组分中药的配比优化方法及应用进展

肖纯+刘姗姗+向彬+李秀芳

摘要：组分中药是创新中药研究的新模式，合理应用组分中药的配比优化方法是组分中药开发过程中的关键一步，如何更加快捷地获得中药组分的最佳配比，是目前组分中药研究的重点。本文总结了近10年来组分中药的配比优选方法及在中药现代化研究中的应用进展情况，深入分析了组分中药的现代内涵及意义，以期为组分中药研究人员进行研究方法的选择提供参考。

关键词：组分中药；配比；方法；应用

中图分类号：R28文献标志码：A文章编号：1007-2349（2017）06-0082-03

近年來对中药及天然药物的研究，大多采用追踪分离活性成分的方法[1，2]，获得的成分越来越多，机制研究也越来越深入。然而，中药各组分彼此分离后，各组分对复杂整体药效的贡献作用不同，组分间是否存在协同作用或拮抗作用也不清晰，无法展现中药的整体思想，也难以反映其整体辨证施治的优势所在[3，4]。越来越多的植物化学和药理研究表明，中药的药效常常不是由单一的活性成分来发挥，而是多种活性成分及其综合效应的结果。例如单味用药的中药银杏，它包含了银杏黄酮、银杏萜内酯类化合物等多类成分，其发挥疗效是一种整体的有序的协同作用[5，6]，由此提出了“组分中药”的概念。组分中药的出现简化了中药的多成分论，为研究中药复杂的药效物质基础提供了新的思路和方法[7]。随着中药研究的不断发展，王永炎、张伯礼两位院士领导申报获得了我国中医药界第一个973项目“中药复方物质基础和作用机理相关性基础研究”，提出并确定了以组分配伍的思路来研究现代化中药[8]，这种思路突破了原先以临床经验积累为主的中药研究的新模式，在近20年的科研工作中得到迅猛发展。组分中药的配比优化是组分中药研究的重要内容，如何对各个有效成分进行组合、量化以获得目标效应上的最佳配伍配比是研究开发过程中的关键一步。本文对组分中药的基本概念、配比的优化方法及应用进行了梳理。

1组分中药的概念

组分中药是以临床疗效确切的传统经方为主要研究对象，去除药材中的无效和有毒成分，保留有效成分，对各类有效组分进行组合构成的复方药物，其有效性已有大量临床应用背景作为依据，并且在对有效成分的组合配比筛选过程中，加强了对特定病症的针对性活性筛选，进一步为组分中药后续的药效学成药性及安全性成药性研究奠定了基础。与化学药物筛选所不同的是，化学药物的筛选是以化学原料为基础，通过合成、分离提取、化学修饰等方式处理获得的候选药物，因此，组分中药与化学药物的内涵不同，层次不同，但它们也有相似之处，尤其是化学药物的制剂标准是中医药研究者工作时可以学习的地方，由此可见，组分中药具有现代药学的先进性与中医药组分联合用药的传统性的双重特点[9]。

组分中药可来源于单味中药的有效成分组合，也可从中药复方中进行筛选。其中单味中药研究较多，现阶段多采取先分离提取有效成分，再对这些有效成分进行活性筛选，确定有效成分后，对有效成分进行优化配比，形成组分中药。施亚婷等[10]对鲜蒲公英中分离出的3种有效成分（鲜蒲公英多糖、酚酸、黄酮）的组分配比抗乙肝病毒作用进行了研究，结果显示3种组分配伍的优化组合体外抗乙肝病毒的作用强于其中的单个组分。从复方中筛选组分中药是将2种或多种中药的有效成分提取出来，在中医药理论指导下，将有效组分进行组方并制备成复方中药制剂[11]。一般采取多种指标对复方组分中药的活性进行评估，以全面的反映最佳配比的药效。王庆国等[12]对清开灵注射液原配方运用拆方-组方的方式，筛选出黄芩苷、栀子苷、胆酸、去氧胆酸4种单体化合物优化配比组合后制成精制清开灵注射液，不仅明确特定的适应症，更实现了质量可控，同时综合各组分的药性研究，在较短时间内找到整个组方的药效物质基础。崔东琦[13]对通脉方中各单味药的有效成分进行最佳配伍筛选及优化，研究配伍前后以及不同配伍比例对体内药动学的影响，结果表明最佳配伍效果优于原方配伍。

