目的 采用UPLC指纹图谱、化学计量学分析及定量分析,比较不同企业陈皮配方颗粒中橙皮苷和柚皮芸香苷的含量,并结合网络药理学预测其潜在质量标志物.方法 采用UPLC法测得23批陈皮配方颗粒的指纹图谱,结合化学计量学分析得到差异性成分,并测定其含量.通过网络药理学构建"成分-靶点-通路图"预测潜在质量标志物.结果 23批陈皮配方颗粒指纹图谱的相似度为0.937～0.999,确定5个共有峰,化学计量学分析得出质量差异化合物为橙皮苷和柚皮芸香苷,其含量测定结果B、D企业较高;网络药理学筛选得到橙皮苷、柚皮芸香苷、橘皮素、川陈皮素等化合物的15个核心靶点(TP53、AKT1、SRC等),通过调节松弛素信号、肿瘤和表皮生长因子受体等信号通路来治疗肿瘤、糖尿病,结合质量标志物原则得出橙皮苷、柚皮芸香苷、橘皮素、川陈皮素为潜在质量标志物.结论 所用方法可明确反映不同企业陈皮配方颗粒中差异化合物的含量,并采用网络药理学预测质量标志物,为陈皮配方颗粒的整体质量控制研究奠定了基础.

近年来,以整体、系统为特征的网络药理学在中医药的研究发展中发挥了重要作用,开展了中药及其复方的多成分、多靶标和多效应的研究,并在预测药物靶标、药效机制、毒理和治疗适应疾病、了解药物和疾病的生物学基础以及寻找疾病、证候和中药质量控制的标志物等方面取得了许多成果,并制订了网络药理学研究的指南.然而,网络药理学的发展存在诸多问题尚待解决,例如,网络药理学的理论及学科内涵和外延尚不清楚,现有技术和方法对发现新化合物和新靶标的能力不足,所依赖数据库的准确性、适应性和可靠性有待提高,缺少中药化合物的剂量、比例和联合作用于靶标效应的定量综合分析技术和方法,缺少多成分、多靶标和多效应的高通量验证技术和方法,以及研究存在质量参差不齐、缺乏标准数据等问题.今后的发展需要进一步提出网络药理学的理论,界定学科的内涵和外延;升级管理并综合利用好各种网络药理学相关数据库,深入研究开发新一代中医药数据库;加强开发并引入相关能够自我学习和自主识别的人工智能技术,为发现新化合物及其靶标作用提供有效的工具;开发定量的网络药理学分析技术和方法和多分子、多靶标/非靶标之间相互关系的高通量分析和验证技术,为促进网络药理学的发展、进一步开展中医药网络药理学研究提供新技术新方法和规范标准.

