趙斯塵,王曉東,吳灝,彭維,陳曌,蘇薇薇,王永剛*(.中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院/廣東省中藥上市后質(zhì)量與藥效再評價(jià)工程技術(shù)研究中心,廣州 5075;.廣州白云山花城藥業(yè)有限公司,廣州 50555)
南藥猴耳環(huán)[Archidendron clypearia
(Jack)I.C.Nielsen]是豆科含羞草亞科猴耳環(huán)屬植物猴耳環(huán)的干燥葉,具有消炎鎮(zhèn)痛,抑制耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(methicillin-resistantstaphylococcus aureus
,MRSA)、黃嘌呤氧化酶、流感病毒、β
-淀粉樣聚集活性,治療上呼吸道感染、細(xì)菌性腸炎等多種藥理作用。猴耳環(huán)消炎片是由猴耳環(huán)提取制成的中藥制劑,已在臨床使用多年,現(xiàn)階段在《中國藥典》中僅對猴耳環(huán)消炎片的沒食子酸(不低于5.0%)、槲皮苷(不低于0.20%)含量進(jìn)行控制,無法全面反映猴耳環(huán)消炎片的質(zhì)量情況,及安全性、有效性。中藥指紋圖譜是一種基于中藥化學(xué)成分系統(tǒng)研究、全面反映藥物化學(xué)信息的技術(shù),建立猴耳環(huán)消炎片的指紋圖譜可較全面地反映猴耳環(huán)消炎片的化學(xué)信息。細(xì)菌耐藥是全球醫(yī)學(xué)界共同關(guān)注的問題,其中MRSA是一種臨床上常見的多重耐藥菌,威脅人類健康。本團(tuán)隊(duì)前期研究表明猴耳環(huán)可降低MRSA的耐藥性。因此,本文首先基于高效液相色譜法(HPLC)構(gòu)建了猴耳環(huán)消炎片指紋圖譜,確證了14個(gè)共有峰的化學(xué)成分,然后以體外抑菌活性為指標(biāo)衡量藥物有效成分的抗菌效力。最后采用指紋譜效學(xué)分析技術(shù),將其指紋圖譜與體外抑制MRSA的藥效相關(guān)聯(lián),確定了猴耳環(huán)消炎片的藥效物質(zhì)基礎(chǔ),為猴耳環(huán)消炎片的質(zhì)量控制提供了理論與實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
Thermo SCIENTIFIC液相色譜儀(包括二元泵、自動(dòng)進(jìn)樣器、柱溫控制模塊、UV檢測器均為DIONEX Ultimate 3000);SHIMADZU超 快速高效液相色譜儀(包括二元泵LC-20AD-XR,自動(dòng)進(jìn)樣器SIL-20AD-XR,柱溫控制模塊CTO-20A);AB SCIEX高分辨串聯(lián)質(zhì)譜(Triple TOF 5600+);超純水機(jī)(Millipore Simplicity,美國密里博公司);精密移液器(德國Eppendorf公司);Sartorius電子天平(十萬分之一,BP211D);滅 菌 鍋(GR 60DA);DensiCHEK Plus比 濁 儀(VITEK2);恒溫培養(yǎng)箱(常州諾基儀器有限公 司);C色 譜 柱(150 mm×4.6 mm,3.5 μm;Agilent ZORBAX Eclipse Plus C、Waters Symmetry C、太瑋科技 JADE-PAK ODS-AQ)。
磷 酸(批 號:P1508038,HPLC級85%~90%,阿拉?。患姿幔ㄅ枺?001408600,UHPLC/MS,Sigma);乙腈、甲醇(HPLC級,F(xiàn)isher Scientific);肉湯培養(yǎng)基(OXOID);無菌96孔板(康寧);哥倫比亞血平板(廣東環(huán)凱微生物科技有限公司)。
沒食子酸(批號:C13O9C72105,純度≥98%)、楊梅苷(批號:D01031EA14,純度≥98%)(上海源葉生物科技有限公司);表沒食子兒茶素(批號:MUST-21042810,純度:98.71%)、沒食子兒茶素(批號:MUST-21041804,純度:98.57%)、兒茶素(批號:DST210225,純度:98%)(成都德思特生物科技有限公司);槲皮素(批號:3467,純度:99.3%)、槲皮苷(批號:5634,純度:98.0%)(NATURE STANDARD CO.,LTD.);金絲桃苷(批號:11521-201809,純度:94.9%,中國食品藥品檢定研究院);表兒茶素沒食子酸酯(批號:A1921031,純度≥98%,阿拉?。?。
