馬紅紅 魏桂林 潘秋莎 楊凌

摘要 中藥毒性研究中因倫理原則不可能在人體進(jìn)行還原論模式的臨床研究，體內(nèi)外結(jié)合、動(dòng)物與人體臨床研究的結(jié)合成為研究模式的必然選擇。有毒中藥藥材面臨著藥材組成成分的定性與定量水平差異、各不同產(chǎn)地藥材組成成分巨大變異、毒理機(jī)制的萬變、體內(nèi)外模型差異、種屬差異、器官組織細(xì)胞組成差異、代謝與功能非均一性、評(píng)價(jià)指標(biāo)與檢測方法多重性等差異的眾多挑戰(zhàn)與難題?，F(xiàn)代毒理學(xué)高度重視與強(qiáng)調(diào)對(duì)人源性毒理學(xué)（而非動(dòng)物毒性或細(xì)胞毒性）特征及其本質(zhì)的研究，但人源性毒性在體內(nèi)外體系、種屬差異、臟器組織特征差異、形態(tài)結(jié)構(gòu)學(xué)與分子組成差異等眾多影響因素的干擾下，常常迷失本質(zhì)性、機(jī)制性或原理性研究方向，理清研究邏輯，選擇正確的策略與技術(shù)切入點(diǎn)才能避免中藥毒性評(píng)價(jià)與研究誤入歧途。

關(guān)鍵詞 有毒中藥;人源性;系統(tǒng)毒理學(xué);標(biāo)志物

Scientific Basis，Strategy，Key Technical Point and of Human-derived Toxicity Evaluation of Traditional Chinese Medicines

MA Honghong，WEI Guilin，PAN Qiusha，YANG Ling

（Institute of Interdisciplinary Integrative Medicine Research，Shanghai University of Traditional Chinese Medicine，Shanghai 201203，China）

Abstract Owning to the ethics concerns，it is impossible to carry out clinical research of reductionism model in human body for the toxicity research of the traditional Chinese medicine，the combination of in vivo and in vitro，animal and human clinical research has become the inevitable choice of research mode.Toxic traditional Chinese medicine（TCM）are faced with many challenges and difficult problems，such as qualitative and quantitative differences in composition，huge variation in composition of medicinal materials from different origin，variation of toxicological mechanism，differences in models in vivo and in vitro，species differences，differences in organ tissue and cell composition，heterogeneity of metabolism and function，multiplicity of evaluation indexes and detection methods.Modern toxicology attaches great importance to and emphasizes the research of the characteristics and nature of the human-derived toxicity rather than animal toxicity or cytotoxicity.However，due to the interference of many influential factors，such as in vivo and in vitro systems，species differences，organ tissue characteristics differences，morphological structure and molecular composition differences，the evaluation of human-derived toxicity often loses its essential，mechanism or theoretical research direction.Only by clarifying the research logic and choosing the right strategy and technical breakthrough point can we avoid the wrong way of toxicity evaluation and research of traditional Chinese medicine.

Keywords Toxic traditional Chinese medicine; Human-derived; System toxicology; Biomarker

中圖分類號(hào)：R285文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2020.23.006

中藥的有效性和安全性是中醫(yī)藥傳承和發(fā)展的基石，中醫(yī)藥千百年的臨床實(shí)踐也使得中醫(yī)藥的用藥經(jīng)驗(yàn)及方式具有多樣性與多變性，同時(shí)也有“人源性”“辨證論治”和“整體觀”等優(yōu)勢，但在物質(zhì)基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)和機(jī)制研究方面仍然存在天然缺陷，中藥毒性的人源性與其中藥的多成分、多靶點(diǎn)作用使得中藥的毒性評(píng)價(jià)具有極高難度，因此建立“有毒”中藥材的效應(yīng)物質(zhì)、毒性效應(yīng)和致毒機(jī)制數(shù)據(jù)庫、毒效標(biāo)志物與檢測方法學(xué)的數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建符合中醫(yī)特色且國際認(rèn)可的中藥毒效評(píng)價(jià)模式，形成針對(duì)“有毒”中藥材的科學(xué)認(rèn)知、客觀評(píng)價(jià)和安全使用、有效防控的系統(tǒng)方法尤為重要，也可進(jìn)一步為中藥臨床合理用藥，建立有效的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 有毒中藥材組成成分的復(fù)雜性