2组分中药配比优化方法及应用

2.1正交设计法正交设计法[14]是利用正交表来研究和处理多因素试验的一种优化方法。正交表[15]具有均衡分散性、整齐可比性的特点，保证了试验条件均衡地分散在配合完全的水平组合中，且在各个水平的效果之中，最大限度地排除了其他因素的干扰，因此代表性强，能够比较全面地反映选优区内的基本情况，能最有效地对其进行比较。通过正交设计，可以估计出因素的主效应，有时也能估计出它们的交互效应。在进行正交试验设计时要尽量多考察因素、水平，通过反复调优试验，以获得最优方案。毕蕾等[16]采用正交设计法优选丹参-人参活性组分抗肝癌组合，与传统丹参-人参药对配伍比较，具有组分清楚、疗效优越的特点。这种高效率、快速、经济的正交设计法是优化配比筛选中应用最为广泛的方法，此法适用于因素水平不多，试验范围不大的配比筛选[17]。

2.2均匀设计法均匀设计法是继华罗庚教授60年代倡导、普及的优选法和在国内普及推广的正交法之后，由我国数理统计学者在70年代末建立的数学模型，是统计试验设计的方法之一。均匀设计法[18]是对多因素、多水平试验的设计方法，其特点是实验点在试验范围内均匀散布，进行部分试验即可基本上反映全面情况的试验结果，因此试验次数少。按均匀设计原则，水平数应大于等于因素数2倍，根据方剂中中药的现代药理研究作用，确定药效作用较强的中药和较次的中药，药效作用较强的中药水平数的设定可多一些，分析结果通常要采用回归分析或逐步回归的方法，适用于多因素多水平实验[17]。李红山等[19]采用均匀设计法“5因素10水平”设计实验，选择主要筛选指标并经多元回归分析组合成分的最佳配比，证实了均匀设计法在组分中药配比优化研究中具有重要的实际应用价值。

2.3因果关系发现设计法“活性追踪”是目前中药活性物质基础研究最常用的方法之一，该研究方法仅对药效活性最强的组分进行分离和筛选，简化了研究对象，忽视了中药作用的复杂性、整体性和系统性特点，所以在研究过程中，会出现“活性丢失”现象，即分离组分纯度越高，活性越低等。因果关系发现设计法克服了以上问题。该方法[20]强调事物发生的因果关系，将复方分离出若干有效成分，对其中的化学成分进行分析并重新配伍组合，选择特定的药效学指标，以各个组合的配比为自变量，药物作用为因变量，最后通过因果关系发现STEPCARD算法，从初始自变量的范围中找到与因果关系相邻的因变量，确定关键的药效组分并研发现代中药。董雁适[21]采用因果关系发现设计法对中药川芎的化学成分和药效数据的分析，识别出了一组包括川芎嗪在内的有效组分，证明了该方法的可行性。

2.4基線等比增减设计法基线等比增减设计法[22]适用于组效关系明确、中药小复方优化筛选的设计。其特征为[23]：A、B 两种药物在总量恒定的前提下，以《中国药典》记载的配比为基线，其间A药含量以10～30%递减，B 药含量以10～30%递增或者B药含量以10～30%递减，A药含量以10～30%递增向两侧扩展，最后扩大到极点，两侧极点分别为单纯A药和单纯B药。以A、B 两种药物若干种配比分组，根据研究目的以两药主要效应和次要效应为评价指标，强化主效应，兼顾次效应。通过综合信息分析，可靠性好，信息处理空间大，实验次数相对较少。其缺点是适用范围狭窄，只用于效应明确，含有2种药物（组分）的中药小复方。王霜等[24]采用基线等比增减设计法，以药典中记载葛根和黄连的比例为基线向两侧扩展，最后达最大点，从中优选出最佳配比，结果表明最优配比抗消渴药效明确，优于单味药。

