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中药新药有效性研究的新进展与新方法
http://www.100md.com 2005年9月17日 世界科学技术中医药现代化 作者:刘建勋 李欣志
     药品服务于社会的首要价值体现在临床的有效性,研究药品的有效性应包括非I临床药物的有效性研究和临床试验中药物有效性研究。中药新药的非临床有效性研究主要是指利用中药药理学的试验方法,研究探讨中药新药的药物效应及其作用机理…。对于研究者而言,中药新药的研发是一个探索过程,真正疗效好的药物不是依赖于试验完成后的所谓“药效评价”,而是依赖于研究者和申报者的主动研究和探索的过程,即需要对药物开发的过程和结果进行“研究评价”。

    中药(天然药物)正在成为国际新药开发的热点,欧共体已通过立法使草药地位合法化;美国FDA已接受中药复方药物的申报,并在起草审批程序。加强对中药新药药理学的基础研究势在必行,用科学语言阐明中药在体内的代谢过程、药理作用和作用机理,对中医药走向现代化,走向国际市场都具有潜在的社会意义和经济价值。本文对中药新药有效性研究的新进展与新方法综述如下。

    一、近期“热点问题”研究进展

    1.心血管系统

    心血管系统一直是中药药理学研究的重点,以往借助经典的心肌缺血、血流动力学等实验,关注药物对整体动物的影响,现在膜片钳技术、激光共聚焦技术运用已相当广泛。用全细胞膜片钳技术研究显示川芎嗪(tetromethylpymzine)对豚鼠心室肌细胞具有阻断L型钙通道电流的作用,且呈浓度依赖性。别毕毕等采用全细胞膜片钳技术,研究川芎嗪对豚鼠单个右室心肌细胞的膜电容、延迟整流钾电流峰值和电流一电压关系曲线及内向整流钾电流一电压关系曲线的影响,发现慢性缺氧不改变豚鼠右室心肌细胞内向整流钾电流,但能使细胞膜电容增加,延迟整流钾电流幅度和电流密度下降,川芎嗪能在一定程度上减轻这些变化。我们曾采用膜片钳技术以全细胞方式在胎儿脐带静脉内皮细胞中记录到一种延迟整流型钾电流(Ik),山楂(hawthome)叶有效成分之一牡荆素鼠李糖苷对脐静脉内皮细胞Ik呈双向作用,而且该作用有浓度依赖性和电压依赖性。

    在心血管系统药理方面,约半数以上的报道涉及活血化瘀药的研究。近年来主要集中于丹参 (Salvia miltiorrhiza Bge)、川芎(ligusticum chuanx—iong)、三七(Panax notoginseng)、穿心莲 (Andrographis paniculata r Burm.f)Nees)、银杏叶 (Ginkgo biloba L.)、葛根(Pueraria lobata)、山楂叶 (hawthome)等,发现许多药理作用明确的单体成分,如发现汉防己甲素(Tetrandrine,Tet)为钙通道阻滞剂,又为钙调蛋白拮抗剂,对钙激活钾通道有双向调节作用,其抗心肌缺血一再灌注损伤、抗血管平滑肌增殖、抗肺动脉高压、抗心肌细胞肥大、调节心血管活性物质释放等心血管方面的药理作用已得到进一步阐明。但这种作用机理研究较透彻的药物毕竟很少,而且主要是结构已经明确的化合物,而对于复方药理研究,依旧任重而道远。

    同时我们也十分关注缺血性心血管病模型的研究,长期以来,药理学界停留在用犬做急性心肌缺血试验的水平上,有一定局限性,不能满足医学发展的要求。Ameriod收缩环造成心肌缺血是一种机械性、物理性的缩窄,并不符合冠心病冠状动脉粥样硬化所引起的慢性渐进性血管狭窄或堵塞所致的慢性低血流灌注的病理过程。因此,介入方法建立中国实验性小型猪慢性心肌缺血模型,进行长期动态观察、全面评价药物的近期及远期疗效,尤为必要。通过心导管介入,用特制球囊拉伤冠脉血管内皮,慢性损伤结合高脂喂养,形成慢性心肌缺血 (心肌梗塞),其病理生理过程与临床相似,更适合研究之用。本法可进行慢性试验,术后观察数日、数周或更久地动态变化过程以及中药长期治疗的作用,特别是观察心肌修复过程及心肌小血管再生的作用,说明各种治疗措施或药物的远期疗效。此法正在探索研究。

