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中藥的首次臨床應(yīng)用距今已有2000多年的歷史。在此期間積累了豐富的用藥經(jīng)驗(yàn)。事實(shí)上，中藥品種的藥材道地性、中藥處理方法的規(guī)范性、藥物劑型的可行性、煎藥給藥的規(guī)范性、安全劑量的合理性和不同體質(zhì)的特異性與“四性五味”“升降沉浮”“歸經(jīng)”“合并用藥禁忌”等原則共同形成了一套完善的中藥理論和標(biāo)準(zhǔn)，而且數(shù)千年的實(shí)踐證明，這套理論和方法是有效和科學(xué)的。然而，中藥安全事故頻繁發(fā)生，導(dǎo)致中藥安全成為中藥現(xiàn)代化和國(guó)際化進(jìn)程中的瓶頸——這種情況引起了中國(guó)和世界的廣泛關(guān)注。

為了指導(dǎo)新中藥的安全性評(píng)價(jià)，1993年，中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部藥物政策與管理局（2018年更名和重組為中華人民共和國(guó)國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)藥物政策與基本藥物制度司）特組織專家團(tuán)隊(duì)編寫了《中藥新藥研究指南（藥學(xué) 藥理學(xué) 毒理學(xué)）》。在2005年、2007年和2008年，國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局（2013年更名和重組為國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局，2018年更名和重組為中華人民共和國(guó)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家藥品監(jiān)督管理局）發(fā)布了許多有關(guān)中藥研究和應(yīng)用的指南。2014年，國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局修訂了中藥相關(guān)的研究說明。隨著這類說明的制定和完善，中藥安全性研究更加規(guī)范且逐漸與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌。

不同于化學(xué)藥物和生物制劑的安全性評(píng)價(jià)，中藥毒性和安全性研究的難點(diǎn)主要來自中藥的復(fù)雜性和藥物-機(jī)體相互作用的不可預(yù)測(cè)性。中藥包含復(fù)雜的成分，這些成分通過多種途徑和多個(gè)靶點(diǎn)發(fā)揮作用。中藥中的活性成分和有毒物質(zhì)相互作用、相互制約。這種復(fù)雜的相互作用系統(tǒng)在機(jī)體和多種成分之間呈現(xiàn)為一種非線性的關(guān)系。因此，藥物的完整性和復(fù)雜性決定了中藥毒性研究的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

通過重點(diǎn)關(guān)注長(zhǎng)時(shí)間使用中藥時(shí)發(fā)生中毒的漸進(jìn)性和不可預(yù)測(cè)性、中藥中有毒物質(zhì)的不確定性、安全劑量的模糊性、毒性機(jī)制的復(fù)雜性和不同體質(zhì)的特異性，筆者首次建立了系統(tǒng)匹配的中藥安全性研究關(guān)鍵技術(shù)平臺(tái)。此外，筆者結(jié)合藥物毒理基因組學(xué)和代謝組學(xué)構(gòu)建了一種中藥早期毒性發(fā)現(xiàn)技術(shù)。本文還涉及針對(duì)中藥劑量-毒性研究的毒性評(píng)價(jià)方法及通過快速篩選藥物代謝酶和受體途徑研究中藥相互作用等技術(shù)。這些綜合技術(shù)，尤其是新興的適合中藥配伍禁忌、質(zhì)量控制和過敏原發(fā)現(xiàn)研究的分子毒理學(xué)技術(shù)，構(gòu)成了一套新的中藥安全性評(píng)價(jià)技術(shù)體系。這些技術(shù)系統(tǒng)地揭示了常見的有不良反應(yīng)的中藥[即中藥注射劑、馬兜鈴酸、吡咯里西啶類生物堿、重金屬、外用有毒物質(zhì)以及“十八反” （出于安全考慮，同一處方中不能同時(shí)使用某兩味藥的規(guī)律，因?yàn)楣灿?8對(duì)這樣的藥物，所以稱為“十八反”） ]的物質(zhì)基礎(chǔ)、代謝特征、配伍禁忌和毒性發(fā)生機(jī)制。作為這項(xiàng)工作的結(jié)果，5味有毒中藥因其外用功能而被納入《中國(guó)藥典》（2010版），并發(fā)現(xiàn)了10種中藥注射劑的過敏性特征。這些成就極大地促進(jìn)了中藥分子毒理學(xué)的發(fā)展。

為了實(shí)現(xiàn)特定的中藥毒性和安全性評(píng)價(jià)，迫切需要建立一個(gè)符合中藥毒性特征的安全性評(píng)價(jià)平臺(tái)。平臺(tái)包含多種方法，適用于中藥毒性研究的諸多方面；它包括中藥毒性發(fā)現(xiàn)方法、中藥毒理學(xué)研究的適用方法、中藥相互作用的研究方法、中藥減毒技術(shù)等。這個(gè)平臺(tái)支持使用最前沿的尖端技術(shù)，包括基因組學(xué)、代謝組學(xué)、基于藥物代謝酶和受體途徑的快速篩選方法、計(jì)算毒理學(xué)以及分子毒理學(xué)。

