吳月峰，朱志飛，陳定芳，劉有志，袁筱，樊啟猛，孟蕾，范習(xí)之，周晉*，賀福元*（.湖南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，長(zhǎng)沙 40208；2.中藥成藥性與制劑制備湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 40208；3.中醫(yī)藥超分子機(jī)理與數(shù)理特征化實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 40208；4.中藥藥性與藥效國(guó)家中醫(yī)藥管理局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 40208）

新型冠狀病毒肺炎（coronavirus disease 2019，COVID-19）是由嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2（severe acute respiratory syndromecoronavirus 2，SARS-CoV-2）引起的急性傳染病，主要通過呼吸道傳播，人被感染后常出現(xiàn)呼吸道癥狀、發(fā)熱、咳嗽、氣促和呼吸困難等體征，嚴(yán)重可致死亡，即使是無(wú)癥狀患者同樣具有隱蔽的傳染能力，且病毒變異迅速，這使得COVID-19在全球快速蔓延。而中藥（復(fù)方）通過多成分-多靶點(diǎn)-多通路發(fā)揮作用，在改善癥狀、縮短病程、延緩疾病進(jìn)展和降低病死率等方面體現(xiàn)出明確療效和獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。探尋中藥抗COVID-19的物質(zhì)基礎(chǔ)是戰(zhàn)勝COVID-19的一種有效手段，值得深入研究。本文旨在通過計(jì)算高頻抗COVID-19單味中藥成分（群）的0～8階MCI及MCI相似度，篩選潛在的抗COVID-19的有效成分（群），為高頻抗COVID-19中藥的物質(zhì)基礎(chǔ)研究提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料納入與排除

統(tǒng)計(jì)《COVID-19診療方案（試行第八版）》（簡(jiǎn)稱《診療方案》）中藥頻次，其中高頻中藥包括廣藿香（7次）、甘草（7次）、生石膏（6次）、蒼術(shù)（5次）、麻黃（5次）、草果（4次）、厚樸（4次）、苦杏仁（4次）、葶藶子（4次）、茯苓（3次）、赤芍（3次）、生姜（3次）、陳皮（3次），把這13味高頻中藥納入資料，排除生石膏（TCMSP庫(kù)沒有收集成分），在中藥數(shù)據(jù)庫(kù)及分析平臺(tái)（TCMSP）檢索其余12味中藥所含成分信息，共檢索到1526個(gè)成分，剔除372個(gè)重復(fù)成分后，一共得到1154個(gè)成分。

1.2 原理

分子連接性指數(shù)（MCI）是一種將成分結(jié)構(gòu)用數(shù)值表示的拓?fù)渲笖?shù)，把MCI與藥理活性相關(guān)聯(lián)，可定量描述分子結(jié)構(gòu)信息和分子結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)、生物活性之間的構(gòu)效關(guān)系，具有分子結(jié)構(gòu)數(shù)字化、構(gòu)效關(guān)系定量化、數(shù)值可加和性和MCI相似度可識(shí)別性（篩選質(zhì)量標(biāo)志物）等特點(diǎn)?；贙ier等學(xué)者提出的MCI理論，目前團(tuán)隊(duì)已有的軟件程序可計(jì)算到26層級(jí)0～8階MCI。

在前期研究中，本團(tuán)隊(duì)通過分析魚腥草揮發(fā)油的氣質(zhì)聯(lián)用圖譜和計(jì)算魚腥草揮發(fā)油成分的1階MCI找尋質(zhì)量標(biāo)志物，基于MCI與腦梗死面積關(guān)聯(lián)性研究治療腦梗死的藥物，并基于MCI探尋了歸肝經(jīng)中藥的“印跡模板”特征。綜上，筆者擬用MCI研究高頻抗COVID-19中藥的物質(zhì)基礎(chǔ)。

1.3 方法

1.3.1 MCI和物芯指數(shù)（CI）計(jì)算 MCI是為隱氫分子圖中（在結(jié)構(gòu)式中去掉氫原子）單個(gè)原子或相鄰原子間成鍵原子點(diǎn)價(jià)（

δ

）的乘積平方根倒數(shù)的總和。MCI通式可表示為：

式中，

m

代表不同的階項(xiàng)，

δ

表示構(gòu)成鍵的原子的點(diǎn)價(jià)，

i

表示分子中依次排列的非氫原子，

j

為

m

階項(xiàng)下

m

＋1非氫原子的組合形式，

n

為

m

階項(xiàng)下

m

＋1非氫原子的所有組合形式。計(jì)算項(xiàng)目可分為0階項(xiàng)MCI（

χ

）、1階項(xiàng)MCI（

χ

）、m階項(xiàng)MCI（

χ

）。

多成分體系的中藥則用CI來(lái)表征，表示中藥所含成分（群）的MCI與其對(duì)應(yīng)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的幾何平均，CI用公式可表示為：

