1、 中药质量控制模式的现状和发展趋势摘要 目的: 分析中药质量控制模式研究现状, 探讨中药质量控制和评价模式的发展趋势。方法: 查阅近年有关中药质量控制和评价模式相关文献, 通过分析、归纳与综合进行评述。结果: 目前中药质量控制主流仍然是以化学成分为中心的质量控制, 但由于其在中药质量控制中所显示出的局限性, 多种替代方法应运而生, 并均表现出一定的优势。结论: 对具多成分特点的中药, 从生物活性特征出发建立适合中药质量控制的新方法不仅必要, 而且完全可行。关键词 中药质量控制和评价模式; 生物活性; 指纹图谱前言 中药是中医防病治病的最重要物质手段。我国自“九五”以来开展实施的中药现代化是推动
2、中药产业发展的重大举措。而中药的质量控制和评价是中药现代化的关键问题之一，也是中药研究的难点和热点。中药质量控制的目的是保证中药的有效性和安全性。中药质量控制就是监测中药的药效物质、有毒物质及其变化规律，是依据一系列质量标准对中药生产过程中的每一个环节进行质量检测与控制。而中药质量评价的技术、方法和策略的研究是制订科学、合理、先进的质量标准的基础。本文综述中药质量控制和评价研究的进展，简介其外观形态鉴别内在成分监测整体质量评价的发展进程，阐述系统生物学在中药质量控制和评价研究中的潜在作用。1、中药质量控制方法和中药质量评价标准的发展1.1 中药质量标准的历史和现状1.1.1 中药质量标准的历史
3、中药质量标准是进行中药质量控制和评价的法定依据， 中华人民共和国药典一部和目前还存在的部颁标准属于我国中药的国家标准。这是国家对中药产品的质量规格和检验方法所做的技术规定，是中药生产、经营、使用、检验和监督管理部门共同遵守的法典。我国中药质量标准经历了从无到有、从简单到逐步完善的过程，现在依旧在不断探索之中。从历版的中华人民共和国药典看，中药质量标准的发展大致可以分为2 个阶段：即外观形态鉴别为主和内在成分监测为主的阶段。1985 年前为第1 个阶段，此阶段的质量标准包括完全凭经验的外观形态鉴别以及显微鉴别，没有定量指标，缺乏专属性鉴别项目。这种缺少反映中药内在成分的标准很难控制中药的质量。1
4、985 年后，中药质量标准向着微观内在成分监测的方向发展，开始了用化学和仪器分析方法对中药成分的鉴别和测定。薄层色谱正式用于中药质量标准，实现了中药的专属性鉴别。通过对照药材完整的色谱图与供试品色谱图比较，既有较强的专属性，又体现了一定的整体性。同时，首次使用现代仪器分析方法测定中药活性成分或指标成分的含量，结束了中质量标准中没有定量指标的历史。2005 年版中华人民共和国药典进一步加强了中药成分的鉴别和测定，薄层色谱法用于鉴别已达1523 项，用于含量测定的为45 项；用高效液相色谱法进行含量测定的品种为479 种，计518 项，是2000年版的3 倍多；用气相色谱法进行鉴别和含量测定的品种
5、有47 种3；在量化指标方面，也由测定指标性成分向测定活性成分过渡，由测定单一成分向测定多种成分过渡。此版药典对中药的安全性问题更加重视，首次规定了铅等几种有害元素的限量，增订了12 种有机磷和3 种拟除虫菊酯类农药的测定法。1.1.2 中药质量标准的现状 我国现行的中药质量控制模式基本是借鉴化学药品质量控制模式而建立的。中药质量标准的主要内容包括化学定性鉴别与指标成分的含量测定两个方面。半个多世纪以来，这种模式的质量标准在中药材及中成药的研发、生产及上市产品的质量监控和管理等方面，起了非常重要的作用。2 中药质量控制模式的发展趋势2.1 现行中药质量控制模式的作用与局限性现行的中药质量控制模
6、式基本上是沿着天然药物化学的发展引发分析工作者建立以测定中药某一有效成分为目标的分析方法和既有定性又可定量的质量标准的构思, 参照国外植物药的质量控制方法, 借鉴化学药品质量控制的模式, 借助于文献报道选定某一中药的“有效成分” 、 “活性成分”或“指标成分”, 建立相应的简单理化鉴别, 再发展到以光谱、色谱为主的鉴别和含量测定的质量标准。20 世纪70 年代以后UV、IR 等光谱技术, GC、TLC、HPLC 等色谱技术逐渐广泛地渗透到中药原料、制剂及大生产商品的质量研究和控制的应用中, 随着中国药典1985、1990、1995 以及2000 年版的不断制订、修订、增订以及“新药审批办法”的
