劉耀晨，許 浚，張洪兵，韓彥琪，張鐵軍*，劉昌孝

基于化學(xué)成分特有性的質(zhì)量標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)策略及應(yīng)用

劉耀晨1, 2，許 浚2, 3，張洪兵2, 3，韓彥琪2, 3，張鐵軍2, 3*，劉昌孝3, 4*

1. 天津醫(yī)科大學(xué)，天津 300070 2. 天津藥物研究院 中藥現(xiàn)代制劑與質(zhì)量控制技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，天津 300462 3. 天津藥物研究院 天津市中藥質(zhì)量標(biāo)志物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300462 4. 天津藥物研究院 釋藥技術(shù)與藥代動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300462

中藥質(zhì)量標(biāo)志物（quality marker，Q-Marker）是中藥質(zhì)量控制的新概念。按照中藥質(zhì)量標(biāo)志物確定的“五原則”，其中的“特有性”是確定中藥Q-Marker的重要依據(jù)之一。目前的中藥質(zhì)量評價(jià)方法或質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)存在質(zhì)量控制指標(biāo)專屬性差、常見以同一指標(biāo)成分評價(jià)不同藥材的質(zhì)量而難以反映不同藥材的質(zhì)量特質(zhì)的問題。以Q-Marker核心概念為統(tǒng)領(lǐng)，結(jié)合化學(xué)成分特有性的理論依據(jù)，提出基于成分“特有性”的中藥Q-Marker研究路徑，有利于提升中藥質(zhì)量，為中藥標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)提供新的思路，促進(jìn)中藥產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

中藥；質(zhì)量標(biāo)志物；五原則；成分特有性；研究路徑

中藥質(zhì)量是保證產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量和中藥臨床療效的基礎(chǔ)，是中藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的生命線。近年來，我國中藥科技工作者為中藥質(zhì)量控制做了大量的工作，中藥質(zhì)量研究水平有了長足的進(jìn)步，但仍不能滿足日益提高的質(zhì)量控制要求。劉昌孝院士[1]提出中藥質(zhì)量標(biāo)志物（quality marker，Q-Marker）的新概念，Q-Marker的研究和確定應(yīng)基于有效、特有、傳遞與溯源、可測和處方配伍的“五原則”[2]。中藥Q-Marker概念的提出，針對中藥自身醫(yī)藥體系的特點(diǎn)，整合多學(xué)科知識(shí)，提出核心質(zhì)量概念，以此統(tǒng)領(lǐng)中藥質(zhì)量研究，有利于建立中藥全程質(zhì)量控制及質(zhì)量溯源體系。由此引起學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界的重視，并紛紛在質(zhì)量標(biāo)志物核心概念統(tǒng)領(lǐng)下開展相關(guān)研究[3-11]。但尚未有針對“五原則”中的“特有性”角度探討Q-Marker研究的思路和方法的提出。本文基于Q-Marker的核心概念，提出基于成分“特有性”的中藥Q-Marker發(fā)現(xiàn)策略，并對其具體應(yīng)用進(jìn)行了探討，以期從中藥Q-Marker的“特有性”視角提供可參考的研究路徑和方法。

1 Q-Marker的“特有性”內(nèi)涵

Q-Marker的“特有性”內(nèi)涵有2個(gè)不同層次的內(nèi)容：（1）能代表和反映同一類藥材的共有性并區(qū)別于其他類藥材的特征性成分；（2）能反映同一類、不同種藥材之間的差異性成分。由于很多中藥基原親緣接近，成分類似，藥效和藥性等方面差異和傾向可能反映在成分的種類、含量或不同成分之間的相對比例等方面[2]。如陳皮中不含香豆素類成分，枳實(shí)、枳殼含有香豆素類成分；陳皮、枳實(shí)和枳殼中的橙皮苷、柚皮苷及辛弗林的含量存在較大差異[12]。