其中

χ

表示

l

化合物的

m

階項(xiàng)MCI，

P

表示

l

化合物的占比，

p

為中藥中化合物總數(shù)。

1.3.2 高頻抗COVID-19中藥成分劃分及頻數(shù)百分比分布 根據(jù)中藥有效成分的特征，將成分劃分為黃酮類、有機(jī)酸類、萜類、甾體類、苯丙素類、生物堿類、糖類及苷類、酚類和其他類等9類成分群，統(tǒng)計(jì)12味中藥各類成分頻數(shù)百分比分布。

1.3.3 高頻抗COVID-19中藥成分MCI及其與總成分相似度計(jì)算 先計(jì)算高頻抗COVID-19中藥各個(gè)成分的0～8階MCI，再根據(jù)夾角余弦法，計(jì)算抗COVID-19中藥各個(gè)成分的0～8階MCI矩陣與總成分0～8階MCI矩陣的相似度。根據(jù)相似度，篩選蒼術(shù)、草果、葶藶子、茯苓、廣藿香和陳皮等中藥（成分?jǐn)?shù)量≤100）相似度居前10%的成分，篩選赤芍、厚樸、苦杏仁、麻黃、甘草和生姜等中藥（成分?jǐn)?shù)量＞100）相似度居前5%的成分。用Chem 3D 19.0軟件打開（成分）在TCMSP數(shù)據(jù)庫(kù)的.MOL2格式文件，得到成分的分子式、結(jié)構(gòu)式、InChI編號(hào)，將InChI編號(hào)導(dǎo)入Scifinder數(shù)據(jù)庫(kù)中，核實(shí)成分英文名稱及其對(duì)應(yīng)的中文名稱。

1.3.4 高頻抗COVID-19中藥成分群MCI及與總成分MCI相似度計(jì)算 計(jì)算高頻抗COVID-19中藥各個(gè)成分群的0～8階平均MCI，再根據(jù)夾角余弦法，計(jì)算高頻抗COVID-19中藥各個(gè)成分群的0～8階MCI矩陣與總成分0～8階MCI矩陣的相似度。

1.3.5 高頻抗COVID-19中藥CI分析 計(jì)算12味中藥的高頻抗COVID-19中藥各個(gè)成分群的0～8階CI及 平 均CI值，運(yùn) 用IBM SPSS Statistics 26進(jìn)行聚類分析，把“蒼術(shù)”“赤芍”“草果”“厚樸”“苦杏仁”“麻黃”“葶藶子”“茯苓”“廣藿香”“甘草”“生姜”和“陳皮”選入變量中，選擇個(gè)案分析，進(jìn)行Q型聚類分析。最小聚類數(shù)為2，最大聚類數(shù)為4，聚類方法選擇瓦爾德法，測(cè)量區(qū)間選擇平方歐氏距離，根據(jù)相似性對(duì)中藥進(jìn)行分類。

2 結(jié)果

2.1 《診療方案》中高頻抗COVID-19中藥各類成分占總成分的比例統(tǒng)計(jì)

《診療方案》中高頻抗COVID-19中藥所含各類成分出現(xiàn)頻次占總成分頻數(shù)的比例見表1。在12味高頻抗COVID-19中藥中，共有的成分群為有機(jī)酸、其他類，黃酮出現(xiàn)頻次比大小前三排序?yàn)楦什荩緩V藿香＞陳皮，有機(jī)酸出現(xiàn)頻次比大小前三排序?yàn)檐蜍撸据闼炞樱究嘈尤?，萜類出現(xiàn)頻次比大小前三排序?yàn)樯緩V藿香＞厚樸，糖及苷類出現(xiàn)頻次比大小前三排序?yàn)槌嗌郑静莨旧n術(shù)。

表1 《診療方案》高頻抗COVID-19中藥各類成分占總成分的比例
Tab 1 Proportion of components in total components of the traditional Chinese medicine with high frequency for COVID-19

注（Note）：主要指小分子烷烴、烯烴、酯類、醚類（ mainly refers of small molecular alkanes，alkenes，esters，ethers）。

中藥 黃酮/% 有機(jī)酸/% 萜類/% 甾體/% 苯丙素/% 生物堿/% 糖及苷類/% 酚類/% 其他類*/% 成分總數(shù)/個(gè)蒼術(shù) 2.04 4.08 26.53 16.33 － － 16.33 2.0432.65 49赤芍 3.36 9.24 7.56 5.04 － 0.84 21.01 18.4934.45 119草果 8.47 8.47 18.64 10.17 － － 18.64 20.3415.25 59厚樸 0.72 4.3241.01 0.72 0.72 － － 5.0447.48 139苦杏仁 1.77 18.58 8.85 6.19 1.77 5.31 5.31 4.42 47.79 113麻黃 5.79 8.26 28.37 1.65 0.55 4.96 2.75 1.93 45.73 363葶藶子 4.48 28.36 － 10.45 － 14.93 11.94 5.97 23.88 67茯苓 － 29.4111.7638.24 － 2.9411.76 －5.88 34廣藿香 13.83 1.06 44.68 － － 2.13 8.51 4.26 25.53 94甘草 53.57 1.43 14.64 0.36 0.36 1.07 1.43 4.64 22.50 280生姜 0.38 4.91 57.36 1.13 0.38 1.51 0.75 10.57 23.02 265陳皮 9.52 6.35 19.05 14.29 1.59 1.59 6.35 3.17 38.10 63