猴耳環(huán)消炎片(17批,S1~S17)由廣州白云山花城藥業(yè)有限公司提供;MRSA(3株,SM1~M3)由中山大學(xué)附屬第一院臨床檢驗(yàn)科微生物檢驗(yàn)室鑒定并提供。
2.1.1 混合對照品溶液的制備 分別精密稱取適量對照品,加75%甲醇制成每毫升含沒食子酸450 μg、金絲桃苷4 μg、表沒食子兒茶素15 μg、槲皮素5 μg、沒食子兒茶素15 μg、楊梅苷5 μg、兒茶素10 μg、表兒茶素沒食子酸酯10 μg、槲皮苷40 μg的混合對照品溶液。
2.1.2 供試品溶液的制備 取消炎片10片,除去薄膜衣,研細(xì),精密稱取0.240 g,置25 mL量瓶中,用75%甲醇溶解,定容至刻度,搖勻,0.45 μm濾膜過濾,收集續(xù)濾液即得。
2.1.3 色譜條件 C色譜柱(150 mm×4.6 mm,3.5 μm);柱溫25℃,流速1.0 mL·min;流動(dòng)相為乙腈(A)和pH為2.00的磷酸溶液(B),梯度洗脫:0→10 min,5%~10%A,10→65 min,10%~25%A。檢測波長:0→5.5 min為240 nm,5.5→65 min為208 nm。
2.1.4 方法學(xué)考察
① 專屬性試驗(yàn):取適量猴耳環(huán)消炎片、片劑輔料(淀粉、滑石粉、硬脂酸鎂等按比例復(fù)配)按“2.1.2”項(xiàng)下方法制樣分析。如圖1所示,溶劑75%甲醇和輔料對分析無干擾,專屬性較好。
圖1 猴耳環(huán)消炎片(S1)和輔料(S2)的指紋圖譜Fig 1 Fingerprints of Archidendron clypearia antiphlogistic tablets(S1)and excipients(S2)
② 精密度試驗(yàn):取同一供試品溶液連續(xù)進(jìn)樣分析6次。采用《中藥色譜指紋圖譜相似度評價(jià)系統(tǒng)2012.1版》進(jìn)行相似度評價(jià),以槲皮苷(12號峰)為參照峰(S峰),計(jì)算其他色譜峰的相對峰面積及其相對保留時(shí)間。結(jié)果6次指紋圖譜的相似度均為1.000,且14個(gè)共有峰的相對保留時(shí)間和相對峰面積的RSD
值分別在0.030%~0.35%和0.84%~2.5%,表明儀器精密度滿足要求。③ 方法重復(fù)性:取猴耳環(huán)消炎片平行制備6份供試品溶液并分析,結(jié)果6次指紋圖譜的相似度均為1.000,且14個(gè)共有峰的相對保留時(shí)間和相對峰面積的RSD
值分別在0.060%~0.45%和1.4%~3.6%,表明方法的重復(fù)性滿足要求。④ 穩(wěn)定性試驗(yàn):取同一供試品溶液,于制備后 的0、8、16、24、32、40、48、56、64、72 h測定,結(jié)果10次指紋圖譜的相似度不低于0.999,14個(gè)共有峰的相對保留時(shí)間和相對峰面積的RSD
值分別在0.21%~0.57%和1.8%~4.6%,表明供試品溶液在72 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。⑤ 耐用性試驗(yàn):取同一供試品溶液,以來自不同廠家的3種C色譜柱分析,不同色譜柱間指紋圖譜的相似度均為1.000,且14個(gè)共有峰的相對保留時(shí)間和相對峰面積的RSD