中医药历史悠久,数千年来凭借其特有优势与疾病抗争并延续至今.在"还原论"无法阐述的领域,分析中医药多成分多靶点的作用机制,探究"整体观"所蕴含的特殊意义,将进一步助力新药发现,实现中医药的现代化.网络药理学是连接"整体观"与"还原论"的纽带,善于从整体把握局部,近年来在中医药研究中得到广泛应用,相关文章的数量逐年上升.然而,快速发展的同时也暴露出了许多不可忽视的瓶颈问题.第一,临床基础不扎实.中药尤其是中药复方,其价值在于其临床有效性.在众多以中药复方为研究对象的网络药理学研究中,研究者常忽略中药复方在如今医疗环境下的临床有效性.中药种类众多,在配伍理论的指导下中药复方更是千变万化,有意义的研究要从临床出发,并以临床为根本探究其背后的道理.第二,网络分析基础不实.应用网络分析进行的研究一般包括数据挖掘、网络构建与分析、结果的分析与验证等过程.中药化合物数量众多,物理化学性质复杂,到目前虽已有多个中药数据库,但由于数据的来源不同,含有信息不同,更新频率不同,使得没有一个"完美"的数据库可供统一使用.第三,网络方法缺乏创新性.较之湿实验,归类于干实验下的网络分析部分受到越来越多研究者的青睐.现有许多研究均是基于网络分析,辅以湿实验验证,这类研究中,前端的网络分析占据了很重要的部分.然而,现阶段的诸多研究囿于固定的网络体系,诸如蛋白互作网络构建与分析、通路富集分析、GO功能富集分析等,一定程度上缺乏创新性,颇有流水线产品的味道.开发新方法要避免陷入工具主义,我们应首先聚焦问题并为之设计合理的解决方案,避免仅仅是软件或算法的堆叠.第四,网络分析结果的验证问题.基于网络分析所得到的结果仍属于干实验结果,其是否有效,是否值得进一步研究,仍需要经过验证,这一重要环节也往往由于各种原因被遗漏.若是验证诸如化合物对靶点产生的效应这类微观的结果,可通过设计湿实验增强研究力度,而若是一些相对宏观的研究,如探索一个方剂对某一疾病或不同疾病靶点的影响,也可以结合文献或计算等方法进行辅助验证.网络药理学作为一种新兴学科,不仅可用于中药或中药方剂的作用机制探索,也可为其他难以解决的问题提供新的思路,以下简要举几个我们课题组的例子.在中西药合用方面,目前被广泛关注的是心血管疾病领域,在医生给予患者一定量的抗血小板或抗凝药物时,患者自己有可能同时摄入具有相同功效的中药产品,如丹参,这可能会引发新的出血风险.此背景下,课题组通过结合西方药物靶点网络与丹参-川芎药对的靶点网络,应用虚拟分子对接与斑马鱼实验,在分子水平上进一步揭示了这种潜在风险(Pharmacol Res,2020,159:104963).此外,课题组创建了一个名为ChemGenerator的网络服务器,用于定向生成针对某个靶标的化合物分子,该服务器模型采用长短时记忆-自编码神经网络算法,通过训练700万个分子SMILES数据成功生成有效的化合物分子,然后通过引入迁移学习实现了针对不同靶点的定向生成,通过EGFR进行验证,为进一步探索寻找新的生物活性分子奠定基础(Brief Bioinform,2020,DOI:10.1093/bib/bbaa407).网络药理学尚处于快速发展的阶段,尤其在中药研究方面,研究者迫切希望网络分析能帮助解释科学内涵,因此在该阶段出现各种问题也是必然的.我们应该抓住这个关键期,做研究的同时要逐步发现并解决暴露出的各个问题,也要在基于现有问题的基础上打开思维拓宽思路,使用新方法新技术解决不同的问题.

目的 建立中药复方配伍作用的整体定量药理学表征体系,诠释君、臣、佐、使配伍的科学内涵.方法 以丹膝颗粒抗缺血脑血脑中风为例,根据生物流量平衡建立成分与靶点的网络动力学,获得平衡常数拓扑矩阵,运用因子转旋分析其作用层次、组合、强度与方向,定量回答中药复方配伍的科学内涵.结果 建立了任意多节点的网络动力学方程组,可通过一次给药曲线下的面积AUC、多次给药一个周期曲线下的面积AUC及连续给药时的稳态浓度Css获得其作用平衡常数,构成变化速度的平衡数矩阵,经因子转旋分析可获得总分差解析,解析成分簇与靶点簇作用的君、臣、佐、使层次;经旋转后的成分簇与靶点簇矩阵可解析其君、臣、佐、使层次组合关系;经成分簇与靶点簇的流量速度的绝对值大小、正负号排序可解析其作用强度、方向,三者结合可从整体定量药理学的角度阐明中药复方配伍作用的科学原理.丹膝颗粒中20个成分与20个靶点的配伍作用是:原方中君臣药材中的原儿茶酸、柚皮素、β-蜕皮甾酮、牛膝皂苷D、芍药苷、原儿茶醛、大黄素、洋川芎内酯A等成分占总作用强度的95%,构成第1、2主成分主体,先作用于TNF-α、CaMKⅡ、IL-6、HSP70-1、GPX-1、P38 MAPK、Bcl-2、P38 MAPK、ERK1、PKGⅡ靶点,再进一步作用占总变化95%的TRAF6、SOD、JNK2、nNOS、IL-1β、JAK-1、P-selectin靶点而发挥作用.而中膝中的β-蜕皮甾酮、牛膝皂苷D可统领各成分进行作用.结论 网络动力学平衡常数因子分析法可用于中药复方配伍作用的整体定量药理学研究,阐明其配伍的科学内涵;丹膝颗粒主要通过君臣药而发挥作用.

