基于LC-MS的3M分析策略与网络药理学揭示生脉方煎煮过程中人参皂苷多样性及生物活性转化

本研究针对生脉方(SMD)煎煮过程中人参皂苷(PG)成分转化机制不清的问题，采用UPLC-Q-TOF-MS/MS结合3M策略（质量缺陷过滤MDF、分子网络、代谢组学）和网络药理学，鉴定出155种人参皂苷，发现SMD中稀有皂苷（如Rh1、Rg3等）含量增加而原皂苷（如Rb1、Rg1等）减少，证实五味子(SC)的酸性环境促进转化，网络分析显示转化后成分抗癌抗炎活性增强，为SMD制剂优化提供科学依据。

　　

在传统中医药(TCM)的临床应用领域，复方制剂因其多成分协同作用而备受关注，但其中化学成分的转化规律与药效关联始终是未解之谜。生脉方(Shengmai formula decoction, SMD)作为由人参(Panax ginseng, PG)、麦冬(Ophiopogon japonicus, OJ)和五味子(Schisandra chinensis, SC)组成的经典复方，虽在结核病、冠状病毒感染等疾病中展现显著疗效，但其煎煮过程中人参皂苷的结构变化与生物活性转变机制长期困扰研究者。尤其值得注意的是，前期研究发现不同制备工艺会导致皂苷成分显著差异——温和工艺的"生脉饮"成分变化微小，而SMD煎煮过程却引发复杂化学反应，这种差异直接影响药效物质基础的形成。更关键的是，现有研究多聚焦Rb1、Rg1等原皂苷，对丙二酰化皂苷(M-Rb1)、乙酰化皂苷(Ac-Rg1)及C17侧链修饰皂苷(如25-OH Rg3)等稀有成分的生物活性认知严重不足。

为破解这一难题，上海中医药大学的研究团队在《Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis》发表创新性研究。该团队采用三大关键技术：首先建立UPLC-Q-TOF-MS/MS（超高效液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱）分析方法，通过优化色谱条件实现155种皂苷的高效分离；其次开发"3M"分析策略——利用质量缺陷过滤(Mass defect filtering, MDF)排除非皂苷干扰，结合分子网络聚类同源结构，辅以代谢组学筛选差异成分；最后运用网络药理学预测活性变化。

研究结果部分揭示多项重要发现：
化学组成差异：在PG和SMD中共鉴定155种皂苷，其中136种存在于PG，95种存在于SMD。代谢组学分析锁定36种差异皂苷，SMD中13种稀有皂苷（如Rh1、Rk1、Rg5等）含量显著增加，而23种原皂苷（如Rb1、Rc、Rd等）因糖基脱落而减少。
转化机制验证：拆方实验证实SC的强酸性环境是促进皂苷转化的关键因素，导致丙二酰化/乙酰化皂苷完全消失，并生成25-OH Rh1等C17侧链修饰新成分。
生物活性预测：网络分析表明转化后皂苷能更有效作用于AKT1、TNF等靶点，通过调控癌症通路和炎症反应增强抗癌（如抑制肿瘤血管生成）和抗炎（如降低IL-6表达）效应。

这项研究的突破性在于首次系统阐明SMD煎煮过程中"大分子皂苷→稀有皂苷"的转化规律及其增效机制。不仅为优化SMD制备工艺（如控制煎煮pH值以富集活性成分）提供理论指导，更开创性地将3M策略与网络药理学结合，为中药复方物质基础研究建立新范式。特别是发现25-OH Rg3等新型修饰皂苷的潜在活性，为开发抗肿瘤中药新药开辟方向。该成果对推动中药现代化、国际化具有重要示范意义。