2.2 《診療方案》中高頻抗COVID-19中藥所含成分MCI計(jì)算及其MCI相似度計(jì)算

通過MCI相似度的篩選，得到了與總成分MCI相似度高的成分共100個(gè)，剔除重復(fù)的成分后，共有86個(gè)成分，列出高相似度成分的MOL編號(hào)、成分名稱、分子式、部分 MCI、MCI 相似度及來(lái)源，見表2。

表2 《診療方案》中高頻抗COVID-19中藥所含成分的分子式、部分MCI及其相似度
Tab 2 Molecular formulas，partial MCI and similarity of components of the traditional Chinese medicine with high frequency for COVID-19

MOL編號(hào) 成分名稱 分子式 MCI MCI相似度及來(lái)源0階 1階 2階MOL000185豆甾醇3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷 C35H58O6 29.690 19.439 18.470 0.998（蒼術(shù)）MOL000032β-桉葉醇 C15H26O 11.975 7.328 7.967 0.997（蒼術(shù)）MOL000087β-谷甾醇3-O-葡萄糖苷 C35H60O6 29.690 19.439 18.470 0.997（蒼術(shù)）MOL000183（2R，4aR，8aR）-decahydro-α，α，4a-trimethyl-8-methylene-2-naphthalenemethanol C15H26O 11.975 7.328 7.967 0.997（蒼術(shù)）MOL000084β-daucosterol C35H60O6 29.690 19.439 18.470 0.997（蒼術(shù)）0.973（草果）MOL006990（1S，2S，4R）-trans-2-hydroxy-1，8-cineole-β-D-glucopyranoside C16H28O7 16.991 10.676 10.965 0.995（赤芍）MOL0070094-O-沒食子酰白芍苷 C30H32O15 32.474 21.280 20.681 0.994（赤芍）MOL0069931-O-β-D-glucopyranosyl-8-O-benzoylpaeonisuffrone C23H28H10 23.596 15.678 15.151 0.993（赤芍）MOL006995（1R，3R，6S，8S，9S）-9-[（benzoyloxy）methyl]-1-（β-D-glucopyranosyloxy）-8-methoxy-6-methyl-7-oxatricyclo[4.3.0.03，9]nonan-4-one C24H30H11 25.173 16.637 15.844 0.992（赤芍）MOL007004芍藥內(nèi)酯苷 C23H28O11 24.466 16.099 15.640 0.992（赤芍）MOL007023沒食子酰芍藥苷 C30H32O15 32.104 21.250 21.427 0.992（赤芍）MOL000121正癸醛 C10H20O 8.113 5.019 5.750 0.982（草果）MOL000122桉葉油醇 C10H18O 8.113 5.019 5.750 0.982（草果）0.981（生姜）MOL000088β-谷甾醇 C29H50O 29.690 19.439 18.470 0.973（草果）MOL000091daucosterin C35H60O6 29.690 19.439 18.470 0.973（草果）MOL000093daucosterol C35H60O6 29.690 19.439 18.470 0.973（草果）MOL0001939-epi-β-caryophyllene C15H24 7.682 5.360 4.723 0.992（厚樸）0.986（麻黃）MOL005968neoisodihydrocarveol acetate C12H20O2 8.975 5.774 4.613 0.989（厚樸）MOL0059481，3，5-三異丙基苯 C15H24 8.431 5.109 4.772 0.986（厚樸）MOL000118α-松油醇 C10H18O 7.397 4.826 3.915 0.983（厚樸）0.967（苦杏仁）0.982（陳皮）MOL000922（R）-p-menth-1-en-4-ol C10H18O 6.690 4.343 3.430 0.983（厚樸）0.980（陳皮）MOL0006084-萜烯醇 C13H20O 8.594 5.037 4.768 0.981（厚樸）0.978（陳皮）MOL0035351，1，6-三甲基-1，2-二氫萘 C13H16 14.535 9.651 8.208 0.977（厚樸）MOL001556isocaryophyllene C15H24 19.292 12.901 12.290 0.988（苦杏仁）0.986（麻黃）0.983（生姜）MOL002363β-紫羅蘭酮 C13H20O 17.715 11.952 11.549 0.983（苦杏仁）0.988（麻黃）0.977（生姜）MOL007207衡州烏藥堿 C17H19NO3 15.405 10.024 8.821 0.979（苦杏仁）MOL004908光甘草定 C20H20O4 8.975 5.774 4.613 0.964（苦杏仁）0.990（甘草）MOL006221野黑櫻苷 C14H17NO6 13.828 9.059 8.240 0.963（苦杏仁）MOL006312guaiazulene C15H18 11.000 7.092 6.677 0.992（麻黃）MOL005110香堇酮 C13H18 9.475 6.094 6.166 0.992（麻黃）MOL0107891，2-二氫-1，5，8-三甲基萘 C13H16 9.422 6.198 5.681 0.991（麻黃）MOL0107422，3，4-三甲基-5-苯基噁唑烷 C12H17NO 10.129 6.698 5.993 0.990（麻黃）MOL001772二氫-β-紫羅蘭酮 C13H22O 10.768 6.432 6.436 0.988（麻黃）0.985（生姜）MOL010787反式-β-紫羅蘭酮 C13H20O 10.768 6.432 6.436 0.987（麻黃）MOL011855schizonol C10H16O2 9.353 5.410 5.868 0.987（麻黃）

