不同于“唯成分论”的思想,传统中医药理论更注重整体性与协同性,遵循“有诸内必形诸于外”的中医辨证思维。汤液作为中药复方的传统临床用药方式,在中药汤液的煎煮过程中常伴随着一系列复杂的物理和化学变化[1-2]。然而,目前对中药复方汤液的传统研究主要集中于化学组成与药效活性方面,但这些研究成果并不能完全解释某些高纯度提取物药效弱且协同机制不明确等问题[3]。例如,葛根中的葛根素成分明确,但因该成分溶解性差而生物利用度较低;而在葛根芩连汤中,葛根素与甘草酸(GA)结合形成的胶束发挥了增溶作用,提高了葛根素的生物利用度[4]。由此可知,中药复方汤液体系中的化学成分和物理结构都会影响药效的发挥,故仅从化学成分组成及其活性功能等角度研究药效作用是不够充分的,还应考虑中药功效物质的微粒结构、所属相态性质及不同成分分子间作用力(氢键、疏水键、静电作用等)等结构因素的影响。中药复方汤液大多属于混相体系,其中的化学成分存在游离态、结合态、络合态等多种化学结构形态[3,5]。汤液相态,即指汤液中活性成分适宜的存在形式和物相状态[3],而“相态差异”既包括不同中药复方汤液的相态差异,又包括同一中药复方中不同相态的差异。一方面,不同复方汤液因环境因素、制备方法或成分间相互作用(沉淀、络合、解离、氧化等)等而产生“相态差异”。例如,三黄泻心汤中有效成分之间发生复杂理化反应而产生大量絮状物沉淀[6];麻杏石甘汤在煎煮过程中汤液的微粒粒径分布变窄,并最终稳定在170 nm左右[7]。另一方面,通过对某一中药复方汤液的相态拆分,研究不同相态中存在的主要成分含量、成分微粒的物理结构及其药理学作用等,有利于寻找复方汤液的“有效相态”,并揭示复方起效的药剂学作用原理。目前,以相态系统微粒粒径为指标,混相系统的中药汤液通常可分为真溶液相(粒径1 nm)、胶体相(粒径1~100 nm)、混悬相(粒径0.5~10 μm)和沉淀相(粒径10 μm)等不同物理相态,其有效成分大多以分子、离子或微粒状态分布。目前对中药汤液混相体系的研究主要侧重于不同中药复方的汤液相态差异、不同制备方式所得汤液的相态差异,以及同一汤液中不同相态的差异等。经查阅近年国内外的相关文献,笔者综述并分析中药复方汤液中相态差异的研究进展,拟通过对中药汤液(复杂混相体系)的深入解析,从相态差异的角度阐释中药复方多成分、多靶点的相关药剂学作用原理,为中药复方药性传递等相关基础性研究提供有益参考。具体研究思路见图1。10.13422/j.cnki.syfjx.20212055.F001图1中药复方汤液的相态差异分析研究思路框架Fig. 1Framework of research strategy for analysis of phase state differences in traditional Chinese medicine compound decoction1 不同制备方法导致的相态差异对分煎或合煎的制备方式选择,可导致汤液中物质基础各异[8],包括化学成分及其物理结构基础。据报道,三黄泻心复方分煎液中微粒平均粒径大于合煎液中微粒平均粒径,且分煎样品中的盐酸小檗碱含量明显高于合煎样品[9-11];葛根芩连汤、茵陈蒿汤、小陷胸汤分煎液中有效成分含量均比合煎液高,其原因可能与合煎液中有效成分之间发生沉淀反应或形成酸碱复合盐有关[12-15]。以上结果提示不同煎煮方法(分煎/合煎)对中药复方汤液相态造成了影响。另有研究分析药对马钱子-甘草在汤液不同相态中有效成分与毒效物质的变化规律[16-17],结果发现单煎液中毒效物质马钱子碱、士的宁在不同相态中的含量分布排序为胶体组真溶液组沉积物组混悬物组,而共煎液中所含毒效物质含量分布排序则为沉积物组胶体组混悬物组真溶液组,然而对比马钱子-甘草配伍前后的色谱峰,结果发现并无新色谱峰出现,提示共煎液中毒效物质较高的原因可能与分子络合作用相关。