2 Q-Marker“特有性”的意義

中藥種類繁多、成分復(fù)雜，往往不同藥材含有同一成分。例如，黃酮類化合物中的橙皮苷、新橙皮苷、柚皮苷、異柚皮苷、陳皮素和柚皮素等成分在常用柑橘屬藥材枳實(shí)、枳殼、陳皮、青皮、化橘紅中均有發(fā)現(xiàn)[13]；皂苷類成分是人參屬植物主要活性成分之一，人參屬植物地上部位存在共有的皂苷成分，如人參皂苷Rg1、Re、Rb1等[14]；生物堿是石斛屬植物中主要藥效成分之一，而不同植物來源的石斛屬植物存在相同的生物堿成分，如石斛堿、對羥基苯丙酰酪胺、石斛寧等[15]。

“特有性”是中藥鑒別、質(zhì)量評價(jià)和質(zhì)量控制的重要條件，物質(zhì)的特有性是決定藥材品質(zhì)功效差異的內(nèi)在依據(jù)?？茖W(xué)的質(zhì)量評價(jià)方法或質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)具有對特定藥材的“針對性”和“專屬性”，若以普遍存在的成分作為含量測定指標(biāo)，不能準(zhǔn)確評價(jià)不同藥材各自特有的質(zhì)量特點(diǎn)。成分的“特有性”是中藥質(zhì)量控制方法“專屬性”的基本條件，其重要價(jià)值在于可對不同藥材進(jìn)行有效的鑒別、評價(jià)和質(zhì)量控制。因此，中藥質(zhì)量控制應(yīng)基于中藥成分的“特有性”。

3 Q-Marker“特有性”的理論依據(jù)

化學(xué)物質(zhì)組的辨識(shí)和表征研究是成分“特有性”確定的前提。要想獲得理想的Q-Marker，物質(zhì)基礎(chǔ)的系統(tǒng)辨識(shí)和比較研究是重要的基礎(chǔ)和先決條件，但針對“特有性”的內(nèi)涵，不但要有實(shí)驗(yàn)研究的證據(jù)，還需要具有植物親緣學(xué)及其次生代謝生源途徑、采收時(shí)間與植物物候期、藥用部位的顯微組織化學(xué)、炮制加工成分轉(zhuǎn)化和化學(xué)性狀環(huán)境飾變等理論依據(jù)。中藥特有成分發(fā)現(xiàn)研究策略的技術(shù)路線見圖1。

圖1 中藥特有成分發(fā)現(xiàn)研究策略的技術(shù)路線

3.1 植物親緣學(xué)及其次生代謝產(chǎn)物生源途徑依據(jù)

中藥大部分來源于植物，在植物的漫長演化過程中，形成了或遠(yuǎn)或近的親緣關(guān)系。親緣近的種往往有著相似的形態(tài)和生理生化特性，因此所含的化學(xué)成分往往也比較相似。植物次生代謝物是指植物體在釋放能量過程中所產(chǎn)生的物質(zhì)，如生物堿類、萜類、黃酮類等，它們的生成受基因控制，并有明顯的種屬特異性，有的與植物生長發(fā)育存在一定關(guān)系[16-17]。在對中藥進(jìn)行親緣學(xué)分析的基礎(chǔ)上，通過對中藥中次生代謝產(chǎn)物生源途徑的分析有助于發(fā)現(xiàn)中藥中特異性化學(xué)成分。