續(xù)表2

MOL編號(hào) 成分名稱 分子式 MCI MCI相似度及來(lái)源0階 1階 2階MOL003573A-二去氫菖蒲烯 C15H20 11.000 7.092 6.708 0.986（麻黃）MOL0035942-甲基-5-（2-丙烯基）-2-環(huán)己烯-1-醇乙酸酯 C12H18O2 10.715 6.503 6.184 0.984（麻黃）MOL003520β-damascenone C13H18O 10.768 6.487 6.150 0.984（麻黃）MOL000677（＋）-菖蒲烯 C15H22 11.000 7.092 6.708 0.984（麻黃）MOL002526α-布藜烯 C15H24 11.000 7.092 6.677 0.983（麻黃）0.979（生姜）MOL002207新蛇床內(nèi)酯 C12H18O2 9.966 6.826 5.727 0.983（麻黃）MOL010780麻黃嗯唑酮 C11H13NO2 10.129 6.698 5.993 0.982（麻黃）MOL0107663-甲基菲 C15H12 10.251 7.343 6.628 0.980（麻黃）MOL0020922，4-二叔丁基酚 C14H22O 11.259 7.223 5.675 0.979（葶藶子）MOL001760β-D-Glucopyranose，1-thio-，1-[（1E，3E）-N-（sulfooxy）-3-butenimidate]，potassium salt（1∶1）C10H17NO9S2·K 6.690 4.326 3.534 0.968（葶藶子）MOL000295alexandrin C35H60O6 11.853 6.621 7.826 0.963（葶藶子）MOL003907erysimoside C35H52O14 9.845 6.223 4.941 0.953（葶藶子）MOL003905毒毛花苷K C36H54O14 16.723 10.918 10.228 0.953（葶藶子）MOL003913helveticoside C29H42O9 15.598 10.308 7.252 0.952（葶藶子）MOL002035山柰酚7-O-葡萄糖苷 C21H20O11 15.598 10.308 7.252 0.947（葶藶子）MOL000300ergosta-7，9（11），24（28）-trien-21-oic acid，3-hydroxy-4，4-dimethyl-，（3α，5β）-C30H45O3 8.853 5.113 4.112 0.996（茯苓）MOL000298麥角固醇 C28H44O 12.768 7.390 6.398 0.968（茯苓）MOL000279啤酒甾醇 C28H46O3 12.577 8.041 7.345 0.966（茯苓）MOL002524（－）-β-欖香烯 C15H24 8.975 5.774 4.613 0.987（藿香）MOL000204cis-β-elemene diastereomer C15H24 12.724 7.032 8.381 0.986（藿香）MOL003937γ-杜松烯 C15H24 10.008 6.058 5.494 0.983（藿香）MOL002835（±）-δ-杜松烯 C15H24 18.845 12.532 10.823 0.983（藿香）MOL005899γ-himachalene C15H24 14.983 10.080 9.289 0.981（藿香）MOL001606valencene C15H24 17.430 11.456 10.397 0.981（藿香）MOL000035β-桉葉烯 C15H24 16.723 10.918 10.206 0.981（藿香）MOL005895rel-（1R，2S，5S，6S，10R）-3-（1-methylethyl）tricyclo [4.3.1.12，5] undec-3-en-10-ol C14H22O 18.845 12.532 10.801 0.980（藿香）MOL000170反式-β-愈創(chuàng)木烯 C15H24 16.560 11.045 9.867 0.976（藿香）MOL0028502，6-二叔丁基-4-甲基苯酚 C15H24O 8.431 5.109 4.772 0.993（甘草）MOL004823licoagropin C22H24O2 5.983 3.805 3.239 0.991（甘草）MOL004833phaseolinisoflavan C20H20O4 5.983 3.788 3.365 0.989（甘草）MOL0049784'-O-methylglabridin C21H22O4 8.483 4.999 5.323 0.989（甘草）MOL005003licoagrocarpin C21H22O4 16.305 10.770 7.839 0.989（甘草）MOL0049743'-甲氧基光甘草定 C21H22O5 13.974 10.293 9.829 0.989（甘草）MOL0049663'-羥基-4'-O-甲基光甘草定 C21H22O5 30.618 19.903 18.633 0.989（甘草）MOL004874甘草寧V C19H20O4 11.268 6.828 7.608 0.988（甘草）MOL004872甘草寧T C24H30O5 22.499 14.570 14.738 0.988（甘草）MOL004911光甘草素 C20H18O4 8.552 5.788 5.194 0.987（甘草）MOL004811粗毛甘草素C C21H24O5 13.828 9.059 8.240 0.987（甘草）MOL004812粗毛甘草素D C22H26O5 13.405 9.131 8.571 0.987（甘草）MOL004891shinpterocarpin C20H18O4 7.776 4.495 5.019 0.987（甘草）MOL000209（1R，3aR，4R，7R）-1，2，3，3a，4，5，6，7-octahydro-1，4-dimethyl-7-（1-methylethenyl）azulene C15H24 11.121 7.792 7.005 0.986（生姜）MOL000169α-愈創(chuàng)木烯 C15H24 45.341 29.785 29.308 0.985（生姜）MOL003393β-愈創(chuàng)木烯 C15H24 15.665 10.062 8.344 0.981（生姜）MOL004581myrtenyl acetate C12H18O2 14.795 9.668 7.710 0.980（生姜）MOL0127744-[（1R）-2，6，6-trimethyl-2-cyclohexen-1-yl]-2-butanone C13H22O 14.795 9.668 7.710 0.980（生姜）MOL010947cis-calamenene C15H22 10.552 6.630 5.796 0.979（生姜）