除受单煎与合煎的制备方式影响外,不同提取溶剂也会导致中药复方汤液的相态差异。有学者采用醇提法与水提法提取白芷中的金属元素,并将各元素拆分为可溶态与悬浮态、有机态与无机态[18],比较各相态中重金属的溶出差异,结果显示醇提液的重金属溶出率高于水提液,而在醇提液与水提液中,各金属元素含量为悬浮态高于可溶态,可溶态中无机态含量高于有机态。这一结果提示,可通过对提取方式进行优化以降低汤液中的重金属含量,保证中药的临床用药安全性。中药配方颗粒是一种将单味中药饮片按照传统标准炮制后提取浓缩制成的、供中医临床配方使用的颗粒,使用时只需将多味配方颗粒混合后直接冲服,用药方便快捷,临床应用广泛。有研究表明中药配方颗粒在一定程度上具有与中药标准汤液相类似的功效作用[19-20],有些中药配方颗粒在临床上所起的治疗作用甚至强于标准汤液[21-23]。但受其生产工艺的影响,配方颗粒有时无法重复中药复方合煎过程的相互作用。例如,药对黄连-吴茱萸采用水煎煮方式制备时,黄连生物碱与吴茱萸中的黄酮类成分会形成难溶性大分子沉淀,而若采用配方颗粒,则无上述合煎过程反应,中药合煎剂的效果无法复现[24],这也是造成部分配方颗粒的临床作用弱于复方合煎汤液的原因之一。因此,中药配方颗粒目前还无法完全替代中药复方汤剂。综上所述,制备方式对汤液不同相态的有效成分差异影响可见一斑,从相态角度研究中药复方汤液不同制备方法对其疗效的影响,有利于提升中药制剂的安全性与有效性,具有重要的应用价值。2 不同汤液相态的物化性质和药效作用不同复方化学成分的种类与结构各异,药效自然有所不同;同一复方的不同相态其药效基础物质的含量、组分、结构也不尽相同,药物疗效亦有所差异。有研究发现,汤液中有机酸类成分的存在形式与状态会影响汤液电导率、浊度、黏度、盐度、酸碱度等,也会与生物碱类成分发生沉淀反应等[25];多糖、黏液质及蛋白质等亲水性高分子聚合物会影响汤液流动性及热力学稳定性等[26]。另有研究对比分析了药对附子-甘草配伍前后汤液的相态差异,发现附子-甘草合煎液的电导率、盐度低于其他汤液组,但其粒子粒径大于其他汤液组[27-28],进一步研究发现附子-甘草合煎过程中大量酯型生物碱由游离态转化为结合态[29],原因是甘草中具有较大立体结构的黄酮类成分可能与附子的生物碱成分结合形成了复合态结构,进而降低合煎液中的离子浓度。2.1 沉淀相(粒径10 μm)中药煎煮过程中有效成分往往会因为复杂理化反应(中和、氧化、取代、聚合、缩合、沉淀等)而出现自沉淀现象[30],表明该汤液中可能形成了“新相态”,这种“新相态”可能是该复方汤液的“有效相态”。对甘草-马钱子配伍前后汤液不同相态的成分进行对比分析[31],结果表明沉积物相态为汤液中活性成分的聚集相态。对黄连解毒汤上清液及自然析出物中的化学成分进行定性和定量分析[32],结果显示,自然沉淀中黄芩苷和小檗碱含量明显高于上清液,且发现汤液中形成了黄芩苷-小檗碱复合物,后采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和动态光散射(DLS)对黄芩苷-小檗碱复合物形态和粒径分布进行了表征,以揭示中药复方汤液自沉淀形成过程。汤液在煎煮或服用过程中产生沉淀的原因主要分为物理因素与化学因素,物理因素包括原药材不洁净、温度变化、微粒自然沉降、溶解度下降等;化学因素包括pH改变、成分间发生了水解/缩合/酸碱反应等。例如,黄连解毒汤、三黄泻心汤、葛根芩连汤中的黄芩-黄连药对在复方合煎的过程中会产生大量絮状物沉淀[25,33-35],这是因为黄芩苷结构中存在羧基而呈酸性,易与小檗碱等生物碱发生沉淀反应。有学者指出其产生的大量沉淀属于杂质,但也有研究表示中药复方合煎产生的沉淀具有减毒作用[36]。