人參屬內(nèi)化學(xué)成分類型和存在規(guī)律與其種系發(fā)生、起源與演化、地理分布等相關(guān)。與人參屬祖種親緣關(guān)系近的類群含有該屬的原始化學(xué)成分，分布于屬的原始種保存地；與祖種親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的類群含有該屬的新生（進(jìn)化）化學(xué)成分，分布于屬的進(jìn)化中心或多樣中心[2]。應(yīng)當(dāng)注意的是，原始種保存地與進(jìn)化中心或多樣中心可能是一致的[18]。人參屬植物始發(fā)中心位于太行山脈及遼南山地，屬東亞-北美間斷分布的植物區(qū)系，中國橫斷山脈和中部、云南東南部及其相鄰地區(qū)為該屬的進(jìn)化中心和多樣性中心[19-20]。人參屬植物于第4紀(jì)前從始發(fā)中心遷移至我國各地及分別通過白令海峽與朝鮮海峽遷移至現(xiàn)北美與日本等地，后由于冰河時(shí)期環(huán)境劇變，導(dǎo)致大部分地區(qū)人參屬植物滅絕，僅現(xiàn)存人參屬植物生存區(qū)存活，其中遷至我國西南地區(qū)的類群保持祖先原有倍性，并經(jīng)過不斷地選擇和進(jìn)化，形成現(xiàn)在多個(gè)物種，如三七(Burk.) F. H. Chen、珠子參C. A. Mey. var.(Burk.) C. Y. Wu et K. M. Frng、竹節(jié)參(T. Nees) C. A. Mey.等；遷至長白山山脈、西伯利亞地區(qū)等地的類群由于緯度較高，為適應(yīng)環(huán)境的變化，導(dǎo)致倍性加倍，并由于地域間隔，各自形成現(xiàn)有物種，如人參C. A. Mey.、西洋參L.等[21-23]。三七與人參為生長在天然避難所的孑遺物種，且三七可能比人參更加古老。結(jié)合地下部分形態(tài)特征，人參屬劃分為兩大類群：第1類群被認(rèn)為是古老類群，典型植物有人參、西洋參、三七；第2類群被認(rèn)為是進(jìn)化的類群，典型植物有竹節(jié)參、珠子參等[24]。

人參屬古老類群的特征性成分組包括：①氨基酸-三七素；②以達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜皂苷為主的皂苷成分[24]。三七不含齊墩果烷型五環(huán)三萜皂苷，這與人參、西洋參有所區(qū)別，且三七含有特有的皂苷類成分三七皂苷R1等[25]。古老類群共有皂苷成分（人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb1）比例存在明顯差異，Rg1、Re與Rb13者比例在人參中約為1.7︰1︰1.5，西洋參中約為0.2︰1︰1.2，三七中約為8︰1︰7[26]。

三七中皂苷主要成分為人參皂苷Rb1、人參皂苷Rg1、三七皂苷R1等達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜皂苷。目前，對植物達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜皂苷的生物合成途徑已有初步的認(rèn)識(shí)，研究認(rèn)為植物達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜皂苷主要通過乙酸/甲羥戊酸途徑[27]（mevalonate pathway）合成，見圖2。一般可分為3個(gè)階段：①合成異戊烯基焦磷酸（isopentenyldiphosphate，IPP）和二甲基烯丙基焦磷酸（dimethylallylpyrophosphate，DMAPP）；②由異戊烯基轉(zhuǎn)移酶和萜類環(huán)化酶催化IPP和DMAPP形成2,3-氧化鯊烯；③2,3-氧化鯊烯依次經(jīng)過環(huán)化、羥基化、糖基化修飾后最終形成三萜類皂苷，但糖基化步驟仍有待鑒定。目前已鑒定出三七中8種參與皂苷類成分生物合成途徑的糖基轉(zhuǎn)移酶（3-29、3-31、3-32、3-32-i5等）[28]。三七素主要分布于山黧豆屬、人參屬等植物中，前期研究表明，山黧豆L.中三七素由β-異唑啉-5-酮丙氨酸合成。而在三七中未檢測到β-異唑啉-5-酮丙氨酸的前體物質(zhì)異唑-5-酮，表明三七中三七素生物合成可能有別于山黧豆[29]。三七中潛在的三七素合成路徑見圖3。可以看出，三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1及三七素處于生源途徑的下游位置，特有性較強(qiáng)。

3.2 采收時(shí)間與植物物候期的特有性依據(jù)

藥用植物從發(fā)芽、展葉、開花、結(jié)實(shí)到根系的膨大和地上部分的凋萎等均是生物適應(yīng)季節(jié)性環(huán)境周期變化而形成的生長發(fā)育節(jié)律，其實(shí)質(zhì)是植物生長發(fā)育與環(huán)境條件的關(guān)系表征。物候期的變化體現(xiàn)了植物體內(nèi)初生和次生代謝產(chǎn)物對環(huán)境變化的適應(yīng)，因此，處于不同物候期的藥用植物其藥用部位的化學(xué)物質(zhì)的積累是動(dòng)態(tài)的、有節(jié)律的[30-31]。在不同物候期對藥材進(jìn)行采收，采收到的藥材化學(xué)成分必定存在差異，這時(shí)成分的特有性主要反映在成分含量方面。

