化濕敗毒湯（Q-14）作為“三藥三方”之一，在抗擊新冠疫情中發(fā)揮了重要作用。Q-14由14種中藥組成，分別為君藥：麻黃、廣藿香、石膏藥；臣藥：苦杏仁、半夏、厚樸、蒼術(shù)、草果、茯苓；佐藥：黃芪、葶藶子、赤芍、大黃；使藥：甘草，在臨床實(shí)踐中，化濕敗毒方能顯著降低疾病轉(zhuǎn)重率，顯著縮短核酸轉(zhuǎn)陰時(shí)間，有效改善發(fā)熱、咳嗽、乏力、胸悶等癥狀，臨床療效確切且安全性良好。為什么化濕敗毒方能有這樣的療效？隨后，針對(duì)這一中藥復(fù)方活性成分及作用靶點(diǎn)等微觀機(jī)理的研究被提上日程。

2023年4月24日，中國中醫(yī)科學(xué)院黃璐琦院士團(tuán)隊(duì)在PNAS（IF=11.1, 2023）發(fā)表了題為“Bioactive compounds from Huashi Baidu decoction possess both antiviral and anti-inflammatory effects against COVID-19”的文章。本研究通過中藥成分分析和中藥入血分析初步表征了343種化合物，隨后在血漿中追蹤了化濕敗毒方的60種原型化合物。明確了化濕敗毒方“7種成分、5個(gè)靶點(diǎn)、2條途徑”的作用機(jī)制，證實(shí)了化濕敗毒方治療新冠病毒感染具有“多成分-多靶點(diǎn)-多通路”的整合調(diào)節(jié)特點(diǎn)，進(jìn)而調(diào)節(jié)機(jī)體免疫和代謝通路等多種途徑，為研究中藥復(fù)方的“多成分、多途徑、多靶點(diǎn)”提供了思路。

英文標(biāo)題：Bioactive compounds from Huashi Baidu decoction possess both antiviral and anti-inflammatory effects against COVID-19

期刊名稱：Proceedings of the National Academy of Sciences（PNAS）

影響因子：11.1

研究對(duì)象：化濕敗毒方、SD大鼠、hACE2小鼠

實(shí)驗(yàn)流程

主要研究結(jié)果

1、Q-14中藥成分分析

首先，研究人員采用超高效液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜（UPLC-Q-TOF/MS）方法，明確了Q-14的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。研究人員通過UNIFI平臺(tái)將正負(fù)離子模式下Q-14的BPI色譜圖進(jìn)行質(zhì)譜數(shù)據(jù)分析（圖1A-B），將化合物碎片信息與中醫(yī)藥百科全書（ETCM）數(shù)據(jù)庫中的Q-14化合物庫進(jìn)行匹配，并使用68個(gè)標(biāo)準(zhǔn)品提高化合物鑒定的可靠性。根據(jù)保留時(shí)間和裂解規(guī)律，得到Q-14中主要有343種化學(xué)成分，其中包含70個(gè)黃酮類成分、46個(gè)三萜皂苷類、33個(gè)萜類、29個(gè)生物堿類等其他化學(xué)成分（圖1C）。值得注意的是，有些化合物同時(shí)存在于幾味中藥，如槲皮素在大黃、葶藶子、甘草、草果、麻黃和赤芍中均存在（圖1D）。

圖1. UPLC-Q-TOF/MS技術(shù)鑒定Q-14的化學(xué)成分。(A)負(fù)離子模式下BPI圖譜。(B)正離子模式下BPI圖譜。(C)Q-14中所含化合物的結(jié)構(gòu)分類。(D)每種草藥的化學(xué)成分的數(shù)量

（圖源：Xu HY, et al., PNAS. 2023）

2、Q-14中藥入血分析

中藥復(fù)方成分繁多，但不是所有成分都是其活性成分和藥效物質(zhì)基礎(chǔ)，想成為藥效物質(zhì)基礎(chǔ)前體是入血暴露在體內(nèi)。在鑒定了Q-14的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)之后，研究者對(duì)Q-14體內(nèi)的原型化合物（指在Q-14和血漿中均觀察到的化學(xué)成分）進(jìn)行了中醫(yī)藥理論驅(qū)動(dòng)的天然藥物研發(fā)（TCMT-NDRD）追蹤，以確定針對(duì)COVID-19的潛在生物活性化合物，發(fā)現(xiàn)了60種原型化合物，包括黃酮類化合物13個(gè)、三萜皂苷類9個(gè)、生物堿類8個(gè)、糖苷類8個(gè)、酚酸類5個(gè)、蒽醌類4個(gè)、萜類3個(gè)、木脂素類4個(gè)、脂肪酸類2個(gè)和其他類4個(gè)，其中30種原型化合物可用于后續(xù)的抗病毒和抗炎篩選實(shí)驗(yàn)（圖2）。

圖2. UPLC-Q-TOF/MS系統(tǒng)處理后血漿中具有原型結(jié)構(gòu)的化合物。(A) 血漿中原型化合物的結(jié)構(gòu)分類。(B) 每種草藥血漿中原型化合物的數(shù)量。(C) 血漿中原型化合物的結(jié)構(gòu)。

