关注下！网药异病-异方关键成分筛选同质化现象思考

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国内网络药理学相关论文于 2017 年开始呈现爆发式增长，然部分研究结果存在关键成分筛选非正常同质化现象，由于早期网络药理学的网络分析存在不规范、不合理情况，无论何种“疾病-治法-方药”切入研究，其筛选结果总能包含相同的且广泛存在 200~500 种中药物质并作为复方关键成分。同质化现象若不及时阐明及方法修正，会造成槲皮素、山柰酚、谷甾醇等成分“包治百病”之误区——过高评估他们在每个疾病的药理权重，严重干扰 了复方相关中药质量标志物遴选与质控工作，可能违背并否定整体观、辨证施治理论指导下的“同病异治”“异病同治”科学内涵，远期甚或阻碍中医药网络药理学的健康态发展。

网药问题思考

在 2021—2022年发表的50篇复方网络药理学论文中，40篇分布在消化系统、神经系统、循环系统、呼吸系统、运动系统、内分泌系统、泌尿系统、生殖系统等不同疾病和相应不同方药（累计150 余种中药）的论文均存在仅依赖中药数据库情况、关键成分同质化现象包括槲皮素、 山柰酚、β-谷甾醇等广泛分布的化合物。

与之形成对比的是，采用气相色谱-质谱联用技术（GS-MS）、高效液相色谱串联四极杆飞行时间质谱技术（HPLC-Q-TOF-MS/MS）等方法通过实验结合质谱数据库、对照品比对，结合里宾斯基五规则进行物质基础鉴定，再进行后续网络分析 、关键成分筛选 ，则未出现明显同质 化现象。

异病-异方同质化现象极大阻碍了中医药网络药理学健康态发展。

1.掩盖真相——难以揭示复方药效 Q-Marker。Q-Marker需要满足以下基本条件①为中药材和中药产品固有存在的或加工制备过程中形成的化学物质；②化学结构明确且与中药功能属性密切相关；③可被定性鉴别和定量测定；④君药首选原则，兼顾臣、佐使药的代表性物质。现阶段网药论文中同质化关键成分既不是药物特异代表性成分（广泛分布），也缺乏功能属性的相关性与必要的定量信息，干扰了Q-Marker 的正确筛选与识别。Q-Marker选择贻误，对物质基础整体识别聚类、药理药效、性味归经、炮制机制、毒-效网络、质量控制均造成巨大的不可控误差。

2.包治百病——过高估计同质化成分药理作用。

虽然大量报道证实槲皮素、山柰酚、谷甾醇等具有多种生物学活性作用，但其广泛存在于上百种中药中并不能代表专病-专方的关键成分。大部分网药研究既没有展示作用靶点与疾病的动态网络关联，也没有展示这些成分与靶点的预测程度，仅依靠 Degree值筛选关键成分，易造成槲皮素等包治百病之错觉，甚至有学者提出degree值与毒性呈正相关。目前网药分析只能证明成分与靶点的作用，但实际的药效/毒理作用、量效关系及调控模式仅停留在中药数据库层面。

3.违背理论——变相否定同病异治，异病同治科学内涵

尽管目前主流观点认为网药研究契合中医整体观思维，但 其由于存在中药数据库自身局限、方法不严谨性等问题，导致不同疾病、方药总是以同质化成分为关键药效物质基础。例如临床报道舒眠胶囊（酸枣仁、合欢皮、合欢花、僵蚕、蝉蜕、灯心草等）与血府逐瘀汤（柴胡、桃仁、红花、当归、牛膝、川芎等）均能治疗失眠，但两者中医理-法-方-药并不完全一致，而部分网药研究显示两种复方关键活性成分（排名前列）均为槲皮素、山柰酚、谷甾醇、山柰酚等同质化成分，且类似现象的国内外报道大量涌现。

那么，成分筛选同质化的原因是什么呢？

1. 中药数据库参数局限性

   中药数据库整体发展历程短，信息碎片化，不同数据库的理论基础和内容各不相同，全面性不足：首先，目前大部分中药数据库均未收录中药化学成分含量信息，难以建立“成分-量-效-毒”网络参数。其次，中药活性成分复杂，不同产地、药用部位、炮制方法、剂量配伍 均会导致药效物质基础差异明显，数据库目前缺乏以上参数完整性。况且，中药组方配伍规律是中医药理论荟萃之一，组方非中药成分简单叠加。单纯滥用数据库进行网药分析可能是导致中药 成分筛选“同质化”的一大要素。
   