虽然各学者对汤液中沉淀物的观点不一,但毋庸置疑的是,汤液中的沉淀相态与复方药效密切相关。有研究表明,三黄泻心汤合煎液的镇痛、解热、抗炎作用优于药材单煎液与药材分煎合并液[37],而在合煎过程中一部分有效成分则以絮状沉淀的形式存在[33];另有研究表明黄连解毒汤中的自沉淀(黄芩苷-小檗碱复合物)具有较好的神经保护活性[25,38]。鞣质与蛋白质或生物碱类成分也可发生沉淀反应,例如,在桃仁大黄汤煎煮过程中,大黄中的鞣质成分与桃仁中的蛋白质发生特征反应形成沉淀,进而导致汤液中鞣质类成分含量降低[39]。在临床应用中,延胡索中的生物碱多与地榆、虎杖、槟榔或槐花中的鞣质相互作用形成难溶或不溶性沉淀,可达到缓释的目的[40]。中药汤液中沉淀相态的形成不仅受成分间相互作用的影响,中药煎煮过程中的温度或pH改变同样是影响汤液中沉淀相态的重要因素。有机酸类成分往往在碱性条件下溶解度大,而在酸性溶液中易形成沉淀,生物碱类成分则反之;当汤液pH达到蛋白质等电点时,易产生沉淀。此外,中药复方汤液的金属离子也会影响其沉淀相的形成,有研究发现甘草多糖铁中的三价铁离子会对甘草多糖的增溶作用产生不利影响,故在煎煮过程中还应注意控制汤液中金属离子的浓度[41]。2.2 混悬相(粒径0.5~10 μm)有学者探索了黄芩-黄连药对在不同组方下的配伍情况,发现三黄泻心汤中大黄与黄连共煎液中一定浓度的小檗碱和巴马汀反应生成沉淀,导致汤液体系中小檗碱与巴马汀含量降低;而葛根芩连汤中葛根与黄芩共煎,发现葛根的存在对黄芩素、汉黄芩素均有增溶作用,原因可能是因为该汤液体系中有效成分之间形成了络合物[35]。此外,将葛根芩连汤中的聚集体分离为粒径分布在2~3 μm的微聚集体(MA)、上清液及粒径分布在300~1 000 nm的微/纳米聚集体之后,发现MA具有更理想的体外抗氧化细胞保护作用,提示该聚集相可能是该汤液的有效相态[4]。另有文献报道,纳米混悬液可显著提高难溶性药物的饱和溶解度和溶出度,可通过减小粒径和增加比表面积来提高药物的生物利用度,从而解决难溶性活性成分的递送问题,有效提高药物的生物利用度[42-43]。如采用纳米混悬技术能显著增加黄芩素的溶解性[44];大豆卵磷脂与新剂型结合制成的秦皮甲素纳米混悬剂具有提高药物溶解度、改善生物膜渗透性的作用[45-46]。以上研究提示,纳米混悬液可能是提高某些难溶性药物生物利用度的有效途径。2.3 真溶液相(粒径1 nm)研究表明当归补血汤中同时存在均相体系(真溶液)与非均相体系,进一步对复方提取液进行理化性质表征,发现汤液体系的表面张力、电导率、渗透压受其有效成分影响较大[47-48],说明上述参数可作为反映该复方内在质量的指标。有学者采用高速离心与透析法对白虎汤进行相态拆分,并对真溶液相态进行有效成分的定量分析,发现真溶液相中的芒果苷、新芒果苷、甘草苷与甘草酸铵含量分别仅为原汤液的0.389%、3.85%、2.63%与0.378%[49];采用膜透析与离心等方法对生脉饮进行相态拆分,并对各相态进行物理表征,发现粒径大小与汤液电导率、盐度有关[50],而药效学研究结果表明,真溶液组大鼠的心力衰竭现象较模型组有所改善,但差异无统计学意义。由此可知,真溶液相并非白虎汤或生脉饮的有效迭代相态,其在汤液中的作用还有待进一步探究;以上研究结果同时也提示,中药汤液中的“澄清液”(真溶液相)有时并非发挥药效的“有效相态”,这一发现可为中药复方汤液的临床应用提供参考。2.4 胶体相(粒径1~100 nm)随着新兴学科和应用技术的发展,纳米技术在中医药领域中应用越来越广泛,汤液中的纳米相态研究也取得了诸多进展。