3.2.1 青皮與陳皮 青皮與陳皮均為蕓香科植物橘Blanco及其栽培變種的干燥果皮。青皮包括自落幼果及未成熟果實(shí)的果皮，陳皮則是其干燥的成熟果皮[32]。青皮與陳皮性味相同，但歸經(jīng)與功效則不完全相同。

3.2.2 枳實(shí)與枳殼 枳實(shí)與枳殼均來源于蕓香科植物酸橙L.及其栽培變種，收集5至6月自落的果實(shí)，自中部橫切為兩半或直接干燥的果實(shí)即為枳實(shí)；而7月果皮尚綠時(shí)采收，自中部橫切為兩半，所得的干燥未成熟果實(shí)則是枳殼[32]。枳實(shí)與枳殼皆能調(diào)理氣機(jī)，治療氣分疾病，但其藥效與臨床應(yīng)用有所區(qū)別[35]。

枳實(shí)和枳殼所含化學(xué)成分種類大致相同，主要為揮發(fā)油、黃酮類、生物堿類等成分。黃酮類成分主要為橙皮苷、柚皮苷和新橙皮苷等；生物堿類成分有辛弗林、乙酰去甲辛弗林等。其中最能體現(xiàn)枳實(shí)的特征成分是生物堿成分辛弗林；枳殼的特征成分是黃酮類成分，如柚皮苷、新橙皮苷等[12]。研究發(fā)現(xiàn)，隨著酸橙果實(shí)成熟度的增加，總黃酮、總生物堿的含量均呈現(xiàn)下降的趨勢[36]。枳實(shí)中總黃酮、橙皮苷、蕓香柚皮苷含量較高，而枳殼中以新橙皮苷和柚皮苷含量較高[37]。此外，枳實(shí)中辛弗林及檸檬苦素的含量也高于枳殼[38-39]。

FPP-法呢基二磷酸酯 CPR-細(xì)胞色素P450還原酶 DDS-達(dá)瑪烯二醇合成酶 PPDS-原人參二醇合成酶 PPTS-原人參三醇合成酶

PSAT-3-磷酸絲氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶 PALP-II類PLP依賴性酶 OCD-鳥氨酸環(huán)脫氨酶 AAE3-酰基活化酶3 BAHD-BAHD?；D(zhuǎn)移酶家族

3.2.3 青翹與老翹 青翹與老翹均來源于木犀科植物連翹(Thunb.) Vahl。其秋季果實(shí)初熟尚帶綠色時(shí)采收的為青翹，果實(shí)熟透時(shí)采收的為老翹[32]。

研究表明，連翹果實(shí)中含有木脂素類、苯乙醇苷類、黃酮類、揮發(fā)油及萜類、生物堿類和有機(jī)酸類等成分，其中苯乙醇苷類、木脂素類為其主要特征性成分[40]。因采收時(shí)間和后期加工方式的不同，青翹和老翹的化學(xué)成分有一定差異，青翹中連翹苷含量高于老翹，另外，連翹酯苷A作為連翹的主要特征性成分，在青翹中的含量也明顯高于老翹[41-42]。

3.2.4 西青果與訶子 西青果與訶子均為使君子科欖仁樹屬植物訶子Retz.的干燥果實(shí)。西青果為其干燥未成熟幼果，而秋、冬二季采收的成熟果實(shí)為訶子[32]。西青果與訶子性味歸經(jīng)相同，但二者功效存在差異。

研究表明，訶子和西青果中所含化學(xué)成分相似，主要為鞣質(zhì)、三萜、酚酸和脂肪酸等，其中鞣質(zhì)是欖仁樹屬植物的重要化學(xué)標(biāo)志物以及主要的次生代謝產(chǎn)物[43]。訶子和西青果化學(xué)成分的差異主要體現(xiàn)在鞣質(zhì)和酚酸類成分的含量上，西青果中的鞣質(zhì)和沒食子酸含量高于訶子，說明訶子中鞣質(zhì)和沒食子酸含量的高低與果實(shí)的成熟程度有關(guān)[44]。