（一）基于藥物毒理基因組學(xué)和代謝組學(xué)的中藥早期毒性發(fā)現(xiàn)技術(shù)

本文匯總了毒理基因組學(xué)、宏基因組測(cè)序、質(zhì)譜流式細(xì)胞技術(shù)[即飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)（CyTOF）]、外泌體、模式生物和代謝組學(xué)等新興的“組學(xué)”技術(shù)，并且將這些技術(shù)與高通量測(cè)序、高內(nèi)涵篩選、網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)等其他技術(shù)相結(jié)合。筆者結(jié)合藥物毒理基因組學(xué)和代謝組學(xué)構(gòu)建了早期性檢測(cè)平臺(tái)；接著利用這個(gè)平臺(tái)研究了中藥的早期安全性預(yù)測(cè)。基于對(duì)各種商業(yè)基因芯片的平臺(tái)轉(zhuǎn)移能力的系統(tǒng)研究，筆者提出了一種針對(duì)該平臺(tái)的毒理學(xué)基因組數(shù)據(jù)整合分析方法。此方法涉及一種改進(jìn)的準(zhǔn)確度高達(dá)92%的決策森林法（IDF）。此外，在該平臺(tái)上建立了基于黃曲霉毒素B 1 等特定常見中藥生物毒素的基因表達(dá)譜芯片檢測(cè)方法；這種方法比傳統(tǒng)的血清生化指標(biāo)和組織病理學(xué)檢查方法更靈敏。

（二）針對(duì)中藥劑量 - 毒性研究的急性毒性評(píng)估方法

采用常見的毒理學(xué)和生物信息學(xué)相關(guān)方法，首次提出了針對(duì)中藥劑量-毒性關(guān)系研究的急性毒性評(píng)價(jià)方法。目前常用的毒性評(píng)價(jià)方法不適合中藥劑量-毒性關(guān)系的研究。本文以“十八反”為研究對(duì)象，以小鼠死亡率為研究指標(biāo)。分別以1:1配伍、27均勻設(shè)計(jì)和劑量固定的半數(shù)致死量（LD₅₀ ）開展急性毒性實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，1:1配伍實(shí)驗(yàn)提供的實(shí)用數(shù)據(jù)太少；與之相反，27均勻設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了充足的配伍毒性數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)過于龐大、分散，不適合分析和匯總。在不同配伍條件下，固定劑量的半數(shù)致死量實(shí)驗(yàn)不僅獲得了與1:1配伍和27均勻設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)相同的數(shù)據(jù)，還提供了可用于增減毒性的配伍比例，所以這種實(shí)驗(yàn)方法最適合中藥的劑量-毒性研究。因此，該實(shí)驗(yàn)對(duì)中藥配伍毒性評(píng)價(jià)方法的研究貢獻(xiàn)最大。

（三）基于藥物代謝酶和受體途徑研究中藥相互作用的快速篩選方法

利用相關(guān)的分子生物學(xué)方法，提出了基于孕烷X受體（PXR）-CYP3A4、組成型雄甾烷受體（CAR）3-CYP2B6和芳香烴受體（AhR）-CYP1A1途徑研究藥物相互作用的快速篩選方法。這些方法主要涉及下列內(nèi)容：構(gòu)建雙遠(yuǎn)端增強(qiáng)子和近端啟動(dòng)子線性串聯(lián)的分泌型熒光素酶報(bào)告基因；構(gòu)建體外篩選的細(xì)胞系；報(bào)告基因技術(shù)的可靠性試驗(yàn)；以及后者在快速篩選中藥化學(xué)成分相互作用中的應(yīng)用。利用這些體外篩選技術(shù)，筆者篩查了人參皂苷和烏頭堿等常見的中藥成分，并獲得了具有潛在CYP450抑制/誘導(dǎo)作用的靶向化合物。這些方法能提供一種重要的適用于中藥配伍毒性研究和中藥配伍毒物代謝產(chǎn)物分析的手段。

（四）結(jié)合計(jì)算毒理學(xué)和分子毒理學(xué)的中藥毒性機(jī)制研究技術(shù)

