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方剂化学研究进展
http://www.100md.com 2003年3月26日 《中国中医药报》 第1921期
     方剂学是研究并阐明治法和方剂的理论及其运用的一门学科。它是在历代医药学家广泛实践的基础上不断总结而成的。作为一门桥梁学科,方剂学在整个中医学领域的重要作用是其他学科所不能比拟的。作为中医治病的主要形式,方剂的应用很大程度上代表了中医学在防病治病中所发挥的作用;由于具有悠久的历史,方剂学的发展史可称得上是中医学的发展史。但是不能否认,几千年来方剂学的学术进步均是在《内经》、《伤寒杂病论》奠定的基础上的微观渐进,理论上没有大的更新,框架上未见大的突破。当我们把着当今时代发展脉搏的时候,深切地感受到方剂学必须与现代科学技术成果紧密地结合在一起,才能有一个长足的发展。而在这个发展过程中必须重视学科的分化,这些分化的小分支又反过来充分展示着大学科的进步。方剂化学是方剂学的一个分支,它是在继承经典方剂学理论合理内涵的前提下,应用现代科学技术和手段对方剂复杂体系中化学成分进行研究。其内容包括方剂组成药味的定性鉴别、检查、有效部位、有效成分的提取、分离、检识、含量测定及其作用机理、不良反应研究等。迄今,方剂化学虽然还没有形成一个完整的分支学科体系,但属于该分支学科体系范畴的散在研究成果已有不少报道。笔者不揣浅陋,对其进行归纳、评述、阐释和引申,以见教于同行、专家。
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    中医治病只要审证求因,辨证确切,立法合理,依法组方,终获佳效。一首好的方剂,绝不是简单的药物堆砌,它包含着中医学独特的医理、思辨和配伍规律。方剂的整体功效不等于方内各药功效或其相加之和。同样,方剂的化学成分也不是单味药化学成分的简单相加。当今中医方剂药效物质基础(化学成分)研究已逐渐形成热点。具统计,已有600余首方剂进行过不同层次的化学研究。现行方剂学教材(六版)所载方剂已有化学研究报道的有近百首。尤其是近年来中医药现代化成为国家和中医药行业明确的奋斗目标,更促使方剂化学研究愈益深入,方剂化学研究的重要意义亦为越来越多的人所认识。

    中医药现代化是将传统中医药的特色优势与现代科学技术相结合,按照国际的标准规范对中医药进行研究、开发、生产和管理,并适应当今社会发展需求。我国从中草药中成功地开发出一批现代中药,为中医药现代化创造了一定基础。但是,方剂是中医药防治疾病的主要手段,揭示中医方剂起药效的化学成分,阐明其作用机理及组方配伍关系,可为中医药现代化、国际化提供强有力的技术支撑。现代中药复方丹参滴丸、清开灵注射液和双黄连粉针剂等的研制成功,都是方剂化学研究的成果。随着中医方剂化学研究的深入,必将有越来越多的现代中药涌现。而大量现代中药的问世又大大加快了中医药现代化的步伐。
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    方剂学各分支学科如方剂化学、方剂药理学、方剂剂型学等相互联系,相互渗透。方剂化学研究的进展必然促进各相关分支学科的发展。方剂化学研究使方剂的化学成分日益清晰,必将有方剂学其他分支学科的问题被揭示,或者是对这些相关分支学科提出更明确的指标和要求,随之必然引起这些相关分支学科的学术进步和整个学科的发展。方剂药理学在化学成分基本清晰的前提下,能够进一步阐释其作用机理、体内过程,使方剂药理学研究步上一个新的水平。方剂剂型学在方剂化学物质基础研究的支撑下,更能够从制剂工艺、成型工艺、辅料选择、剂型选择和质量控制等诸方面开展深层次的考察探究,研制出符合国际标准和现代生活需要的现代中药制剂,从而使方剂剂型学有长足的进步。

    笔者认为,对中医方剂化学研究就是要逐步消除模糊性,使中医治疗疾病的全过程逐步清晰起来。妥贴的办法是在正视方剂复杂性和整体性的基础上,经过深入细致而又提纲挈领的办法对其化学物质进行全面系统的研究,既不要让复杂性、整体性搞得昏头昏脑,又不要过分追求简明清晰而顾此失彼。当我们将方剂化学研究得较为透彻时,中西医学间难以逾越的坚冰就会相应消融,两者之间的结合犹如水到渠成。
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    1.方剂配伍理论的化学研究