中藥材成分極其復(fù)雜，所含成分還因品種、產(chǎn)地、炮制工藝等發(fā)生變化;同時(shí)藥材還有可能受重金屬，霉菌等成分的污染。根據(jù)所含有效成分或有效成分的不同，中藥可分為道地藥材普通藥材。我國土地遼闊，地形錯(cuò)綜復(fù)雜，氣候條件多種多樣。不同地區(qū)的地形、土壤、氣候等條件，形成了不同的道地藥材。獨(dú)特的環(huán)境下，物種形成了自己的品質(zhì)與生長、繁衍習(xí)性，所含成分也因此而發(fā)生變化。因此，中藥因來源于天然或種植，其組成穩(wěn)定性是一極大挑戰(zhàn)[1]。

中藥經(jīng)炮制后，由于加熱、加輔料等處理，可以使某些中藥中的化學(xué)成分發(fā)生變化，有的成分被溶解出來，有的成分被分解或轉(zhuǎn)化成新的成分，有的成分有量的增減，只有在搞清楚中藥在炮制過程中多成分之間的轉(zhuǎn)變及機(jī)制，才能完成中藥質(zhì)量的穩(wěn)定及控制[2]。更好地了解中藥炮制的目的，進(jìn)而為探討中藥炮制原理，據(jù)現(xiàn)代藥學(xué)研究表明，炮制對(duì)中藥材成分有著很顯著的影響。例如，生物堿是一類含氮有機(jī)物，通常有似堿的性質(zhì)，味苦。炮制此類中藥材常用的輔料有醋、酒2種。醋，呈弱酸性。可使生物堿成鹽而易被水煮出（溶水性），增強(qiáng)療效。酒，弱極性?？墒股飰A游離其內(nèi)，便于煎出有效成份。許多中藥經(jīng)炒制后，可殺酶保苷，如芥子，牛蒡子等;煅制常用于處理礦物藥，動(dòng)物甲殼及化石類藥物，能使質(zhì)脆易碎，而且作用也會(huì)發(fā)生變化。如白礬煅后燥濕、收斂作用增強(qiáng)。血余煅炭后能止血。川烏、草烏加熱煮制后，其毒性顯著降低，保證了臨床用藥安全有效。中藥經(jīng)輔料制后，在性味、功效、作用趨向歸經(jīng)和不良反應(yīng)方面都會(huì)發(fā)生某些變化，從而最大限度地發(fā)揮療效。除以上可造成中藥成分復(fù)雜性增加之外，由于儲(chǔ)存不當(dāng)，中藥還會(huì)受到霉菌污染，使成分發(fā)生改變，產(chǎn)生毒性或其他不良反應(yīng)[3]。中醫(yī)藥理論認(rèn)為，毒性是中藥最基本的性能之一。如中藥藥源性肝損傷，是指由于中藥自身或其代謝產(chǎn)物導(dǎo)致的肝臟損傷。在2016版的《中草藥相關(guān)肝損傷臨床診療指南》中也提到了常見的中藥肝損傷就按損傷靶細(xì)胞類型分為肝細(xì)胞損傷型，混合型，膽汁淤積型和肝血管損傷型[4]。不僅是肝毒性，許多中藥活性成分都具有潛在的毒性，如《中華人民共和國藥典》中列出的10大有毒中藥，川烏，馬錢子等[5]。多數(shù)具有生物堿，例如早已耳熟能詳?shù)牟轂?，因含有雙酯型二萜生物堿，其可對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生不良反應(yīng)，那是否會(huì)有更多中藥的各類生物堿具有毒性有待進(jìn)一步研究。由此可見，中藥毒性機(jī)制的復(fù)雜多樣同時(shí)也是中藥材復(fù)雜的重要原因之一。

2 人源性毒性的特點(diǎn)

