韓利文，陳善軍，董榕，張友剛，王曉靜

(山東第一醫(yī)科大學(xué)(山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院) 藥學(xué)與制藥科學(xué)學(xué)院，山東 濟南 250017)

傳統(tǒng)中藥是我們國家延續(xù)千年的瑰寶，尤其是在全球防治新冠疫情過程中發(fā)揮了舉世矚目的作用[1- 2]。傳統(tǒng)中藥治療疾病強調(diào)“整體觀”與“辨證論治”，與源于西方的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的理論體系和技術(shù)手段均有顯著不同。中藥本質(zhì)是由多成分組成的復(fù)雜系統(tǒng)，人體也是一個更為復(fù)雜的生命系統(tǒng)，當(dāng)中藥進入人體后，與機體發(fā)生的相互作用是一個龐大的系統(tǒng)-系統(tǒng)的相互作用。因此，闡述中藥復(fù)雜組分與多重功效之間的交互規(guī)律、科學(xué)表征中藥復(fù)雜作用模式是中藥現(xiàn)代研究亟需解決的關(guān)鍵問題。

近十年來，隨著系統(tǒng)生物學(xué)、人工智能、多向藥理學(xué)等技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)(network pharmacology)應(yīng)運而生[3- 4]。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是運用多種組學(xué)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)構(gòu)建并揭示藥物-成分-靶點-疾病之間的關(guān)系，闡述藥物作用機制、探索藥物與疾病之間相關(guān)性的一門前沿學(xué)科。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)聚焦系統(tǒng)層次和生物網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，與傳統(tǒng)中藥的作用模式不謀而合[5-7]。本文綜述了網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)技術(shù)近年來在中藥復(fù)雜作用模式表征方面的研究新進展，為傳統(tǒng)中藥科學(xué)內(nèi)涵的現(xiàn)代闡釋提供參考。

1 中藥復(fù)雜作用模式研究的現(xiàn)狀

目前已知中藥的作用模式特征為多環(huán)節(jié)、多靶點的整合調(diào)節(jié)。經(jīng)過國內(nèi)外科學(xué)家不斷地努力探索，中藥復(fù)雜體系作用模式的解析已經(jīng)獲得巨大進步。在基于整體觀和系統(tǒng)論的指導(dǎo)思想下，形成了如強調(diào)藥動-藥效關(guān)聯(lián)的化學(xué)指紋-藥代標志物-藥效靶標三維中藥復(fù)方研究新模式[8]、以內(nèi)源性代謝物為核心的中醫(yī)方證代謝組學(xué)[9-10]、基于成分鉤釣的中藥化學(xué)生物學(xué)[11- 12]等新理論和新技術(shù)。但是，中藥復(fù)雜作用模式的解析與表征依然存在不少問題：中藥成分是直接作用于靶點，還是改變了機體內(nèi)環(huán)境？多成分之間是如何協(xié)同作用的？外源性成分與機體內(nèi)源性成分之間是如何進行信息交互的？因此，中藥復(fù)雜體系作用模式的研究依然任重道遠，需要引入新的技術(shù)手段和研究理念。

2 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究的基本思路

網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)主要是通過系統(tǒng)生物學(xué)的研究方法，借助統(tǒng)計學(xué)、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)等數(shù)學(xué)手段，能夠在分子水平上更好地詮釋中藥多成分與機體的網(wǎng)絡(luò)作用關(guān)系的一門科學(xué)。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的核心是網(wǎng)絡(luò)，用網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的方法研究中藥的多向藥理特性，用網(wǎng)絡(luò)拓撲性質(zhì)來反映中藥藥效成分的理化和生物學(xué)性質(zhì)，為探索中藥復(fù)雜作用模式提供了新的視角。

利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究中藥復(fù)雜作用模式的研究思路是構(gòu)建中藥復(fù)雜化學(xué)成分庫，將中藥成分的潛在分子靶標和疾病相關(guān)靶標共同映射于生物分子網(wǎng)絡(luò)，以生物分子網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)建立中藥藥效成分與疾病的關(guān)聯(lián)機制，從而解析中藥的復(fù)雜作用模式(圖1)。

圖1 利用中藥網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究中藥作用模式的基本思路Fig.1 Basic research flow for using network pharmacology to study the mechanisms of action of traditional Chinese medicine