（圖源：Xu HY, et al., PNAS. 2023）

3. Q-14抗病毒化合物的篩選

在確定了入血原型化合物之后，研究團(tuán)隊(duì)利用SARS-CoV-2篩選抗病毒活性化合物，發(fā)現(xiàn)厚樸酚、甘草異黃酮、甘草查爾酮B、槲皮素等10個(gè)化合物具有顯著的抗病毒活性（圖3A）。由圖3B所示，有6種化合物（厚樸酚、甘草異黃酮、甘草異黃酮A、大黃素、刺甘草查爾酮和槲皮素）選擇性指數(shù)（SI）值大于5.0。并通過炎癥細(xì)胞模型評(píng)估了Q-14化合物的抗炎活性，結(jié)果顯示甘草查爾酮B、甘草異黃酮和刺甘草查爾酮顯示出抗炎活性。如圖3C所示，槲皮素和刺甘草查爾酮在亞微摩爾水平表現(xiàn)出中等的SARS-CoV-2 Mpro抑制活性，西北甘草異黃酮和甘草異黃酮A對(duì)RdRp表現(xiàn)出顯著的抑制作用（圖3D）。此外，研究人員采用采用新冠病毒主蛋白酶和RNA聚合酶體外活性檢測(cè)技術(shù)，確定了槲皮素和刺甘草查爾酮的抗病毒靶點(diǎn)為SARS-CoV-2 Mpro，西北甘草異黃酮和甘草異黃酮A的抗病毒靶點(diǎn)為SARS-CoV-2 RdRp。

圖3. 從Q-14中篩選抗病毒化合物。（A）在100 μM下具有抗病毒活性的市售原型化合物；（B）前10種化合物的EC50和CC50；（C）槲皮素和刺甘草查爾酮的SARS-CoV-2抑制活性；（D）甘草異黃酮和甘草異黃酮A對(duì)RdRp的抑制。

（圖源：Xu HY, et al., PNAS. 2023）

4. Q-14靶向PDE4的生物活性化合物

4型磷酸二酯酶（PDE4）對(duì)COVID-19進(jìn)展期間中性粒細(xì)胞的激活和中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)至關(guān)重要。研究人員使用閃爍鄰近測(cè)定法（Scintillation Proximity Assay，SPA）篩選Q-14中30種原型化合物靶向PDE4的能力。初步篩選發(fā)現(xiàn)10種化合物在50 μM濃度下對(duì)PDE4活性的抑制率超過50%（圖4A），確證西北甘草異黃酮、槲皮素、甘草異黃酮A和甘草查爾酮B等4種化學(xué)成分對(duì)PDE4具有較好的抑制活性（圖4B）。最后，分子對(duì)接顯示西北甘草異黃酮和甘草異黃酮A以相似的結(jié)合模式占據(jù)PDE4催化活性位點(diǎn)，從而有效抑制PDE4水解活性（圖4C）。這些結(jié)果共同提供了PDE4識(shí)別甘草異黃酮和甘草異黃酮A的潛在分子機(jī)制以及基于結(jié)構(gòu)解釋對(duì)PDE4的有效抑制活性。

圖4. Q-14中化合物對(duì)PDE4的抑制作用。（A）SPA法篩選Q-14的30種化合物在50 μM下的酶抑制作用；（B）甘草異黃酮、槲皮素、甘草異黃酮A和甘草查爾酮B抑制PDE4的代表性IC50曲線；（C）甘草異黃酮和甘草異黃酮A結(jié)合PDE 4的結(jié)構(gòu)概述

（圖源：Xu HY, et al., PNAS. 2023）

本文小結(jié)

本文以抗擊新冠肺炎的“三藥三方”之一化濕敗毒方為例，利用中藥成分分析、中藥入血分析整合藥理學(xué)研究策略，圍繞抗病毒、抗炎兩個(gè)關(guān)鍵藥效途徑，從整體藥效到分子機(jī)制，深入解析了化濕敗毒方“7種成分、5個(gè)靶點(diǎn)、2條途徑”治療新冠肺炎的作用機(jī)制，其中，6種成分發(fā)揮抗病毒作用，主要作用在病毒復(fù)制蛋白靶點(diǎn)SARS-CoV-2 Mpro、RdRp；5種抗炎成分的主要作用靶點(diǎn)為PDE4及炎性細(xì)胞死亡通路，其中4種成分具有抗新冠病毒和抗炎的雙重作用，揭示了正是由于中藥復(fù)方“多成分、多靶點(diǎn)、多途徑”整合調(diào)節(jié)作用特點(diǎn)，使其在治療中可以發(fā)揮多種作用。

拜譜生物小結(jié)

大量臨床數(shù)據(jù)表明復(fù)方中藥對(duì)特定的疾病有治療作用，但是復(fù)方中藥的成分復(fù)雜，有效入血成分不清楚，綜合治療機(jī)制尚未有系統(tǒng)的研究。中藥成分分析和中藥入血分析等方法可以對(duì)中藥的潛在有效成分進(jìn)行鑒定，并對(duì)其靶點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而挖掘中藥的治病機(jī)理。利用多組學(xué)方法解決中藥多成分、多靶點(diǎn)、多途徑的治病機(jī)理問題是中藥前沿研究的熱點(diǎn)方向。拜譜生物現(xiàn)推出全新的中藥代謝組整體解決方案，包括中藥成分分析、中藥入血/組織分析、網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析等服務(wù)內(nèi)容，基于更專業(yè)的數(shù)據(jù)庫（BP-TCM中藥數(shù)據(jù)庫），更高的數(shù)據(jù)質(zhì)量（多針重復(fù)、加長機(jī)時(shí)），更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)（售前、售中、售后全流程服務(wù)、專業(yè)團(tuán)隊(duì)人工復(fù)核）方案，助力客戶攀登中藥前沿研究的高峰，歡迎大家咨詢！

參考文獻(xiàn)：Xu HY, Li SF, Liu JY, et al. Bioactive compounds from Huashi Baidu decoction possess both antiviral and anti-inflammatory effects against COVID-19. PNAS. 2023; 120(8) e2301775120:116418. 10.1073/pnas.2301775120.