蔣文儀 ，包藝運，都廣禮

(1.上海中醫(yī)藥大學，上海 201203；2.上海徐家匯街道社區(qū)衛(wèi)生服務中心，上海 200030； 3.上海市徐匯區(qū)中心醫(yī)院，上海 200031)

中醫(yī)藥治療的特色是對復雜性疾病從總體角度出發(fā)，進行整體疾病的辨證論治，并將疾病的病因，機制從整體的角度進行把握，運用方劑時，使用“君、臣、佐、使”的方式進行藥物的搭配，通過多味藥物進行協(xié)調(diào)，從患者的整體出發(fā)，實現(xiàn)對機體紊亂的調(diào)節(jié)。故中醫(yī)藥治療體現(xiàn)了多種成分，多種靶點和系統(tǒng)調(diào)控的思想。網(wǎng)絡藥理學是在網(wǎng)絡生物學與多向藥理學的基礎上提出的藥物設計的新思路，從各種藥物相互聯(lián)系，與中醫(yī)整體觀念，多靶點等核心思想相一致[1]。所以，網(wǎng)絡藥理學和中醫(yī)藥的研究相互滲透，并取得了較好的研究成果[2-3]。現(xiàn)將網(wǎng)絡中藥藥理學的最新應用與進展綜述如下。

1 網(wǎng)絡藥理學的概念

西醫(yī)概念中的藥物，期望“一種藥物只能用于一個靶標，治療一種疾病”，并且一直影響藥物發(fā)現(xiàn)，篩選，靶標確認，藥物設計和臨床試驗等。隨著系統(tǒng)生物學的發(fā)展和藥物研究的深入研究，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的西藥藥物只能阻斷生物網(wǎng)絡中的一個環(huán)節(jié)，阻斷其通路，生物信號可以通過旁路進行傳導，并且往往達不到預期的療效[4]。人體是一個信號傳導網(wǎng)絡非常復雜的整體，并利用生物網(wǎng)絡進行抽象和概括，可以提升對人體復雜性網(wǎng)絡信號的認識?，F(xiàn)代中藥具有“多向藥理學”的特性，能夠作用于多個靶點和多個信號通路，達到更好的療效。網(wǎng)絡藥理學是基于網(wǎng)絡的構(gòu)建和分析技術(shù)為一體，綜合系統(tǒng)生物學和多向藥理學發(fā)展而來一種的藥物研究的新方法和新理論[5-6]。網(wǎng)絡藥理學不僅僅局限于生物網(wǎng)絡，還包括藥物-藥物網(wǎng)絡，藥物-靶標網(wǎng)絡，藥物-疾病網(wǎng)絡，用抽象和直觀的網(wǎng)絡方法呈現(xiàn)他們之間的聯(lián)系[7]，已經(jīng)逐步發(fā)展成一個藥物開發(fā)的平臺。

2 網(wǎng)絡藥理學分析技術(shù)的概述

網(wǎng)絡藥理學綜合了靶標，藥物和疾病三個方面，并將網(wǎng)絡作為中間的節(jié)點，三者之間的聯(lián)系作為邊，通過復雜的網(wǎng)絡分析方法，通過分析得到更高層次的信息。網(wǎng)絡藥理學分析技術(shù)剛剛起步，尚無成熟的方法，相比較常用的技術(shù)主要有數(shù)據(jù)的獲取和驗證，網(wǎng)絡可視化和網(wǎng)絡分析技術(shù)。

3 數(shù)據(jù)的獲取和驗證

3.1 高通量技術(shù)

在細胞和組織完好的情況下一次性檢測成百上千的檢測指標，具有實時，較為均質(zhì)和具有可視化等優(yōu)點；雙高通量基因檢測表達技術(shù)：具有對基礎數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡模型具有驗證作用，具有靈敏度該，特異性強，重復性好等特點；分子相互作用技術(shù)：其原理是利用表面等離子共振傳感片表面折射率的變化，這一折射率與傳感器表面生物分子質(zhì)量成正比。可以對兩個或者多個生物分子進行實時監(jiān)測，可以測定生物分子包括蛋白質(zhì)，核算，小分子肽和藥物等，具有精度高，高通量和無需標記等檢測特點。

3.2 網(wǎng)絡可視化技術(shù)