3 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的研究內(nèi)容

3.1 中藥化學(xué)成分的整合與收集

中藥成分是網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析的起點，納入的中藥成分的范圍和準確度直接影響到后續(xù)分析的正確性。

(1)直接利用已有數(shù)據(jù)庫進行成分收集。常用的中藥化合信息數(shù)據(jù)庫有中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫和分析平臺TCMSP(http://tcmspw.com/tcmsp.php)、整合藥理學(xué)平臺TCMIP(http://www.tcmip.cn/TCMIP/index.php/Home/Login/login.html)、基于中藥分子機理的生物信息學(xué)分析工具BATMAN-TCM(http://bionet.ncpsb.org/batman-tcm)、中醫(yī)藥綜合數(shù)據(jù)庫TCMID(http://www.megabionet.org/tcmid)、PubChem數(shù)據(jù)庫(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov)等。2020年新冠疫情期間，韓利文等[13]發(fā)現(xiàn)國家衛(wèi)健委推薦的參麥注射液對于COVID-19 合并冠心病患者具有較好療效，考慮到注射劑直接入血的特點，利用 TCMSP和中醫(yī)藥百科全書(ETCM)收集了紅參、麥冬的全部化學(xué)成分，從抑制細胞因子風(fēng)暴、維持心臟功能穩(wěn)態(tài)、調(diào)節(jié)免疫、抗病毒等多方面揭示了參麥注射液能夠同時干預(yù)COVID-19與冠心病的機制。

(2)基于高分辨質(zhì)譜解析的中藥成分分析與鑒定。中藥成分數(shù)據(jù)庫是基于文獻構(gòu)建的，往往有滯后性。因此中藥成分的組學(xué)表征甚至全成分分析[14]逐漸成為了“建庫成分”的關(guān)鍵補充手段。Luo等[15]利用超高液相色譜-電噴霧線性離子阱軌道阱質(zhì)譜(UHPLC-LTQ-ESI-Orbitrap-MS)技術(shù)建立了厚樸溫中湯的指紋圖譜，確認并鑒定了其中甘草苷、橙皮素等30個共有成分作為后續(xù)分析的關(guān)鍵成分。Shi等[16]建立了基于超高效液相色譜-四級桿飛行時間串聯(lián)質(zhì)譜(UPLC-Q-TOF-MS/MS)的代謝組學(xué)技術(shù)，分析了中藥梔子614種成分，并鑒定與抗血栓活性相關(guān)的化學(xué)標志物19個。

(3)基于體內(nèi)過程的中藥藥效成分識別。中藥的特定方劑組合之間的相互作用，會在一定程度上影響成分的入血吸收。通過實驗方法檢測能夠入血并且在體循環(huán)中移行的中藥成分，是判斷中藥藥效物質(zhì)的一種有效方法。付昌麗等[17]將良附滴丸給大鼠灌胃后，應(yīng)用超高液相色譜-四級桿飛行時間串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)檢測到血漿中移行成分為高良姜素、鼠李檸檬素、高良姜素-3-O-甲醚、α-香附酮，據(jù)此使用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法分析了良附滴丸治療胃腸道疾病的可能機制。王偉等[18]結(jié)合血清藥物化學(xué)與網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)探究麝香通心滴丸治療冠心病的機制，認為8 種入血成分(沙蟾毒精、?；悄懰帷⑦h華蟾毒精、甘氨膽酸、去乙酰華蟾毒精、蟾毒靈、熊去氧膽酸、脂蟾毒配基)可能是麝香通心滴丸發(fā)揮治療冠心病作用的關(guān)鍵藥效成分。中藥藥效成分的研究是一個不斷完善的過程，通過檢索或?qū)嶒灥确椒ǎ皶r將國內(nèi)外的新發(fā)現(xiàn)、新成果納入，才能逐步建立起比較真實反映藥材內(nèi)在特征的“成分庫”。

3.2 中藥-成分-疾病-靶點網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建

藥物與疾病的關(guān)聯(lián)關(guān)系的識別，是網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究的基礎(chǔ)。常用的數(shù)據(jù)庫有TCMSP、TCMIP、化合物與蛋白互作數(shù)據(jù)庫STITCH(http://stitch.embl.de/)、PharmMapper(http://lilab.ecust.edu.cn/pharmmapper)等。除此之外還有反向分子對接技術(shù)以及分子對接法[19]。疾病靶點數(shù)據(jù)庫常用的有在線人類孟德爾遺傳數(shù)據(jù)庫OMIM(https://www.omim.org/)、Drugbank(https://go.drugbank.com/)、療效藥靶數(shù)據(jù)庫TTD(http://db.idrblab.net/ttd/)等。其中Drugbank是針對已上市藥物進行檢索的數(shù)據(jù)庫。

