資助成都中醫(yī)藥大學彭成教授進行了“烏頭類有毒中藥安全性研究”、上海中醫(yī)藥大學王崢濤教授進行了“龍膽苦苷對肝毒吡咯里西啶生物堿所致肝損傷的保護作用及其分子機制”研究。陳竺院士、彭成教授的研究項目已經(jīng)結題，王崢濤教授的研究項目正在進行研究。2.2重點項目彭成教授負責的“烏頭類有毒中藥安全性研究”項目（30230410），主要取得三個方面的進展：（1）構建了有毒中藥安全性研究模式：對烏頭類有毒中藥（川烏、附子、草烏、草烏葉）的三個生品四個藥材五個炮制品種和20多個組分的物質(zhì)基礎進行了系統(tǒng)研究，建立了烏頭類有毒中藥的化學庫指紋譜；按照國際ICH的要求，結合本課題的具體實際，選用正常動物和模型動物，研究烏頭類有毒中藥的基礎毒性、安全藥理和毒代動力學，并在整體、組織、細胞和分子水平深入研究和揭示烏頭類有毒中藥毒作用機制，建立了烏頭類有毒中藥安全性評價模式；尤其在中醫(yī)藥理論指導下，系統(tǒng)研究了烏頭類有毒中藥依法炮制、對證用藥、合理配伍和不同給藥劑量、煎煮時間對烏頭類有毒中藥毒性反應、化學物質(zhì)和藥效作用的影響，建立了控制烏頭類有毒中藥的方法體系。通過系統(tǒng)研究烏頭類有毒中藥的化學信息、毒理信息、藥理信息，揭示其毒性成分、中毒機制、毒效關系、控毒方法，探索有毒中藥毒性成分和毒性反應的動態(tài)變化過程，從而提出并構建了有毒中藥“毒性物質(zhì)基礎毒作用機制控毒方法體系”的安全性評價模式。（2）建立了一系列有毒中藥毒性研究的新方法，應用HPLC-MS-MS聯(lián)用技術，對烏頭堿水解產(chǎn)物進行分析研究，確定了烏頭堿的水解方式和水解產(chǎn)物，建立了以代謝產(chǎn)物苯甲酸為指標的HPLC含量測定方法；應用量子化學理論和Hyperchem結構分析軟件，對烏頭堿的熱力學過程和構效關系進行了研究，建立了烏頭堿水解和熱力學變化方程式。先后創(chuàng)制了陽虛心衰動物模型、陽虛便秘動物模型、風寒濕痹關節(jié)炎動物模型，研究烏頭類有毒中藥對證用藥的毒性和藥效。先后應用組織培養(yǎng)、細胞分子生物學技術，建立了適合毒性中藥特點的體外篩選實驗方法，如心肌細胞、神經(jīng)細胞、睪丸支持細胞、肺細胞等體外細胞毒性實驗，慧星實驗，全胚胎培養(yǎng)技術、血清毒理學方法。應用基因芯片、蛋白芯片技術，研究了烏頭類有毒中藥毒性的Pathway。（3）發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、新機制：課題組在研究本項目時發(fā)現(xiàn)烏頭類有毒中藥中同時存在有毒組分和控毒組分。其有毒組分主要為酯性生物堿，毒性靶器官主要是心臟和神經(jīng)系統(tǒng)；其控毒組分主要是水溶性生物堿和多糖。烏頭有毒中藥的毒性組分為生物堿，主要是酯性生物堿，其中烏頭堿毒性最大。烏頭堿中毒的主要表現(xiàn)在神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)，突出表現(xiàn)為不同形式的心律失常，一般認為烏頭堿造成心律失常的機制主要是烏頭堿作用于心肌細胞鈉通道，使鈉通道持久開放，加速鈉離子內(nèi)流，促進心肌細胞膜去極化，誘發(fā)早博、心動過速甚至室顫。本項目應用基礎毒性試驗、細胞毒理試驗、細胞膜片鉗技術、基因芯片技術等研究發(fā)現(xiàn)，不僅心肌細胞鈉通道是烏頭堿毒作用的靶標，心肌細胞亞結構、酶、受體等也是毒作用的靶標，并且隨烏頭堿的劑量不同，毒作用的靶標隨之而變化12。