2.成分筛选策略缺乏精准性

大量网药论文采用口服生物利用度（OB）≥30%、类药性（DL）≥0.18 作为筛选活性成分的准则。事实上，OB 预测值不同数据库算法不一，研究人员易混淆与被误导，无法进行科学有效合并。OB也并不是评判成分活性程度的绝对指标，以 TCMSP 数据库为例，OB < 30% 的川芎嗪OB=20.1%，DL=0.03，川芎分离出的重要生物碱，临床上用于治疗脑血栓、偏头痛及脑外伤综合征，无法被以上策略筛选.三七皂苷R1 OB=4.27%，DL=0.13，三七根茎分离出的重要皂苷类化合物，广泛用于研究心血管疾病、抗纤维化、止 血 、组织损伤的康复治疗等。OB、DL 筛选潜在活性成分的另一缺陷是广泛分布的化合物如槲皮素、山柰 酚、β-谷甾醇、豆甾醇等往往具有良好的 OB、DL，这就导致了成分筛选同质化，此外，甚有部分外用药如秦柏洗液也采用OB筛选模式等不合理情况。

3.部分中药数据库可靠性存疑

数据库的完整性、准确性、可靠性与时效性（动态更新）是数据库的基本要求，其中数据的准确性与可靠性是网药研究者最关切之问题。有学者发现有大量数据库收录成分存在 OB预测值不合理情况，见表3，其原因可能与试验过程错误（如药物配 置、给药、采样、分析、计算等）或非正常机制原因（如非线性PK、肝肠循环、血浆蛋白结合饱和性、吸 收速率等问题）相关，应进一步分析与阐明。

4.未考虑中药实际作用及体内代谢影响

中药非简单成分堆积，发挥药效可能是多种药效组分群协同作用，也可为中药体内代谢产物作用，粗糙将成分、靶点、通路与疾病相对应明显不合理，需从临床出发并结合中药的整体观、体内代谢过程及网络毒理学作用。目前大量网药研究复方成分无视不同疾病特殊生理、病理状态，直接通过OB、DL筛选，直接构建“成分-靶点”网络， 疏漏中间代谢、毒理过程，也是导致槲皮素、山柰酚 等总是成为各类“专病-专方”关键成分的重大因素。

5.成分构成、预测分数、靶点关联均缺乏合理网络分析

对收集的数据均一化、盲目性网络分析是导致目前网药同质化的另一原因。目前大多研究在构建药理网络时将所有的中药在复方中的药效作用都做均衡处理，没有体现“君-臣-佐-使”成分权重出差异性，另一方面，众多NP研究报道也缺乏对于多个成分间协同作用机制的深入挖掘，对特定信号节点之间的度中心性、接近中心性和中介中心性的理解欠缺 ，成分对靶点的作用力评估，靶点对该疾病生理、病理学过程的影响程度及关联性均未进行加权处理。以阿尔茨海默病（AD）为例，目前美国食品药品监督管理局（FDA）认可的 AD治疗靶点仅3个，人体仅约20000到25000个蛋白质编码基因，而部分网药研究的AD疾病靶点收录多达上万个，其收录越大，越容易包含槲皮素等成分调控靶点，从而造成假阳性 结果。靶点筛选的非严谨性及盲目性也易致NP分析同质化。

我们该怎么避免同质化呢

1. 建立、完善中药数据库

   中药数据库在完善药用部位、产地、炮制、产地、代谢、效-毒 6 大模块参数的同时，应对每个参数设置文献/实验引证。

2.中药产地

数千年来的中医临床实践证实中药产地是控制药材质量的一项综合判别标准，性从地变需要引起重视。有报道发现因为中药产地不同而效应不同的案例。

3.药用部位

药用部位是指可以作为药材使用的部位，中药不同部位功效不同。值得注意的是中药非传统药用部位的成分鉴定及药理学研究是变废为宝的中药药理学创新方向之一。

4.炮制方法

中药的加工炮制是为了减毒、增 效、缓和药性、煎出有利成分等。药物不同炮制方法物质基础比会发生明显改变。

5.代谢参数

代谢是目前交到网药研究被忽略的常见问题，一些口服吸收率差的中药成分主要依靠代谢产物结合疾病靶点发挥药效，可结合代谢组学。

6.效-毒网络

复方包含相畏相杀、相恶相反等配伍原则 ，这类配伍方式明显影响药效物质基础之变化，有关中药复方的效-毒网药 研究则是从系统观点出发，将人体看作是复杂的生物学网络，将疾病视为因整个生物系统失衡所致，而对这一失衡 有调节作用的物质或者组合则具有有效性。