中藥的毒性/藥效是中藥多成分與機(jī)體相互作用的結(jié)果，其效應(yīng)評(píng)價(jià)不僅取決于中藥本身成分還取決于被作用的評(píng)價(jià)模型，模型不同其作用效果也不同。在實(shí)際研究中，也需依據(jù)中藥材所作用的靶器官或者中藥材中某一活性成分作用的靶細(xì)胞及亞細(xì)胞器選定評(píng)價(jià)模型，若此中藥材或成分現(xiàn)并未有文獻(xiàn)對(duì)其毒性/藥效進(jìn)行報(bào)道，應(yīng)先從其活性成分組成及分子結(jié)構(gòu)特征推斷其可能毒性/藥效，并進(jìn)一步推進(jìn)整體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，從而觀察其真實(shí)毒性/藥效靶器官、靶細(xì)胞及靶細(xì)胞器，最后再在體外模型上對(duì)其機(jī)制進(jìn)行研究。雖然哺乳動(dòng)物與人體絕大多數(shù)組織/器官的形態(tài)和解剖結(jié)構(gòu)相似，但其成分組成（如蛋白種類和水平等）及主要代謝通路/網(wǎng)絡(luò)存在較大差異，因此，中藥成分在不同種屬中的代謝過程及關(guān)鍵影響因素往往存在較大差異，這直接導(dǎo)致動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果與臨床數(shù)據(jù)間的不匹配[6]。因模型選擇的不匹配性，重復(fù)性研究往往變成為不斷創(chuàng)新的探索性研究。

3 體外模型的缺陷

在對(duì)中藥材人源性毒性的研究中，因模型存在著各種局限及困難，例如，體外研究常常因使用細(xì)胞而將組織或器官特征簡單化，是不同來源器官或組織特征同質(zhì)化，例如只有線粒體代謝，其他特征性代謝的信息缺失，如果再缺乏針對(duì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)及技術(shù)方法，其提供的毒性信息十分有限。體外研究模式的不確定性或者說在學(xué)術(shù)界并未形成學(xué)術(shù)共識(shí)，這導(dǎo)致大量的新穎的體外模型不斷引入，但研究的系統(tǒng)性、目標(biāo)性與規(guī)范性極差。其中體外模型及其缺陷還存在大量的技術(shù)障礙。

體外模型指的是在體外對(duì)人體的生理環(huán)境進(jìn)行模擬，進(jìn)而揭示疾病本身的發(fā)生發(fā)展，或者借以體外模型對(duì)相關(guān)治療藥物的藥理學(xué)或毒理學(xué)機(jī)制進(jìn)行研究。在科學(xué)研究中，體外模型建模依據(jù)的多樣性也決定了其具體模型的多樣性及復(fù)雜性，同時(shí)隨著科學(xué)研究與日俱增的嚴(yán)謹(jǐn)性及準(zhǔn)確性，體外模型也能更加精確的對(duì)體內(nèi)真實(shí)情況進(jìn)行模擬，且體外模型簡便易行，實(shí)驗(yàn)條件容易控制，在藥物的機(jī)制研究上能極大程度的減少類似于體內(nèi)反應(yīng)所帶來的的連帶作用，如在研究藥物在腸道的吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制時(shí)，就常采用Caco2細(xì)胞模型對(duì)藥物的腸道吸收進(jìn)行模擬，且Caco2模型也是最為常用的腸道轉(zhuǎn)運(yùn)模型及上皮轉(zhuǎn)運(yùn)模型[7]。

4 動(dòng)物模型的缺陷

體內(nèi)研究因使用動(dòng)物，又常常忽視種屬差異、過程信息缺失、低通量高耗費(fèi)、致毒機(jī)制不清、致毒過程不明、無法前瞻預(yù)測等缺點(diǎn)，且個(gè)體及臟器之間也存在巨大的差異，這就造成了中藥材人源性毒性的甄別產(chǎn)生巨大阻礙及困難。對(duì)于應(yīng)用中藥動(dòng)物模型，由于同樣缺乏系統(tǒng)評(píng)價(jià)，其中引發(fā)的問題更加嚴(yán)重[8]。

在一項(xiàng)對(duì)221起引起人類毒性反應(yīng)的150種藥物的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，嚙齒動(dòng)物和非嚙齒類動(dòng)物與人類毒性反應(yīng)陽性一致率為71%，其中非嚙齒類動(dòng)物僅可預(yù)測63%的人類毒性反應(yīng)，僅嚙齒類動(dòng)物僅可預(yù)測43%的人類毒性反應(yīng)[9]。