    2.脑血管系统

    有综述指出,丹参及乙酰丹酚酸A(其有效成分衍生物)、人参皂苷Rgl、绞股蓝皂苷、银杏叶提取物、白藜芦醇苷、酸枣仁总皂苷等对大脑或脑干缺血损伤均具有保护作用,可减少脑梗塞面积或脑萎缩程度,改善脑电图,降低MDA、LPO及乳酸含量,降低磷脂酶A2(PLA2)活性,提高SOD、GSH—Px及过氧化氢酶(cAT)活性。分子机理研究显示:粉防己碱可对抗谷氨酸类神经毒剂所致的大脑皮层神经元损伤,作用环节可能是抑制Na+通道开放,进而阻止膜去极化所致的ca2+通道开放;豆腐果苷、黄芩苷、仪一细辛醚、熊果酸、青风藤碱可抑制谷氨酸神经元递质的释放;葛根素与大豆苷元则是苯二氮受体的拮抗剂或部分激动剂;有研究表明葛根素可抑制大鼠背根神经节细胞河豚毒素不敏感性Na+内流;而问荆碱对大鼠脑囊泡膜Mg2+-ATP酶、ca2+一ATP酶分别具有竞争性及非竞争性的抑制作用。

    基于cDNA芯片技术的脑血管疾病中药活性评价是最近的新热点。运用基因芯片等技术建立脑血管疾病功能基因的高通量筛选技术平台及中药活性评价的方法,寻找中药药理靶基因及相关靶基因作用途径,从基因水平上对中药抗脑血管疾病活性进行评价与分析。现已基本建立了中风病(脑缺血)相关基因(包含SNPs)的数据库;利用此数据库,初步发现中药复方对缺血在灌小鼠既可全面干预各个病理环节的基因表达水平,又在重点的路径上有较好的干预效果,初步建立了中药复方活性物质的筛选方法。

    3.干细胞研究

    干细胞生物工程学已成为生命科学领域最有影响的学科之一,也将为中草药现代化研究带来新的挑战。以往大量的研究集中在中药对造血干细胞生物学的影响,现已证实了许多中草药可以作用于不同周期的造血干细胞,并从蛋白质和分子水平影响参与造血干细胞的增殖分化,达到重建恢复骨髓造血机能的目的。但迄今为止中草药促进骨髓造血机能和诱导造血干细胞增殖分化的机制尚不清楚,与目前干细胞生物学研究现状还有一定差距。随着细胞研究的深入,在提取、纯化、分离、定向分化等方面都有很大的进步。许多研究表明具有分化潜能的干细胞可能为许多疑难疾病的治疗提供新的选择,如老年性痴呆、帕金森氏综合症、脊髓损伤、心肌梗死、肌肉萎缩等。

    在研究不同治则中药对体外培养大鼠神经干细胞分化及成熟影响的过程中发现,黄芩苷、栀子苷能诱导神经干细胞特异性分化成神经元,而联合应用黄芪甲苷、三七总皂苷能进一步促进分化神经元的成熟。这说明不同治则中药,针对神经再生的增殖、分化过程,联合用药,具有促进神经再生的作用。另一项研究表明,脑溢安能保护缺氧损伤神经干细胞,抑制缺氧损伤激活的p38MARK信号转导通路可能为其保护作用机制之一。

    干细胞治疗心肌细胞的死亡缺失是该领域研究的热点之一,国外科学家证明不但直接移植的胚胎干细胞能够促进梗死后的心脏功能,而且通过集落刺激因子驱动的干细胞也可以修复梗死的心脏,促进其功能。本室研究人员通过介入导管将分离的骨髓干细胞植入小型猪心脏缺血区,同时给予活血化瘀中药治疗,结果发现,中药协同骨髓干细胞可以减小梗塞区心脏的面积,超声心动图检查显示心功能明显改善,并可增加心肌梗死区小血管密度,对心肌酶及生化指标亦有不同程度改善作用。自体骨髓单个核细胞移植及合用双龙方后均有助于心肌侧枝循环的建立,心肌供血明显改善,自体骨髓单个核细胞可在移植区内存活,并部分分化为心肌细胞及心肌小血管,补充了心肌细胞的数量。

    二、中药新药有效性机理探讨的新思路、新方法

    1.药代动力学与药效学结合研究

    中药药代动力学尤其是方剂的药代动力学研究尚无很好的方法和手段,目前主要采用体内药物浓度法、药物累积法(动物急性死亡率法)、药理效应法、微生物指标法等,但因受到诸多因素的制约,尚待完善。近年进行了黄芩苷、葛根素、苦参碱、芸香苷、绿原酸、钩藤碱、马钱子碱、千金藤素等成分在动物体内的药代动力学研究,但单一有效成分的药代参数还难以反映含有该成分的单味中药或复方的药代动力学过程。有人提出综合运用中药有效成分药动学一药效学同步分析统一模型、血清药理学方法及高效毛细管电泳、二维及三维高效液相色谱法、液质联用或质质联用技术等,进行中药及复方的药代动力学研究。