2.5ED-NM-MO三联法模式ED-NM-MO三联法模式[25]即实验设计-非线性建模-多目标优化三联法模型，是对中药复方组分进行优化配比的方法，根据（ED-NM-MO）三联法的优化结果，采用直接选择法和归一化加权选择法分析，即可提供不同药效指标对应下的最优解。（ED-NM-MO）三联法模式具有非线性拟合能力，能实现多个药效指标的多目标优化，符合中药复方的多靶点整合调节作用的特点，适合复方多饮片、多组分多成分药物。王睿等[25]运用此法对丹参-三七的配伍进行了优化研究，它可根据药效指标的不同而得到不同的配伍结果，因此实验设计-非线性建模-多目标优化（ED-NM-MO）三联法模式是适合中药复方复杂特征的剂量配比的方法。

2.6Box-Behnken 响应曲面设计法Box-Behnken 响应曲面设计法是通过对实验数据分析并拟合因素和效应值之间的函数关系，通过回归方程分析来寻求最优值，并能对各效应因子间的交互作用关系进行评价，是解决多变量问题的一种统计方法[26，27]。Box-Behnken 响应曲面设计法具有筛选高效、预测准确等优势，适用于组分中药组方的筛选与优化配比。邱玲玲等[28]采用 Box-Behnken 响应曲面设计法，对双黄连注射液中主要指标成分进行抑制流感病毒神经氨酸酶活性筛选，预测组合成分的最佳配比，结果表明预测组分最佳配比其NA活性抑制作用强于原处方，说明此法具有可行性和科学性。

2.7权重配方法权重配方法是利用优化或者拉丁方设计和均匀设计原理，根据各组分在复方中的量效关系，确定其重要程度，并规范实验设计，调整比例，配伍优化，从而建立的数据分析法。葛迎利等[29]采用权重配方法，以多种有效组分配伍进行实验干预，得到的最佳配比疗效确切，说明运用权重配方法具有可靠性，适用于多组分、多剂量、多比例的组分中药配比优化研究。

3展望

中药有效组分优化配比与中药现代化研究的理念相吻合，通过对中药有效组分优化配比的研究，能够更好的发挥中药整体效应的特点和优势，也为创新药物的研究提供了一种新的研究思路。组分中药配比优化设计研究有多种可被选取的方法，每种方法各有优势，也还存在一些不足，因此，在研究中应根据不同药物或方剂的特点，结合研究方法的优缺点选择适宜的研究方法，合理应用“组分中药”配比筛选方法，更快更好的得到最佳配比组合，能大大提高有效组合成分研究的目的性和针对性，增强临床疗效，这将是一种继承并发扬中医药理论的创新研究模式，也是中医药现代研究的重要途径之一，对新药二次开发也将产生重要意义。

参考文献：

[1]齐炼文，周建良，郝海平，等.基于中医药特点的中药体内外药效物质组生物_化学集成表征新方法[J].中国医科大学学报，2010，41（3）：195-202.

[2]王艳萍，丰加涛，金郁，等.中药物质基础研究的思路与方法[J].中国天然药物，2009，7（1）：13-18.

[3]张威，刘嘉，杨海军，等.多组分中药整体性质的表征研究概述[J].中医药信息，2015，32（2）：125-127.

[4]王毅.现代中药创制设计方法学及关键技术研究[D].浙江大学博士学位论文，2007.

[5]Zhu W，Chen G，Hu L，et al.QSAR analyses on ginkgolides and their analogues using CoMFA，CoMSIA，and HQSAR[J].Bioorganic & medicinal chemistry，2005，13（2）：313-322.

[6]Wagner H，Ulrich-Merzenich G.Synergy research：approaching a new generation of phytopharmaceuticals[J].Phytomedicine：international journal of phytotherapy and phytopharmacology，2009，16（2-3）：97-110.