采用相關(guān)的生物信息學(xué)方法，建立了結(jié)合計(jì)算毒理學(xué)和分子毒理學(xué)研究中藥毒性機(jī)制的技術(shù)。在SuperCYP和HIT等數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，提出了基于藥物配伍規(guī)律的計(jì)算毒性方法。由于Cocktail探針?biāo)幬锓茏园l(fā)提供多種亞酶的探針?biāo)幬铮虼送ㄟ^測(cè)量生物樣本中每種探針代謝產(chǎn)物的代謝速率，可以同時(shí)獲得多種代謝酶的表征。在逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)（RT-PCR）和蛋白質(zhì)印跡法的基礎(chǔ)上，提出了一種測(cè)量大鼠體內(nèi)細(xì)胞色素P450亞酶活性的方法，并建立了藥物相互作用平臺(tái)。

（五）涉及多種成分配伍的優(yōu)化減毒技術(shù)

利用相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)方法，建立了基于知識(shí)模型和網(wǎng)絡(luò)調(diào)控的涉及多種成分配伍的優(yōu)化減毒技術(shù)。系統(tǒng)地分析了基于分子結(jié)構(gòu)的常見藥物毒性預(yù)測(cè)[定量結(jié)構(gòu)-毒性關(guān)系（QSTR）]方法，發(fā)現(xiàn)該方法的預(yù)測(cè)能力不太理想。定量結(jié)構(gòu)-毒性關(guān)系方法的問題分為3類：已知毒性機(jī)制；未知毒性機(jī)制，但已知作用模式；以及未知毒性機(jī)制、未知作用模式。提出了基于毒性機(jī)制、毒性作用模式和統(tǒng)計(jì)模型的系統(tǒng)建模預(yù)測(cè)方法，這種方法提高了藥物毒性預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。研究了基于支持向量機(jī)（SVM）、k-最近鄰算法（k-NN）和最近質(zhì)心的綜合毒性預(yù)測(cè)方法，并開發(fā)了能快速計(jì)算和分析中藥毒物的軟件。通過這種方式，建立了優(yōu)化的減毒技術(shù)。

（六）發(fā)現(xiàn)中藥注射劑中過敏原的新方法

在相關(guān)的臨床癥狀、病理機(jī)制和復(fù)雜細(xì)胞生物學(xué)機(jī)制的基礎(chǔ)上，建立了一種中藥注射劑的類過敏性反應(yīng)評(píng)價(jià)系統(tǒng)。基于血管通透性的增加（類過敏性反應(yīng)的主要病理機(jī)制），建立了大鼠和小鼠細(xì)胞模型和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，從而可以快速、客觀和定量地分析中藥注射劑誘發(fā)的類過敏性反應(yīng)。通過模擬類過敏性反應(yīng)的某些臨床癥狀（如皮膚改變、血壓下降和呼吸困難），利用比格犬模型建立了變應(yīng)原性評(píng)價(jià)方法。通過已知的陰性對(duì)照和陽性對(duì)照以及借助具有誘發(fā)臨床類過敏性反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的藥物，驗(yàn)證了這些方法的靈敏度和可靠性。這些方法形成了一個(gè)綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了中藥注射劑類過敏性反應(yīng)研究方法的突破。實(shí)驗(yàn)中，筆者首次發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)了青霉素類過敏性反應(yīng)的新機(jī)制，這一發(fā)現(xiàn)顛覆了青霉素過敏為I類超敏反應(yīng)的傳統(tǒng)觀念。由此提出了一種新的觀點(diǎn)，即既往青霉素過敏史并不是絕對(duì)的禁忌癥。

（七）早期靶器官毒性預(yù)測(cè)的生物標(biāo)志物篩查、確認(rèn)和優(yōu)化方法

這些方法以大鼠為研究對(duì)象。在靶向不同器官的有毒藥物給藥后，病理和生化指標(biāo)未見明顯異常，進(jìn)而篩查了早期靶器官毒性評(píng)價(jià)的內(nèi)源性生物標(biāo)志物。使用SVM和受試者工作特征（ROC）曲線等多元統(tǒng)計(jì)方法驗(yàn)證、優(yōu)化和鑒定了最佳預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物。鑒定出心臟毒性反應(yīng)的10種特異性生物標(biāo)記物[如左旋肉堿和溶血卵磷脂（LPC）（14:0）]；鑒定出早期腎毒性的5種生物標(biāo)志物[即胸苷、LPC（16:1）、LPC（18:4）、LPC（20:5）和LPC（22:5）]，同時(shí)SVM的預(yù)測(cè)率高達(dá)95.8%；鑒定出肝毒性的10種早期生物標(biāo)志物[如LPE（16:1）、LPC（14:0）、LPE（18:2）、LPC（16:1）]，同時(shí)SVM模型的預(yù)測(cè)率高達(dá)94.9%。