有研究表明,麻杏石甘汤中存在50~150 nm胶体微粒,该复方中的有效成分(苦杏仁苷、麻黄碱、伪麻黄碱、钙离子)及两性生物大分子等大部分是以纳米微粒的形式存在[51],且麻杏石甘汤中含有具一定生物活性的类似胶体的凝聚物,这种聚集物与体外抗甲型流感病毒活性相关[52];有学者推测该复方汤液中的纳米粒子可增加难溶性药物的溶解度[53],指出麻黄碱与纳米颗粒的结合可能改变了生物碱的生物活性[54]。同时,研究人员从中药煎剂中分离出胶体纳米粒子与类外泌体纳米颗粒(ELNs),并证明其具有优良的治疗效果[55-56]。此外,有研究发现白头翁汤、芪蛭真武汤、小柴胡汤等复方汤液中的超微结构相态所发挥的药理作用较其他相态更优[57-60]。窦金金等[50]在气阴两虚型SD大鼠心力衰竭模型上进行生脉饮不同相态的药效学研究,认为胶体相态为生脉饮全溶液的有效迭代相态。中药煎煮过程中会因为成分间相互作用进而出现沉淀或絮凝等相态改变的现象,其中包括小分子自身作用与活性分子间的相互作用,而有效成分分子间相互作用的差异是影响药物疗效的主要原因之一。例如,GA达到一定浓度后会从溶液状态向凝胶相转变,且表现出对金黄色葡萄球菌的生长抑制作用,进而影响药效[61];以GA为载体的吴茱萸碱-GA(EVO-GA)胶束具有协同抗肝纤维化的作用,能显著降低肝纤维化大鼠的肝功能指数[62];GA与紫杉醇(PTX)以3∶1的比例形成的共聚GA-PTX团簇单位减少了PTX与水分子的作用,提高了PTX的稳定性,从而提高口服PTX的生物利用度[63]。同时,黄连解毒汤中小檗碱与黄芩苷相互作用可形成纳米粒构象,该纳米粒的抗菌活性强于小檗碱,而小檗碱与汉黄芩苷相互作用则形成了纳米纤维构象,其抗菌活性则弱于小檗碱[64],该研究结果表明活性成分的物理结构差异是影响药效发挥的关键因素。白虎汤中的胶体组分(粒径约100 nm)具有良好的退热功效,进一步研究发现该组分中GA、芒果苷、新芒果苷等成分与钙、锌、铝、镁等无机元素之间通过相互作用构成了新的活性相态形式(胶体相态)[65-68],该结果提示可以通过对“有效相态”的分析来探讨中药复方汤液的起效机制。此外,中药活性小分子还可与初级代谢产物相互作用。如鞣质类成分可与多肽复合形成稳定的超分子结构[69],该结构可在一定程度上屏蔽动物毒肽的溶血性作用,有利于多肽发挥药效。在药对甘草-黄连水煎煮过程中,汤液的甘草蛋白会与黄连素相互作用形成纳米级的类球形超分子颗粒,且得到的甘草蛋白-黄连素结合体对耐药性金黄色葡萄球菌的抑菌效果较好[70]。由此可知,胶体纳米颗粒在中药复方汤液的有效成分活性研究及药效方面发挥着重要作用,其作用方式因组方药味不同而异。从形成原理上来说,汤液中的化学成分(主要指溶出的活性分子)可以进行分子识别、自组装形成纳米粒,这些纳米粒子可通过非共价键与高分子或低分子物质相互作用,并进行自组装以实现不同尺度上的规格要求[71-72],从而实现纳米粒子的载药与靶向递药。例如GA能够在水和非水介质中形成自缔合,亦可与广泛的亲脂性药物形成水溶性复合物[73],在甘草煎煮过程中纳米粒子进行自组装产生蛋白质纳米颗粒[74],该纳米颗粒既可促进正常肝细胞的增殖,还可通过包封作用促使不溶性黄芪甲苷溶解,从而提高生物利用度。受氢键、范德瓦耳斯力、分子络合及静电作用等诱导,有机酸与生物碱、甾体与三萜类成分、多糖与蛋白质等均可形成自组装纳米粒[75-78]。有研究显示,小檗碱和肉桂酸可以直接自组装成纳米颗粒[79],其可对多重耐药性金黄色葡萄球菌表现出良好的抑制效果和生物膜去除能力。有学者对GA-黄芩素纳米胶束进行表征,发现该胶束对黄芩素具有明显增溶作用[80]。在黄连汤水煎液中,具有适当尺寸构象的黄连多糖自组装纳米粒可通过多种机制促进小檗碱在肠内的吸收,从而促进活性成分的吸附作用[81],且该纳米粒具有显著抗菌活性,并表现出与黄连解毒汤类似的神经细胞保护作用[82-83],这一研究结果为揭示黄连解毒汤的起效机制提供了有效参考。