續(xù)表2

MOL編號(hào) 成分名稱 分子式 MCI MCI相似度及來(lái)源0階 1階 2階MOL000615（＋）-δ-杜松烯 C15H24 19.811 12.922 11.250 0.978（生姜）MOL000474caryophyllene oxide C15H24O 17.079 11.062 9.051 0.977（生姜）MOL000696β-松油醇 C10H18O 14.276 9.542 9.120 0.977（陳皮）MOL002138p-cymen-8-ol C10H14O 15.853 10.490 9.819 0.977（陳皮）MOL002944（E）-linalol pyranoxide C10H18O2 22.706 15.001 12.270 0.974（陳皮）

在高頻抗COVID-19中藥中，豆甾醇3-

O

-

β

-

D

-吡喃葡萄糖苷、

β

-谷甾醇和3-

O

-葡萄糖苷等成分0～8階MCI矩陣相似度較高，可能是潛在的抗COVID-19藥效成分。其中

β

-daucosterol、桉葉油醇、9-

epi

-

β

-caryophyllene、

α

-松油醇、（

R

）-

p

-menth-1-en-4-ol、4-萜 烯 醇、isocaryophyllene、

β

-紫羅蘭酮、光甘草定、二氫-

β

-紫羅蘭酮和

α

-布藜烯等11個(gè)成分是高相似度且多個(gè)中藥所共有的成分。

2.3 《診療方案》中高頻抗COVID-19中藥各類成分0～8階平均MCI及MCI相似度分析

通過公式計(jì)算高頻抗COVID-19中藥各類成分0～8階平均MCI，見表3。在12味高頻抗COVID-19中藥中，黃酮0～8階平均MCI大小排序前三為赤芍＞甘草＞葶藶子，有機(jī)酸0～8階平均MCI大小排序前三為茯苓＞廣藿香＞蒼術(shù)，萜類0～8階平均MCI大小排序前三為茯苓＞赤芍＞草果，甾體0～8階平均MCI大小排序前三為甘草＞葶藶子＞赤芍，糖及苷類0～8階平均MCI大小排序前三為茯苓＞甘草＞赤芍，酚類0～8階平均MCI大小排序前三為廣藿香＞赤芍＞甘草。

表3 《診療方案》高頻抗COVID-19中藥各類成分0～8階MCI平均值統(tǒng)計(jì)
Tab 3 Mean MCI at 0～8 order of components of the traditional Chinese medicine with high frequency for COVID-19

注（Note）：主要指小分子烷烴、烯烴、酯類、醚類（mainly refers of small molecular alkanes，alkenes，esters，ethers）。

中藥 黃酮 有機(jī)酸 萜類 甾體 苯丙素 生物堿 糖及苷類 酚類 其他類*蒼術(shù) 3.077 5.531 2.813 3.847 － － 4.074 2.752 3.913赤芍 4.964 1.771 4.357 4.337 － 1.068 4.447 3.510 2.461草果 2.787 3.022 3.478 2.479 － － 2.645 2.871 1.637厚樸 0.279 1.860 1.134 1.027 0.862 － － 1.133 1.601苦杏仁 0.732 2.417 1.758 3.604 1.000 2.133 1.473 1.473 1.937麻黃 1.394 1.706 1.265 1.706 2.013 1.208 2.247 1.566 1.583葶藶子 3.394 1.591 － 6.109 － 3.406 1.364 2.422 1.541茯苓 － 7.1115.4873.727－ 6.0977.529－ 8.085廣藿香 2.573 5.974 2.628 － － 3.216 2.056 4.044 2.909甘草 3.819 2.905 3.371 6.196 2.619 3.873 4.503 3.335 3.667生姜 1.607 1.995 1.434 1.107 0.605 2.103 2.056 2.085 2.283陳皮 1.976 0.819 1.280 1.262 0.594 0.957 2.046 0.686 1.775

《診療方案》中高頻抗COVID-19中藥成分群0～8階MCI相似度結(jié)果見圖1，黃酮、有機(jī)酸、萜類、甾體、苯丙素、生物堿、糖及苷類、酚類與總成分之間的相似度分別在0.754～1.000，0.853～0.999，0.932～1.000，0.748～0.996，0.764～0.975，0.685～0.997，0.820～0.998，0.787～1.000。

