基于药物相互作用的参附方毒-效整合分析研究

Pharmacology and toxicity of traditional Chinese medicine (TCM) and the transformation of both is the key scientific issue due to the complexity of material foundation and digestion of TCM in body. It is also a restricting bottleneck of the development of TCM. With help of the National Science Foundation, in the early research of "Study of incompatibility of traditional Chinese medicine based on drug metabolizing enzymes”, we proved that pregnane X receptor mediate drug metabolizing enzyme which involved in the TCM toxic components digestion in body, plays a role in decreasing toxicity and increasing effect. But the internal mechanism of poison-effect transformation is worth exploring. Hence, we performed a study on Ginseng and Aconite integrated in conventional toxicology and system biology according to nuclear receptor-drug-metabolizing enzymes (PXR-CYP3A), analyzed the dosage, poison, Metabolism time and effectiveness based on the decocting method of drug, drug dosage, and administration time.By exploring the material foundation, in vivo metabolism, biological effects and the change of toxicity mechanism, we clarified the incompatibility of Ginseng and Aconite, revealed the role of PXR-CYP3A in poison-effect transformation of Ginseng and Aconite.This study provides a new target on integrated analysis of TCM poison-effect. It could be an example of the study of TCM poison-effect transformation and provides scientific basis for safe and rational clinical use of TCM.

中药物质基础和体内过程的复杂性，使中药药理和毒性效应及其两者的关系转换研究成为中医药研究的关键科学问题，也是制约中医药学科发展的瓶颈。课题组前期在国家自然科学基金“基于药物代谢酶的中药配伍禁忌研究”等课题资助下，证实孕烷X受体（PXR）能介导药物代谢酶参与中药毒性成分的体内过程，起到减毒增效作用，但产生这种毒-效关系的内在机制值得探寻。基于此，本课题以参附方为研究对象，综合采用常规毒理学和系统生物学方法，从核受体-药物代谢酶（PXR-CYP3A）角度，将参附方的毒-效关系分别与药物煎煮方式、药物剂量和给药时间进行量-毒-时-效整合分析，通过探讨该方物质基础、体内过程、生物效应和毒性机制的变化，阐明参附方配伍禁忌的科学内涵，揭示PXR-CYP3A在参附方毒-效关系转换中的作用和地位，为中药毒-效整合分析研究提供新靶点。该工作将为中药复方毒-效关系转换研究提供示范，为安全合理用药提供科学依据。

中药安全性具有毒性物质复杂、毒性剂量难以确定等特点。面对复方和机体两个复杂系统，如何达到药理效应，而降低毒理效应，这是有毒中药研究的难点。中药毒性研究缺乏药物相互作用的生物动态过程的具体表征，未进行毒效关系“量-毒-时-效”整合分析研究，急需找到“毒效”关系研究的新切入点。. 课题基于核受体-药物代谢酶通路建立药物相互作用技术方法，成功建立具有分泌型荧光素酶功能的稳定转染细胞株，可快速筛选CYP1A1，CYP2B6和CYP3A4的潜在诱导剂。分析了参附方与CYP450酶之间的相互作用，发现CYP3A4是双酯型生物碱体外代谢的主要CYP450亚酶。红参连续给药抑制大鼠对乌头碱、中乌头碱和次乌头碱的清除能力，导致乌头碱、中乌头碱和次乌头碱在体内作用时间延长。在心衰动物模型体内，红参配伍后，乌头碱、次乌头碱的峰浓度降低，消除速率减缓，在体内的滞留时间延长。红参可通过药代性质降低乌头碱、次乌头碱的峰浓度，起到缓和作用。煎煮时间、配伍比例、提取溶剂等影响附子毒性，在细胞和动物水平，附子水提和醇提取物均可诱导PXR的激活并且可介导CYP3A4的表达，但在剂量依赖性上存在差异。基于用药剂量和分子作用途径发现了参附方的“量-毒-时-效”关系，药效作用主要是通过改善心功能、调节钙离子和能量代谢途径，毒性作用主要是钙超载和异常心率，线粒体结构和功能的改变是乌头碱毒效转换窗口，利用PBPK与反向剂量学预测药物组分在体内的毒性阈值，实现中药毒性早期预测。. 课题发展和完善了“七情和合”配伍理论，参附配伍通过药代机制降低乌头碱的浓度，通过毒理机制对抗毒性靶点，起到“七情和合”中的相畏相杀作用。建立整合核受体和代谢酶表达参附方“毒-效”整合分析研究的新模式，初步揭示了参附方的“量-毒-时-效”关系，阐明了参附配伍减毒增效的科学内涵。