[7]刘丹，贾晓斌.中药组分_相关研究的发展现状分析及探讨[J].中国中药杂志，2014，39（2）：171-174.

[8]张伯礼，王永炎，商洪才.组分配伍研制现代中药的理论和方法[J].继续医学教育，2006，20（19）：89-91.

[9]岳广欣，刘丽梅，柏冬，等.“组分中药”药理研究内容和特点述评[J].中国中医药信息杂志，2015，22（3）：121-126.

[10]施亚婷.鲜蒲公英抗乙肝病毒物质基础研究[D].江苏大学硕士论文，2013.

[11]叶祖光.中药复方与组分中药[J].中国新药杂志，2011，20（16）：1487-1489.

[12]程发峰，王庆国.浅谈名优中药二次开发的思路和途径_兼析精制清开灵注射液的研发思路[J].北京中医药大学学报，2010，33（5）：300-303.

[13]崔东琦.通脉方组分中药的配伍机理研究[D].黑龙江中医药大学硕士论文，2015.

[14]闫路娜，李敏，陈丽星，等.正交法在生物化学设计性实验教学中的应用[J].广州化工，2013，21：156-158.

[15]程敬丽，郑敏，楼建晴.常见的试验优化设计方法对比[J].实验室研究与探索，2012，31（7）：7-11.

[16]毕蕾，颜晓静，杨烨，等.正交设计优选丹参-人参组分抗肝癌配伍研究[J].中国实验方剂学杂志，2015，21（13）：82-86.

[17]苗明三，马瑞娟，魏荣瑞，等.组分中药配比研究方法及思考[J].河南大学学报（医学版），2011，30（1）：1-5.

[18]张静宇，年莉，尹进.方剂配伍实验研究方法概述[J].中医杂志，2015，56（6）：526-530.

[19]李红山，朱德东，郑南红，等.基于均匀设计的防治非酒精性脂肪肝中药有效组分复方研究[J].中华中医药学刊，2014，32（10）：2497-2500.

[20]苗明三，马霄，王灿.中药有效组分配伍研究的探讨[J].中药新药与临床药理，2009，20（5）：487-490.

[21]董雁适.基于因果关系发现的关键化学组分辨识方法[J].上海交通大学学报，2005，39（10）：1668-1671.

[22]嚴红梅，陈小云，张振海，等.基于中药组分和“组分结构”理论的中药研究模式的探讨[J].中草药，2015，46（8）：1103-1110.

[23]杨金果，李珩，李运伦.中药有效组分配伍的研究进展[J].上海中医药杂志，2012，46（3）：89-92.

[24]王霜，赵兴冉，南星梅，等.基于基线等比增减设计法优选葛根-黄连抗消渴最佳配比[J].中国实验方剂学杂志，2014，20（20）：128-131.

[25]王睿，商洪才，王永炎，等.ED_NM_MO三联法对丹参三七配比的多目标优化研究[J].天津中医药，2006，23（3）：242-247.

[26]Ferreira SL，Bruns RE，Ferreira HS et al.Box-Behnken design：an alternative for the optimization of analytical methods[J].Analytica chimica acta，2007，597（2）：179-186.

[27]Macedo SM，de Jesus RM，Garcia KS et al.Ferreira SLC.Determination of total arsenic and arsenic（III）in phosphate fertilizers and phosphate rocks by HG-AAS after multivariate optimization based on Box-Behnken design[J].Talanta，2009，80（2）：974-979.

[28]邱玲玲，陈龙虎，鄢丹，等.基于响应曲面设计的抑制流感病毒神经氨酸酶活性的组分中药筛选——以双黄连注射液为例[J].药学学报，2012，47（4）：466-471.

[29]葛迎利，宋海燕，张莉，等.基于权重配方法的降脂颗粒治疗非酒精性脂肪性肝病组分配伍优化研究[J].中西医结合肝病杂志，2012，21（6）：363-365.