網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建是通過數(shù)學(xué)領(lǐng)域圖論和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的方法，將藥物、疾病、靶點描述成節(jié)點，藥物與靶點、疾病與靶點之間的關(guān)系描述成邊。節(jié)點與邊構(gòu)成多個體、多層次的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中常用的算法有Randomwalk 算法和PRINCE算法。Randomwalk算法是從一個節(jié)點出發(fā)，然后隨機計算該節(jié)點與其他相鄰節(jié)點的相關(guān)性，進而建立藥物-靶點-疾病網(wǎng)絡(luò)，本質(zhì)是一種網(wǎng)絡(luò)聚類算法[20]。而PRINCE算法是假設(shè)引起相似疾病的基因或蛋白在網(wǎng)絡(luò)中位置相近，因此可使用基于傳播的算法來推斷在網(wǎng)絡(luò)上相鄰節(jié)點的關(guān)聯(lián)性，以獲得相同疾病或相似疾病的致病基因信息[21]。

3.3 網(wǎng)絡(luò)可視化呈現(xiàn)

生物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，節(jié)點眾多，并且節(jié)點之間的作用強度不一，為了篩選網(wǎng)絡(luò)中的重要節(jié)點與通路，必須進行網(wǎng)絡(luò)的可視化。能夠進行可視化的軟件有Cytoscape、TDAview、VisANT、GUESS等[22]。其中Cytoscape[23]是最為常用的可視化軟件，集成了布局設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)查詢、網(wǎng)絡(luò)可視化、網(wǎng)絡(luò)鏈接等功能。Cytoscape還可方便安裝多種插件，如Bisogent(用于網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和可視化)、CytoNCA(用于蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)中心性分析和評估)、ClueGO(用于基因注釋)、clusterMaker2(實現(xiàn)眾多聚類算法)等。

3.4 網(wǎng)絡(luò)分析

網(wǎng)絡(luò)分析本質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的分析。基因本體( gene ontology， GO)富集分析提供了一種描述基因產(chǎn)物之間相似性的方法，可以對網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點基因或蛋白進行分子功能(molecular function，MF)、細胞組件(cellular component，CC)及生物過程(biological process，BP)的注釋。GO 富集分析主要通過序列相似性比對(BLAST)和結(jié)構(gòu)域相似性比對(InterProScan)的方式實現(xiàn)，同時更多的具有動態(tài)特征的蛋白質(zhì)相互作用的算法也被開發(fā)出來[24]。通路富集分析是將基因或蛋白富集到已知功能的生物學(xué)通路的過程，用以預(yù)測基因或蛋白可能參與的生物學(xué)通路，建立與疾病的內(nèi)在聯(lián)系。大多數(shù)通路富集分析都是基于京都基因與基因組百科全書(Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG)進行的。常見的一些開源整合的工具如DAVID數(shù)據(jù)庫(https://david.ncifcrf.gov)，STRING數(shù)據(jù)庫(https://www.string-db.org/)、Metascape(https://metascape.org/gp/index.html#/main/step1)及北京大學(xué)開發(fā)的Kobas數(shù)據(jù)庫(http://kobas.cbi.pku.edu.cn/)均可以方便地實現(xiàn)GO注釋及KEGG通路富集分析的功能。