王崢濤教授負責的“龍膽苦苷對肝毒吡咯里西啶生物堿所致肝損傷的保護作用及其分子機制”項目（30530840），對吡咯里西啶生物堿的急性毒性、肝細胞毒性、肝P450酶系代謝動力學、蛋白組學、代謝組學進行了研究，發(fā)現(xiàn)龍膽苦苷可通過降低吡咯里西啶生物堿所致膽汁酸升高而達到解毒作用34。2.3重大計劃陳竺院士負責的“硫化砷與青黛聯(lián)合治療白血病的分子機理研究”項目（90209007），旨在系統(tǒng)深入地研究硫化砷與其他藥物配伍協(xié)同作用治療急性早幼粒細胞白血病(APL)和慢性粒細胞性白血病(CML)的分子機制。研究發(fā)現(xiàn)中藥白血康有效成份硫化砷、靛玉紅和丹參酮A具有協(xié)同誘導APL細胞分化及周期阻滯的作用。三藥聯(lián)合能夠協(xié)同降解致病融合蛋白PML-RAR和癌蛋白C-MYC，并且顯著提高C/EBP家族成員和PU.1的蛋白水平。三藥還能夠顯著誘導砷通道蛋白AQP9的表達，并促進APL細胞的砷攝入，這可能是三藥協(xié)同作用機制之一。在CML細胞中，硫化砷和酪氨酸激酶抑制劑格列衛(wèi)能夠協(xié)同抑制細胞增殖和克隆形成能力，并通過線粒體通路誘導細胞凋亡。硫化砷能夠降解BCR-ABL，而格列衛(wèi)可以抑制BCR-ABL激酶活性，兩藥合用進一步降低了BCR-ABL的蛋白/激酶活性水平，這提示兩藥合用很有可能應用于臨床治療CML。在運用基因芯片和蛋白生物化學方法對砷劑和格列衛(wèi)誘導CML細胞凋亡機制的研究中發(fā)現(xiàn)，兩藥合用能夠更加有效的誘導內(nèi)源性、外源性以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激介導的細胞凋亡。本研究通過對硫化砷與其他藥物聯(lián)用的詳細分子機理的研究，探索建立了一套在整體水平上探討中藥方劑作用機理的技術和理論體系5。3.有毒中藥的毒效相關性基礎研究的思考通過對已結題項目進行回顧性分析和在研項目進行前瞻性研究，要解決目前有毒中藥的研究困難，不僅要對有毒中藥的物質(zhì)基礎和生物效應進行研究，更應對有毒中藥的毒效相關性和應用規(guī)律進行研究。在今后一段相當長的時間內(nèi)，應選擇有代表性的常用有毒中藥作為研究對象，研究其物質(zhì)基礎、生物效應和應用規(guī)律，闡明反應有毒中藥藥效與毒性相關的物質(zhì)基礎和作用原理，揭示有毒中藥的科學內(nèi)涵，為臨床安全有效應用和中藥產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學支撐和理論依據(jù)。建議從三個方面開展工作：（1）針對中藥毒效物質(zhì)的復雜性，應用現(xiàn)代化學提取、分離、純化手段，制備研究樣品的標準提取物、藥用部位和毒效成分。并應用RI、TLC、HPLC、GC、CE、UV、HPLC-MS、GC-MS等現(xiàn)代化學分析技術，研究有毒中藥毒性物質(zhì)、藥效物質(zhì)的表征，以及相互間的關系，為制定國家標準與國際標準提供科學依據(jù)。（2）根據(jù)研究對象毒效的情況，選擇不同狀態(tài)、不同層次的模型，研究其基礎毒性、藥效作用、體內(nèi)過程、發(fā)生機制，以及量-時-效-毒之間的關系，從而揭示有毒中藥的作用原理。（3）根據(jù)中醫(yī)藥特有的理論，應用現(xiàn)代多學科的手段，系統(tǒng)研究有毒中藥加工、炮制、制劑、配伍、辨證、用法、用量等對有毒中藥毒性反應、化學物質(zhì)和藥效作用的影響，揭示有毒中藥增效解毒的應用規(guī)律，為臨床合理用藥提供科學