值分別在0.060%~0.60%和0.90%~5.71%。表明Waters Symmetry C、Agilent ZORBAX Eclipse Plus C、太瑋科技 JADE-PAK ODS-AQ 3種色譜柱均滿足分析要求。2.1.5 猴耳環(huán)消炎片指紋圖譜共有峰的確證 收集猴耳環(huán)消炎片17批制備供試品溶液并分析。采用《中藥色譜指紋圖譜相似度評價(jià)系統(tǒng)2012.1版》進(jìn)行相似度評價(jià),以編號S1的指紋圖譜為參照譜,進(jìn)行峰匹配得到14個(gè)共有峰,17批指紋圖譜(見圖2)的相似度在0.927~0.995。通過對照品比較(見圖3),確證了1號峰為沒食子酸(CHO),2號峰為沒食子兒茶素(CHO),4號峰為表沒食子兒茶素(CHO),5號峰為兒茶素(CHO),9號峰為楊梅苷(CHO),10號峰為金絲桃苷(CHO),11號峰為表兒茶素沒食子酸酯(CHO),12號峰為槲皮苷(CHO),14號峰為槲皮素(CHO);利用 LC-TOF /MS /MS技術(shù)手段,指證了 3號峰為木犀草苷(CHO)異構(gòu)體,6號峰為5,7,3',4',5'-五羥基黃烷(CHO),7、8號峰為EGCG(CHO)異構(gòu)體,13號峰為7-沒食子酰特利色黃烷(CHO)。
圖2 猴耳環(huán)消炎片(S1~S17)及其對照模式(R)的指紋圖譜疊加圖Fig 2 Stacking fingerprint of Archidendron clypearia antiphlogistic tablets(S1~S17)and its comparison diagram(R)
圖3 猴耳環(huán)消炎片和混合對照品的指紋圖譜疊加圖Fig 3 Stacking fingerprint of Archidendron clypearia antiphlogistic tablets and mixed reference
MBC
),MBC
結(jié)果如圖4所示(處理重復(fù)3次)。圖4 17批猴耳環(huán)消炎片體外抑制MRSA活性的影響Fig 4 Inhibition of 17 batches of Archidendron clypearia antiphlogistic tablets on MRSA in vitro
2.2.2 關(guān)聯(lián)分析
① 灰色關(guān)聯(lián)分析:灰色關(guān)聯(lián)分析法分析各成分對于體外抗MRSA活性的影響程度,以MBC
平均值的倒數(shù)為因變量,14個(gè)共有峰峰面積進(jìn)行初值化處理后作為自變量,進(jìn)行分析。針對14個(gè)評價(jià)項(xiàng),關(guān)聯(lián)結(jié)果如表1所示,關(guān)聯(lián)度大于0.8的成分有12個(gè),表明這12個(gè)成分與體外抑MRSA關(guān)聯(lián)度較高。表1 猴耳環(huán)消炎片指紋圖譜共有峰與體外抗MRSA活性的關(guān)聯(lián)度
Tab 1 Correlation between common peaks in the fingerprints of antiphlogistic tablets and in vitro inhibition of MRSA
峰號 成分 關(guān)聯(lián)度值1 沒食子酸 0.968 12 槲皮苷 0.951 10 金絲桃苷 0.951 11 表兒茶素沒食子酸酯 0.932 5 兒茶素 0.926 14 槲皮素 0.900 9 楊梅苷 0.894 7 EGCG(C22H18O11)異構(gòu)體1 0.885 2 沒食子兒茶素 0.852 4 表沒食子兒茶素 0.842 13 7-沒食子酰特利色黃烷 0.830 3 木犀草苷異構(gòu)體(C21H20O11) 0.826 6 5,7,3',4',5'-五羥基黃烷(C15H14O6) 0.758 8 EGCG(C22H18O11)異構(gòu)體2 0.644
② 偏最小二乘回歸(partial least squares,PLS):由于多元線性回歸中,14個(gè)共有峰多重共線性嚴(yán)重(方差膨脹因子大于10),因此使用PLS回歸,建立猴耳環(huán)消炎片的譜-效關(guān)系模型。PLS回歸以MBC
平均值的倒數(shù)為因變量Y
,將共有峰峰面積初值化處理后作為自變量X
,研究多個(gè)自變量X
對于因變量Y
的影響關(guān)系。PLS回歸擬合方程為Y
=0.815+2.223X
-2.143X
-0.422X
+2.285X
+0.612X
-0.116X
-2.937X
+0.233X
-0.519X
-0.616X
+0.208X
+0.912X
+2.369X
-1.403X