4 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)在中藥作用模式研究中的應(yīng)用

4.1 基于網(wǎng)絡(luò)靶標的中藥復(fù)雜作用模式的表征

網(wǎng)絡(luò)靶標的提出為中藥作用模式的研究提出了新的視角。常規(guī)的以單靶標為特點的還原論研究模式對于中藥復(fù)雜作用的解釋具有理論缺陷，網(wǎng)絡(luò)靶標理念契合了中醫(yī)藥學(xué)的整體論思想，已成為了網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的核心理論之一。網(wǎng)絡(luò)靶標是指生物網(wǎng)絡(luò)中，能夠機制性關(guān)聯(lián)藥物和疾病，并定量表示藥物整體調(diào)節(jié)作用機理的網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括關(guān)鍵分子、關(guān)鍵通路或關(guān)鍵模塊等。Chamberlin等[25]對40 000個以上天然來源小分子成分與美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準的癌癥藥物進行了網(wǎng)絡(luò)靶標差異分析，發(fā)現(xiàn)天然小分子網(wǎng)絡(luò)靶標的覆蓋度高于后者61%，還覆蓋到目前癌癥藥物沒有作用的24條信號通路，提示部分天然小分子可能成為新的抗癌藥物。Sun等[26]對銀杏葉等18種抗阿爾茨海默病中藥進行了網(wǎng)絡(luò)靶標分析，結(jié)果顯示部分中藥成分不僅對乙酰膽堿酯酶等已知靶標有作用，同時還對維持細胞增殖和炎癥上游Ga2+平衡通路具有密集靶向性，顯示了中藥的整體調(diào)節(jié)作用。吳丹等[27]對臨床抗抑郁方劑中的主要藥味柴胡進行網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析，采用 DAVID 及DisGeNET 等數(shù)據(jù)庫對柴胡靶點進行歸屬，結(jié)果表明柴胡中有效成分可作用于50個靶標，形成多成分-多靶點-多途徑抗抑郁作用模式。

清華大學(xué)Guo等[28]首次構(gòu)建了一種基于網(wǎng)絡(luò)的全基因組致病基因預(yù)測方法“CIPHER”，對消化系統(tǒng)的不同部位(胃、腸和肝)、不同階段(正常人、炎癥和癌癥患者)的基因表達譜數(shù)據(jù)進行炎-癌相關(guān)分析，篩選出了消化系統(tǒng)炎-癌轉(zhuǎn)化的候選靶標，構(gòu)建了炎-癌轉(zhuǎn)化關(guān)鍵分子網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)靶標的提出也為中藥非線性、開放性復(fù)雜體系作用模式研究提供了新的思路[29]。

4.2 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)在揭示中醫(yī)“同病異治”原理方面的應(yīng)用

“同病異治”是指病癥相同，但由于疾病進程、具體證型、患者的身體機能等的不同而具體的治療方法也有所不同。同病異治的理念充分體現(xiàn)了中醫(yī)辨證施治的特色，從生物網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)的角度揭示了不同方劑、不同成分作用于機體產(chǎn)生的共性特征。在新型冠狀病毒肺炎診療方案中，熱毒寧、血必凈注射液均可用于重型和危重型患者的治療，二者藥味組成差異較大，但都對COVID-19有確切療效。蔡孟成等[30]采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的方法，發(fā)現(xiàn)熱毒寧與血必凈兩方可共同作用于VEGF-A、CASP3、IL-6、MAPK1、MAPK8等51個靶標，推測這些共有靶標與關(guān)鍵通路構(gòu)成了兩方“同病”的原因。

參芪地黃湯和加味真武湯兩方均可用于治療糖尿病腎病，但其適用的證型不同，前者適用于“氣陰兩虛型”，后者適用于“脾腎陽虛型”。王小雨等[31]利用中藥整合藥理學(xué)計算平臺 TCMIP構(gòu)建參芪地黃湯和加味真武湯的候選靶標與糖尿病腎病相關(guān)疾病靶標之間的共同映射模型，發(fā)現(xiàn)參芪地黃湯和加味真武湯均可以作用于AKT1、INS、TLR4、VEGFA等關(guān)鍵靶標，通過調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、血液流變學(xué)異常等網(wǎng)絡(luò)作用途徑發(fā)揮保護腎功能、延緩糖尿病腎病進程的藥效作用。

4.3 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)在揭示中醫(yī)“異病同治”機制方面的應(yīng)用

異病同治指不同的疾病在發(fā)展過程中出現(xiàn)了相同的病機，而采用相同中藥治療的用法。中藥的多靶標作用模式，不僅可以解釋中藥對某一疾病的多角度干預(yù)作用，而且還有可能“覆蓋”到其他相關(guān)疾病。抑郁癥、乳腺增生和功能性消化不良是臨床常見疾病，這三種疾病共性的中醫(yī)證候為肝郁脾虛證。經(jīng)典名方逍遙散在臨床中對于中樞神經(jīng)系統(tǒng)(如抑郁癥)、消化系統(tǒng)(如功能性消化不良)、婦科(如乳腺增生)、內(nèi)科等疾病上均有確切的療效，但其科學(xué)機制并不清楚。衛(wèi)拂曉等[32]發(fā)現(xiàn)逍遙散與三種疾病共享了IL-6、IL-4和TNF等38個靶標，推測可能是逍遙散通過減少炎癥反應(yīng)發(fā)揮了異病同治作用。葉雪珂等[33]對于酸棗仁湯的網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析結(jié)果顯示，酸棗仁湯干預(yù)失眠和抑郁癥可能是通過刺激HTR1A、HTR2A、DRD2、CYP2D6、GABRA1、GABRB2等6個關(guān)鍵靶標，以達到對腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)鎮(zhèn)靜安神和抗抑郁的功效。

