中药复方治疗新冠病毒感染研究成果在《美国科学院院刊》发表

在中国中医科学院中药资源中心实验室，一台质谱仪正在高速运行，它犹如科学家的“慧眼”，将厚朴、大黄、甘草、黄芪等中药中的活性成分析出，剖开现象看到本质，解码复杂的中药世界。

由这些中药组成的复方——化湿败毒方，作为“三药三方”之一，在抗击新冠疫情中发挥了重要作用，被称为“大疫良方”。

针对这一中药复方的研究成果《源于化湿败毒方治疗新型冠状病毒感染的抗病毒和抗炎活性成分研究》日前在《美国科学院院刊》（PNAS）发表，成为该刊刊出的首个中药复方治疗新冠研究成果。

中药复方的作用机理曾经被《自然》（Nature）杂志称为“笼罩在知其然不知其所以然的神秘面纱下”。该成果的发表，是揭开这层“神秘面纱”的重要突破，其研究方法得到世界认可。

中国科学院院士、中国科学院微生物研究所研究员高福坦言，中药复方作用机制复杂，用现代科学方法研究阐释中药疗效，是中医药传承创新发展的重要课题。

解码微观世界：探寻中药复方的奥秘

一般而言，一味中药组成的方剂被称为单方，多味中药组成的方剂被称为中药复方。长期以来，中药复方的作用机理是什么，如何用科学方法说明白、讲清楚中药复方的疗效，是中医药界研究的难点。

“研究是从宏观药效到微观机理逐步深入的。”研究团队成员、文章第一作者、中国中医科学院中药研究所研究员许海玉概括了这项研究的“基本路线”。

早在2014年，由中国中医科学院研究员杨洪军和许海玉提出的整合药理学的概念，促进了系统生物学、大数据等前沿技术与中药方剂药效机制研究深入融合，为探寻中药复方的奥秘提供了新策略。

借助现代科学探寻中药复方的奥秘，一直是中医药人不断寻求突破的重要方向。

更重要的是，在临床实践中，化湿败毒方的疗效经受了检验。

此前，作为首批国家援鄂抗疫中医医疗队研制的抗疫方剂，化湿败毒方已经分别在湖北省武汉市东西湖方舱医院和武汉市金银潭医院开展了大样本临床随机对照试验等多项临床试验研究。

临床结果显示，该中药复方能显著降低疾病转重率，显著缩短核酸转阴时间，改善发热、咳嗽、乏力、胸闷等症状，临床疗效确切且安全性良好。

确切的临床疗效给了科研人员信心，他们迫切地想弄明白：为什么化湿败毒方能有这样的疗效？随后，针对这一中药复方活性成分及作用靶点等微观机理的研究被提上日程。

2021年3月6日，习近平总书记在当面听取中国中医科学院院长黄璐琦汇报时指出，要科学总结和评估中西药在治疗新冠肺炎方面的效果，用科学的方法说明中药在治疗新冠肺炎中的疗效。随后，中国中医科学院立即组建了抗疫基础研究攻关组。由中国中医科学院中药研究所联合中国科学院微生物研究所、中国科学院上海药物研究所、中国科学院武汉病毒研究所、中国医学科学院医学实验动物研究所、清华大学自动化系，设立抗击疫情专项，给予固定经费支持，开展长期合作和协同攻关。

人员组建起来后，研究工具也必不可少。中国中医科学院中药资源中心研究员康利平介绍了药物分析的重要工具——超高液相串联四极杆飞行时间质谱仪。这是一款高灵敏度、高通量的现代分析仪器。

“它可以通过提供质谱和色谱信息，帮助我们全面获取化湿败毒方成分组成和化合物的结构。”康利平说，另外，在中医药百科全书数据库（中国中医科学院上线的一个中药资源数据库）的基础上，团队进一步建立了化湿败毒方的成分信息虚拟数据库，研究人员可以通过软件对质谱信息数据与成分信息虚拟数据库进行匹配，并对结果进行一一人工校对，从而完成了化湿败毒方的成分以及体内潜在药效成分的鉴定。

中国科学院微生物研究所研究人员施一介绍了病毒研究领域的重要工具——可复制型新冠假病毒细胞感染模型以及新冠病毒主蛋白酶和RNA聚合酶体外活性检测技术。他说，依靠这个模型和检测技术，可以确定有效的中药活性成分以及抗病毒靶点，从而帮助分析中药复方的作用路径。