    在上世纪九十年代初,笔者曾对《伤寒论》中回阳救逆代表方四逆汤的配伍关系采用完全随机设计的方法从化学成分方面进行研究,首次将方剂的配伍关系用数学方程式表示出来,为方剂化学研究提供了新的思路和方法。生脉散复方化学动态变化的研究是将生脉散合煎剂作为一个整体进行化学研究,发现方中五味子所含的少量5-羟甲基-2-糠醛(5-HMF)在复方合煎剂中含量显著增加,且随方中麦冬的剂量增大而增大。方中人参所含人参皂苷也发生了变化。5-HMF与人参皂苷均为生脉散复方的药效成分,结合药效学实验确证了人参、麦冬、五味子(1:3:1.5)合理的药量配伍比例。对半夏泻心汤配伍的研究是将该方按药物性味分组,采用毛细管气相色谱法测定各种组合中干姜挥发性成分桉叶素的煎出量,结果表明各组桉叶素含量均高于干姜单煎,辛温组(半夏、干姜)加甘补组(党参、甘草、大枣)桉叶素煎出量增加最为明显。如此以中医药理论为指导、以化学成分为指标的研究方法是对方剂配伍关系研究的很有意义的尝试。对治疗热痢的白头翁汤的研究则表明,方中黄连、黄柏所含小檗碱和秦皮中所含秦皮乙素在合方煎煮后含量均较原药材含量有所下降,但此下降并不符合各单味药影响的加和,因此,又从另一个侧面说明了白头翁汤配伍具有一定科学道理。有人考察了补血调血代表方四物汤配伍对白芍所含有害成分苯甲酸煎出量的影响,不同配伍合煎后苯甲酸煎出量显著降低,为中药复方配伍后能佐制药物的偏性、毒性和峻烈之性提供了实验依据。另有对芍药甘草汤、麻黄汤、大黄牡丹汤等的研究,均从不同层面反映了方剂配伍化学研究的新进展。
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    2.方剂化学成分的分离鉴定

    清代名医王清任补气活血代表方补阳还五汤临床用治缺血性中风后遗症,疗效确切。为阐明其活性成分,从该方水煎液的乙酸乙酯萃取部位分离得到4个异黄酮化合物和1个紫檀烷类化合物。又有人从治疗高脂血症的山丹芍药汤中分离获得15个化合物,并证明均属各单味药所含化学成分。另对补气基本方四君子汤中白术主要成分的考察结果表明,四君子汤煎剂中白术主要成分与单味白术相比没有发生变化,为进一步研究四君子汤提供了实验依据。有人对辛凉解表名方银翘散抗流感病毒有效部位群中黄酮类化合物进行了分离鉴定,并对分得的成分与各单位药相比较,归属了各成分的来源,推断黄酮类成分可能是银翘散抗流感病毒作用的主要化学物质基础之一。

    这些对方剂中有机成分的研究,无疑对探明中药复方物质基础有重要意义。而我们知道,方剂起药效的成分,除有机成分外,尚有无机成分以及有机成分和无机成分的配合物。早在上世纪80年代,许多学者就致力于此方面的研究,除对单味中药进行无机元素研究外,对复方也给予了足够的重视。迄今已有200余首复方无机成分研究的报道,而且研究的内容从孤立地对复方无机成分的测定、根据有机成分的种类和含量或套用无机成分的生物活性来分析复方的功效和作用逐渐涉及到复方中无机成分存在状态以及有关无机成分与有机成分配位化学的研究,如对当归补血汤中无机成分存在状态与生物活性关系的研究,麻杏石甘汤中无机成分与有机成分间络合作用的研究等都给方剂化学研究以启示。
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    3. 方剂有效部位的提取分离

    组成方剂的中药主要来源于天然植物、动物(还有少量矿物),所含成分异常复杂,一首方剂的成分可有上百种甚至上千种,而方剂作用的特点也就在于此,即多种成分通过多种途径,作用于机体多个靶点,发挥整合作用。因而尽可能保留方剂的多种有效成分是方剂提取分离首要考虑的问题,但临床方剂制成一定剂型后在保证疗效的基础上又要求剂量小,服用方便,这就形成了一对矛盾。为解决这一矛盾,近年来有不少新的提取分离技术被采用,使解决上述矛盾成为可能。

    超声波提取法是近年发展起来的一种提取技术,用于方剂总提取物的制备,具有无需高温、提取完全、效率高、提取液经超声波杀菌不易变质、操作简便、成本低等优点,尤其是超声提取的广谱性,适用于方剂复杂成分的提取。超临界流体萃取技术是利用处于临界温度和临界压力以上,性质介于气体与液体之间的流体进行提取。此流体兼有气体和液体的特性,不仅具有与液体相当的溶解能力,而且有优良的传质效果。此法具有提取能力强、效率高、提取温度低、安全、少污染和操作方便等特点。通过优化工艺参数,可选择性地提取目标成分。近年来这项技术应用于方剂成分,特别以CO2作为萃取剂用于方剂中强亲脂性成分及挥发油类成分的提取,已有不少报道。
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    近五、六年来,有人提出了半仿生提取法,该法模仿口服药物在胃肠道的转运过程,采用选定pH的酸性水和碱性水依次连续提取,以得到含指标性成分高的活性混合物。经对参附汤、麻杏石甘汤等十余首方剂提取试验,均显示出该项技术既符合中医治疗整合作用的理论和经验,又有利于用单体有效成分控制最终提取物质量,利用动物试验指标评价药效与安全性。此法在方剂提取的思维方式上具有新意。