（八）中藥制劑安全性評(píng)價(jià)的體外多參數(shù)細(xì)胞成像方法

美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）建議，通過人類細(xì)胞模型進(jìn)行早期安全性篩查以減少動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。為了在機(jī)制上理解中藥制劑誘發(fā)的副作用，將具有高通量和低成本特點(diǎn)的體外多參數(shù)細(xì)胞成像方法作為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的替代方案。通過對(duì)HepG2和L02細(xì)胞系進(jìn)行高內(nèi)涵分析（使用美國(guó)馬薩諸塞州沃爾瑟姆市鉑金埃爾默公司的Operetta CLS系統(tǒng)），分析了中藥注射劑的上市后肝毒性再評(píng)價(jià)（穿琥寧注射液、穿心蓮注射液、香丹注射液、丹紅注射液、苦參堿注射液）。確定了線粒體膜電位、細(xì)胞膜完整性、細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外離子流強(qiáng)度、細(xì)胞膜滲透性以及細(xì)胞活力。這種方法有望成為更靈敏的中藥注射劑體外肝毒性實(shí)驗(yàn)的理想模型。此外，筆者發(fā)現(xiàn)何首烏（ Polygonum multiflorum ）中的蘆薈大黃素、大黃素、大黃酸和沒食子酸在其濃度為100 mol·L^–1 時(shí)將顯著降低細(xì)胞活力。由于線粒體質(zhì)量和線粒體膜電位明顯增加，何首烏的肝毒性可能與經(jīng)線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡有關(guān)。

（一）中藥毒性的物質(zhì)基礎(chǔ)分析

中藥毒物的含量通常很低，以致于難以檢測(cè)；此外，這些毒物的代謝非常復(fù)雜，且受煎藥方法和時(shí)間等多種因素的影響。筆者首次建立了中藥“十八反”中每對(duì)相克藥物的化學(xué)指紋圖譜、毒物差異指紋圖譜、相關(guān)的質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫和檢索方法。比較了不同煎藥方法[即一次煎煮、一次煎煮后組合、組合煎煮（兩藥共同煎煮得到提取液）、組合后煎煮（取兩藥分別煎煮，將提取液合并后再煎煮）]以及時(shí)間（即30 min、60 min、90 min和120 min）。根據(jù)比較結(jié)果，提出了組合煎煮和組合后煎煮更容易引起毒物結(jié)晶的觀點(diǎn)。以人參/藜蘆為例，研究發(fā)現(xiàn)，組合煎劑、一次煎煮后的組合煎劑以及組合后的煎劑的化學(xué)成分各有不同，其中藜蘆堿、蒜藜蘆堿、環(huán)巴胺、玉紅介芬胺、紅蒜藜蘆堿和3-當(dāng)歸酰棋盤花胺的含量變化很大。與一次煎煮后的組合煎劑相比，組合煎劑中含有更多蒜藜蘆堿、玉紅介芬胺和紅蒜藜蘆堿。此外，與組合后的煎劑相比，組合煎劑中含有相當(dāng)多的藜蘆堿、略多的蒜藜蘆堿和原人參二醇、較少的計(jì)米丁堿和3-當(dāng)歸酰棋盤花胺。結(jié)果表明，人參和藜蘆配伍毒性增加的主要原因在于蒜藜蘆堿、棋盤花堿、藜蘆堿等藜蘆類固醇生物堿毒物的濃度增加以及人參皂苷等活性成分的濃度下降。因此，建議通過改變煎藥方法和時(shí)間來降低毒性。

在煎服烏頭（ Aconitum carmichaelii ）并將其分別與半夏（Rhizoma pinelliae）、瓜蔞（Fructus trichosanthis）和白芨組合時(shí)，烏頭堿、中烏頭堿、次烏頭堿、10-OH-烏頭堿、10-OH-中烏頭堿和脫氧烏頭堿等雙酯型二萜生物堿含量顯著增加。在烏頭和貝母[貝母（Fritillaria cirrhosa）、花貝母（Fritillaria verticillata）]組合煎煮后，次烏頭堿含量增加。烏頭和川貝母的配伍毒性較低，且活性成分無明顯變化。但是，烏頭和黃花貝母的配伍毒性顯著增加，療效降低。這種物質(zhì)基礎(chǔ)表明烏頭與川貝母可能并不相克，而這種可能性已經(jīng)得到了臨床驗(yàn)證。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)與烏頭相克的貝母是黃花貝母。半夏、瓜蔞、川貝母、白蘞和白芨與烏頭配伍時(shí)毒性增加的原因在于烏頭堿、中烏頭堿、次烏頭堿、10-OH-烏頭堿、10-OH-中烏頭堿和脫氧烏頭堿等雙酯型生物堿毒物溶解物的增加和水解作用的抑制。因此，本研究從化學(xué)變化的角度解釋了中藥配伍毒性增加（和療效降低）的物質(zhì)基礎(chǔ)。同時(shí)，本研究為臨床用藥提供了重要參考。