3.3 藥用部位的顯微組織化學(xué)特有性依據(jù)

同一植物的不同器官作為不同藥材非常普遍，對于這種情況，分析成分的特有性就尤為重要。藥用植物次生代謝產(chǎn)物生物合成具有組織和器官的特異性，在細(xì)胞水平上，植物在細(xì)胞不同區(qū)室中合成不同種類的次生代謝產(chǎn)物。在特定的器官組織內(nèi)合成或積累特異的化合物是次生代謝的一個(gè)特點(diǎn)。次生代謝途徑中關(guān)鍵酶基因的表達(dá)，也往往具有組織器官的特異性，次生代謝產(chǎn)物的合成也相應(yīng)地具有組織器官特異性[2]。

不同藥用部位藥材化學(xué)成分特有性同樣主要反映在成分含量方面，本文以不同藥材（檳榔與大腹皮、茯苓與茯苓皮）、不同品質(zhì)規(guī)格藥材（當(dāng)歸、三七）為例進(jìn)行說明。

3.3.1 檳榔與大腹皮 檳榔為棕櫚科植物檳榔L.的干燥成熟種子，大腹皮為檳榔的干燥果皮，檳榔味苦、辛，大腹皮味辛[32]。

檳榔是棕櫚科植物中唯一含有生物堿的植物，生物堿是其代表性成分，主要的生物堿有檳榔堿、檳榔次堿、去甲檳榔堿、去甲檳榔次堿[45]。研究表明檳榔中的檳榔堿類成分含量遠(yuǎn)高于大腹皮，從成分分布來看，檳榔以檳榔堿類為主，檳榔次堿類含量略低；但大腹皮以檳榔次堿類為主，幾乎不含檳榔堿類成分[46]。

3.3.2 茯苓與茯苓皮 茯苓為多孔菌科真菌茯苓(Schw.) Wolf的干燥菌核，茯苓皮為茯苓的干燥外皮。茯苓可利水滲濕、健脾、寧心；茯苓皮長于利水消腫[32]。茯苓藥材在加工過程中可細(xì)分為白茯苓、赤茯苓、茯神，白茯苓為茯苓菌核白色部分，赤茯苓為菌核近外皮部淡紅色部分，茯苓中間抱有松根稱為茯神。茯苓藥材的化學(xué)成分主要包括茯苓多糖、三萜等，三萜類是茯苓的重要次生代謝產(chǎn)物，也是茯苓藥效的物質(zhì)基礎(chǔ)，并以茯苓酸為代表[47]。研究表明，茯苓不同藥用部位所含茯苓酸含量大小順序?yàn)槌嘬蜍撸拒蜍咂ぃ景总蜍摺周蛏?，由此看出，茯苓不同藥用部位的化學(xué)成分含量存在差異[48]。

3.3.3 當(dāng)歸 當(dāng)歸為傘形科植物當(dāng)歸(Oliv.) Diels的根，味苷、辛，性溫，具有補(bǔ)血、活血、調(diào)經(jīng)等功效[32]。當(dāng)歸所含化學(xué)成分主要包括揮發(fā)油、有機(jī)酸類等[49]。當(dāng)歸藥材的不同部位具有不同功效，當(dāng)歸頭、當(dāng)歸身、當(dāng)歸尾、全當(dāng)歸均可入藥。研究表明，當(dāng)歸頭與全當(dāng)歸相比，阿魏酸、6,7-環(huán)氧藁本內(nèi)酯、阿魏酸松柏酯、洋川芎內(nèi)酯Ａ、丁基苯酞、-丁烯基苯酞?-藁本內(nèi)酯?-丁烯基苯酞的含量明顯降低，洋川芎內(nèi)酯I、-藁本內(nèi)酯的含量明顯上升；當(dāng)歸身與全當(dāng)歸相比，洋川芎內(nèi)酯H含量明顯降低，阿魏酸、6,7-環(huán)氧藁本內(nèi)酯、阿魏酸松柏酯、洋川芎內(nèi)酯Ａ、-藁本內(nèi)酯、-丁烯基苯酞?-藁本內(nèi)酯、-丁烯基苯酞含量明顯上升；當(dāng)歸尾與全當(dāng)歸相比，阿魏酸、6,7-環(huán)氧藁本內(nèi)酯、洋川芎內(nèi)酯F、洋川芎內(nèi)酯I、洋川芎內(nèi)酯H、阿魏酸松柏酯、洋川芎內(nèi)酯A、-藁本內(nèi)酯、-丁烯基苯酞、-藁本內(nèi)酯、-丁烯基苯酞含量明顯上升。與全當(dāng)歸相比，當(dāng)歸不同藥用部位的化學(xué)成分含量不同，當(dāng)歸尾的揮發(fā)油、阿魏酸的含量最高，歸身次之，歸頭最低[50]。