    在新的分离技术家族中,大孔吸附树脂用于分离纯化方剂成分具有强劲的发展势头,视纯化品种及目的要求的不同,选择不同规格标准的大孔吸附树脂,可以达到对某类或某几类成分的选择性吸附,尤以苷类、生物碱类、多肽类、糖类等成分最为适用。六味地黄丸的提取,保和丸中橙皮苷的富集,四逆汤提取液的精制等,都为大孔吸附树脂在方剂研究中的应用提供了经验。

    超滤技术是一种新型膜分离技术,它是在常温下以一定的压力和流量,利用不对称微孔结构和半透膜介质,使溶剂及小分子物质通过,高分子物质和微粒被滤膜阻留。此技术用于方剂成分的分离、纯化、浓缩等可部分取代过滤、吸附、萃取、高速离心和水提醇沉等技术。目前此项技术尚处于实验研究阶段,也有的已用于中试生产。
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    在方剂研究中,除根据方剂药效成分的性质,选择新的技术,使方剂成分的提取和分离更为便捷外,在研究具体方剂时以新思路为指导,也使得方剂成分提取工艺更趋合理。如在确定提取分离工艺中,进行正交设计、均匀设计等先对影响提取分离的若干因素进行考察,选择最佳工艺路线,以保证最大限度地使药效成分提取和分离,减少损失,杂质则尽可能地被除去或不被提取。如此以新思路指导的方剂成分的提取分离已被广泛应用,为创制新制剂提供了基本保证。

    4. 方剂定性、定量研究

    方剂中所含药味的定性研究采用的方法包括了生物学、物理学、化学等多种类型。在这些方法中,基于化学的方法或物理化学的方法应用起来当属最为得心应手,也最能解决问题。

    单味中药多含有各自的特征成分,当将单味药配伍组成复方时,某些特征成分虽然可能在煎煮或其他处理过程中发生了变化,此变化以量的增损多见。只要这些成分还在检测限内,就可能应用特征的化学反应,加入一定的试剂,根据反应结果(产生沉淀、颜色变化或放出气体等)对复方中的药味进行定性。2000年版《中国药典》收载的成方制剂中有78首采用了化学反应对复方中的药味进进行定性分析。
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    薄层色谱法由于本身又是一个分离手段,而且极其直观,中药中相同类型的化学成分,直接或经过适当处理(显色、紫外光照射等)跃然板上,经过与对照品比较,可以显示出方剂中某味中药或某些成分的有无,而且斑点的大小,颜色的深浅又可给出半定量的信息,可同时解决方剂组成药味的真伪(或有无)和优劣(或剂量)两个问题。薄层鉴别不仅可用化学对照品,还可用对照药材进行比较,给出更多信息,解决了单靠一种化学对照品难以准确定性的问题。由于薄层色谱法的上述优势,在二十世纪八、九十年代得到了迅速的发展和广泛的应用。2000年版《中国药典》一部收载的复方中药制剂86.6%有薄层色谱鉴别。其他有关研究复方质量控制方面的报道有薄层色谱记载者更是数不胜数。

    方剂所发挥的医疗作用是全方综合的作用,在方中占主要地位的君药也不能完全代表全方的疗效。反过来,即使某一味中药在方中居于十分次要的地位也不能或缺,否则将会使复方配伍的整体性受到破坏。进而言之,无论含量多高、作用如何明确的一种活性成分也不可能反映复方全方的作用,而有的含量低、作用不清楚的成分也容不得忽视。因此我们在研究中,应该宏观地进行综合分析。近年来提倡的指纹图谱是一种综合的、可量化的检查手段,是当前符合中医药特色,能较全面反映方剂物质基础信息的模式,它可使方剂质量实现从单点控制到多点控制、从单一控制到相关控制的转化。尤其色谱指纹图谱技术不仅有优良的分离能力,而且在各种先进检测技术的配合下,又具有独特的分析能力,通过色谱技术的分离分析可得到方剂组分的大量信息。虽然色谱分析中所得大量色谱峰还无法予以一一鉴定,但它们确实能提供方剂的许多内在特性。表达复方物质化学特征的指纹图,包括光谱(紫外、红外和核磁共振等)指纹图谱和色谱(气相和液相等)指纹图谱。国家对中药复方注射剂质量标准中指纹图谱检查的规范化要求将会进一步促进此技术的发展。

    随着方剂研究的不断深入,其所含化学成分逐渐趋于清晰。选定其中一种或几种有效成分或指标成分进行定量分析,已成为方剂化学研究的重要内容之一。方剂定量分析的方法也多种多样,有采用化学分析方法者,如沉淀分析、滴定分析等。但近年来多采用的是仪器分析方法,如分光光度法、电位分析法、薄层扫描法、高效液相色谱法和气相色谱法等,此类方法以其简便、快速、微量等特点为人们广泛应用。, 百拇医药(裴妙荣)