本文制定了雄黃和朱砂等含重金屬中藥的安全性評(píng)價(jià)方法；研究了內(nèi)臟中總砷、無機(jī)砷（iAs^III 和iAs^V ）和有機(jī)砷（砷膽堿、砷甜菜堿、甲基砷和二甲基砷）的分布情況，及總砷的累積特征及其與毒性的關(guān)系。研究表明，雄黃中的砷主要分布和累積在血液中，這可能是其應(yīng)用于白血病治療的作用機(jī)制之一。研究發(fā)現(xiàn)，雄黃中有毒的無機(jī)砷（iAs^III ）可以迅速轉(zhuǎn)化為毒性較低的二甲基砷。該結(jié)果為客觀地認(rèn)識(shí)雄黃的安全性提供了一些實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本文進(jìn)一步研究了數(shù)量、時(shí)間與毒性的關(guān)系。同時(shí)，筆者闡明了可溶性汞的分布和累積特征以及其與毒性的關(guān)系。這項(xiàng)工作為雄黃給藥的安全劑量以及安全給藥時(shí)間提供了科學(xué)依據(jù)。

（二）系統(tǒng)揭示有毒中藥的生物學(xué)機(jī)制

1. 馬兜鈴酸

國(guó)際上首次報(bào)道了馬兜鈴酸腎病，給中藥的國(guó)際化帶來了負(fù)面影響。使用建立的中藥安全平臺(tái)，筆者發(fā)現(xiàn)了一種通過誘導(dǎo)CYP1A2降低馬兜鈴酸毒性的機(jī)制，建立了針對(duì)急性腎損傷、慢性腎間質(zhì)纖維化、突變和腫瘤發(fā)生的評(píng)價(jià)平臺(tái)。本文研究了馬兜鈴酸單體關(guān)木通（Caulis aristolochiae manshuriensis）和龍膽瀉肝丸的急性腎毒性、慢性腎毒性、致瘤性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，含馬兜鈴酸的中藥誘發(fā)了急性腎損傷、慢性腎損傷和腎腫瘤的發(fā)生。本研究表明，細(xì)胞色素P450酶在含馬兜鈴酸的中藥的毒性發(fā)生和發(fā)展中至關(guān)重要。不同細(xì)胞色素P450酶對(duì)馬兜鈴酸有不同的影響，這也是馬兜鈴酸毒性存在個(gè)體差異的主要原因。筆者首次發(fā)現(xiàn)，結(jié)合CYP3A4誘導(dǎo)物和含馬兜鈴酸的中藥可以增強(qiáng)毒性，而結(jié)合CYP1A2誘導(dǎo)物和含馬兜鈴酸的中藥可以降低毒性。這一發(fā)現(xiàn)表明，可以通過結(jié)合CYP1A2誘導(dǎo)物避免或緩解含馬兜鈴酸的中藥的藥物不良反應(yīng)。由此，本研究有助于實(shí)現(xiàn)含馬兜鈴酸的中藥的臨床合理給藥。本研究也有助于消除國(guó)際上對(duì)中藥的負(fù)面看法。

2. 肝毒性吡咯里西啶類生物堿

肝毒性吡咯里西啶類生物堿（HPA）廣泛存在于上百種藥草中。這類生物堿是毒性最高的植物性肝毒性物質(zhì)。筆者建立了藥物肝毒性分析和評(píng)價(jià)體系，闡明了新發(fā)現(xiàn)的HPA的毒性機(jī)制，從而首次證明HPA是一種復(fù)合型肝毒性物質(zhì)。HPA通過直接氧化應(yīng)激和間接膽汁淤積誘發(fā)肝損傷。本文發(fā)現(xiàn)HPA通過調(diào)控線粒體依賴型細(xì)胞凋亡誘發(fā)肝毒性的新機(jī)制。該機(jī)制闡明了利用吡咯里西啶類生物堿（PA）誘導(dǎo)肝毒性實(shí)驗(yàn)中觀察到的年齡和性別差異。該機(jī)制還揭示了肝代謝酶系統(tǒng)、肝細(xì)胞線粒體凋亡途徑、谷胱甘肽抗氧化系統(tǒng)和膽汁酸調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)HPA有重要的調(diào)節(jié)作用。本報(bào)告首次發(fā)現(xiàn)，在沒有奧索千里光裂堿型肝毒性吡咯里西啶類生物堿代謝激活的情況下可以產(chǎn)生毒性。因此，這一發(fā)現(xiàn)再次顛覆了國(guó)際上關(guān)于HPA毒性必須經(jīng)過代謝激活的觀念。