3.3.4 三七 三七為五加科植物三七的干燥根及根莖[32]。三七藥材的主要化學(xué)成分包括皂苷類、黃酮類、氨基酸等，其中以三七皂苷R1為代表的皂苷類成分和非蛋白質(zhì)氨基酸三七素為三七的特有性成分。研究表明，三七藥材中不同部位的化學(xué)成分含量的差異性較為顯著，其中剪口部位三七皂苷R1和人參皂苷Rg1、Re、Rb1、Rd的含量最高，而主根、絨根和側(cè)根部位的含量則較低[51]。

3.4 炮制加工成分轉(zhuǎn)化的特有性依據(jù)

中藥炮制是依據(jù)中醫(yī)學(xué)理論，結(jié)合中藥本身的性質(zhì)特點(diǎn)對其進(jìn)行加工處理的一種方法，炮制可提高或降低藥材中化學(xué)成分的含量，甚至可使某些化學(xué)成分消失或產(chǎn)生新物質(zhì)，所以中藥材經(jīng)炮制后，在藥物成分方面會(huì)發(fā)生較大變化[52]。

人參為五加科植物人參的干燥根[32]，化學(xué)成分包括皂苷、多糖、微量元素、揮發(fā)油以及氨基酸等。紅參為人參經(jīng)蒸制后的干燥根和根莖，與人參對比，紅參中產(chǎn)生了特有成分。人參中的皂苷類成分受熱一方面會(huì)發(fā)生糖苷鍵斷裂，導(dǎo)致大相對分子質(zhì)量皂苷轉(zhuǎn)化為小相對分子質(zhì)量皂苷，另一方面發(fā)生構(gòu)型轉(zhuǎn)變，生成一些特有皂苷，如人參皂苷Rg3、Rh1、Rf2、Rk1、F4、Rs4等[53]。

除上述皂苷，紅參中還存在其他特有成分。在紅參加工過程中存在一種重要反應(yīng)——梅拉德反應(yīng)，紅參中特有成分精氨酸單糖苷和麥芽酚的產(chǎn)生與其有關(guān)[54]；人參含有揮發(fā)性成分，以β-欖香烯和人參炔醇為代表，而紅參中存在特有的揮發(fā)油類成分——人參炔三醇和人參炔二醇[55]。

3.5 化學(xué)性狀環(huán)境飾變的特有性依據(jù)

植物生長在復(fù)雜的環(huán)境中，為了適應(yīng)變化的環(huán)境，植物的新陳代謝機(jī)制、形態(tài)等發(fā)生了變異，這種特殊的生態(tài)條件引發(fā)的“環(huán)境飾變”會(huì)導(dǎo)致特殊的生態(tài)型和化學(xué)型，進(jìn)而決定化學(xué)成分的特有性[2]?！盎瘜W(xué)型”是指同種植物由于所含化學(xué)成分的差異可分為多種類型，但它們在形態(tài)上的差異不明顯，是植物種內(nèi)生物多樣性的一種表現(xiàn)?！碍h(huán)境飾變”是“化學(xué)型”形成的原因之一，包括植物生長的生態(tài)環(huán)境中的鹽度、溫度、氣候、光照、營養(yǎng)元素等的變化[56-57]。