研究初期，团队也面临着不少问题。施一表示，当时，生物安全防护三级实验室（P3实验室）资源相对短缺，这给科研工作开展带来了很大限制。

“为此，我们分别利用可复制型新冠假病毒感染细胞系和布尼亚病毒感染巨噬细胞这两种在生物安全水平二级实验室中可以操作的安全便捷的方法，对30个原型成分进行了抗病毒和抗炎活性成分的初筛研究。之后，在P3实验室中，对初筛获得的有效化合物完成新冠病毒感染以及所致炎症反应的效果验证。这样就解决了P3实验室资源不足的问题，完善可行的研究方案为研究的顺利开展奠定了基础。”施一说。

形成研究范式：说明白、讲清楚中药复方的作用机理

新冠病毒进入人体后，会在人体的不同部位产生炎症，譬如人们常说的“水泥封鼻”“刀片嗓”等。化湿败毒方中，活性成分是什么？是什么成分在抗病毒方面起作用？又是什么成分在抗炎方面起作用？这正是贯穿此项研究的主线。

许海玉介绍，中药复方是在中医药理论指导下，辨证审因确定治法后，配伍组合成的一组药物。中药复方的特点是多成分、多靶点、多效应。“因此，要说明白、讲清楚中药复方的作用机理，首先要明确中药复方中的活性成分。”许海玉说。

2021年，许海玉等在《药学学报》英文刊发表了中药整合药理学的综述论文，正式提出了“三三五”研究范式（三类活性成分、三条作用途径、五个研究步骤），这一研究范式也被应用在此次研究中。三类活性成分是指复方中的可吸收原型成分、代谢产物和未吸收成分；这三类活性成分在人体内又有三条作用途径，一是直接进入体内，与病毒靶点结合的直接作用；二是通过肠道菌群的间接作用；三是通过药物代谢酶/转运体的辅助作用。

研究分为五个步骤：第一步是化学成分分析，也就是确定方药的成分，这说明白、讲清楚了化湿败毒方本身的物质基础；第二步是复方在体内的起效过程，也就是哪些物质被吸收在人体内，又转化为怎样的代谢产物；第三步是分析化湿败毒方的作用途径，要说明白、讲清楚哪些成分发挥了抗病毒、抗炎的作用；第四步是说明白、讲清楚活性成分作用的靶点、结合位点及结合模式；第五步是深入实验验证。

“‘三三五’研究范式从整体性、动态性、关联性系统认识中药方剂的药效物质及分子机制，为日后中药复方研究提供了参考范式。”许海玉说。

康利平说，团队在化湿败毒方中鉴定了343个化学成分，在化湿败毒方的入血成分中鉴定了60个原型成分和66个代谢产物。

最终，团队明确了化湿败毒方“7种成分、5个靶点、2条途径”的作用机制。许海玉介绍，这7种成分分别为厚朴酚、西北甘草异黄酮、甘草异黄酮A、大黄素、刺甘草查尔酮、槲皮素、甘草查尔酮B，这些成分分别来自于黄芪、麻黄、葶苈子、大黄、厚朴、甘草等药材。

这7种成分作用于5个靶点，同时发挥抗新冠病毒及其所致炎症的双重作用。其中，6种成分发挥抗病毒作用，主要作用在病毒复制蛋白靶点SARS-CoV-2Mpro、RdRp；5种抗炎成分的作用靶点为PDE4及炎性细胞死亡通路，其中4种成分具有抗新冠病毒和抗炎的双重作用。

许海玉表示，与西药相比，中药复方“多成分、多靶点、多途径”整体调节作用特点，使其在治疗中可以“团队协同作战”，就像一个“军团”，发挥多种作用，全面改善患者症状。

此次研究围绕抗病毒、抗炎两个关键药效途径，利用现代分析技术基本讲清楚了化湿败毒方的物质基础及体内潜在药效物质基础，利用大数据和生物网络明确了直接抗病毒和抗炎作用是该方剂的主要效应路径，通过高通量药物筛选技术明确了抗病毒和抗炎的活性物质，通过靶点发现及结构生物学明确了活性成分作用的靶点、结合位点及结合模式，为说明白、讲清楚中药复方作用机理提供研究范式。

“这项研究蕴藏着很多零到一的科学突破。现代科学给我们提供了新思路，当代技术给我们提供了先进工具，我们以中药‘方’‘汤’为研究对象，解析有效成分，用科学阐述中药作用机理，以临床疗效为目标，因此不断有新突破。”高福说。

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