7、实施, 这种模式的中药分析方法和质量标准被大面积普及推广, 并逐步提高和改进。 。半个世纪以来, 这种模式的质量标准在中药材及中成药生产、研究和市场商品的监督管理、优化生产工艺、控制药品质量、评价商品真伪优劣、整顿中药市场等方面, 至今起着不可替代的重要作用。但是这种以单一化学成分分析的观点，导致人们力求把中药( 天然药物) 这一综合的复杂的“整体”分解成便于观察和研究的简单的“单元”或“分子”, 以便于清楚明确的研究。分析工作者沿着这条思路力求运用各种分析检测手段测定某种有效成分或某一活性成分含量的多少来判断某种药材的质量,对复方制剂也以同样的观点和方法制订其质量标准。对于化学药品( 包括来
8、源于天然药物的纯化学成分药品) 而言, 其分子结构清楚, 构效关系明确, 有效性和安全性与该药品的成分直接相关, 所以它的鉴别、检查、含量测定可以直接作为疗效评价的指标。但对于中医理论指导下的中药, 尤其是复方制剂, 检测任何一种活性成分均不能反映它所体现的整体疗效, 这是中药与化学合成药品质量标准的根本区别。就是说分析的越细,目标越缩小, 离中药的整体疗效的距离越远。譬如黄连和黄柏均含小檗碱, 但测定小檗碱的含量说明不了黄连和黄柏中医用药的不同,因为中医决不会将二者相互代用;六味地黄丸中熊果酸不仅定量测定意义不大, 即使鉴别也不是山茱萸的专属性成分, 假如以山楂投料也同样可以鉴别出熊果酸 ,
9、 熊果酸的含量并不低, 检验的结论将同样是合格品。测定不同中成药中共有的某药材, 例如白芍所含芍药苷每剂量单位mg 级水平的含量, 来评价这些中成药的质量起到多大作用也很值得怀疑。测定黄芪中的黄芪甲苷不得少于0. 040% 1 ,即每1 g 黄芪含黄芪甲苷0. 4 mg, 再一味追求高准确度和高精密度意义不大。何况20 世纪70 年代根据当时的文献认为- 氨基丁酸是活性成分, 90 年代文献报道了一系列黄芪皂苷成分, 而目前唯有黄芪甲苷可以得到对照品, 所以转向目前以测定黄芪甲苷为主。假如可以得到的是另一种皂苷, 可能今天的黄芪质量标准将不是目前的面貌, 这种跟文献跑的盲目性显而易见。有些品种
10、含量测定项目也陷入了难以自圆其说的“ 悖论”, 人参的含量测定规定人参皂苷Rg1+ Re 不得少于0. 25%, 而人参叶规定Rg1+ Re 不得少于2. 25% 2。从这一指标来看, 似乎人参叶比人参根质量要好得多。葛根素在粉葛中规定不得少于0. 3% , 而野葛则不得少于2. 4% 1, 同一名称下的药材, 含量限度相差8 倍, 应该说二者肯定是不等效的, 据此则处方用药的选择就成了问题。虽然目前这种沿着化学药品质量标准模式建立的中药及草药国内外通用质量控制模式在可预见的将来仍将是质量控制模式的主流, 不过随着时间的推移和中成药品种的不断增加, 这种基于西药模式的质量控制模式对中药而言,
11、其潜在的局限性和缺陷将逐渐凸现出来, 将使人们不得不认真思考中药质量控制的发展前景。2.2宏观综合评价中药质量的趋势符合中医药理论和实践的非线性特点如上所述, 中药尤其是复方制剂的功能主治多半不象化学药品那样是明确地直接地瞄准某个或几个 靶点 发挥作用, 往往是通过修复、调整、调动人体的某些机能因而带有综合的宏观的非线性特征。所以用线性分析的观点和方法常常是 测不准 的。分析工作者长期以来较习惯于 分解 , 不太习惯 综合 , 经过几十年对中药的 分解 ,已经将中药的整体特性 瓦解 , 今后随着分析技术和仪器的飞速进步, 将可以继续 分解 下去, 如果按照传统的线性思维, 期望将获得的成分信息
