【特别报道】化湿败毒方为何有效？揭开“大疫良方”的神秘面纱
摘自——中国中医药报官方号
日前，以“化湿败毒方”为研究对象的中药复方治疗新冠病毒感染研究成果在《美国科学院院刊》（PNAS）发表，为说明白、讲清楚中药复方作用机理提供研究范式——
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-2 Mpro、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。
突破学科边界：为开展中医药复方研究提供新思路
从中医药学、化学、微生物学、结构生物学再到计算科学，这个研究团队的学科背景可谓“海纳百川”。
由于团队内有很多不同学科背景知识下成长起来的研究人员，思维模式冲突的产生很难避免。
比如，中药复方的作用机制与现代药物的作用机制不完全一样，因此面临的研究问题也更加复杂。但他们的困惑逐渐在团队协作、学科融合交叉的过程中得到了答案。
“以化湿败毒方举例，相对于成分单一的化学药，化湿败毒方针对同一个病毒靶点有不同的活性成分在起作用，这是‘叠加’作用；而一个活性成分也可能作用于不同的靶点， 比如既能抗病毒也能抗炎，这是‘多面手’的作用。这与西药线性的模式是不太相同的。”许海玉说。
那么，学科交叉如何少走弯路呢？
杨洪军认为，在多学科交叉合作中，中医药人要以开放的态度，将现代科学研究成果积极纳入自己的“认识论”里。利用现代科学开展中药复方作用研究时，就会突破我们原有的科学认识和学科边界，例如甘草中的多个成分既能抗病毒，又能抗炎，我们如何重新认识甘草的原有功效？如何积极吸纳现代科研成果为中医药所用？这都需要中医药人主动思考探索。
中医药发展面临的关键科学问题是什么？
杨洪军说：“我们的研究思路一直很明确，跨学科是一种方法，现代科学技术是一种工具，我们要用这种形式推动中医药本身发展，为服务人民生命健康作出更大贡献，这是我们研究的核心。”
他认为，在中医药的发展过程中，当原有的很多思路不能有效地解决新的问题，就要求中医药科研人员大胆创新，为中医药复方的研究提供新思路、新范式。
“当然，一篇文章不能够解决所有问题，中医药的复杂作用机制解析是长期的。”杨洪军表示，未来，加强学科之间的整合研究，聚焦中医药发展面临的关键科学问题，以代表性中药复方为案例，从整体与局部、宏观与微观、体内与体外、药代与药效等多维度，将优化多学科交叉的中药复方药理整合研究新范式作为主要攻关方向。
高福表示，这项研究的突破，完全是学科交叉、思想碰撞出火花的结果。当前，科学研究已经进入到大合作、大团队模式，研究范式必须革新，今后人工智能和机器学习的介入，必将进一步推动学科交叉融合，给我们的大脑装上新的“回路”，一些预想不到的惊喜会层出不穷。
加速走向世界：用科学语言让世界看到中医药疗效
《美国科学院院刊》（PNAS）于1914年创立，是与《自然》（Nature）、《科学》（Science）、《细胞》（Cell）齐名的世界上被引用最多的综合性、跨学科出版物之一。
早在2008年，中国科学院院士陈竺团队在《美国科学院院刊》上发表论文，用分子生物学阐释了中药复方黄黛片治疗白血病的多成分多靶点作用机理以及中药方剂“君臣佐使”的配伍原则。该项研究将中药复方的作用机理带到了国际舞台。
近年来，现代医学也逐渐认识到联合治疗方法的益处，比如现代医学提出的“鸡尾酒疗法”。而中医通过近10万种复方倡导联合疗法已有数千年的历史，这让国际社会对揭开中药复方的神秘“面纱”更加迫切。此次研究成果的发表，为中药复方研究加入了新的注解。
“在这样的国际顶级期刊上首次发表中药复方治疗新冠研究成果，加速了中医药走向世界的步伐。”许海玉说。
新冠疫情以来，很多人的朋友圈都被西方国家的“神药”—— 美国辉瑞制药有限公司生产的奈玛特韦片/利托那韦片组合包装（Paxlovid）刷屏。
中国科学院微生物研究所研究员齐建勋介绍，目前在世界范围内，新冠药物的研发主要围绕抗病毒、抗炎两条途径开展。Paxlovid由奈玛特韦和利托那韦2种成分组成，它是由奈玛特韦直接作用于一个病毒靶点以达到治疗效果。
新冠病毒具有高突变率的特点，因此作用于多个靶点的多成分组合药物治疗是抗新冠病毒药物研发的关注方向。化湿败毒方的研究结果，讲清楚了其不同于现代药物的单一作用机制，为抗新冠病毒多成分组合药物提供了前期基础。
齐建勋表示，以“三药三方”为代表的中药复方药物在新冠疫情发挥了重要作用，中医药深度参与疫情防控的全过程，为世界贡献了中国方案。要让世界认识中医药疗效，就要用科学的语言、循证医学的证据说明白中医药的特色优势，从而加速中医药走向国际，这也正是该项研究的目的之一。
“我们相信，中医药与现代科学的沟通绝不会止步于此，笼罩在中医药上的神秘面纱将逐渐被科研人员揭开，向世界展示中国传统医学宝库的博大精深，更好地为人民群众服务。”高福说。
记者手记
化湿败毒方研究为说明白中医药疗效破题
中医药疗效显著，却很难为国际医学界认可。因此，要推动中医药走向世界，就必须在国际医学权威平台上把中医药疗效说明白、讲清楚。
作为抗击新冠的重要方剂之一，化湿败毒方研究所贯彻的思路、形成的范式、得到的结论能够为说明白、讲清楚中医药疗效打开新的思路，成为世界医学界进一步认识中药复方疗效的钥匙。
运用现代科学技术是说明白、讲清楚中医药疗效的“助推器”。工欲善其事，必先利其器，从质谱仪到可复制型新冠假病毒细胞感染模型等，现代科学技术让阐述中医药作用原理成为可能。研究中，科研人员坚持向科学要答案、要方法，建立“三三五”研究范式，为优化方药配伍提供依据，为日后的中药复方研究提供了参考。
多学科团队攻关是说明白、讲清楚中医药疗效的“金手指”。生物医学、复杂性科学、大数据和人工智能等现代科学技术，为中医药传承创新发展提供了更好的研究支持。只有持续推进、优化多学科团队攻关机制，在不断合作、交叉、融合的过程中擦出思想的火花，才能突破中医药原有的研究边界，形成新的研究思路。
当然，这一切的根基是需要遵循中医药自身的发展规律。在这一过程中，我们固然需要使用现代科学技术，但如果离开中医药的主体地位，丢掉中医药原创思维，哪怕融合再多的高科技，也是徒具其表。我们既要遵循自身发展规律，更要借助现代科技手段，为说明白、讲清楚中医药疗效提供更多的高质量成果。
