基于代谢物组终端表象的中药注射剂暴露/反应模型建立及其应用研究

Basing on the scientific issues that the holistic efficacies of traditional Chinese medicines（TCM）were difficult to accurately and dynamic characterized, a metabonomics research technique and biological network analysis method introduced were introduced. To characterize the comprehensive effects of the organism, the concept of ultimate manifestation of metabonomics（UMM）was put forward for the first time. This approach not only inherits the current achievements of validating the effectiveness of TCM by using metabonomic technique, but also characterized the effectiveness accurately and dynamically. Compared with traditional methods, UMM has outstanding advantages in the sensitivity and accuracy of reflecting organisms pathophysiological disturbance, operability and controllability of the experimental process, and anastomosis of endogenous components changes. UMM, as the holistic efficacies evaluation index, was used to research TCM injection exposure / reaction. Qingkailing injection was chosen as research vector due to its clear pharmacological effects and unambiguously chemical composition. Based on the large of preliminary work, to determine the effectiveness of substances group and its safety dosage, SMILES neural network was used to research the drug-induced components / UMM model. The completion of this project will provide a basic data for establishing scientific quality evaluation criteria of Qingkailing injection and standardizing of clinical rational usage. It provides a new reference mode for TCM injections security re-evaluation and also has a demonstration effect in expanding TCM PK / PD study method.

本项目针对中药整体药效难以准确、动态表征的科学问题，引入代谢组学研究技术和生物网络分析手段，提出代谢物组终端表象（UMM）的概念，用于对生物体效应状态整体、动态的表征，这种方法既能定性表达中药的安全性与有效性，又能够使药效准确、动态、量化表征，与传统方法相比，在反映生物体病理生理变化的敏感性和精确性、实验过程的可操作性和可控性、与体内成分变化的吻合性等方面具有突出优势。 以UMM作为整体药效评价指标，应用于中药注射剂暴露/反应研究，选择药理作用确切、化学成分清楚的清开灵注射液为研究载体，确定其体内物质组和基于解热、抗炎药理模型的UMM，利用SMILES神经网络进行体内药源性物质组/UMM建模研究，确定功效组分及其安全剂量。该课题的完成为建立中药药效整体评价方法提供参考，为清开灵注射液临床合理用药提供基础数据，为中药注射剂安全性评价提供新的参考模式，对开拓中药PK/PD研究思路具有示范意义。

本项目基于代谢组学提出代谢物组终端表象（UMM）的概念，用于对生物体效应状态整体、动态的表征，以UMM作为整体药效评价指标，应用于中药注射剂暴露/反应研究，选择清开灵注射液为研究载体，开展了以下工作：1) 体内外药源性物质组定性定量方法研究；2) 体内外药源性化学成分桥接方法研究；3) 选择清开灵注射液潜在功效成分组建模思路及其系统暴露分析方法研究；4) 基于清开灵注射液临床主要疗效的动物模型研究；5) 清开灵注射液治疗SD大鼠发热的代谢组学研究。.初步得到如下结果：indoleacrylic acid、3-methyluridine、tryptophan、nicotinuric acid和PI (37:3)5个潜在的生物标志物与体温相关性较大，色氨酸代谢在清开灵解热作用中起到重要作用，黄芩苷和栀子苷可能是清开灵注射液解热作用的潜在药效成分，基线代谢物肌氨酸（Sarcosine）和S-腺苷-L-高半胱氨酸（S-Adenosyl-L-homocysteine）可以经由胆汁酸系统间接影响胆酸体内含量，从而对胆酸给药后的体内含量产生影响，与胆酸药代动力行为差异构成关联。.项目在完成研究内容的同时开发、建立了中药药效成分追踪的一系列方法和策略，包括：1) 基于高分辨质谱（HRMS）的中药注射剂体内外药源性成分的辨识策略，成功地应用于清开灵注射液体内外成分的全分析，为基于HRMS进行中药化合物鉴定提供了参考方法；2) 基于代谢组学的清开灵注射液体内成分筛选方法，对于目前基于HRMS的数据后处理方法发现化合物是个有效的补充；3) 建立了中药代谢组学研究技术平台，为代谢组学研究中生物标记物可靠性的判断提供了参考方法，以核苷结构设计为先导，建立了体内新核苷的发现方法，为新的内源性代谢物发现提供了参考思路，为体内代谢物的全面表征提供了技术可能，同时揭示了清开灵注射液解热作用的生物学基础；4) 选用氘代胆酸替代胆酸，建立了以代谢表型预测胆酸浓度的内源性药物药代动力学参数，为内源性药物生物利用度评价、生物等效性研究提供了参考方法；5) 探索了以UMM作为药效终点替代指标，采用PK-PD模型，寻找开灵注射液药效成分的研究策略，为基于ADME发现中药药效成分的研究思路提供了参考技术手段。.该课题的完成为建立中药药效整体评价方法提供参考，为清开灵注射液临床合理用药提供基础数据，对开拓中药P