12、与功能主治 一对一 挂钩将是徒劳的( 从中药中分离单一成分研究药理药效, 开发新药另当别论) 。所以宏观地综合分析将成为必然的趋势, 事实上这也是在人类进入统科学时代以后, 人们的科学认识观念更新, 综合分析与整体分析成为分析化学发展的必然的反映 2 。目前对一些中药品种注意多指标成分的检测也说明了在认识上的变化。在寻求综合评价中药质量的过程中,一个值得注意的趋势是色谱指纹图( chro matographic fingerpint ) 的应用重新受到重视 4 , 目前印度、英国、德国以及WHO 等在植物药质量评价中均提出为了确证植物药制剂产品批间质量的一致, 对有效成分未明的草药应提供色谱指
13、纹图 , 美国FDA 受理草药保健品同样也接收色谱指纹图的资料 5 。WHO 草药评价指南( 1996) 6 中指出如果草药制剂的活性成分不能鉴别, 可以通过色谱指纹图证明产品质量的一致。虽然色谱指纹图不能取代含量测定, 但是对中药而言, 它提供的有关质量的信息却比单一成分的含量要丰富和有用得的多, 中国药典1990 年版中药薄层色谱鉴别设置对照药材, 以其完整的色谱图像与供试品色谱比较, 已经显示出较单一化学对照品的鉴别有效得多。当然在目前我国药材资料及市场状态的现状下, 进行色谱指纹图谱研究困难较多, 但反过来看,可以通过色谱指纹图谱恰好反映目前质量标准难以发现的较深层次的质量问题, 对管
14、理决策部门、生产部门、药品监督检验部门提供有用的信息, 使分析检验研究更进一步为生产服务。3 中药质量分析技术及其发展趋势中药质量标准是中药现代化重要组成部分#科学家们从不同学科领域阐述了对中药的研究思路，并取得了很多研究成果，值得指出的是：色谱以及专家系统.联用仪器、生物技术、计算机技术等新技术不断渗入，为中药质量控制方法的研究提供了可能性，使中药质量标准得到了较大提高，其研究的主要方法多集中在以下几个方面：3.1色谱法3.1.1薄层色谱法与经典的分离提纯手段（重结晶、升华、萃取和蒸馏）相比，薄层色谱法具有微量、快速、分离效率高和灵敏度高等优点。但薄层色谱法也有它的局限性#一般不适合分析挥发
15、性样品#对于低沸点的化合物#由于样品在点样和展开过程中挥发损失的原因而不能进行显色处理#从而无法进行测定.51近年来随着新的固定相和高速发展的仪器技术的引入薄层色谱法在很多方面得到了广泛的应用$如判断有机合成反应进行的程度；合成药物的质量控制及杂质检查；中草药的分离提纯；药物分析及含量测定等$3.1.2气相色谱法气相色谱法多用于中药材挥发性成分的测定#也可经衍生化反应后用于分析中药的其他成分!如生物碱、脂肪类、内酯类、酚类、糖类、动物类药材等“$气相色谱法精密度高!分离效果比薄层色谱好 !速度快!但所得数据只有保留时间!多数情况在高温下进行!若物质不能气化 !就不能进行分析!因而应用范围受到限
16、制“3.1.3 高效液相色谱法高效液相色谱只要求样品能制成溶液!不受样品挥发性的限制! 流动相可选择的范围宽!固定相的种类繁多!因而可以分离热不稳定和非挥发性的、离解的和非离解的以及各种分子量范围的物质“与试样预处理技术相配合!789 所达到的高分辨率和高灵敏度!使分离和同时测定性质上十分相近的物质成为可能!能够分离复杂相体中的微量成分“ 随着固定相的发展!有可能在充分保持生化物质活性的条件下完成其分离“由于789具有高分辨率、高灵敏度、速度快、色谱柱可反复利用!流出组分易收集等优点 !因而是中药分析中最常用的分析手段 “高效液相色谱技术关键在以下几个方面：5: 样品的前处理提取方法及纯化条件
17、：样品提取应根据剂型与赋形剂的不同进行液;液萃取或液; 固萃取 !此外!还可用超声提取法、超临界流体萃取法等技术从中药中提取有效成分后再用色谱法分析“4:色谱分析条件的选择：主要是色谱柱与流动相的选择“应用最多的是十八烷基键合相1 柱! 亦有用正相柱、离子交换色谱柱、氨基柱等“用正相柱分析时! 流动相以正己烷、氯仿、二氯甲烷为主；用反相=1 柱时!常用流动相为甲醇; 水或乙腈;2 ）检测技术：二级管阵列检测器可快速提供检测物的紫外光谱；蒸发光散射检测器对只有紫外末端吸收的非挥发性成分具有较好的检出灵敏度；对于具有电活性的物质!可采用电化学检测器；荧光检测器最灵敏! 特别适合于痕量分析；示差折光