    研究者将中药复方药效学研究与药代动力学结合,应用(PK/PD)模型加以分析,找出浓度一效应一时间三维关系,进行复方药动学研究,在阐明药物作用机理、活性化合物的筛选、提示剂型改革方向、指导制定临床用药方案等方面发挥了重要作用。本实验室研究SSTG方中配伍药物在大鼠体内的药一时变化曲线,发现药物血清中可检出其中三种药物的指征成分人参皂苷Rgl、丹酚酸B、延胡索乙素,三者血药浓度达峰时间在60min一120min,结合血清药理学结果提示,人参皂苷Rgl、丹酚酸B、延胡索乙素是SSTG及其药物血清抗心肌缺氧复氧损伤药理活性物质的指征成分(内部资料)。

    2.蛋白质组学和基因芯片技术

    将中药复方成分的多组分、作用的多靶点和多途径等特点与基因、蛋白质表达关联起来,比较各自不同的表达差异谱,确定不同有效成分对应基因和蛋白质表达靶点,并根据表达量的多少与复方的君、臣、佐、使理论和使用剂量相关联,同时分析不同有效成分对应基因及蛋白质表达靶点的相互作用,分析复方各组成单药之间的密切关系,阐明复方的组成原理。已有大型国际制药公司和科研机构从基因水平进行新药的超高通量筛选和对药理遗传学、药理基因组学等方面的研究。基因芯片刚一问世,许多制药公司已经将基因芯片技术用于高通量药物筛选方面的研究。

    人类基因组计划(HGP)的完成,标志着生物科学及已进入后基因组时代。在后基因组时代,通过功能基因组和蛋白质组研究,在从微观机制角度阐述和发现中医理论“证”内涵的基础上,可能会揭示中药复方在分子水平的作用机理。中药治疗疾病不是强调以药物去直接对抗致病因子,重点在于调整机体功能状态,发挥机体抗病能力。在实现对机体功能状态的调节过程中,涉及了从遗传信息到整体功能实现中的分子一细胞一器官一整体多个层面,对多层面的系统关联性研究正是后基因组时代的主要任务。在后基因组时代,依据多基因致病的关联特性,通过基因表达谱和表达产物的差比性分析,可以揭示证候发生和发展在分子水平的调控规律,进而可能揭示中药复方的作用靶点、作用环节和作用过程,从而可能阐明中药复方在分子水平的作用机理。

    3.中药脑脊液化学和药理学

    中枢神经系统血脑屏障,使神经胶质细胞和神经元的微观生存环境与屏障外的其他体细胞对一些药物的反应有很大区别。假设治疗脑部疾病的药物能够通过血脑屏障,进入脑脊液才能发挥作用,具有特异性,采用靶位进行治疗脑部疾病的中药化学组分的筛选,把得到的化学组分进行药理实验证明是否是其活性成分。然后把具有生物活性的中药活化学组分,按中医配伍理论形成新的组方,开展新药研究可能成为一个新的发现途径。

    有报道,利用体外细胞培养的方法,用3种浓度药物观察血清、中药血清、脑脊液、中药脑脊液对于星形胶质细胞和神经元的影响,结果发现利用含药脑脊液进行中药对中枢神经系统的药效观察明显优于血清药理学方法。本室研究者通过大量筛选发现,部分中药,如大黄(rhubarb)、葛根、黄芩 (Scutellaria baicalensis Georgi)等药物的提取物可透过脑脊液。进一步的脑脊液药理学试验研究发现,含药的脑脊液具有良好的生物学活性,在体外培养大鼠神经元细胞中,通过脑脊液的药物组分对于缺氧损伤有保护作用(内部资料)。

    三、结语与展望

    关于药物有效性的一般研究,目前国内中药新药的有效性研究尚存在着一些问题,主要是:(1)不理解一些常规要求外尚应根据具体药物的特点,进行有针对性的研究,在具体某一受试物的研究中不能做到具体问题具体分析,僵化地套用以往指导原则中的技术要求;(2)没有从药物开发的整体来考虑有效性研究的目的与意义,试验设计和结果往往与其它研究缺少有机联系;(3)重试验、轻评价,在药物开发的过程中仅是机械地按照技术要求进行,对研究结果和药物开发的前景缺少自觉和主动评价的意识。许多申报者认为自己的任务只是按照指导原则完成试验,而完成后的评价是国家药品审评人员的任务。其实,全面、准确、客观的对药理毒理学研究内容进行评价,尤其是药物研究者的自我评价至关重要。这里所谓的“自我评价”是指与药物开发相关的研究者对试验设计、试验内容、试验结果等项目进行的综合评价,只有通过这种综合评价,研究者才能对药物的安全性、有效性和质量可控性做出准确的判断,明确药物开发的前景。

    以上浅要分析了中药新药非临床有效性研究中的某些问题,还有诸多方面尚未涉及。中药药理研究有很多问题需要探索、讨论,中药新药有效性研究特别是中药复方研究是非常复杂的系统工程,应当尽快建立中医药试验方法体系,使中药新药有效性研究能得到突破性进展。, http://www.100md.com