目的 基于质量标志物(Q-marker)概念,通过筛选脑心通胶囊Q-markers,构建活性化合物-靶点网络,建立脑心通的整体质控方法.方法 采用多元统计方法找到多批次脑心通胶囊的特异性成分,运用基于BATMAN-TCM网络药理学计算平台构建“Q-markers-靶点-通路-疾病”网络,并进行生物学信息注释.进一步建立超高效液相色谱法(UPLC)同时质控Q-markers的分析方法.结果 多元统计分析将桑皮苷A、羟基红花黄色素A、芍药苷、阿魏酸、毛蕊异黄酮苷、迷迭香酸、丹酚酸B、芒柄花素和丹参酮ⅡA9种成分初步确定为脑心通胶囊整体质控的Q-markers.通过靶点网络构建和拓扑学分析结果推测,Q-markers主要作用于PTGIS、PTGS2、CHRNA10、ENPP1和ADORA2A 5个关键靶点.针对Q-markers建立的UPLC质控方法,线性关系良好(r＜0.999),重复性、稳定性、精密度试验RSD均＜3％.结论 基于多元统计,网络药理学和UPLC多成分定量测定技术的Q-markers辨析方法,可以初步建立有效成分群多角度的分析方法,并用于脑心通胶囊的质量控制.

中药质量标志物是中药质量控制的新概念、新模式,将引领中药质量发展新方向.其中,如何表征中药整体质量属性及其生物学效应,是质量标志物研究的关键科学问题.针对此关键科学问题,本文提出基于整合药理学的中药质量标志物发现与确证的研究思路,即通过“化学指纹-代谢指纹-网络靶标-生物效应-中医功效”多维关联系统筛选候选中药质量标志物,在此基础上,基于“肠吸收-活性评价-数据挖掘”体系建立中药质量标志物与生物活性之间精确定量模型并明确其贡献度.以元胡止痛片和心速宁胶囊为案例,介绍基于整合药理学的中药质量标志物的研究进展.

目的 整合Meta分析和网络药理学策略,评价补肾活血汤治疗糖尿病肾病的临床疗效,初步探索其干预机制.方法 首先通过Meta分析,全面检索补肾活血汤治疗糖尿病肾病随机对照试验(randomized controlled trial,RCT)研究的中英文文献,基于纳排标准,确定定量文献,采用Review Manager对纳入数据统计分析;然后基于网络药理学,筛选补肾活血汤中的化学成分及其作用靶点、疾病靶点、共有靶点等相关信息,随后基于生物信息学技术,进行关键通路的相关注释,探讨补肾活血汤干预糖尿病肾病的潜在机制.结果 共纳入19篇RCTs文献,共计1502例受试者,Meta分析结果显示,在有效率、血糖、血脂以及肾功能指标方面,治疗组优于对照组,具有统计学差异(P＜0.05);通过在线数据库共得到559个化学成分和2306个潜在靶标,其中201个成分、145个靶标和185条通路与干预的糖尿病肾病关系极为密切,主要涉及晚期糖基化终末产物/AGEs受体(advanced glycation end products/AGEs receptor,AGE-RAGE)信号通路、胰岛素抵抗、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)信号通路、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,MAPK)信号通路等分子过程.结论 现有证据表明,在西医常规治疗基础上加用补肾活血汤能提高糖尿病肾病的临床疗效,并在降糖、调血脂和保护肾功能方面具有一定优势,但整体证据级别较低,仍需进行大规模、多中心的RCTs进一步支持;补肾活血汤干预糖尿病肾病是多成分、多靶标共同作用的综合性结果,其主要通过干预氧化应激、炎症反应、多元醇通路、胰岛素途径、糖脂代谢、细胞凋亡等途径达到治疗糖尿病肾病的目的.在Meta分析和网络药理学联合应用的基础上进行了科研尝试,也为其他药物的临床评价及机制研究提供参考.