通過網(wǎng)絡可視化工具如GUESS，Cytoscape和Pajek等工具，形成一個相互聯(lián)系，能夠反映全部的網(wǎng)絡化過程。一般講網(wǎng)絡可視化技術(shù)分為兩個階段，第一階段為網(wǎng)絡化屬性，通過對各個節(jié)點的添加和連接等屬性，通過連接各個節(jié)點，形成形象的網(wǎng)絡屬性；第二階段：通過豐富的特征手段，將內(nèi)容更加直觀，更加形象的形式呈現(xiàn)。

3.3 網(wǎng)絡分析技術(shù)

對已經(jīng)構(gòu)建的網(wǎng)絡進行技術(shù)分析，對信息進行提純，獲得有用的信息。網(wǎng)絡技術(shù)分析更加作用不同分為三類：1)通過網(wǎng)絡拓撲學分析出網(wǎng)絡本身統(tǒng)計的屬性，從而得出網(wǎng)絡本身潛在的隱藏信息，從而達到得出更加直觀信息；2)通過對網(wǎng)絡信息進行比較和網(wǎng)絡生成，并對可靠性進行驗證；3)通過對網(wǎng)絡的聚類和分層，通過對網(wǎng)絡的簡化算法，對潛在信息進行分析的方法。

4 網(wǎng)絡藥理學在中醫(yī)領域的運用

中藥成分復雜，在體內(nèi)代謝過程更加復雜，應用網(wǎng)絡藥理學對其眾多化學成分和人體內(nèi)蛋白質(zhì)復雜的相互關(guān)系進行研究，主要運用于中藥的配伍研究和中藥藥效物質(zhì)的基礎研究。其中應用最多的是藥物活性成分，潛在靶標和可能干預的信號通路進行研究。通過計算機技術(shù)對相似化合物在藥物-網(wǎng)絡中具有聚類的特性，在藥物-靶標網(wǎng)絡中，度高的靶標能夠與中藥的多種成分相互作用，并作用多個靶點，具有多向藥理學特性。在靶標-疾病網(wǎng)絡中，度高的靶標能夠與多種疾病的相應靶標進行作用。

4.1 中藥的有效活性成分

中藥網(wǎng)絡藥理學中，基于藥物結(jié)構(gòu)，功效和相似性，可以構(gòu)建藥物-藥物，藥物-靶標等網(wǎng)絡，預測藥物的功效和特性功效的藥物，是研究藥物有效成分的一種新的手段。有研究表明高通量技術(shù)和網(wǎng)絡藥理學在重要活性成分篩選中的應用，通過快速制備藥物，高通量藥物篩選，現(xiàn)代的芯片技術(shù)和組合藥物靶向藥物網(wǎng)絡對中藥成分進行篩選，并對活性成分，毒性成分進行篩選，并對分子機制進行研究，是中藥網(wǎng)絡藥藥理學的關(guān)鍵研究技術(shù)[8]。一項對葛根芩連湯通過中藥網(wǎng)絡藥理學理論，對已知化學成分靶點進行預測，通過現(xiàn)有已經(jīng)被FDA批準的糖尿病靶點藥物進行聚類分析，推測出19中活性化學成分，并在實驗室中得到驗證[9]。另一項項目研究中在對中藥成分分群的基礎上，增加化學成分量的指標，建立量化成分-靶點網(wǎng)絡。在華東師范大學建立了中藥綜合數(shù)據(jù)庫TCMID共收錄了47 000個處方，8 159個中藥及25 210個成分。3D-MSDT收錄了中藥有效成分的二維或者三維結(jié)構(gòu)等信息，通過這些數(shù)據(jù)庫，獲得中藥有效成分。