動(dòng)物模型是指依靠實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)疾病或者治療藥物對(duì)相關(guān)疾病治療情況進(jìn)行模擬，以進(jìn)一步闡釋其藥物在動(dòng)物體內(nèi)的作用。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和人的各器官系統(tǒng)不僅在形態(tài)上相似，而且生理解剖功能都與人體有一定的相似性，可極好的對(duì)人體各功能進(jìn)行模擬，如皮膚、心血管系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、胃腸道和泌尿系統(tǒng)，因此采用動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)為科學(xué)研究中必不可少的環(huán)節(jié)。動(dòng)物胰腺的生理功能與人體類似，在糖的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和利用研究中可以用動(dòng)物模型進(jìn)行前期模擬[10-11]，如豬的胰島素與人類的胰島素只差一個(gè)氨基酸，因此，用豬制作糖尿病模型對(duì)糖尿病的研究極其重要[12]。動(dòng)物中有著與人類相似的細(xì)胞色素氧化酶P450系統(tǒng)，所以，在藥物的代謝研究中常用動(dòng)物模型進(jìn)行前期的探究[13]。

動(dòng)物與人體之間種屬差異大，如多種CYP酶在物種間的表達(dá)和活性均存在差異[14]。生物體由多個(gè)系統(tǒng)組成，而各個(gè)系統(tǒng)又構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的有機(jī)體，而人體是更為復(fù)雜且有感情的有機(jī)體，所以機(jī)體內(nèi)所發(fā)生的都不是單一反應(yīng)，均是復(fù)雜的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，這就使得了解簡單具體體內(nèi)某一反應(yīng)或某一通路變化變得困難，進(jìn)而使得藥效預(yù)測能力較差，難以實(shí)現(xiàn)真實(shí)模擬人類反應(yīng)的目的，因此，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)只能作為藥物的臨床前研究模型，藥物的安全性及療效必須依靠臨床試驗(yàn)得出最終結(jié)論。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)費(fèi)用高，且飼養(yǎng)條件要求也較高。

5 本研究團(tuán)隊(duì)的策略與研究優(yōu)勢

中藥材成分的復(fù)雜性直接決定了其作用于人體后藥效與毒效研究的難度和局限，同時(shí)機(jī)體的復(fù)雜內(nèi)部環(huán)境也使得中藥的體內(nèi)研究成為一個(gè)難以透視化及標(biāo)準(zhǔn)化的“黑箱”。本研究團(tuán)隊(duì)一方面借以系統(tǒng)生物學(xué)從整體動(dòng)物到單靶點(diǎn)（分子）對(duì)中藥的藥效及毒效進(jìn)行研究。見圖1。采用組學(xué)、數(shù)據(jù)庫及各種算法篩選中藥復(fù)方或成分對(duì)機(jī)體的調(diào)節(jié)途徑及代謝通路，并進(jìn)一步根據(jù)其作用模型及作用組織的特征對(duì)其在器官水平及整體水平上做出互作關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖，另一方面，有害結(jié)局路徑邏輯框架對(duì)中藥的作用進(jìn)行預(yù)判，即從早期起始分子事件-亞細(xì)胞損傷-細(xì)胞生死-組織病理結(jié)構(gòu)改變-終點(diǎn)效應(yīng)間存在嚴(yán)格的邏輯與因果關(guān)系，也即組織病理結(jié)構(gòu)改變這一有害結(jié)局出現(xiàn)前，微觀水平的代謝異常和細(xì)胞異常死亡等往往早已出現(xiàn)，因此，如果以毒性發(fā)生的“起始事件”、代謝紊亂、細(xì)胞生死異常凋亡/死亡為早期評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，則可能完成早期“有害結(jié)局”預(yù)判。本研究團(tuán)隊(duì)擬通過以上策略及研究優(yōu)勢闡明藥物各成分“黑箱操作”，進(jìn)而推動(dòng)中藥發(fā)展。

5.1 生物標(biāo)志物 標(biāo)志物首先是源于機(jī)體器官、組織、細(xì)胞、亞細(xì)胞器中的標(biāo)志性或/和功能性分子。我們從標(biāo)志物的相似性評(píng)價(jià)角度首先來規(guī)范與評(píng)價(jià)體內(nèi)外模型的差異、人源性與動(dòng)物種屬間差異性、臟

器組織細(xì)胞及亞細(xì)胞間的差異性。因此，標(biāo)志物的選取是最核心的技術(shù)切入點(diǎn)，也是科學(xué)問題的落腳點(diǎn)。盡管病理學(xué)改變是目前毒性評(píng)價(jià)的金標(biāo)準(zhǔn)，但由于病理學(xué)改變往往發(fā)生在毒性的中后期、具有不