經(jīng)典名方桃紅四物湯是中醫(yī)臨床使用最廣泛的活血化瘀方劑之一，也是異病同治的典型方劑。鄧晶晶等[34]以桃紅四物湯養(yǎng)血、活血、逐瘀功效為核心，采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法，構(gòu)建了桃紅四物湯成分-靶標-通路-疾病之間的關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)桃紅四物湯共涉及血液循環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)、內(nèi)分泌調(diào)節(jié)等165條通路，可關(guān)聯(lián)的疾病為癌癥相關(guān)疾病(乳腺癌、前列腺癌等)、心血管疾病(高血壓、心肌梗死、心臟衰竭)以及神經(jīng)系統(tǒng)疾病，為臨床科學(xué)使用提供了一定依據(jù)。

4.4 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)在中醫(yī)癥候解析研究中的應(yīng)用

證候是中醫(yī)藥理論的核心，是中醫(yī)臨床認知疾病、診療疾病的基礎(chǔ)。證候的分子生物學(xué)本質(zhì)是當(dāng)前中藥現(xiàn)代研究的重點和難點。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)技術(shù)能夠建立起宏觀病證表型與微觀生物分子之間的網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)關(guān)系，為揭示證候本質(zhì)提供了新的解決方案。按照中醫(yī)藥理論，COVID-19 肺炎初期為寒濕郁肺證、重癥期為疫毒閉肺證、危重期為內(nèi)閉外脫證、恢復(fù)期為肺脾氣虛證。許海玉等[35]以癥狀為切入點，首次利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法闡釋了中藥干預(yù) COVID-19 過程中“四個時期-四個證候-四個方劑”的分子生物學(xué)基礎(chǔ)研究，為傳統(tǒng)中醫(yī)藥用于抗擊全球疫情蔓延提供了科學(xué)依據(jù)。牛旭艷等[36]綜合運用定向文本挖掘、基因芯片技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的方法，首次發(fā)現(xiàn)中藥治療熱證類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎“藥-證”對應(yīng)的分子生物學(xué)機制與GM-CSF信號通路，CTLA4 信號通路，T 細胞受體信號通路及輔助 T 細胞中的 CD28 信號通路有關(guān)。

4.5 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)技術(shù)在中藥靶標預(yù)測中的應(yīng)用

中藥的“多靶標”的表征對于揭示中藥科學(xué)內(nèi)涵以及研發(fā)新藥都是至關(guān)重要的。常規(guī)的靶標預(yù)測的方法是利用生物化學(xué)的方法，即利用一個小分子作為探針觀察與生物大分子的特異性結(jié)合或蛋白表達，以判斷藥物的作用位點。這樣的策略比較精準，但是對于中藥這樣一個多成分體系而言，每增加一個成分意味著工作量的成倍增加，同時很難實現(xiàn)群體成分的整體標記[37]。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)可借助計算機輔助算法實現(xiàn)藥物的多靶預(yù)測，對于中藥復(fù)雜成分的作用模式研究提供了巨大的便利。Liao等[38]運用drugCIPHE技術(shù)預(yù)測了丹參素冰片酯的潛在靶標，發(fā)現(xiàn)丹參素冰片酯對VEGF信號通路、Rap1信號通路、細胞緊密連接具有特異性親和作用，并進一步使用HUVEC細胞模型、斑馬魚模型驗證了其作用機制，為新藥成分的作用途徑研究提供了新的思路。李翔等[39]通過對復(fù)方丹參方的網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)其中丹參酮 IIA等9個活性成分可調(diào)控PPARG、ACE、KCNJ11、KCNQ1、ABCC8等42個心血管相關(guān)疾病基因表達，涉及糖尿病、高胰島素型低血糖癥等 30 種疾病，為復(fù)方丹參方探索新的臨床適應(yīng)癥提供了理論依據(jù)。Gao等[40]利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)技術(shù)分析了中藥延長晚期肝癌患者生存時間的潛在機制，發(fā)現(xiàn)有8種中藥能夠顯著調(diào)節(jié)多個與肝癌相關(guān)的靶標，其中與肝癌細胞增殖相關(guān)的有KRAS、AKT2，與轉(zhuǎn)移相關(guān)的有MAPK、SRC、MMP，與腫瘤血管生成有關(guān)的有PTGS2，與誘導(dǎo)凋亡相關(guān)的有CASP3。高耀等[41]利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)反向藥效團匹配方法(PharmMapper)預(yù)測逍遙散活性成分的潛在靶點, 借助 MAS生物分子功能軟件對靶點信息進行注釋, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)逍遙散中活性成分可作用于glutathione S-transferase P等25個潛在靶點蛋白群。

