中药有效成分族群辨识研究概况

中药有效成分族群辨识研究是在中医理论指导下,以临床疗效为指引,在充分整合中医药学、生物学、化学和信息学等多学科的理论方法、技术和研究成果的基础上,高效、快速地发现活性较强的单一有效成分,揭示中药多组分及多靶点的作用机理和整体疗效.现阶段的中药有效成分族群辨识技术主要包括了亲和色谱层析技术、生物芯片技术和信息技术等.本文对该技术的研究背景和常用技术进行了综述,并展望了下一步的研究方向.     

加权函数对变量筛选结果的影响

为了明确加权函数对变量筛选结果的影响,本文以乳块消糖衣片包衣厚度为载体,用CARS方法筛选其近红外光谱特征变量,并考察加权函数对变量筛选结果的影响。结果表明,借助CARS法可以筛选出CHn在近红外区的特征性吸收变量,模型的预测性能较全谱片最小二乘(PLS)模型有一定的提高。将CARS中原加权函数(i.e.回归系数)替换为VIP后,所选变量的解释性得到提高,但模型的预测性能略有下降。即变量的解释性与模型的预测性能之间没有必然的联系。为了确保结果的可靠性,用上述方法对玉米蛋白特征变量进行筛选,可以得到类似的结论。     

网络药理学方法探讨活血化瘀中药治疗冠心病作用机理

目的:采用网络药理学方法研究活血化瘀中药,探索其治疗冠心病有别于西药的独特作用机理。方法:选择活血化瘀中药丹参、红花、川芎、灯盏花、桃仁、三七、赤芍为研究对象,依据TCMD2009数据库得到其对应的322个化学成分,进而在STITCH数据库中搜集得到与化学成分对应的218个靶标;选取治疗冠心病的临床常用西药的作用靶标;通过文献查找与冠心病密切相关的靶标;利用Reac-tome数据库找到靶标所在的通路;采用Cytoscape软件分别构建出活血化瘀中药作用网络、西药作用网络及冠心病疾病网络模型。结果:网络拓扑结果分析表明,所建立3个网络模型是服从幂律分布的无标度网络,无标度特性值按冠心病、西药和中药分别为γ1=1.741,γ2=1.719,γ3=1.808,网络模型具有稳定性和鲁棒性。3个网络对比计算筛选得到中药与西药治疗冠心病相同的作用节点138个,中药独特作用节点397个。结论:中药治疗冠心病确存在有别于西药治疗的独特作用途径,有待深入分析和挖掘。     

丹参提取过程多源信息融合建模方法研究

目的探索采用多源信息融合建模技术提高中药提取工艺模型的校正和预测性能。方法以丹参脂溶性成分乙醇提取过程为研究对象,收集不同来源丹参饮片模拟原料波动,采用实验设计(DOE)模拟工艺参数变化,以提取过程近红外光谱(NIRS)作为过程状态变量。采用HPLC法分析提取液中丹参酮ⅡA、隐丹参酮和丹参酮I的含量。将原料属性、工艺参数和过程状态变量组合为自变量,以提取液有效成分含量为因变量,采用偏最小二乘(PLS)法建立提取液质量预测模型。结果建模结果为丹参酮ⅡA交叉验证均方根误差(the root mean squared error of cross validation,RMSECV)为0.172 8 mg/g,预测均方根误差(the root mean squared error of prediction,RMSEP)为0.031 7 mg/g,性能偏差比(ratio of performance to deviation,RPD)为6.91;隐丹参酮RMSECV为0.153 4 mg/g,RMSEP为0.024 2 mg/g,RPD为4.02;丹参酮Ⅰ RMSECV为0.117 1 mg/g,RMSEP为0.043 2 mg/g,RPD为4.76。结论多源信息融合模型的校正和预测性能均优于常规模型,可有效提升丹参提取液质量可预测性和可控性。     

中药质量源于设计方法和应用：工艺建模

药品质量源于设计(Quality by Design,QbD)强调对制药过程的透彻理解,即理解原料、工艺和产品质量之间的多维组合和相互作用关系。数学模型以函数关系的形式表征所研究工艺系统或过程"输入-输出"量对的集合,是解释制药质量传递规律,实现产品关键质量属性(CQAs)预测的重要工具。本文提出依据数学模型对终产品质量的影响程度将工艺模型分为高、中、低3类。为规范建模过程、提高建模效率,提出工艺建模质量管理规范(GMoP)。总结了机理建模、统计建模和混合建模方法,并介绍了数学模型在中药提取、干燥、制粒、粉体压缩、制药过程质量监控和工艺系统表征中的应用。     