18、检测器是通用型检测器!如果选择合适的溶剂! 几乎所有的物质都可被检测“高效液相色谱与普通色谱法相比具有高速化和高效化的特点；与气相色谱法相比!因流动相为液体!固体样品只要求制成溶液 !不需要气化!因而具有不受样品挥发性限制的优点!适用范围广“3.1.4超临界流体色谱法该法是用超临界流体6常用4:作为流动相的新型色谱“超临界流体的黏度与密度介于液体与气体之间!同时具有和液体相似的溶剂化能力 !因此兼有气相、液相的优点 !可在较低温度下分离热不稳定性和不挥发性化合物!扩大了样品分析范围“超临界流体色谱法最大优点是可以在近常温的条件下提取分离!几乎保留产品中全部有效成分!无有机溶剂残留!产品纯度高、
19、节省溶剂、操作简单 !对中药中有效成分进行定量分析!进样量可达毫克级6毫升级:“3.2光谱法3.2.1紫外光谱法紫外光谱法在中药化学对照品结构测定中起的主要作用是对具有紫外吸收的已知化合物进行定性、定量“3.2.2 红外光谱法红外光谱法通常采用查对的方法对被测物的红外光谱进行分析(专属性强( 重复性好(但是对纯物质而言%红外光谱主要是作为一种定性工具使用的% 红外光谱虽然信息量大(指纹性强(但不能定量是其缺陷%3.2.3 核磁共振法核磁共振法可利用89. 光谱图上吸收峰的位置、强度和精细结构研究化合物的分子结构%:289.图谱不仅有单一性、全面性、定量性、易辨性 (而且有高度重现性和特征性的优
20、点(非常适用于中药的鉴别和化学分类研究3.2.4 高效毛细管电泳高效毛细管电泳是以高压电场为驱动力(以毛细管为分离通道( 依据样品中各组分之间电泳程度或分配行为的差异而实现分离的液相分离技术(主要优点是高效、不易产生柱污染3.2.5 DNA分子诊断技术A8B 分子诊断技术也称A8B 分子标记技术( 是通过直接分析遗传物质的多态性来诊断生物内在基因排布规律及其外在性状表现规律的技术%A8B 分子作为遗传信息的直接载体(不受外界因素和生物体发育阶段及器官组织差异的影响(每一个体的任一细胞均含有相同的遗传信息(因此以A8B 分子特征作为遗传标记的 A8B 分子诊断技术比在形态、组织和化学水平上检测更
21、能代表中药分析的遗传本质%目前A8B 分子诊断技术在中药材中的应用主要集中在C“/ 基原的鉴定C+/种的鉴别7/中药真伪鉴定C3.2.6 指纹图谱中药指纹图谱系指中药原料药材、饮片、半成品、成品等经适当处理后!采用一定的分析手段!得到能标示其特性的共有峰的图谱“ 中药指纹图谱是一种综合的、可量化的化学鉴定手段“ 其基本特性是整体性和模糊性“ 它不同于常规意义的指纹分析含义 !并不具有个体特异性!而更多强调的是作为主要以植物来源中药的共有特征性“中药质量的评价需要用综合的、宏观的、非线性的分析观念，而在现阶段，指纹图谱就是适应这一特点的一种质量控制模式“指纹图谱从整体上对中药产业质量控制起到推动
22、作用，指纹图谱技术被认为是中药质量控制现代化的一种有效解决方案“根据所用方法的不同将指纹图谱分为三类! 即色谱指纹图谱、光谱指纹图谱和#$% 指纹图谱 “、中药指纹图谱用于中药质量控制与评价1. 指纹图谱用于中药的真实性评价2. 指纹图谱用于中药的质量一致性和稳定性评价3. 中药指纹图谱用于中药的药效相关性评价3.3 系统生物学在中药质量控制和评价模式发展中的作用系统生物是美国的Hood 教授提出的概念和研究体系26。它涵盖了基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等多种组学2627。系统生物学是以整体性研究为特征的一门科学，其认识生物的观点是从局部观走向整体观，从线性思维走向复杂性思维28。
