基于理论加合模型的合煎法选择性调控传统方剂化学组成研究——以八味地黄汤为例

《BMC Complementary Medicine and Therapies》：Combined decoction selectively modifies chemical composition of traditional Asian medicine: a systematic analysis on Palmijihwang-tang using theoretical additive model

本刊推荐：为阐明传统方剂合煎(CD)与分煎合并(ID)的化学组成差异，研究人员以八味地黄汤(PM)为模型，结合理论加合模型与结构相似性分析，系统解析合煎过程中结构依赖性提取规律。研究发现合煎通过选择性增强生物碱类成分提取、抑制部分苷类溶出，显著改变方剂化学谱，且该变化与成分药物相似性(QED)及毒性通路预测相关。细胞实验证实合煎制备液较分煎具有更低细胞毒性及更强抗氧化活性，为传统煎煮法的科学内涵提供化学依据。

　　

在传统亚洲医学(TAM)实践中，多味草药配伍共煎（合煎法，CD）是核心制备工艺，其临床有效性常被归因于草药间的生物协同效应。然而现代研究多聚焦于药物-靶点相互作用网络，却忽视了煎煮过程本身可能引发的化学成分动态变化。当前质控标准仅针对单味药材分析，难以捕捉合煎过程中可能发生的成分转化或溶出规律改变，这为传统方剂的标准化与现代转化带来严峻挑战。

为揭示合煎法的化学本质，研究团队以经典方剂八味地黄汤(PM)为模型，创新性地构建理论加合模型与结构相似性分析联用的系统分析框架。通过液相色谱-四极杆飞行时间质谱(LC-QTOF-MS)技术，对比合煎样品与理论分煎合并样品的化学谱差异，并结合计算机模拟预测成分药物相似性(QED)与毒性通路关联，最终通过人肾小管上皮细胞(HK2)实验验证生物学效应。

关键技术方法包括：1）基于LC-QTOF-MS的化学成分定量分析；2）理论加合模型构建（通过单味药材提取物按处方比例加权计算理论丰度）；3）基于GNPS(Global Natural Products Social Molecular Networking)的分子网络模块分析；4）RDKit计算的理化参数与毒性通路预测；5）HK2细胞模型（来源：ATCC° CRL-2190）的细胞毒性（CCK-8法）与抗氧化活性（DHE染色）评价。

CD generates distinct chemical compositions from ID

主成分分析(PCA)显示合煎PM在PC1（代表ALRP特征成分）和PC2（代表CF特征成分）轴上均显著偏离理论分煎模型，提示合煎选择性增强了附子(ALRP)来源生物碱（如benzoylmesaconine、fuziline）和山茱萸(CF)来源环烯醚萜苷（如morroniside）的溶出。定量验证表明合煎使苯甲酰中乌头原碱(benzoylmesaconine)丰度提升约2倍（R_x=0.94），而分煎合并样品中其含量显著偏低。

Molecular network modules reflect compound ontology and herbal origins

基于结构相似性的分子网络将57个成分划分为4个模块，各模块呈现显著的结构-来源关联性（Fisher检验p<0.001）。模块4集中了85%的附子来源生物碱（如aconitine、hypaconitine），模块1以山茱萸来源苷类（如loganin）为主，模块3则以肉桂(CC)来源萜类为特征。模块间理化参数（分子量、保留时间）无显著差异，但结构类别分布具高度特异性。

CD affects chemical abundance with module-specific patterns

合煎显著改变22个成分丰度（16个增加、6个减少），且变化规律具模块化特征：模块4中47%的生物碱（如karakoline、songorine）显著增加（R_x>0.78），而模块3中50%的高分子量苷类（如primeverin）被抑制（R_x<0.35）。结构分析揭示O-糖基化程度与甲基化位点差异是影响提取选择性的关键因素，如7-O-甲基莫罗苷(7-O-Methyl morroniside)（R_x=0.15）与其非甲基化同系物morroniside（R_x=0.83）呈现相反变化趋势。

Chemical profile changes correlate with compound properties

丰度变化与成分性质呈系统性相关：提升成分多符合类药五原则（LogP正相关r=0.31，氢键供体数负相关r=-0.45），且QED评分较高（r=0.43）。毒性通路预测显示，合煎后与热休克反应(HSE)、抗氧化反应元件(ARE)通路相关的成分丰度降低，提示合煎可能通过结构依赖性提取自发优化方剂安全性。细胞实验证实合煎PM在50-200μg/mL浓度下较分煎样品毒性降低20%-40%（p<0.05），DHE染色显示其抗氧化活性提升1.3倍（p<0.1），与计算预测一致。

本研究首次通过理论模型与实验验证相结合，揭示合煎法并非简单物理混合，而是基于化学成分结构特征的选择性提取过程。该过程通过调控生物碱与苷类等关键成分的溶出平衡，同步优化方剂的生物活性与安全性，从化学层面阐释了“方剂共煎增效减毒”的传统经验。所建立的分析框架为传统煎煮工艺标准化提供了方法论支持，对推进TAM现代化具有重要科学意义。