中药质量源于设计方法和应用：产品和工艺设计

药品质量源于设计(Quality by Design,QbD)是设计科学和制造科学的总和,设计思维和方法贯穿于药品研究、开发、生产和流通的全过程,设计对药品质量具有决定作用。中药设计是在中医药理论指导下,有效使用多学科的科学原理使中药质量满足临床防病治病需求的过程。本文总结了中药方剂设计、中药药物设计和中药剂型设计等中药产品设计内容,以及药辅合一理论指导下的中药制剂处方设计、中药制药工艺路线设计和制药工程设计等中药工艺设计内容。随着数据科学和人工智能的发展,基于大数据、知识和规则的中药智能设计方法,如专家系统(ES)、工艺分类系统(MCS)和智慧中药系统(iTCM)等,提高了中药设计效率,丰富了中药质量源于设计内容。     

中药功效概念网络构建及其应用

目的:建立中药功效概念网络,揭示中药功效间的联系,明确功效概念网络的应用途径。方法:通过整理2010年版《中华人民共和国药典》(一部)记载的中药功效,对中药功效概念间的关联关系进行系统分析,构建功效概念网络,并从中抽提特定功效的子网络,利用网络聚类算法发现连锁出现的功效群。结果:构建包含422个功效概念的中药功效概念网络,发现经常连锁出现的21个功效群,并以活血功效为例,构建了活血功效的子网络,分析子网络在药物配伍中的应用方法。结论:中药功效概念网络是中医基础理论和临床用药经验的集中体现,能够系统揭示中药功效之间的联系,有利于指导中药的合理应用配伍,为疾病的治疗提供新的思路。     

不完整中药饮片的横切面图像纹理特征参数研究

目的：探讨中药饮片完整性对横切面图像纹理特征参数的影响。方法：选取纹理特征各异的槟榔、大黄、白术3种中药饮片,采用矩形切和扇形切从完整饮片中等比例的截选部分作为样本,基于灰度共生矩阵和灰度梯度矩阵提取26个横切面图像纹理特征参数,比较部分饮片与完整饮片、矩形切与扇形切之间特征参数的异同。结果：对于具有放射状或环纹的槟榔和大黄,扇形切的部分饮片与完整饮片的纹理特征参数具有较好的一致性,矩形切的部分饮片与完整饮片的一致性较差;对于具有不规则纹理特征的白术,矩形切的部分饮片与完整饮片的纹理特征参数大致相同。结论：不完整的中药饮片能否代表完整饮片的纹理特征参数,既和饮片自身的纹理特点有关,又与不完整饮片的形状有关。本研究为图像采集时中药饮片的选取提供了依据,为获取准确的纹理特征参数提供了保障。     

制约中药企业做大做强关键要素研究

通过文献研究及调查研究发现,中药企业发展过程中存在着中药材质量难保证、中药材资源难持续、同质化现象严重、中药产品临床定位不清,适应证不明确、产品缺乏有利的循证医学及药物经济学数据支持、缺乏系统的安全性评价研究等制约因素。为促进中药企业健康发展,提出应保证中药材质量及资源可持续发展;系统地开展循证药物经济学研究,明确临床定位;系统地开展安全性评价,完善说明书;完善以临床有效性为导向的质量标准。     

不同中药饮片横切面图像纹理特征参数的比较研究

目的：比较横切面图像纹理特征参数在相同和不同品种中药饮片中的异同。方法：基于灰度共生矩阵和灰度梯度共生矩阵提取相同和不同种中药饮片的26个纹理特征参数,绘制纹理特征参数变化曲线图,并比较26个纹理特征参数在相同和不同种中药饮片中的异同。结果：基于灰度共生矩阵和灰度梯度矩阵提取的中药饮片纹理特征参数,在相同和不同种中药饮片中既有相似性也有差异性。结论：该方法可以将纹理特征用科学、定量的形式表示,为基于纹理特征参数的中药饮片自动辨识模型的建立奠定基础,但是提取的纹理特征参数依然存在不稳定性,提示我们寻找更好的能表现细节的纹理特征参数,进一步完善中药饮片横切面纹理特征的提取方法。