23、应用系统生物学的各种组学策略和技术对中药的种质资源、配伍规律、内在成分和药效物质、作用机制和作用靶点及安全性等进行研究，将为实现中药“内在” 、 “综合”质量的评价和控制奠定重要的基础。1. 系统生物学在中药种质资源和中药材质量控制中的作用大部分中药都来源于植物，但随着野生植物资源短缺，相当一部分中药材由野生型改为人工繁育、种植，我国建立了数百个中药材规范化种植基地。为确保中药资源的质量，需要以基因组学等技术对中药种质资源进行研究。植物功能基因组学29主要包括利用分子生物学和生物信息学方法系统地研究与其成分的生物合成及其代谢调控相关的基因；比较分析DNA指纹图谱，对相关基因进行功能分析，确定影
24、响其品质的基因。中药材基因组学研究将能建立道地药材的真伪鉴别系统，以确保中药材的质量，保护名贵、稀有中药材的种质资源。 。此外，对药用植物野生株和人工繁育株的代谢表型、在不同外界环境影响下的活性化合物代谢途径和相关代谢网络进行代谢组学研究，也将有利于解决遗传育种和品质改良中的问题，为中药资源的可持续发展提供科学依据和保障。利用代谢组学方法检测代谢物的变化能够判断基因表达水平的变化，从而推断基因的功能及其对代谢物流的影响32。2. 系统生物学在中药药效物质和作用机制研究中的作用中药进入机体后，以其多组分、多靶点协同作用而发挥药效作用，协调干预人体内源性代谢物组来治疗疾病。代谢组学通过认识机体“代
25、谢指纹图谱”变化的原因，阐明中药作用的靶点或受体，在阐明作用机制的同时，搞清发挥作用的物质基础。依据多基因致病的关联特性，通过蛋白质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的分子水平调控规律，进而可能揭示中药的作用靶点、作用环节和作用过程，也能发现有效成分及各成分间的协同、拮抗关系，系统生物学从分子、基因、受体及代谢网络多角度来阐明中药整体调节作用，从深层次全面揭示中药药效物质，为创新中药质量控制和评价模式奠定科学基础。3. 系统生物学在中药安全性评价和预测研究中的作用人们都已认识到中药并非完全无毒、副作用，中药的安全性问题也愈来愈受到关注。中药毒性的产生和其药效的作用模式相似，因
26、此用能够反映整体思想的系统生物学技术对中药的安全性进行评价更具有科学性。代谢组学已被广泛用于候选药物的毒性评价。应用代谢组学策略对中药毒性进行科学的综合研究，对于确保中药的合理、安全用药，建立现代中药的安全性评价和预测体系，以及复方中药的配伍减毒机制的研究都具有重要的作用。3.4 研究方法的评述与分析中药的质量评价, 尤其在是药物质量优劣判断上, 由于其在物质基础( 复杂体系)及作用( 一药多效、多靶点多途径)上存在太多认知上的空白, 客观上造成中药质量控制技术与方法难以满足现实的需要。长期以来, 中药质量控制应当说是以化学成分为核心进行建立的。包括现阶段比较公认的成分 指纹谱 , 实际上是从
27、单一成分向多成分的一种过渡。它部分地解决了以某一指标性成分代表全成分的不合理现状, 无疑是中药质量控制的一大进步。但随着该技术的应用, 其自身的问题也逐渐显现: 如同一药物( 药材、饮片或制剂) , 不同的实验室由于采样的样品及处理方法、分析条件的不同,所表征的指纹图谱往往面目非, 图谱的代表性(或标准图谱) 如何确定? 而 模式识别 专注于 相似性 或 共有峰 , 但能保证不会丢掉真正发挥药效或具有毒性的成分吗?指纹谱在改变单一指标性成分评价中药质量所明显存在片面局限性的同时, 也暴露出它自身的问题, 即在表现众多成分的指纹峰中, 什么是重点? 哪些( 峰) 是可以放弃的? 现实的要求是既不能 片面 , 但也不能 一把抓 (客观上, 一把抓在实践中缺乏操作性)。这些问题关乎该方法的科学性。也有待进一步研究。4 结语 建立科学、合理、可操作性强的中药质量评价方法和控制体系是实现中药现代化、产业化和国际化的关键之一。中药质量控制和评价模式应该体现中药的整体成分、多靶点协同作用的综合特点，这不仅需要先进的现代科学技术，而且需要不断创新的研究思路。系统生物学思想和技术平台对中药质量控制和评价模式的发展有重要的指导和促进作用，将对其产生深远影响。