3.5.1 鹽度的影響 鹽度是影響植物次生代謝產(chǎn)物積累的最重要環(huán)境因子之一，研究表明，鹽脅迫除了導(dǎo)致滲透脅迫，還會(huì)產(chǎn)生活性氧導(dǎo)致氧化脅迫，這促使植物合成更多具有還原性的化合物，如類異戊二烯類化合物、酚類化合物和生物堿[58]。另外，鹽脅迫會(huì)使鞣酸的含量增加，還會(huì)促進(jìn)車前子中總酚、皂苷類、黃酮類的合成[59]。

3.5.2 溫度的影響 溫度是調(diào)節(jié)植物代謝水平的主要環(huán)境因子，研究表明，溫度對苯丙烷類、黃酮類、生物堿類成分合成途徑有重要影響。在高溫、干旱條件下，顛茄、金雞納等植物中生物堿的含量較高；歐烏頭在高溫條件下含有毒性較大的烏頭堿，在寒冷低溫時(shí)則毒性降低；高溫會(huì)造成甘草中甘草素、異甘草素含量增加。在低溫條件下，苯丙烷類代謝途徑所涉及的苯丙氨酸解氨酶、查耳酮合成酶及其他分支酶相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄增加[60]。干旱脅迫會(huì)對藥用植物次生代謝產(chǎn)生顯著影響，會(huì)使植物體內(nèi)酚類、萜類、皂苷類、有機(jī)酸等成分的含量增加[61]，如在干旱脅迫對銀杏葉片中槲皮素含量的提高有一定的促進(jìn)作用；干旱脅迫條件下薄荷葉中，萜類物質(zhì)含量升高，水分較多時(shí)薄荷油的含量則下降。然而，當(dāng)干旱脅迫程度超過藥用植物的承受能力，次生代謝產(chǎn)物的分泌量會(huì)大大降低，銀杏葉中黃酮類化合物的含量會(huì)隨著干旱時(shí)間的延長而下降[62]。

3.5.3 光照的影響 光照的強(qiáng)度、時(shí)間以及光質(zhì)都對藥用植物的活性物質(zhì)代謝產(chǎn)生影響。如生于陽坡的燈盞花葉片中黃芩苷的含量高于陰坡；生于陽坡的金銀花中綠原酸的含量高于陰坡。大量研究表明，紫外輻射增強(qiáng)可增加植物葉片中酚類和烯萜類成分的含量，黃酮類成分含量增加最為明顯[63]。紫外輻射還能影響生物堿類、蒽醌類等物質(zhì)的生物合成[64]。不同光質(zhì)對毛地黃組織中強(qiáng)心苷的積累有影響，藍(lán)光條件下，對強(qiáng)心苷的積累具有明顯促進(jìn)作用，綠光、黃光次之，紅光則為抑制作用。

3.5.4 二氧化碳和臭氧濃度的影響 大氣中的二氧化碳和臭氧濃度一直在增加，這對植物的初生代謝和次生代謝均產(chǎn)生影響。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)二氧化碳濃度升高時(shí)，人參根部的總酚和黃酮含量增加[65]，燈盞花莖部的黃酮類化合物燈盞乙素含量增加[66]。用高濃度臭氧處理銀杏時(shí)，葉片中萜類物質(zhì)的濃度增加，而酚類物質(zhì)的濃度降低[67]。

3.5.5 營養(yǎng)元素的影響 土壤提供植物次生代謝產(chǎn)物合成的初始原料，土壤中的養(yǎng)分和無機(jī)元素能夠影響植物代謝，是影響藥用植物成分的重要因素。碳素/營養(yǎng)平衡假說認(rèn)為植物體內(nèi)以碳為基礎(chǔ)的次生代謝產(chǎn)物如萜類物質(zhì)，與植物體內(nèi)碳/氮比呈正相關(guān)，而以氮為基礎(chǔ)的次生代謝物質(zhì)如生物堿，與植物體內(nèi)的碳/氮比呈負(fù)相關(guān)。研究表明土壤堿解氮與雷公藤中雷公藤紅素含量呈負(fù)相關(guān)，此研究結(jié)果與上述假說相符[68]。另外，中藥道地產(chǎn)區(qū)與非道地產(chǎn)區(qū)的土壤成分存在差異，當(dāng)歸道地產(chǎn)區(qū)土壤中鍶、鈣、鉛、汞含量高于均值[69]。