。用R方值、預(yù)測誤差均方根(the root of mean square error prediction,RMSEP)對擬合效果進(jìn)行評價(jià),R方值為0.95,RMSEP值為0.038(見圖5),表明該模型擬合效果較好。PLS回歸方程以各自變量的系數(shù)值為權(quán)重系數(shù)反映各個(gè)自變量所對應(yīng)的化學(xué)成分的相對重要性(見圖6)。猴耳環(huán)PLS回歸方程中系數(shù)大于0.6的活性成分為沒食子酸(共有峰1)、7-沒食子酰特利色黃烷(共有峰13)、表沒食子兒茶素(共有峰4)、槲皮苷(共有峰12)和兒茶素(共有峰5)。圖5 RMSEP評估的擬合圖Fig 5 Fitting diagram of RMSEP evaluation
圖6 PLS回歸方程系數(shù)值的柱狀圖Fig 6 Histogram of coefficients in PLS regression equation
③ 綜合分析:綜合灰色關(guān)聯(lián)分析及PLS回歸分析結(jié)果,繪制Venn圖(見圖7),表明沒食子酸、表沒食子兒茶素、槲皮苷、7-沒食子酰特利色黃烷、兒茶素是猴耳環(huán)消炎片抗MRSA的主要藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。
圖7 灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果和PLS回歸分析結(jié)果的Venn圖Fig 7 Venn diagram of analysis results of grey correlation and PLS regression
中藥指紋圖譜技術(shù)涉及多種方法,其中HPLC分辨率高、靈敏度高、色譜柱可反復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn),是中藥指紋圖譜的首選方法。本實(shí)驗(yàn)建立的HPLC指紋圖譜,方法準(zhǔn)確靈敏,穩(wěn)定性和重復(fù)性好,指認(rèn)和確證了14個(gè)共有成分,占總峰面積的90%以上,可用于猴耳環(huán)消炎片的質(zhì)量控制。在此基礎(chǔ)上,以體外抑菌活性衡量藥物有效成分的抗菌效力,該方法操作簡便、條件易于控制,已廣泛應(yīng)用于新藥研究和指導(dǎo)臨床用藥。
中藥譜效學(xué)以系統(tǒng)的化學(xué)成分研究和藥理學(xué)研究為依托,在指紋圖譜的基礎(chǔ)上對應(yīng)藥效結(jié)果進(jìn)行綜合分析。本文首先通過灰色關(guān)聯(lián)分析從共有成分中篩選灰色關(guān)聯(lián)度大于0.8的化學(xué)成分;然后通過PLS回歸分析篩選PLS回歸擬合方程中系數(shù)大于0.6的化學(xué)成分,最后綜合灰色關(guān)聯(lián)分析和PLS回歸分析,表明沒食子酸、7-沒食子酰特利色黃烷、兒茶素、槲皮苷、表沒食子兒茶素是主要藥效成分,這與文獻(xiàn)報(bào)道吻合。沒食子酸與兒茶素具有與不同化合物聯(lián)合增效的潛在應(yīng)用。Mehrzadi等研究表明沒食子酸(200 mg·kg)與槲皮素(75 mg·kg)聯(lián)合給藥治療博來霉素誘導(dǎo)的肺纖維化大鼠的療效顯著優(yōu)于單獨(dú)給藥。Qin等研究表明將兒茶素(128 μg·mL)和表兒茶素沒食子酸酯(16 μg·mL)聯(lián)合可顯著增強(qiáng)體外苯唑西林抗MRSA的作用。7-沒食子酰特利色黃烷為猴耳環(huán)的特有成分,是猴耳環(huán)發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)和抗炎作用的潛在成分。槲皮苷可通過抑制金黃色葡萄球菌Sortase A靶點(diǎn)影響細(xì)菌黏附。
據(jù)此,闡明了猴耳環(huán)消炎片體外抑MRSA的主要藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。本研究為猴耳環(huán)消炎片的質(zhì)量控制提供了理論與實(shí)驗(yàn)依據(jù)。