4.2 預測中藥作用的靶點

網(wǎng)絡中藥藥理學中藥靶點分析首先對中藥化學成分進行分析，獲取化學成分后，利用計算機對各種成分蛋白靶點進行預測，或者通過現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫如TCMID數(shù)據(jù)庫，Herb BioMap 數(shù)據(jù)庫等獲取化學信息。通過計算機虛擬篩選各種蛋白靶點進行預測。目前分析靶點比較成熟的網(wǎng)絡分析平臺，如drugCIPHER網(wǎng)絡模型，AlzPlatform 化學基因組學平臺和TCMID 數(shù)據(jù)庫等。苑婕等[10]通過KEGG數(shù)據(jù)庫進行搜索，對小分子藥物，酶，蛋白和離子通道等藥靶數(shù)據(jù)作為訓練集，隨機森林法進行藥物-靶點模型作用驗證，并構(gòu)建藥物成分-靶點-疾病網(wǎng)絡，得到結(jié)果得到文獻驗證。有一項對復方血栓通膠囊化學成分進行驗證，得出成分靶向作用網(wǎng)絡圖，并對治療視網(wǎng)膜靜脈阻塞的調(diào)控提供了依據(jù)[11]。Ye等[12]從各大著名數(shù)據(jù)庫中取得海量文獻中草藥有效成分蛋白靶點數(shù)據(jù)庫信息，建立第一個中草藥有效蛋白靶點數(shù)據(jù)庫，成為首個中草藥-活性成分-蛋白靶點的綜合信息。李翔等[13]對復方丹參中的9中活性成分，通過Pubmed數(shù)據(jù)構(gòu)建出多成分-多靶點-多疾病相關(guān)關(guān)系，利用OMIM的數(shù)據(jù)庫和 Cytoscape軟件，構(gòu)建成多蛋白成分，多種基因序列及疾病群的網(wǎng)絡模型，發(fā)現(xiàn)復方丹參具有新的臨床適應證，具有廣闊的運用前景。

4.3 闡明藥理作用機制

中藥在疾病治療的實踐中證實，療效是確切的，但中藥作用疾病的機理一直是中藥研究中的難點，可能與中藥的整體觀和辨證論治具有靈活性等密切相關(guān)。在常規(guī)處方中，往往以復方的形式運用在臨床疾病的治療過程中，其含有多種蛋白活性成分，對針對不同靶點發(fā)揮不同的藥效，藥物和靶點形成一個極為復雜的網(wǎng)絡。呂明等[14]運用IPA(ingenuity pathway analysis)等生物信息學方法，分析中藥成分中抗血栓中的活性成分及其作用機制。從丹參、川芎和紅花中得到25個單體和29個血栓相關(guān)分子的作用網(wǎng)絡關(guān)系，推測出含川芎、丹參和紅花活血化瘀中成藥抗血栓作用，可能與抑制炎癥介質(zhì)的釋放具有相關(guān)性。牛旭艷等[15]通過定向文本發(fā)掘，PubChem小分子化合物數(shù)據(jù)和IPA網(wǎng)絡構(gòu)建等方法發(fā)現(xiàn)在治療類風濕性關(guān)節(jié)炎的有效中藥成分中，并通過基因芯片技術(shù)發(fā)現(xiàn)類風濕性關(guān)節(jié)炎共有21個差異基因，通過PubChem 數(shù)據(jù)庫檢索發(fā)現(xiàn)類風濕性關(guān)節(jié)炎中藥共有123個靶點。通過IPA軟件對類風濕性關(guān)節(jié)炎中藥靶點網(wǎng)絡通路進行分析發(fā)現(xiàn)生物通路有：輔助T細胞CD28信號通路，粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子信號通路，細胞毒T細胞信號通路和T細胞受體信號通路等。吳釘紅等[16]采用網(wǎng)絡藥理學的方法快速篩選出清熱中藥治療冠心病的有效活性成分，并構(gòu)建出藥物-靶標-疾病網(wǎng)絡，并發(fā)現(xiàn)5類清熱中藥中化學成分中的差異，并將有效成分與相關(guān)靶標作用機制進行可視化。王冬梅等[17]采用化學空間，分子靶標和網(wǎng)絡技術(shù)研究四物湯對銀屑病的機制中發(fā)現(xiàn)四物湯中的當歸在治療銀屑病中具有重要作用。另一項研究通過IPA軟件對生地黃對銀屑病的效應機制進行研究發(fā)現(xiàn)，通過腫瘤抑制蛋白，腫瘤壞死因子和NF-kB信號通路對銀屑病具有重要的療效。黃卉等[18]利用基因芯片技術(shù)發(fā)現(xiàn)金龍膠囊治療腦腫瘤組織的基因差異表達譜，發(fā)現(xiàn)基因芯片具有96個差異基因，并涉及到多個生物學過程，細胞信號通路，與腫瘤的發(fā)生發(fā)展具有密切聯(lián)系。Zhang 等[19]通過對熱毒寧注射液治療上呼吸道感染治療，通過網(wǎng)絡分析技術(shù)和分子對接技術(shù)分析，發(fā)現(xiàn)藥物抑制病毒復制的機理可能與調(diào)節(jié)生命周期蛋白和宿主細胞免疫功能達到抑制炎癥發(fā)展。Sheng 等[20]通過化學基因助學數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)血塞通可以明顯改善凝血系統(tǒng)的激活。中藥的作用相關(guān)機制與西藥作用疾病單個靶點不同，中藥成分對單個靶點的作用較弱，而通過網(wǎng)絡的協(xié)同作用，從而達到對疾病的整體治療，故通過建立化學成分-靶向-信號通路-疾病多層網(wǎng)絡模型，并對中藥成分作用疾病信號通路進行研究，系統(tǒng)的中藥作用疾病的核心成分。