可逆性，因此，找到早期毒性的定量檢測指標(biāo)，是藥物毒性研究首先需要解決的問題。通過分析代謝水平、細(xì)胞水平和組織整體水平毒性數(shù)據(jù)指標(biāo)，篩選出可準(zhǔn)確定量檢測的毒性特征性指標(biāo)和生物標(biāo)志物，能夠在毒性發(fā)生的早、中、晚期對(duì)毒性進(jìn)行定量監(jiān)測。再結(jié)合離體器官、細(xì)胞水平等體外技術(shù)及毒代動(dòng)力學(xué)結(jié)果，揭示“有毒”中藥材的毒性劑量、靶器官、毒性物質(zhì)基礎(chǔ)、制毒機(jī)制，多成分的相互作用規(guī)律。利用標(biāo)志物，將機(jī)體（分子、細(xì)胞、組織與器官種類）的組成、結(jié)構(gòu)與功能緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)生物學(xué)水平的中藥毒物學(xué)與毒理學(xué)突破。

5.2 體外技術(shù) 依照人源性器官、組織、細(xì)胞的組成與結(jié)構(gòu)要求，構(gòu)建時(shí)空多維度一體化整合的微流控器官芯片[15-16]，將檢測與反應(yīng)體系整合進(jìn)入芯片體系，實(shí)現(xiàn)生化、細(xì)胞與組織三水平工程上的生長、反應(yīng)、控制與檢測的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一。例如，通過將人源實(shí)質(zhì)細(xì)胞與基質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)的方式，模擬器官的生理結(jié)構(gòu)，構(gòu)建系列“高仿生”動(dòng)物/人源的肝、腎、腸、心、神經(jīng)系統(tǒng)等微流控器官芯片以及多器官集成芯片;與組學(xué)等檢測技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成能夠動(dòng)態(tài)連續(xù)性多維度定性/定量評(píng)價(jià)中藥安全性與有效性微流控器官集成芯片。以模塊化的方式構(gòu)建組織的器官微流控芯片系統(tǒng)，模擬藥物在體內(nèi)的吸收（A）、分布（D）、代謝（M）和排泄（E）過程，測出藥時(shí)曲線，得到藥物的達(dá)峰時(shí)間、半衰期、消除速率常數(shù)等藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)，并與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較，取得可比性和關(guān)聯(lián)性，實(shí)現(xiàn)吸收、分布、代謝和消除等過程的參數(shù)測定。在整體毒性評(píng)判水平，逐漸形成一個(gè)具有普適性、接近或不低于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物毒性評(píng)價(jià)能力與標(biāo)準(zhǔn)的體外模擬與研究平臺(tái)，應(yīng)用于有毒中藥材的“量-時(shí)-毒-效”關(guān)系的評(píng)估。

5.3 體內(nèi)技術(shù) 基于微流控器官芯片技術(shù)銜接人體與動(dòng)物源、體外與體內(nèi)研究體系，揭示并解決有毒中藥安全性和有效性[17]。利用公認(rèn)的造模方法，在嚴(yán)格的質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下，建立與人源性毒性相匹配或相似度極高的動(dòng)物毒性評(píng)判模型，具體目標(biāo)是建立肝、腎、腸、神經(jīng)、心臟毒性的動(dòng)物模型;作為研究的陽性對(duì)照，檢測活體動(dòng)物的各項(xiàng)指標(biāo)，其中包括內(nèi)源性物質(zhì)與能量變化與外源性毒物及其代謝變化隨時(shí)間的同步監(jiān)測體系，具體利用各種組學(xué)技術(shù)，對(duì)可能收集到的體液與組織樣本如尿液和血液中的內(nèi)外源性相關(guān)代謝物進(jìn)行定性定量分析，在對(duì)動(dòng)物進(jìn)行最終處理時(shí)，結(jié)合解剖與病理學(xué)結(jié)構(gòu)形態(tài)學(xué)檢查，在時(shí)間上，將組成、功能與結(jié)構(gòu)的變化同步。通過多變量數(shù)據(jù)分析，篩選出分子水平、細(xì)胞水平、組織水平等多水平的差異性指標(biāo)，結(jié)合同步的功能性變化，解析毒性發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制。在理念上，高度正視傳統(tǒng)采用動(dòng)物試驗(yàn)方法進(jìn)行毒性研究的缺陷。特別是注意試驗(yàn)結(jié)果的簡單種屬間外推或經(jīng)驗(yàn)性外推[18]。

