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传统中医药是我们的国宝,是中华民族几千年来防病治病经验的结晶。然而,目前人们对中药的一些关键性科学问题研究的不足和认识的缺乏,制约着中药现代化及其进一步走向世界。研究服用中药后进入体内的物质基础和变化特征,对于揭示其药效物质基础、作用机理等关键性问题的科学内涵、促进临床合理用药十分重要。有助于将传统中药(Traditional Herbal Remedies)提升为科学中药(Scientific Evidence-based Herbal Remedies)。
人参、三七、西洋参是世界上使用最多的中药材之一,其所含有的皂苷类成分被认为是主要的药效物质基础,为了研究服用后它们的药效物质基础在体内变化过程,我们采用ESI(+)离子源,SRMT作模式,建立了能够灵敏、特异、准确、可靠地测定血浆中原二醇型人参皂苷Ppd(m/z461→443)、GRh2(m/z623→587)、C-K(m/z645→203)、GRg3(m/z807→365)、GRd(m/z969→789)、GRb2(m/z1101→335)、GRb1(m/z1131→365)、GRa3(m/z1263→497)和原三醇型人参皂苷Ppt(m/z477→109)、GRh1(m/z639→621)、GRf(m/z823→365)、GRg1(m/z823→643)、NGR1(m/z955→775)、GRe(m/z969→789)、G-20g-Rf(m/z985→365)以及只在西洋参存在的PGF11(m/z801→457)浓度的分析方法。采用“脉冲梯度”进行梯度洗脱,Ppd、GRh2、C-K、GRg3、GRd、GRb2、GRb1、GRa3、Ppt、GRh1、GRf,GRg1、NGR1、GRe、G-20g-Rf及PGF11的色谱保留时间分别为7.2、6.1、5.7、5.2、4.5、4.3、4.2、4.O、4.8、4.1、3.9、3.5、3.5、3.5、3.4和3.8min。在甲醇-水流动相系统中加入少量的甲酸胺(0.005‰g/mL)能显著提高人参皂苷的质谱响应,最高可达12倍(液相-电解质效应)。在服药前的空白血浆样品中未测到这16种皂苷类成分的存在,内源性物质对分析无明显干扰。柱后灌注(Post-columninfusion)实验结果表明其能很好的避开血浆中基质的干扰。进一步研究显示其无明显的绝对基质效应和相对基质效应(-6.5%-9.1%)。用甲醇沉淀血浆样品,回收率在16.7%-35.7%之间。这16种皂苷类成分在整个分析过程中稳定。在最低为1.37ng·ml-1,最高为9000ng·ml-1的浓度范围内,对这16种来自三七中的皂苷类成分的峰面积对其血药浓度进行线性回归,其回归曲线线性良好(r≥0.992)。在LLOQ的批内准确性为86.8-118%,精密度为9.0-16.8%;在中高浓度的批内准确性为88.3-113%,精密度为0.9-14.7%。本方法Ppd、C-K、GRg3、GRd、GRb2、GRb1、GRa3、NGR1、PGF11的LLOQ为4.12ng/mL;Ppt、GRf、GRg1、GRe、G-20g-Rf为1.37ng/ml;GRh2为37.0ng/mL;GRh1为12.3ng/mL。