4.4 發(fā)現(xiàn)中藥新的活性化合物

中藥由于化學組成復雜，往往經(jīng)驗用藥，隨著生物分析技術(shù)的發(fā)展，對中藥活性成分越來越清楚，中藥組方往往包含多靶點藥物。目前通過多種類型的數(shù)據(jù)庫，通過口服利用度進行篩選，吸收，分布，代謝和排泄等特征性分析，對靶點進行預測，利用網(wǎng)絡工具，建立網(wǎng)絡藥物數(shù)據(jù)庫和分析平臺，為發(fā)現(xiàn)新的天然藥物活性成分具有重要臨床價值。在一項肝復樂對肝癌治療的機制研究中，通過網(wǎng)絡藥理學技術(shù)，對分子-靶標-疾病之間的相互關(guān)系，對肝復樂類藥物進行預測，分子對接，多成分-多靶點-多途徑的網(wǎng)絡模型進行建立，發(fā)現(xiàn)有8個肝癌靶點和69中具有潛在抗癌的活性成分，并發(fā)現(xiàn)肝復樂對其他癌癥，感染性疾病和神經(jīng)疾病具有潛在的治療作用[21]。另一項研究發(fā)現(xiàn)銀杏葉具有34中化學成分，并發(fā)現(xiàn)多個作用靶點，可能對心腦血管疾病的治療具有潛在的靶點[22]。Gu等[23]通過對197 201中天然復合物的主要成分分析發(fā)現(xiàn)與美國FDA批準的藥物在化學結(jié)構(gòu)上具有高度的一致性，認為天然中藥成分中具有發(fā)展為先導化合物的可能，故與現(xiàn)有FDA批準的藥物進行靶點分析和成藥分析，發(fā)現(xiàn)具有10中最具有潛能的化合物，Gu等[24]通過構(gòu)建心血管疾病草藥數(shù)據(jù)庫，包含了35 230個化合物和2 395個蛋白靶點，故中藥治療心血管疾病提供新藥研究和開發(fā)平臺。Sun等[25]利用網(wǎng)絡藥理學和比較蛋白組學的方法，發(fā)現(xiàn)熊去氧膽酸合成先導抗癌單體U12的抗癌活性明顯優(yōu)于熊去氧膽酸，副作用比氟脲嘧啶小。

4.5 疾病的新適應癥開發(fā)

中藥成分為多種活性成分組成，對疾病的治療是通過疾病多種靶點和相互作用的信號通路進行假設，建立藥物-靶點-信號通路和疾病的治療網(wǎng)絡模型，并對中藥新適應癥進行推測李翔等[13]發(fā)現(xiàn)復方丹參通過網(wǎng)絡藥理學進行分析發(fā)現(xiàn)該藥具有9種生物活性，根據(jù)多種數(shù)據(jù)庫相關(guān)知識建立多種成分-多基因網(wǎng)絡，利用Cytoscape軟件建立多成分-多基因-多疾病網(wǎng)絡模型，發(fā)現(xiàn)9個活性成分可以調(diào)控高達42個與心血管疾病相關(guān)的基因，涉及到糖尿病，高血壓和胰島素抵抗等多達30多種疾病，故認為復方丹參具有多種新的適應癥。有學者[26]對天麻鉤藤飲進行網(wǎng)絡藥理學分析發(fā)現(xiàn)其適應癥不僅在治療原發(fā)性高血壓，而對腫瘤，神經(jīng)系統(tǒng)疾病和哮喘方面具有重要的價值；茵陳蒿湯除了可以治療黃疸，對前列腺癌和胰腺癌具有很重要臨床價值[27]；熱毒寧對抗流行性感冒外，對肺結(jié)核，糖尿病，腫瘤和心血管疾病和免疫性疾病具有重要的治療作用[28]。