7.基于生理-病理学特征降低网药同质化成分作用干扰性

8.考虑疾病生理-病理动态发展过程

网药研究展现的疾病-基因-靶点-药物网络模式图通常为静 态表达，这并不符合现代医学疾病的发生发展规律，较难揭示中医证候辨析及相关治法的动态变化规律。因此，，以疾病实际所发生的生理、病理发展过程动态为基准切入点进行 网药研究（多关键时间节点）可减少同质化结果。

9.考虑药物作用时空靶向性

诸多基因表达水平在某一器官或组织不同细胞类型间具有高度 异质性：组织及亚细胞群通常表达也不一致。在动物实验中，常规测序得到的是整体组织表达的平均值，中药原型成分或代谢成分对空间、时间的作用， 可能导致网药结果不容易得到阳性验证。。除传统生物学实验的验证外，药物作用单细胞、空间组学也是需要适当考虑的（包括能否利用皮肤-黏膜屏障、血脑屏障、胎盘屏障的生理特点），需以生理-病理动态切入研究方药活性成分的作用靶点时空模式

10.同质化或靶标少成分应行独立验证

对于广泛中药成分在不同疾病中均呈现高度同质化成分，因此对这一类成分需独立进行验证①文献整合：通过疾病效应、病理过程调控、靶点收集、关联网络；②缺乏文献支撑应行药理验证：量-效研究证明成分对疾病的有效性，并通过药物代谢组学、基因组学、表观遗传组学、蛋白组学及微生物组学获取成分调控疾病的靶点。此外，对于各类预测数据库呈现预测靶点过少（仅 1~10个）的成分也应如上进行独立验证并精准获取实际作用靶标，靶点收录过程中，应明晰疾病的关键驱动因子和靶点对于不同阶段关键生理病理的特异性，适当考虑加权处理。

11.生信实验互补多维度

单纯依赖中药数据库获取复方成分具有非全面性与不可靠性，对不同品种、不同采收季节、不同产地或不同炮制方法的中药采用GC-MS、LC-MS、HPLC-Q-TOF-MS/MS、 超高液相色谱三重四级杆串联质谱（UPLC-QQQ-MS）等方法对其化学成分多维度进行体、内外定性、 定量分析，掌握其化学物质基础，参照中药数据库构建环境-药用部位-成分-靶点-细胞-组织-疾病网络。而通过实验获得的中药各参数也应不断反馈补充、完善中药数据库，从而形成良性循环的研究模式

12.靶点预测考虑多重性

除数据库预测（如DrugBank、BATMAN、SwissTargetPrediction、PharmMapper、STITCH、HERB 等）、分子对接、分子动力学、Surface Plasmon Resonance（SPR）表面等离子共振常见虚拟分子预测外，还可以对中药分子作用靶点的预测与鉴定进行归纳为标记法与非标记法，标记法如引入生物素标签、炔基或叠氮、针对活性氨基酸残基的分子探针等，但标记天然产物费时费力，而且小分子结构的改变也可能导致非特异性结合，产生假阳性结果，因而非标记法应运而生，如药物亲和反应靶向稳定 性（DARTS）、细胞热位移分析（CETSA）、蛋白质氧化速率的稳定性（SPROX）等技术。此外，未来应该更多关注和建立中药成分对表观遗传组与微生物组的调控数据库。

13.网络加权整合多层次

在成分-靶点网络中，按照君臣佐使的药物权重值，给药物对应的成分与靶点之间的关系，能够基于中药复方群体协同网络的特殊性，进行模块识别与划分，与传统方法相比能更清晰地发现网络中的关键节点和关系，从而为提取出更加准 确的药物成分。

综上，网药研究有望为临床药物优化和传统药物机制解释提供支持，具有广阔的应用前景。然而网药仍面临诸多挑战与质疑。中药药效物质基础研究是当今备受关注的热点和难点课题。若 网药研究的思维模式陈旧固化，继续推聋装哑无视网药研究缺陷将对中医药的健康有序发展起到逆行作用。

[1]曾鹏,周航.网络药理学“异病-异方”关键成分筛选同质化现象思考[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(18):177-191.DOI:10.13422/j.cnki.syfjx.20221114.

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