圖1 《診療方案》高頻抗COVID-19中藥各類成分與總成分的MCI相似度的熱圖分析Fig 1 Heat map analysis of MCI similarity between components and total components for the traditional Chinese medicines against COVID-19 with high frequency in ‘ Diagnosis and treatment plan’

2.4 《診療方案》中高頻抗COVID-19中藥CI分析

《診療方案》高頻抗COVID-19中藥各類成分0～8階CI值分析見表4，蒼術(shù)、赤芍和甘草0～8階CI及CI平均值較為接近，0～8階CI平均值分別為3.662、3.319、3.698；草果、葶藶子和廣藿香0～8階CI及CI平均值較為接近，0～8階CI平均值分別為2.723、2.426、2.752；厚樸、苦杏仁、麻黃、生姜和陳皮0～8階CI及CI平均值較為接近，0～8階CI平均值分別為1.378、1.947、1.495、1.735、1.517。

對(duì)表4內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，結(jié)果見圖2。如圖所示，12味中藥可以較好的分為4組，麻黃、陳皮、厚樸、苦杏仁和生姜分為一組（1組），草果、廣藿香和葶藶子分為一組（2組），赤芍、甘草和蒼術(shù)分為一組（3組），茯苓單獨(dú)為一組（4組）；2組和3組也可以進(jìn)一步聚為一類。

圖2 《診療方案》高頻抗COVID-19中藥各類成分0～8階平均MCI聚類分析Fig 2 Cluster analysis of 0～8 order MCI average values for the components of traditional Chinese medicines against COVID-19 with high frequency in ‘ Diagnosis and treatment plan’

表4 《診療方案》高頻抗COVID-19中藥各類成分0～8階CI值分析
Tab 4 CI at 0～8 order of components of the traditional Chinese medicine with high frequency for COVID-19

藥材 0階CI 1階CI 2階CI 3階CI 4階CI 5階CI 6階CI 7階CI 8階CI 0～8階CI平均值蒼術(shù) 3.607 2.272 2.190 2.295 2.584 2.988 3.512 4.163 9.345 3.662赤芍 3.756 2.373 2.078 2.090 2.286 2.659 3.270 4.066 7.289 3.319草果 3.406 2.121 1.903 1.875 1.976 2.160 2.415 2.712 5.935 2.723厚樸 2.378 1.461 1.230 1.094 1.056 1.047 1.081 1.073 1.984 1.378苦杏仁 3.466 2.221 1.743 1.457 1.330 1.328 1.428 1.621 2.929 1.947麻黃 2.543 1.566 1.308 1.152 1.101 1.099 1.155 1.224 2.310 1.495葶藶子 3.422 2.176 1.768 1.625 1.641 1.794 2.054 2.462 4.891 2.426茯苓 5.047 3.102 2.988 3.221 3.790 4.664 5.890 7.657 14.959 5.702廣藿香 3.098 1.912 1.759 1.788 1.963 2.274 2.676 3.165 6.132 2.752甘草 4.226 2.612 2.383 2.391 2.579 2.970 3.567 4.380 8.177 3.698生姜 2.581 1.572 1.395 1.290 1.298 1.345 1.461 1.544 3.126 1.735陳皮 2.635 1.590 1.320 1.168 1.115 1.103 1.138 1.174 2.408 1.517

3 討論

本文計(jì)算了高頻抗COVID-19中藥成分0～8階MCI和MCI矩陣相似度，篩選出MCI相似度高的有86個(gè)成分，其中相似度高的成分包括

β

-桉葉醇、

β

-石竹烯、山柰酚7-

O

-葡萄糖苷、

β

-谷甾醇和豆甾醇等。藥理研究顯示，

β

-桉葉醇具有抗炎、鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛等藥理作用，通過p38絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）和核因子活化B細(xì)胞

κ

輕鏈增強(qiáng)子（NF-

κ

B）通路對(duì)抗肥大細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，同時(shí)有抑制新型冠狀病毒活性的作用。

β

-石竹烯具有抗炎、局麻、抗焦慮等藥理作用，還可作為新型冠狀病毒SARSCoV-2蛋白酶抑制劑。山柰酚7-

O

-葡萄糖苷具有抗氧化、抗炎、抗菌等藥理作用，

β

-谷甾醇具有抗菌、抗炎、抗氧化等藥理活性，豆甾醇具有抗腫瘤、抗炎、抗氧化等藥理活性，山柰酚7-

O

-葡萄糖苷的苷元及

β

-谷甾醇和豆甾醇是化濕敗毒方的主要活性成分，涉及腫瘤壞死因子（TNF）、磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）-蛋白激酶B（Akt）、MAPK等信號(hào)通路；它們也是柴苓湯中與血管緊張素轉(zhuǎn)化酶Ⅱ親和力最高的前三位候選藥物。光甘草定具有抗炎、抗氧化、神經(jīng)保護(hù)等藥理活性，野黑櫻苷是清肺排毒湯主要的有效成分，它們也可作為潛在的抗COVID-19活性藥物，潛在靶點(diǎn)為白細(xì)胞介素（IL）-6、MAPK1、MAPK8、IL-1