应用现代科学理论和技术探索中药及其复方作用机制,是实现中医药现代化研究的关键问题之一.中药及复方通过多成分作用于多靶点而产生综合药效,阐明其作用机制的核心就要解决成分与靶点网络拓扑的"静态"关联和"动态"整合验证的关键科学问题.目前,阐明中药及其复方作用机制的有效方法是通过网络药理学静态关联体外成分与靶点的拓扑网络,尽管也有对成分-靶点的验证研究,但多借鉴"单成分-单靶点"研究思路,建立一种符合中医药特色的定量整合和整体验证方法较为迫切.根据中医药超分子"气析"理论,中药与人体微观作用机制实际上是中药有效成分群和人体靶点群这2个超分子主客体基于"印迹模板"的"气析"作用,宏观上表现出药性与药效.基于此,笔者提出以超分子"气析"理论为指导,结合超分子化学、网络动力学、定量药理学等方法定量整合并验证网络药理学预测得到的以"印迹模板"为核心的成分与靶点群,寻找最优质量标志物,极大降低中药及其复方多成分-多靶点实验验证难度.

中医药凭借整体观和两千多年来临床使用天然药物的实践经验,在疾病的预防和治疗中有独特优势.中医药诊疗思想和丰富临床经验中的"整体"特色孕育了以"网络"和"系统"为特色的新一代研究模式.该模式在生物医学大数据和人工智能时代得到了快速发展,其中有代表性的研究领域——"网络药理学"为人工智能与中西医学交叉研究、分析海量生物医学数据、建立从数据到知识的转换提供了新的思路和方法.中医药领域在提出"网络靶标"核心理论、促进网络药理学起源和发展过程中起着关键作用,并且率先制订了第一个网络药理学国际标准《网络药理学评价方法指南》.在理论上,网络靶标能够机制性关联药物与疾病,并定量表示药物整体调节作用机制;在方法上,网络药理学朝向计算、实验和临床相结合的研究模式发展.该文介绍了中医药网络药理学近期在预测药物靶点、理解药物和疾病的生物学基础、寻找病证标志物等方面取得的重要进展.随着《网络药理学评价方法指南》的提出,网络药理学的发展有望越来越规范、健康,基于网络靶标的中医药研发模式将产生更多高质量研究成果,有力促进中医药现代化和国际化.

目的 使用文献计量学方法评估脑源性神经营养因子(BDNF)应用于创伤后应激障碍(PTSD)相关研究的全球文献输出.方法 从Web of Science中检索1980年—2021年10月发表的BDNF在PTSD中应用的文献,记录其相关信息(出版物特征、国家和机构、作者情况、出版物数量、引文情况、期刊和研究领域、通信作者、关键词等),采用bibliometrix R包进行出版物输出和作者贡献的定量和定性分析.结果 最终共纳入347篇相关文献和综述.随着时间的推移,该领域出版物的数量整体呈上升趋势.对该领域贡献最大的国家和机构分别是美国和本古里安大学.作者主要来自美国,其次是中国、澳大利亚、以色列.COHEN H是最有生产力的作者,在引用的作者h指数中排名第一.引用最多的参考文献作者是RESSLER K J(引用次数1185次),发表文献数量第一的期刊是《神经—精神药理学和生物精神病学》.大多数文献发表于2019年(n=43)和2020年(n=45),其次是2018年(n=39)和2015年(n=35).通信作者所在国家最多的是英国,BDNF、PTSD在多种关键词词云中出现频率较高.结论 BDNF在PTSD中的应用具有较大潜力,对该领域贡献最大的国家和机构分别是美国和本古里安大学,COHEN H是最有生产力的作者;通过文献计量学方法以及数据可视化方法能够帮助了解该领域现在的研究进展,有助于相关学者、从业者预测该领域的发展趋势.