5.4 多系統(tǒng)毒性的“量-時(shí)-效-毒”信息與數(shù)據(jù)的整合 利用體外和整體動(dòng)物的數(shù)據(jù)構(gòu)建模式動(dòng)物的整體PBPK-PD/TK模型，預(yù)測單味藥材單成分、多成分在血漿及肝腎等重要毒靶器官的暴露量的經(jīng)時(shí)變化關(guān)系和多成分互作關(guān)系;在此基礎(chǔ)上，整合用藥劑量、毒效和暴露量數(shù)據(jù)，構(gòu)建單味藥材的整體量-時(shí)-效關(guān)系，對(duì)多系統(tǒng)毒性的量-時(shí)-效-毒關(guān)系進(jìn)行人體內(nèi)動(dòng)力學(xué)行為的定量預(yù)測，為臨床合理用藥提供可靠準(zhǔn)確的資料。見圖2。

評(píng)價(jià)細(xì)胞活性及毒性效應(yīng)是中藥人源性毒性的評(píng)價(jià)手段之一。通過分子、細(xì)胞、組織水平上毒效標(biāo)志物的確立和驗(yàn)證，例如，早期毒性標(biāo)志物的建立，通過對(duì)體外人源細(xì)胞/類組織與組學(xué)分析技術(shù)的結(jié)合，以代謝異常及亞細(xì)胞特征性標(biāo)志物的異常泄露，結(jié)合各組學(xué)數(shù)據(jù)和組織病理學(xué)、生化指標(biāo)，從而可準(zhǔn)確定量檢測的毒性生物標(biāo)志物，能夠在毒性發(fā)生的各個(gè)時(shí)期對(duì)毒性進(jìn)行定量監(jiān)測。通過構(gòu)建動(dòng)物模型，對(duì)有毒中藥進(jìn)行量時(shí)毒效關(guān)系評(píng)價(jià)以及相關(guān)整體實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證。再在體外代謝中研究建立不同毒性靶器官的有害結(jié)局評(píng)價(jià)方法，分別采用血液生化與組織學(xué)指標(biāo)進(jìn)行比較研究。構(gòu)建模式動(dòng)物的整體PBPK-PD/TK模型，進(jìn)行人體內(nèi)源性物質(zhì)代謝譜與外源性物質(zhì)代謝譜間的動(dòng)力學(xué)行為整合，形成定量預(yù)測模型。通過系統(tǒng)藥理學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)技術(shù)，對(duì)特定的分子水平、細(xì)胞水平、組織水平等多水平的毒物靶點(diǎn)進(jìn)行整合，整合各種體內(nèi)外模型構(gòu)建技術(shù)，以及針對(duì)相應(yīng)毒效指標(biāo)及標(biāo)志物開發(fā)建立的組學(xué)、酶活檢測、組織病理檢查等定性定量檢測技術(shù)，進(jìn)而預(yù)測和評(píng)價(jià)中藥成分-機(jī)體、成分相互、量-毒關(guān)系，闡明有毒中藥成分在體內(nèi)的效應(yīng)物質(zhì)基礎(chǔ)和多成分互作關(guān)系，預(yù)測這些成分在人體的“量-時(shí)-毒-效”關(guān)系，可以確定中藥的安全用藥范圍及可能的易感物質(zhì)和易感機(jī)制。

基于生物信息學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)技術(shù)的毒性成分預(yù)測和分析是對(duì)實(shí)驗(yàn)的必要補(bǔ)充。1）利用前期開發(fā)計(jì)算ADME技術(shù)和藥物體內(nèi)半衰期數(shù)學(xué)模型，確定候選有毒成分。借助系統(tǒng)藥理學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)技術(shù)，預(yù)測多成分之間的互作關(guān)系及其所產(chǎn)生的不良反應(yīng)，借此剖析中藥單味藥以及復(fù)方內(nèi)有毒成分群;2）采用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)以及現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)理論構(gòu)建人體主要臟器藥物毒性數(shù)學(xué)模型、構(gòu)建人體多臟器生物富集模型。開展和完善前期所開發(fā)的化學(xué)成分在多個(gè)臟器內(nèi)（主要包括腸、肝腎、大腦等）分布、富集預(yù)測數(shù)學(xué)模型。借助前期開發(fā)的藥物靶點(diǎn)預(yù)測方法，開展有毒中藥多成分毒性互作蛋白的預(yù)測和驗(yàn)證研究，以鎖定毒物靶點(diǎn)，揭示有毒中藥的易感分子機(jī)制;3）開展基于靶點(diǎn)和通路作用的有毒成分毒性分級(jí)評(píng)價(jià)。借助基元?jiǎng)恿W(xué)技術(shù)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析工具，構(gòu)建定量預(yù)測和評(píng)價(jià)多成分互作量-毒關(guān)系。