β

和NF-

κ

B的p65亞單位（RELA），涉及TNF、Toll樣受體（TLR）、缺氧誘導(dǎo)因子-1（HIF-1）等信號(hào)通路。中藥材成分群往往是同一母核的多成分衍生物類，其藥理作用有規(guī)律可循，MCI相似度（成分群與總成分相似度）高則表示成分群的作用趨勢(shì)與整體成分一致；反之則表示作用趨勢(shì)相對(duì)獨(dú)立，那么相似度高的成分可能為中藥的質(zhì)量標(biāo)志物。MCI相似度（總成分群和總成分）高的成分群包括有機(jī)酸、萜類、其他類，有機(jī)酸類，例如廣藿香的酚酸類有抗病毒的活性，葶藶子的異硫氰酸、酚酸類和脂肪酸等活性成分具有止咳祛痰和抗炎活性。香草酸、原兒茶酸、迷迭香酸、丁香酸、沒食子酸等有機(jī)酸類成分均可作為潛在的治療COVID-19的藥物。萜類如蒼術(shù)的

β

-桉葉醇、蒼術(shù)醇、蒼術(shù)酮等成分具有抗病毒的活性。赤芍的芍藥內(nèi)酯苷、芍藥苷等單萜苷類成分可作為赤芍清熱涼血、散瘀止痛的質(zhì)量標(biāo)志物（Q-marker），茯苓的茯苓酸等三萜類成分是其發(fā)揮利水滲濕、安神定志、止渴化痰功效的Q-marker。甘草酸、甘草次酸等三萜類化合物可作為甘草解毒、祛痰、止痛的Q-marker，其中甘草酸可作為新的抗COVID-19的藥物。其他類，如生姜的揮發(fā)油（姜精油、姜醇、姜油樹脂）和二苯基庚烷類成分有抗炎鎮(zhèn)痛、提高免疫的功效，陳皮的揮發(fā)油能止咳平喘。有機(jī)酸類、萜類重要靶點(diǎn)為環(huán)氧合酶1、人酪氨酸激酶蛋白、一氧化氮合酶、聚[ADP-核糖]聚合酶1等，多調(diào)控抗病毒通路、抗炎通路、免疫通路和神經(jīng)中樞通路。MCI高相似度的成分群其次是糖及苷類、黃酮、酚類，然后是生物堿、甾體成分。糖及苷類如葶藶子的糖及苷類成分（強(qiáng)心苷類、硫苷類）等活性成分具有較好的止咳平喘、強(qiáng)心和抗炎活性，茯苓多糖是茯苓發(fā)揮利水滲濕、安神定志、止渴化痰等傳統(tǒng)功效的Q-marker，苦杏仁苷等苷類成分是苦杏仁發(fā)揮止咳平喘、抗炎等藥效作用的指標(biāo)性成分。黃酮類成分如廣藿香的黃酮類具有較好的抗病毒活性。甘草的甘草苷、異甘草苷、甘草素、異甘草素、光甘草定和查耳酮A等黃酮類作為甘草抗炎、抗病毒、調(diào)節(jié)免疫等藥理活性的物質(zhì)基礎(chǔ)。生姜的姜辣素（姜黃酮、姜酚、姜烯酮）有抗炎鎮(zhèn)痛、提高免疫的功效。赤芍的山柰酚、山柰酚-3，7-二-

Oβ

-

D

-葡萄糖苷、二氫芹菜素等黃酮類化合物可作為赤芍活血化瘀的物質(zhì)基礎(chǔ)。陳皮的柚皮素和陳皮素等黃酮類成分與SARS-CoV-2 C30內(nèi)肽酶、SARS-CoV-2主要蛋白酶和血管緊張素轉(zhuǎn)化酶Ⅱ受體有結(jié)合潛力，通過抗病毒、抗炎、調(diào)控細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)免疫等途徑，發(fā)揮抑制肺纖維化的作用。酚類物質(zhì)如厚樸的厚樸酚、和厚樸酚等酚性化合物具有明顯的抗炎、鎮(zhèn)痛、抗病原微生物等藥理活性。赤芍的1，2，3，4，6-五沒食子酰基葡萄糖（PGG），丹皮酚，原兒茶酸等酚類物質(zhì)有抗血栓作用。Elmi等研究表明槲皮素、兒茶素、蘆丁、山柰酚等黃酮多酚化合物對(duì)SARS-CoV-2主蛋白酶、SARS-CoV-2受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域、人型弗林蛋白酶這三個(gè)靶點(diǎn)有很好的親和力。生物堿類如麻黃的麻黃堿類生物堿類成分具有發(fā)汗、平喘、利尿作用。甾體類如麻黃和生姜的