千里光（Senecio scandens）和千柏鼻炎片中均含PA，兩者的毒性均得到了系統(tǒng)的研究。千里光經(jīng)證明具有潛在的胚胎毒性，因此需要進(jìn)一步研究其生物堿總量的毒性。本研究首次證明，千里光的水提取物、其生物堿總量和含千里光的千柏鼻炎片均顯示出顯著的胚胎毒性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，它們對(duì)骨骼畸形的影響非常嚴(yán)重。這些發(fā)現(xiàn)表明，千里光以及千柏鼻炎片可能對(duì)胎兒發(fā)育有潛在風(fēng)險(xiǎn)。在體外全胚胎培養(yǎng)系統(tǒng)的5個(gè)PA（野百合堿、千里光寧、倒千里光堿、千里光菲靈堿和氧化苦參堿）治療組中發(fā)現(xiàn)了明顯的胚胎毒性。這5種PA通過影響尾神經(jīng)管、視聽嗅覺系統(tǒng)、顎突和肢芽等胎兒器官的形態(tài)分化引起胎兒畸形。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，倒千里光堿、千里光堿和野百合堿通過一種誘導(dǎo)熱休克蛋白（HSP）HSP70和HSP90表達(dá)的機(jī)制來產(chǎn)生胚胎毒性。根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)，建議在妊娠期間格外重視千里光。

3. 重金屬

中藥中有多種礦物藥含重金屬。砷和汞等重金屬被認(rèn)為是處方的重要組成部分。一些礦物藥的主要成分中含重金屬，以致于其數(shù)量超出了重金屬污染的標(biāo)準(zhǔn)限值。部分中藥重金屬過量問題已經(jīng)引起了國(guó)際關(guān)注。

本文在模擬胃酸和模擬體外腸道的條件下研究了朱砂的物種轉(zhuǎn)化。通過紅外光譜分析判斷，朱砂在模擬胃酸條件下的浸出物可能是Hg3S2Cl2 。利用諸多成熟的譜學(xué)方法[即紅外光譜、電噴霧電離質(zhì)譜（ESI-MS）、拉曼光譜和X射線吸收光譜]研究了模擬腸道條件下朱砂的浸出物。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些浸出物可能是各種汞硫復(fù)合物，其主要成分為HgS₂ (OH)^– 。據(jù)推斷，活性成分可能是腸道吸收的多硫化汞復(fù)合物。通過腸道細(xì)菌將朱砂代謝為劇毒甲基汞的機(jī)會(huì)不大。大多數(shù)代謝產(chǎn)物是多硫化汞。利用蛋白質(zhì)組學(xué)方法建立了硫化汞（HgS）的化學(xué)探針（即“誘餌”），并將其用于尋找和“鉤住”神經(jīng)細(xì)胞中的特異性靶向蛋白。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的目的是找出朱砂的主要成分HgS發(fā)揮其藥理作用或毒理作用的靶向蛋白。

4. 烏頭

根據(jù)以往的研究，筆者發(fā)現(xiàn)類固醇激素的代謝途徑與藥物誘發(fā)的心臟毒性密切相關(guān)。因此，筆者利用半自動(dòng)高通量同位素標(biāo)記衍生化超高效液相色譜/多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（UPLC/MRM）技術(shù)平臺(tái)建立了一種快速、準(zhǔn)確、靈敏的新方法，用于定量批樣本中含有的類固醇激素。

烏頭作為一味重要的中藥藥物，經(jīng)常導(dǎo)致心律失常。利用上述的高通量檢測(cè)方法，在烏頭給藥后取得大鼠心臟組織，并將其用于蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)研究。研究發(fā)現(xiàn)，硫酸脫氫表雄酮（DHEA-S）等類固醇激素與心臟毒性密切相關(guān)。進(jìn)一步的功能分析顯示，腎上腺細(xì)胞中的膽固醇通過20,22-裂解酶產(chǎn)生孕烯醇酮，通過17,20-裂解酶發(fā)生催化作用形成脫氫表雄酮（DHEA）；最后，經(jīng)腎上腺素磺酸鹽（Hss）催化形成DHEA-S。一定濃度的DHEA不僅可以抑制氧化應(yīng)激血管平滑肌細(xì)胞炎癥因子[即H₂O₂誘導(dǎo)的單核細(xì)胞趨化蛋白-1（MCP-1）]中信使核糖核酸（mRNA）的表達(dá)，還可以抑制細(xì)胞內(nèi)氧化產(chǎn)物丙二醛的形成。這些發(fā)現(xiàn)表明，可以通過DHEA的直接抗氧化機(jī)制實(shí)現(xiàn)其抑制作用。