4.6 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)在中藥配伍原理方面的應(yīng)用

“七情和合”是中藥配伍的理論指導(dǎo)，配伍可以改善藥物性能，在體外、體內(nèi)、病理狀態(tài)等多層次因素作用下，發(fā)揮“增效減毒”的目的。在微觀的分子層次，體現(xiàn)為不同中藥與生物分子網(wǎng)絡(luò)存在交互作用，為此李梢教授提出“共模塊”概念[42]，為中藥復(fù)方配伍機制的分子網(wǎng)絡(luò)解析奠定了理論基礎(chǔ)。

韓彥琪等[43]對元胡止痛滴丸中28個入血成分進行網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析，結(jié)果表明，君藥延胡索中的生物堿類成分可通過作用于中樞腦啡肽酶、平滑肌相關(guān)受體及血管緊張素等靶點而發(fā)揮止痛、理氣等功效；臣藥白芷中的香豆素類成分可通過參與痙攣、炎癥等相關(guān)信號通路的調(diào)節(jié)，發(fā)揮行氣血的輔助作用，初步揭示了元胡止痛滴丸治療原發(fā)性痛經(jīng)的配伍機制。合歡皮為豆科植物合歡AlbiziajulibrissinDurazz.的干燥樹皮，具有解郁安神的功效，臨床數(shù)據(jù)顯示具有潛在的腎毒性。梁雨璐等[44]分析了合歡皮活性成分-焦慮癥以及活性成分-腎毒性共有靶點蛋白互作模式，發(fā)現(xiàn)合歡皮中硫黃菊素、木犀草素等木脂素及黃酮類化合物可能通過影響神經(jīng)遞質(zhì) 5-HT 以及下丘腦-垂體-腎上腺軸、下丘腦-垂體-性腺軸、下丘腦-垂體-甲狀腺軸發(fā)揮作用；而合歡皂苷類成分可誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)、缺氧狀態(tài)、異常凋亡、氧化應(yīng)激反應(yīng)和自噬失衡產(chǎn)生腎毒性。莊開顏等[45]比較了甘草4種成分(甘草酸、甘草素、甘草苷、異甘草素)對烏頭堿所致斑馬魚模型心動過速及心包水腫的拮抗作用，發(fā)現(xiàn)4 種成分均具有一定的拮抗作用，其中甘草酸效果最好；網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析的結(jié)果顯示甘草酸拮抗烏頭堿心臟毒性的作用機制可能與MAPK、GRB2、CDC42、EGFR、GSK3B、SRC等關(guān)鍵靶點以及PI3K-Akt、Ras、FoxO等信號通路相關(guān)，初步揭示了“附子-甘草”配伍減毒的原理。

5 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)目前存在的問題

5.1 中藥成分數(shù)據(jù)庫的更新問題

雖然網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)突破了傳統(tǒng)的單成分、單靶點的研究模式，但對于數(shù)據(jù)庫的依賴還是比較嚴重的，尤其是中藥成分數(shù)據(jù)庫的更新程度嚴重影響著下游網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析結(jié)果的可靠性[46]。中藥中發(fā)現(xiàn)的特征成分、新的活性成分如不能及時納入成分庫中，那么分析的依據(jù)就只能是常見成分、植物中共有的成分。大量的中藥網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析最后往往將關(guān)鍵成分指向谷甾醇、槲皮素等，就反映出了相當(dāng)嚴重的問題。另外從數(shù)據(jù)的篩選過程來看，以數(shù)據(jù)庫自帶的參數(shù)篩選，如口服生物利用度(oral bioavailability，OB)、類藥性(drug likeness，DL)等，即便是相同的篩選策略，不同的數(shù)據(jù)庫納入分析的成分也有所差別[47]。