5.5 有毒中藥的毒性將怎樣進(jìn)行研究？ 目前，有毒中藥材其毒性分為3級(jí)：“有大毒”“有毒”“有小毒”，這一種模糊定量概念。中藥產(chǎn)生毒性的機(jī)制復(fù)雜多樣，何種藥材中的何種成分會(huì)導(dǎo)致毒性，這是需要首先定性的問題。我們從以下幾方面來展開：1）物質(zhì)基礎(chǔ)的分析與確定;2）主要靶細(xì)胞模型與生物標(biāo)志物的選擇;3）代謝或轉(zhuǎn)運(yùn)干擾機(jī)制以及引發(fā)的多成分或藥藥相互作用模型;4）整體內(nèi)動(dòng)力學(xué)變化過程與毒性產(chǎn)生動(dòng)力學(xué)間的關(guān)系。

尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶（Uridine 5′-diphospho-glucuronosyltransferase，UGTs）是一種緊密相連細(xì)胞膜內(nèi)表面且存在于細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的膜蛋白，主要分布在肝臟和腸道中，介導(dǎo)多種葡萄糖醛酸結(jié)合反應(yīng)[19]。眾多UGTs亞型中，只有尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶（UGT1A1）酶能代謝肝臟中膽紅素，通過促進(jìn)葡萄糖醛酸與間接膽紅素接合，并將其轉(zhuǎn)化為直接膽紅素[20]。UGTIA1在維系機(jī)體內(nèi)源性物質(zhì)的代謝平衡中發(fā)揮的作用是至關(guān)重要的，它介導(dǎo)了大量藥物、毒物或致癌物質(zhì)的代謝清除。但是，當(dāng)UGT1A1活性受到抑制時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致內(nèi)源性物質(zhì)膽紅素代謝紊亂，還能夠引起臨床上不良的藥物/草藥-藥物相互作用，從而引發(fā)多種與人體密切相關(guān)的疾病，如黃疸、高膽紅素血癥、肝毒性、神經(jīng)毒性等[14]。例如，中藥及其活性成分會(huì)通過抑制UGT1A1的活性導(dǎo)致高膽紅素血癥及引發(fā)其他不良反應(yīng)，諸如補(bǔ)骨脂、首烏、穿心蓮等提取物均可以強(qiáng)效抑制UGT1A1[21-22]。見圖3。

總之，針對(duì)“有毒”中藥材的藥效物質(zhì)、毒性成分、安全用藥劑量尚未明確等問題，結(jié)合人源性毒性發(fā)生特點(diǎn)、選擇明確的標(biāo)志物、建立高仿生微流控整合體外技術(shù)，完成體外的初步篩選;明確目標(biāo)毒性，建立一套質(zhì)控系統(tǒng)，選擇與人體體系相似的模型動(dòng)物，通過系統(tǒng)生物如組學(xué)技術(shù)，開展目標(biāo)物質(zhì)的“量-時(shí)-毒-效”關(guān)系研究，確定安全用藥范圍、易感因素與和機(jī)制;最終建立毒-效關(guān)系的中藥質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，建立符合中醫(yī)藥特點(diǎn)的中藥安全性評(píng)價(jià)模式和技術(shù)體系。見圖4。為臨床合理用藥和建立有效的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)提供科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]Luo X，Chen X，Shen X，et al.Rapid identification and analysis of the active components of traditional Chinese medicine Xiaoxuming decoction for ischemic stroke treatment by integrating UPLC-Q-TOF/MS and RRLC-QTRAP MSn method[J].J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci，2019，1124：313-322.

[2]閆曉哲.中藥炮制方法對(duì)中藥飲片臨床療效的影響[J].深圳中西醫(yī)結(jié)合雜志，2020，30（18）：52-53.

[3]張宏，谷偉玲.中藥炮制對(duì)其化學(xué)成分及臨床應(yīng)用的作用探討[J].當(dāng)代化工研究，2020，10（19）：167-168.

[4]肖小河，李秀惠，朱云，等.中草藥相關(guān)肝損傷臨床診療指南[J].中國中藥雜志，2016，41（7）：1165-1172.