三七是常用的名贵中药,三七中主要含有的原二醇型和原三醇型人参皂苷,应用invivo、invitro、insilico相结合的综合研究手段,比较了这两类活性成分的吸收和其它药代特征。虽然二醇型和三醇型化学结构相似,但这两类成分在大鼠体内表现出很大的药代特征差异,二醇型皂苷(GRa3、GRb1及GRd)显示典型的口服药物单峰药时曲线(给药后6~8h达峰),而三醇型皂苷(GRe,NGR1及GRg1)则显示超过一个以上的非典型多峰药时曲线(给药后0.5h、6h、15h出现两到三个峰浓度;G-20g-Rf仅能在6~8h及12~15h的部分大鼠血浆中测到)。二醇型皂苷成分的AUC的个体间差异(11~32%)明显小于三醇型皂苷成分的个体间差异(57~90%)。在三七水提物4~16mL/kg(相当于2~8g生药材/kg)的剂量范围内,二醇型的GRa3、GRbl及GRd的AUC0→48h与三七水提物口服剂量呈接近线性的正相关,而三醇型的GRe,NGR1和GRg1的口服剂量相关性差。二醇型皂苷成分的半衰期(T1/2)及平均滞留时间(MRT)均长于三醇型皂苷成分的相关药代参数。进一步研究大鼠分别静脉注射部分三七皂苷的单体化合物后其药代动力学特征,证明二醇型皂苷成分GRa3、GRb1及GRd的消除速率慢,其T1/2(7.5~20h)明显长于三醇型皂苷成分GRe,NGR1和GRg1的T1/2(0.2~0.4h);在大鼠多次口服给药三七水提物试验中观察到的GRa3、GRb1及GRd在连续给药8~15天后其血中AUC和Cmax增加了2.0~2.5倍。大鼠静脉给药提示三醇型皂苷成分的系统清除率(CL)远快于二醇型皂苷成分(~30倍以上),这主要是由于三醇型皂苷成分随胆汁排泄和经肾排泄的速率均远快于二醇型皂苷成分,相关药代参数提示前者的排泄过程可能涉及转运体介导的主动分泌。虽然在CL上差异很大,血中三醇型皂苷成分的表观分布体积(Vd)仅比二醇型皂苷成分的高1~5倍;静脉给药后,二醇型皂苷成分GRb1在血中浓度均高于各组织中的浓度,相对而言肝、心、肾、肺等组织中浓度较高;三醇型皂苷成分在肾、小肠、肝、膀胱、大肠及胃等组织中的浓度高于血中的浓度。比较口服给药和静脉注射给药后的暴露水平,证明三七水提物中的主要皂苷成分的口服生物利用度(F)均较差,其中二醇型GRa3、GRb1、GRd的为0.1~0.4%,三醇型NGR1和GRg1的为0.2~0.5%。口服三七水提物后在大鼠粪便中检测到的最主要的二醇型化合物是C-K,在其它测到的成分中除GRd、GRb1和GRg3外,还有少量三七水提物不含的GRh2、Ppd;在粪中测到的最主要的三醇型化合物是GRg1,其它还包括少量的G-20g-Rf、GRe、NGR1、GRf、GRh1及三七水提物中不含的Ppt。实验证明粪便中测到的部分GRg1是由接糖更多的GRe和NGR1等在肠中降解生成的。实验证明三七皂苷成分在大鼠肠中存在水解脱糖代谢,然而主要降解产物C-K的血中浓度低,且个体差异大,二醇型和三醇型皂苷苷元Ppd和Ppt在血中也难以检测到。在Caco-2细胞单层上进行的研究表明大小不同的两类三七皂苷化合物及其苷元通过被动扩散透过细胞膜,膜通透性差。insilico化学信息学计算结果提示这些化合物膜通透性差的主要原因是氢键供体和受体数量过大。水解脱糖虽能降低氢键供受体多的问题,但却造成了三七皂苷化合物水溶性明显变差和脂溶性过分增高的新问题。另外,过高的脂溶性也造成了苷元和小分子三七皂苷化合物的体内清除率(CL)过快。
根据以上药代结果,我们得出以下结论:①机体对三七皂苷类成分的暴露水平首先取决于这些化合物在三七提取物中含量的高低。②在苷元上6位羟基的有无造成了二醇型和三醇型两类皂苷成分在药代属性上的巨大差异。③肠中脱糖水解虽然存在,但其对三七皂苷类成分的总体口服生物利用度的改善有限。④虽然NGR1是三七药材的特征性成分,GRg1含量较高,但这些三醇型皂苷成分的不良药代属性(包括个体差异大)使其难以成为三七水提物的“药代Marker”,以反映服药后机体对该中药的暴露情况。相比之下,二醇型皂苷成分GRa3、GRb1及GRd由于药代属性相对较好且含量较高,因此可用于作为三七水提物的“药代Markers”。