5.2 數(shù)學(xué)建模與生物真實系統(tǒng)的差異

網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)借助數(shù)學(xué)方法將中藥復(fù)方在生物體內(nèi)各系統(tǒng)中的相互作用關(guān)系以網(wǎng)絡(luò)的形式抽象表達出來，通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的性質(zhì)(連接度、權(quán)威性等)、節(jié)點之間的距離、網(wǎng)絡(luò)中存在的“社區(qū)”等因素來構(gòu)建關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，用網(wǎng)絡(luò)拓撲性質(zhì)來反應(yīng)藥物理化和生物學(xué)性質(zhì)。但是網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)畢竟是一種體外預(yù)測技術(shù)，很難真實反應(yīng)體內(nèi)的復(fù)雜環(huán)境，其相互作用關(guān)系仍需大量的體內(nèi)外實驗進一步驗證[48]。

5.3 中藥特色的量效關(guān)系難以體現(xiàn)

中醫(yī)藥學(xué)是“個性化”精準用藥的典型代表，擁有完善的“辨證施治”“君臣佐使”理論體系。同樣的藥味在不同的病癥、不同的病程、不同的配伍環(huán)境中的差異在中醫(yī)臨床是普遍存在的。但是網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)目前僅能呈現(xiàn)一種化學(xué)節(jié)點與生物節(jié)點之間的作用關(guān)系，不能提供額外的“量效”關(guān)系，因此目前無法體現(xiàn)藥味劑量導(dǎo)致的方劑功效的差異，最終影響到網(wǎng)絡(luò)分析的準確性。例如對于相同藥味組成的方劑，如左金丸與反左金丸，如果輸入二者化學(xué)成分，會導(dǎo)出同樣的分析結(jié)果。

6 展望

針對目前網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)存在的問題，國內(nèi)外專家學(xué)者在積極地反思和采取一系列的舉措。(1)建立正確使用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的技術(shù)規(guī)范。2021年3月李梢教授牽頭起草、世界中醫(yī)藥聯(lián)合會公布的《網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)評價方法指南》(下稱《指南》)[49]，是國際上首個專門用于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)評價的標準。該《指南》的頒布，為網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的使用規(guī)范性以及可驗證性等方面提出了明確的評價標準，為網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究的良性發(fā)展提供了重要依據(jù)。(2)更加重視網(wǎng)絡(luò)核心算法的開發(fā)。網(wǎng)絡(luò)分析算法及軟件是網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)技術(shù)的核心，算法的開發(fā)需要充分結(jié)合復(fù)雜生命機體的信息交互方式。同時算法的開發(fā)均需經(jīng)過嚴謹、規(guī)范的評價流程。(3)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)需加強與新興信息科學(xué)如人工智能(AI)技術(shù)的融合。通過深度學(xué)習(xí)、機器學(xué)習(xí)和圖像識別等技術(shù)，AI已經(jīng)成為藥物研發(fā)中最熱門的領(lǐng)域，同時也給網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的完善帶來了新的機遇。一些新發(fā)展的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型如PhosIND[50]，可通過提取、結(jié)合序列和蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用信息來預(yù)測磷酸化位點，應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)藥理分析中，可大大提高預(yù)測性能和精準度。(4)加強與臨床數(shù)據(jù)的整合。中醫(yī)藥是整體科學(xué)，目前各種組學(xué)、大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)深入應(yīng)用到中醫(yī)藥臨床實踐中。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)應(yīng)充分整合中醫(yī)藥臨床使用相關(guān)數(shù)據(jù)，反映出中醫(yī)臨床用藥特點，才能真實、準確地刻畫出中藥-疾病的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。

總之，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)目前發(fā)展迅速，在傳統(tǒng)中醫(yī)藥現(xiàn)代研究中已經(jīng)顯示了巨大的潛力，但仍需加強與多學(xué)科的深入交叉融合，借鑒生命科學(xué)、生物化學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)等領(lǐng)域發(fā)展的最新成果，才能全面真實地揭示中藥復(fù)雜作用模式的科學(xué)內(nèi)涵，服務(wù)于中藥的現(xiàn)代化研究。