[5]金若敏.中藥肝毒性的評(píng)價(jià)與思考[A].中國毒理學(xué)會(huì)、臺(tái)灣毒物學(xué)學(xué)會(huì).2019年海峽兩岸暨港澳青年科學(xué)家毒理學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C].中國毒理學(xué)會(huì)、臺(tái)灣毒物學(xué)學(xué)會(huì)：中國毒理學(xué)會(huì)，2019：2.

[6]Wang YQ，Shang XF，Wang L，et al.Interspecies variation of clopidogrel hydrolysis in liver microsomes from various mammals[J].Chem Biol Interact，2020，315：108871.

[7]Hulbert ML，Shenoy S.Hematopoietic stem cell transplantation for sickle cell disease：Progress and challenges[J].Pediatr Blood Cancer，2018，65（9）：e27263.

[8]唐素勤，于國俊.中藥腎毒性原由及應(yīng)對(duì)策略探析[J].中藥與臨床，2020，11（4）：30-33，46.

[9]Harry Olson，Graham Betton，Denise Robinson，et al.Concordance of the Toxicity of Pharmaceuticals in Humans and in Animals[J].Regul Toxicol Pharmacol，2000，32（1）：56-67.

[10]Iansante V，Mitry RR，F(xiàn)ilippi C，et al.Human hepatocyte transplantation for liver disease：current status and future perspectives[J].Pediatr Res，2018，83（1-2）：232-240.

[11]atej M，Zupani Slavec Z.Development of homologous skin，bone and other soft tissues transplantation in Slovenia[J].Acta Med Hist Adriat，2017，15（1）：151-158.

[12]古展輝，郭姣.實(shí)驗(yàn)小型豬2型糖尿病模型的研究進(jìn)展[J].廣東藥科大學(xué)學(xué)報(bào)，2019，35（2）：301-306.

[13]Bodzin AS，Baker TB.Liver Transplantation Today：Where We Are Now and Where We Are Going[J].Liver Transpl，2018，24（10）：1470-1475.

[14]Llull R，Murase N，Ye Q，et al.Chimerism，graft-vs-host disease，rejection，and their association with reciprocal donor-host immune reactions after cell，organ，and composite tissue transplantation[J].Transplant Proc，1997，29（1-2）：1203-1204.

[15]Noor N，Shapira A，Edri R，et al.3D Printing of Personalized Thick and Perfusable Cardiac Patches and Hearts[J].Adv Sci（Weinh），2019，6（11）：1900344.

[16]Maares M，Haase H.A Guide to Human Zinc Absorption：General Overview and Recent Advances of In Vitro Intestinal Models[J].Nutrients，2020，12（3）：762.

[17]曲玥陽，鄧九，王帥，羅勇.基于腎、肝和心臟芯片的藥物毒性鑒定新方法[A].中國毒理學(xué)會(huì)中藥與天然藥物毒理專業(yè)委員會(huì).中國毒理學(xué)會(huì)中藥與天然藥物毒理專業(yè)委員會(huì)第二次（2017年）學(xué)術(shù)交流大會(huì)論文集[C].蘇州：中國毒理學(xué)會(huì)中藥與天然藥物毒理專業(yè)委員會(huì)：中國毒理學(xué)會(huì)，2017：1.

[18]蔡樂.基于肝器官芯片的中草藥成分肝毒性評(píng)價(jià)[D].大連：大連理工大學(xué)，2019.

[19]Tukey RH，Strassburg CP.Human UDP-glucuronosyltransferases：metabolism，expression，and disease[J].Annu Rev Pharmacol Toxicol，2000，40：581-616.

[20]Lv X，Xia Y，F(xiàn)inel M，et al.Recent progress and challenges in screening and characterization of UGT1A1 inhibitors[J].Acta Pharm Sin B，2019，9（2）：258-278.

[21]劉新豫，呂俠，吳敬敬，等.膽紅素代謝酶UGT1A1介導(dǎo)的中藥不良反應(yīng)研究進(jìn)展[J].藥物評(píng)價(jià)研究，2018，41（5）：716-726.

[22]Wang XX，Lv X，Li SY，et al.Identification and characterization of naturally occurring inhibitors against UDP-glucuronosyltransferase 1A1 in Fructus Psoraleae（Bu-gu-zhi）[J].Toxicol Appl Pharmacol，2015，289（1）：70-78.

（2020-11-19收稿 責(zé)任編輯：王明）