5. 決明子與何首烏

曾有研究發(fā)現(xiàn)膽汁酸代謝與藥物誘發(fā)的肝損傷密切相關(guān)。取常用中藥決明子的乙醇提取物管飼小鼠14 d。盡管這種提取物明顯抑制了肝臟膽汁酸外排泵（BSEP）的表達(dá)并提高了膽汁酸濃度，但小鼠肝臟生化標(biāo)志物沒有發(fā)生顯著變化或者形態(tài)變化。然而，在α-萘甲腈誘發(fā)的肝內(nèi)膽汁淤積的小鼠模型中，發(fā)現(xiàn)血液中吸收的決明子成分中的蒽醌類化合物抑制了BSEP且明顯加重了膽汁淤積肝損傷。這一發(fā)現(xiàn)表明蒽醌類化合物是膽汁淤積的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。在臨床中，應(yīng)避免藥物與帶有引起膽汁淤積傾向的決明子的配伍。此外，研究顯示，何首烏提取物可以影響膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，進(jìn)一步加速小鼠腸道內(nèi)膽汁酸的循環(huán)，使膽汁酸代謝異常小鼠體內(nèi)的膽汁淤積顯著增加，加重肝損傷。這些發(fā)現(xiàn)為合理的臨床用藥提供了依據(jù)。

6. 其他

研究揭示了甘草可以調(diào)和各種藥物的分子生物學(xué)機(jī)制，發(fā)現(xiàn)可以通過蛋白激酶C（PKC）途徑調(diào)節(jié)甘草和甘草酸。甘草和甘草酸可以直接激活PXR，誘導(dǎo)CYP3A4基因和蛋白質(zhì)的表達(dá)，調(diào)節(jié)石膽酸與SHP、CYP7A1和CYP3A11等關(guān)鍵代謝基因的合成。此過程可以代謝中藥中的有毒物質(zhì)。通過報(bào)告基因和電泳遷移率變動(dòng)分析（EMSA）再次證實(shí)了這一結(jié)果。甘草通過PXR對(duì)CYP3A的誘導(dǎo)作用加速有毒中藥相關(guān)成分的代謝，這是一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。甘草利用CYP3A的誘導(dǎo)作用降低了有毒中藥的效力，進(jìn)而導(dǎo)致相克的配伍，筆者主要依據(jù)這一點(diǎn)驗(yàn)證了藥物的相互作用。這一發(fā)現(xiàn)揭示了數(shù)千年來中醫(yī)使用甘草調(diào)和各種藥物背后的科學(xué)依據(jù)。

（三）經(jīng)典中藥配伍理論的確鑿證據(jù)

中藥“十八反”是最具代表性的經(jīng)典中藥配伍禁忌理論。根據(jù)細(xì)胞色素P450酶活性、信使核糖核酸和蛋白質(zhì)的表達(dá)水平以及毒物的變化，筆者首次研究了中藥配伍禁忌“十八反”的科學(xué)性。一項(xiàng)對(duì)烏頭與半夏、貝母、白蘞、瓜蔞和白芨的拮抗作用的研究表明，在烏頭對(duì)抗除白蘞之外的其他植物藥時(shí)，烏頭對(duì)CYP3A和CYP1A2均有抑制作用。這種作用在瓜蔞和半夏中尤其顯著，這兩味中藥的蛋白質(zhì)和酶活性也相應(yīng)地受影響。但是，烏頭主要通過CYP3A和CYP1A2代謝，使CYP3A和CYP1A2的抑制作用降低了烏頭堿的去除效率并增加了其在體內(nèi)的接觸和毒性，從而產(chǎn)生配伍禁忌。因此，為了避免出現(xiàn)基于藥物代謝酶的配伍禁忌，建議謹(jǐn)慎使用有毒物質(zhì)為CYP3A和CYP1A2基質(zhì)的中藥。細(xì)胞色素P450酶的抑制作用與體內(nèi)瓜蔞、半夏和白芨活性的物質(zhì)基礎(chǔ)一致。本文中，配伍禁忌機(jī)制可能涉及代謝抑制，并且與毒性生物堿滲出物的增加有關(guān)。烏頭堿與貝母僅在酶的代謝方面存在差異，而烏頭堿與白蘞僅在物質(zhì)基礎(chǔ)方面存在差異。

在黎蘆與丹參（Radix Salviae miltiorrhizae）、苦參（Radix Sophorae flavescentis）或人參組合時(shí)，細(xì)胞色素P450酶的數(shù)量與CYP3A和CYP2E1的活性受到不同程度的抑制。當(dāng)人參與藜蘆組合時(shí)，誘導(dǎo)了CYP1A酶活性，其與信使核糖核酸的水平保持一致；當(dāng)人參與藜蘆組合時(shí)，細(xì)胞色素P450酶與物質(zhì)基礎(chǔ)保持一致，有毒生物堿滲出物增加是配伍禁忌的主要原因；當(dāng)與藜蘆組合時(shí)，丹參和苦參僅抑制了CYP3A的酶活性水平。細(xì)辛（Asarum sieboldi）、南沙參（Radix Adenophorae）和玄參（Radix Scrophulariae）與藜蘆的物質(zhì)基礎(chǔ)水平不完全保持一致。