4.6 合理設計新方

中藥的方劑以“君、臣、佐、使”為基本原則組成，現(xiàn)有的中藥研究認為中藥靶點越多，中藥成分也就越重要。張建永等[29]在網(wǎng)絡藥理學的基礎上，觀察丹參山楂有效分配伍發(fā)現(xiàn)組方通過同一靶點或者不同靶點發(fā)揮抗動脈粥樣硬化作用；范驍輝等[30]采用網(wǎng)絡藥理學的策略篩選出小青龍湯類方具有宣肺平喘和助陽解表的功效；韓彥琪等[31]你用網(wǎng)絡藥理學等方法對元胡止痛滴丸對原發(fā)性痛經(jīng)進行合理性進行研究發(fā)現(xiàn)，元胡具有中樞鎮(zhèn)痛，通過平滑肌受體，血栓素和血管緊張素等靶點發(fā)揮止痛的作用，而白芷通過參與痙攣和炎癥的信號通路的調(diào)節(jié)，起到輔助止痛作用，兩者合理配伍，起到最佳的止痛的療效，為止痛組方提供了依據(jù)。Tao等[32]通過郁金方中的58中活性成分，32個蛋白靶點進行網(wǎng)絡藥理學進行分析，發(fā)9中最重要活性成分7中來自郁金，梔子潛次于郁金，故郁金為君藥，而梔子為臣藥，冰片和麝香由于蛋白靶點較少，由于不直接作用于疾病，能夠減少君臣兩藥的毒副作用和增強活性成分在把器官的作用。在新藥的二次開發(fā)中，網(wǎng)絡藥理學的應用范圍被逐漸擴大，通過網(wǎng)絡藥理學的方法對高效預測網(wǎng)絡新藥的新靶點，發(fā)現(xiàn)新藥靶點，在傳統(tǒng)方劑和中成藥的基礎上發(fā)現(xiàn)新藥例如對云南白藥中植物藥進行二次開發(fā)，形成一系列新藥，網(wǎng)絡藥理學的發(fā)展和運用為中藥研究提供新思路和新手段。

5 結(jié)語與展望

網(wǎng)絡藥理學與中醫(yī)的辯證論治的整體觀相結(jié)合，為較為全面的分析研究技術(shù)，具有動態(tài)分析和整體觀點的方法學。網(wǎng)絡藥理學與現(xiàn)有的基因組和蛋白組結(jié)合，加上中藥化學組學相結(jié)合，通過計算機軟件和計算機先進的計算方法，遵循病癥方相對應，將中醫(yī)的疾病，治療方法和中藥配伍融為一起，用網(wǎng)絡藥理學的方法分析中藥多種活性成分，解決現(xiàn)代中藥學研究中的難點和熱點，大大提高了現(xiàn)代中藥學的研究的科技水平。由于我國中藥網(wǎng)絡學的研究還不到10年，需要完善的地方太多，進一步需要尋找疾病的關(guān)鍵靶向基因。盡管網(wǎng)絡藥理學取得了一定的進展，但已存在一些需要解決的問題[33-34]：1)研究機構(gòu)集中在少數(shù)的大學，開展條件過高，一般的院校難以廣泛開展；2)網(wǎng)絡藥理學數(shù)據(jù)的獲得往往需要專門的軟件，需求加大科研的投入力度，并在主要研究集中在心腦血管疾病和腫瘤的研究，其他疾病涉及較少；3)網(wǎng)絡藥理學需要建立復雜的網(wǎng)絡模型，需要多途徑多靶點釋放藥物，對傳統(tǒng)單靶向，單途徑不一樣，需要更大的經(jīng)費投入，單個團隊可能不一定能夠開展和完成；4)由于網(wǎng)絡藥理學分析方面還缺少定量分析的方法，體內(nèi)活性藥物在不同人，不同組織中均有差別；活性化學成分在潛在的靶點作用的機制仍不明確，無法直接結(jié)合或者間接結(jié)合；5)網(wǎng)絡藥理學缺乏數(shù)學模型和定量分析檢測，中藥活性成分在不同組織和中藥活性成分的不同的體內(nèi)分布；6)中藥檢測過程中，可能有活性化學成分的疏漏。當然隨著網(wǎng)絡藥理學的發(fā)展和新技術(shù)的結(jié)合，臨床使用中藥具有廣闊的應用前景，利用網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)現(xiàn)新藥中的活性成分，發(fā)現(xiàn)新藥先導化合物，越來越多的中藥方劑作用靶點，藥理機制和組方將得到闡明，中藥的認可度不斷抬高，使中藥成為國際化和現(xiàn)代化的步伐又進了一步。