4 結(jié)語

基于成分“特有性”的Q-Marker研究應(yīng)在明確中藥的化學(xué)物質(zhì)組的前提下，以植物親緣關(guān)系學(xué)、系統(tǒng)與進(jìn)化植物學(xué)、植物化學(xué)分類學(xué)等理論為基礎(chǔ)，分析各原料藥材的植物學(xué)分類地位、系統(tǒng)位置和起源演化規(guī)律；基于原料藥材化學(xué)物質(zhì)組和植物親緣學(xué)分析結(jié)果，提煉各藥材的特有性成分和特征性成分，對各成分進(jìn)行次生代謝產(chǎn)物生源途徑分析，明確成分特有性的生源學(xué)依據(jù)；結(jié)合化學(xué)成分的入藥部位及顯微組織特有性、采收期和生物生長時(shí)期的特有性以及生態(tài)環(huán)境及化學(xué)性狀環(huán)境飾變特點(diǎn)，分析不同基原、不同入藥部位、不同炮制方法以及不同采收時(shí)間的化學(xué)成分差異性證據(jù)，主要包括：（1）同一類藥材區(qū)別于其他藥材的特征性成分；（2）同一類藥材中不同種藥材間差異成分；（3）同一藥材不同基原之間的差異性成分；（4）成分的生源途徑及親緣學(xué)依據(jù)。進(jìn)一步明確成分的特有性及其生源學(xué)依據(jù)，為聚焦Q-Marker提供理論和研究證據(jù)。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

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Discovery strategy and application of quality markers of traditional Chinese medicine based on component specificity

LIU Yao-chen1, 2, XU Jun2, 3, ZHANG Hong-bing2, 3, HAN Yan-qi2, 3, ZHANG Tie-jun2, 3, LIU Chang-xiao3, 4

1. Tianjin Medical University, Tianjin 300070, China 2. National & Local United Engineering Laboratory of Modern Preparation and Quality Control Technology of Traditional Chinese Medicine, Tianjin Institute of Pharmaceutical Research, Tianjin 300462, China 3. Tianjin Key Laboratory of Quality Marker of Traditional Chinese Medicine, Tianjin Institute of Pharmaceutical Research, Tianjin 300462, China 4. State Key Laboratory of Drug Delivery Technology and Pharmacokinetics, Tianjin Institute of Pharmaceutical Research, Tianjin 300462, China

Q-Marker is a new concept of quality control of traditional Chinese medicine (TCM). According to the “five principles” for the determination of Q-marker of TCM, “specificity” is one of the vital basis for confirming the Q-marker of TCM. Nowadays, the poor specificity of the quality control and the evaluation by identical index components for diverse herbs existed in the current quality evaluation method of TCM, which is difficult to embody the qualitative characteristics of different herbs. Focused on the core concept of Q-marker, this paper puts forward a research thought for Q-marker based on component specificity combined with the theoretical basis of chemical component specificity, which is beneficial for the quality enhancement of TCM and provides a new idea for the standardized construction of TCM, so as to promote the healthy development of TCM industry.

traditional Chinese medicine; quality marker; five principles; component specificity; research pathway

R284

A

0253 - 2670(2021)09 - 2548 - 09

10.7501/j.issn.0253-2670.2021.09.006

2021-03-22

國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（81830111）；國家重大新藥創(chuàng)制計(jì)劃課題（2018ZX09721004-006）；“中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究”重點(diǎn)專項(xiàng)（2019YFC1711201）；中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展專項(xiàng)（20ZYCGSN00200）；廣西創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展專項(xiàng)資金項(xiàng)目（桂科AA18118049-3）；中醫(yī)藥國際合作專項(xiàng)（0610-2040NF020928）

劉耀晨（1995—），男，碩士研究生，從事中藥質(zhì)量標(biāo)志物的研究。Tel: 17634114592 E-mail: 644632544@qq.com

張鐵軍，研究員。Tel: (022)23006848 E-mail: zhangtj@tjipr.com

劉昌孝，中國工程院院士。Tel: (022)23006860 E-mail: liuchangxiao@tjipr.com

[責(zé)任編輯 潘明佳]