在甘草與海藻、大戟（ Radix Euphorbiae pekinensis ）和芫花（ Flos Genkwa ）發(fā)生協(xié)同作用時(shí)，誘導(dǎo)了CYP3A和信使核糖核酸的表達(dá)和活性，尤其是在海藻與大戟協(xié)同時(shí)。甘草對(duì)CYP3A的誘導(dǎo)作用加速了相關(guān)中藥毒物的代謝。這種相克作用主要反映在誘導(dǎo)作用導(dǎo)致中藥藥效下降。本研究首次揭示了甘遂與甘草配伍的機(jī)制。這兩味藥配伍后，CYP1A2和CYP2E1的活性增強(qiáng)，數(shù)量增加，CYP1A2和CYP2E1主要激活了與許多癌癥密切相關(guān)的前致癌物和前毒物。所以這種配伍增加了患癌癥的可能性。因此，本研究為臨床應(yīng)用提供了重要的理論依據(jù)。

根據(jù)腎上腺髓質(zhì)分泌兒茶酚胺的事實(shí)，筆者首次揭示了左金丸寒熱藥配伍的科學(xué)性及其減毒增效機(jī)制。以經(jīng)典的左金丸寒熱藥配伍為研究對(duì)象。黃連通過抑制細(xì)胞內(nèi)鈣離子的濃度抑制乙酰膽堿、藜蘆堿和鉀刺激的高水平兒茶酚胺的分泌。吳茱萸通過增加細(xì)胞內(nèi)鈣離子的濃度誘導(dǎo)兒茶酚胺的分泌。在黃連對(duì)抗吳茱萸（6:1）時(shí)，黃連強(qiáng)烈對(duì)抗牛腎上腺髓質(zhì)細(xì)胞的兒茶酚胺分泌和細(xì)胞內(nèi)鈣離子的濃度。因此，本研究為寒熱藥配伍的臨床應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)。

筆者根據(jù)靶器官毒性的代謝組學(xué)數(shù)據(jù)獨(dú)立開發(fā)了MaTox Pre軟件。當(dāng)前的v1.0版本（軟件注冊(cè)碼：2016SR154181）支持肝、心臟和腎毒性的早期預(yù)測(cè)。以“十八反”中半夏、瓜蔞、貝母和白芨對(duì)抗烏頭為研究對(duì)象，使用MaTox Pre軟件搜索烏頭的心臟毒性；在其他單味藥中未找到心臟毒性的結(jié)果。此外，烏頭與其他單味藥的組合顯示心臟毒性增加。

（四）促進(jìn)創(chuàng)新藥物的研發(fā)

可以在建立的關(guān)鍵技術(shù)平臺(tái)上進(jìn)行創(chuàng)新藥開發(fā)。本文篩選和研究了各種中藥和復(fù)方的有效部位和組成。通過這種方式，筆者發(fā)現(xiàn)了11種代表中藥早期毒性的化合物，包括人參皂苷F2、五味子甲素和靛藍(lán)。這些化合物中，每種均可以通過PXR激活。這一發(fā)現(xiàn)降低了新藥因安全問題而慘遭淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。在毒性一般評(píng)價(jià)和關(guān)鍵技術(shù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，本文對(duì)新藥進(jìn)行了103次安全性評(píng)價(jià)，從而促進(jìn)了創(chuàng)新藥物的開發(fā)進(jìn)程。

中藥安全性評(píng)價(jià)不是一項(xiàng)輕松的任務(wù)，它仍有很長(zhǎng)的路要走。需要建立一套重視中藥安全性評(píng)價(jià)的科學(xué)體系，特別是需要更深入地研究通過中藥配伍和加工降低毒性。需要進(jìn)一步討論中藥配伍和加工中化合物變化的規(guī)律以及中藥配伍、加工和毒性效應(yīng)之間的關(guān)系。相關(guān)國(guó)家部門應(yīng)制定中藥安全性研究的總體方案。對(duì)于經(jīng)常使用的中藥和其他化合物，應(yīng)逐步開展創(chuàng)新的、精心設(shè)計(jì)的和系統(tǒng)的安全性研究。最后，應(yīng)建立控制中藥毒性的體系以及指導(dǎo)臨床用藥和新藥開發(fā)的技術(shù)體系。

注：本文內(nèi)容呈現(xiàn)略有調(diào)整，若需可查看原文。

改編原文：

Yue Gao,Aihua Liang,Xiaohui Fan,Limin Hu,Feiran Hao,Yubo Li.Safety Research in Traditional Chinese Medicine: Methods, Applications, and Outlook[J].Engineering,2019,5(1):76-82.