虽然对中药复方汤液中的自组装纳米粒(大多存在于胶体相态中)的形成机制还有待探究,但已有研究表明,中药成分的种类与用量、加热的温度与时间、汤液的pH等都是影响其形成的关键因素[75]。如pH可影响板蓝根水煎液中自组装纳米粒聚集[55];加热温度和pH会影响甘草蛋白自组装纳米粒的粒径分布[74];pH、蛋白浓度、加热温度及时间会影响苦杏仁蛋白自组装纳米粒的形成[84]。以上研究结果,不仅从纳米粒子角度阐明了中药复方汤液相态与疗效的关系,同时也为临床应用纳米药物的设计提供了新的研发视角——定向自组装模式。3 “汤液相态”对于中药复方药性传递研究的意义中药药性体现了中药作用的基本性质与特征,包括性味归经、升降沉浮等,中药汤液体系的研究同样遵循中药药性理论。中药药性研究涉及对单味中药与复方的药性研究,目前对于后者的研究还有待深入。而中药复方的药性传递与剂型密切相关[85],例如,对于起效成分主要以混悬或沉淀形式存在的复方,不宜制成注射剂;同时,剂型的改变也会影响药物的溶出度及生物利用度,进而影响疗效。张喜武等[5]以汤液有效相态为切入点,探讨了中药汤液不同相态与复方配伍药性传递理论的相关性,将“有效相态”与中医药学传统的“方-证-剂-效”理论联系起来。另有研究对中药复方进行拆方并研究其活性成分[86],探讨中药复方药性变化与有效相态形成的相关性,发现不同相态形式会对同一复方的药性和药效作用产生不同的影响。虽然汤液相态不能代表汤液整体,但对于各相态的研究有利于对汤液整体进行深入分析,进一步明确中药复方汤液的起效物质与作用机制,故从汤液相态角度探讨汤液体系中的药性传递过程,可为阐明中药复方药性传递研究中的关键科学问题提供思路。4 展望中医理论认为“有诸内必形诸于外”,复方合煎是中医用药遣方之精髓,同时也是中药复方制剂质量控制的重点与难点。在中药复方合煎过程中,有效成分从饮片中溶出并发生复杂的理化反应,使中药复方汤液形成复杂混相体系,加大了中药复方制剂质量控制的难度,以下几点值得关注:①中药复方汤液大多属于混合相态,不同活性成分可能存在于不同相态中,而不同汤液各相态的物质基础、反应过程都存在差异,其“有效相态”有待进一步探究。而通过比较不同相态的差异,并参考“有效相态”找出复方中的关键活性指征成分,有助于明确中药复方的作用机制,从而实现中药新药研发过程中机制明确、质量可控、疗效确切的要求。②虽然纳米技术在中药药剂领域的应用成果显著,但不同自组装形态会导致不同的生物活性,该技术在临床应用上尚存在问题,如产生的不良反应增大、复方产品质量不易控制等。对此,可参考汤液的有效相态,尽量避免无效或不利的自组装,为寻找最佳的自递送纳米药物提供参考。③在现有研究成果和阶段认识的框架下,笔者暂以液相体系的“微粒粒径尺寸”作为区分各相态的参数指标,但随着对汤液相态研究的深入,粒径范围的划分将会趋于完善,或以其他更为精准的参数替代该评价指标。基于以上问题,笔者建议可利用传统中医药经典论著记载的经验,选择经典名方为研究对象,开展汤液相态的系统化研究:①构建并完善从药材到标准汤剂的药性传递理论,并运用该理论指导中药复方汤液相态研究;②建立完备的相态拆分及其评价的标准;③从有效成分、药理作用及药剂学效应等为指标,寻找汤液中的“有效相态”;④对汤液“有效相态”进行具体分析,进一步揭示其起效机制,并利用该机制指导新药开发,尽可能提高药物疗效、减少不良反应,实现安全有效、稳定可控的要求。综上所述,对中药复方汤液相态进行系统研究,有利于为中药汤液质控体系的构建、中药复方药性传递规律的探索等基础性研究提供思路,同时也可以为相关中药新型制剂的开发提供有价值的参考。

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