β

-谷甾醇、谷甾醇可能為抑制SARSCoV-2的主要成分。

中藥多成分是一個(gè)有機(jī)整體，CI反映了中藥多成分體系特征。通過對(duì)CI值進(jìn)行聚類分析，可以得到治療COVID-19潛在的藥對(duì)配伍，為臨床用藥提供依據(jù)。CI聚類分析結(jié)果表明，12味高頻抗COVID-19中藥可以很好地分為4類：其中組2（草果、葶藶子和廣藿香）與組3（蒼術(shù)、赤芍和甘草）可以進(jìn)一步聚為一類，組1（厚樸、苦杏仁、麻黃、生姜和陳皮）與組2、組1與組3之間CI值具有較大差異。通過進(jìn)一步分析各組中藥的配伍規(guī)律，可以提煉出“厚樸-苦杏仁-麻黃-生姜-陳皮”復(fù)方、“草果-葶藶子-廣藿香”復(fù)方和“赤芍-甘草-蒼術(shù)”復(fù)方，從CI聚類分析的角度反映高頻抗COVID-19中藥的用藥與配伍特點(diǎn)。這可為中醫(yī)藥治療疫病提供資料及依據(jù)。

組1中藥主要作用在肺、脾胃、大腸部位，功效以辛溫解表、理氣止咳為主。麻黃厚樸湯由厚樸、麻黃、杏仁、陳皮、生姜、甘草和半夏組成，其中組1中藥是麻黃厚樸湯的重要組成。該方主治“咳而脈浮”者，對(duì)緩解患者咳嗽、咳痰的癥狀有積極的作用。方中厚樸為君藥，能降肺氣，而麻黃解表散寒為臣藥，苦杏仁化痰并助厚樸降氣平喘，生姜辛溫以助通降肺氣，陳皮理氣健脾，調(diào)中。有研究表明麻黃能通過減輕細(xì)胞因子風(fēng)暴，緩解患者由于細(xì)胞因子風(fēng)暴所導(dǎo)致的急性呼吸窘迫綜合征和多器官衰竭的癥狀?？嘈尤誓芤种品尾垦装Y以減少肺上皮分泌并預(yù)防肺阻塞。陳皮可能通過抗病毒、抗炎、調(diào)控細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)免疫等途徑，發(fā)揮抑制肺纖維化的作用。麻黃常配伍苦杏仁，代表方如麻杏石甘湯，是抗病毒的基礎(chǔ)方劑。厚樸與苦杏仁配伍使厚樸酚、和厚樸酚和苦杏仁苷在大鼠體內(nèi)吸收均增加，生姜-陳皮藥對(duì)配伍前后可提高指標(biāo)性成分的含量，這與厚樸-苦杏仁、生姜-陳皮配伍發(fā)揮協(xié)同作用是一致的。

組2中藥主要作用在肝、肺、脾胃部位，功效以化濕行氣，瀉下為主。組2的草果常配伍藿香以芳香化濕，治療中焦?jié)駶岵换?，代表方如草果飲（治脾寒瘧疾）、木香流氣飲（諸氣痞滯不通、喘急咳嗽）；咸味藥葶藶子和辛味藥藿香、草果配伍能從“咸辛瀉肺脾”的角度治療COVID-19，這符合“湯液經(jīng)法圖”的配伍規(guī)律。此外，組2中的藿香芳香化濁，和中止嘔，是藿香正氣散的君藥，該方適用于COVID-19患者濕溫初起，發(fā)熱倦怠，乏力伴胃腸不適的癥狀。葶藶子是葶藶大棗瀉肺湯的君藥，用于泄肺去痰、利水平喘，治療肺癰，通過抑制細(xì)胞因子風(fēng)暴和炎癥損傷治療COVID-19。通過對(duì)藿香正氣散、葶藶大棗瀉肺湯和麻杏石甘湯等方劑的合并重組得到了抗COVID-19復(fù)方化濕敗毒方。

組3中藥也作用在肝、肺、脾胃部位，功效主要為清熱化痰、活血止痛、補(bǔ)氣。組3的蒼術(shù)常常配伍甘草，代表方如平胃散（功效為燥濕運(yùn)脾，行氣和胃），平胃散中的蒼術(shù)燥濕運(yùn)脾為君藥，甘草為使藥，甘草能助脾運(yùn)化，調(diào)和諸藥，益氣健脾和中。研究表明，平胃散合并麻杏石甘湯對(duì)COVID-19有良好的療效；組3的蒼術(shù)、赤芍是蒼術(shù)芍藥湯的重要組成，該方能治痢疾痛甚者；組3的赤芍、甘草組成芍藥甘草湯，赤芍養(yǎng)血斂陰，柔肝止痛；甘草健脾益氣，緩急止痛，兩者配伍發(fā)揮調(diào)和肝脾，緩急止痛的作用。他們對(duì)于COVID-19患者“血瘀”“氣虛”的癥狀也能有一定的作用，有學(xué)者研究表明，赤芍有效降低血黏度，抑制D-二聚體水平上升，進(jìn)而改善COVID-19患者“血瘀”情況。甘草可增強(qiáng)患者免疫力，預(yù)防肺纖維化。因此，綜合組3三味藥材的兩兩配伍組方功效，可以挖掘出“赤芍-甘草-蒼術(shù)”復(fù)方是潛在的治療COVID-19的復(fù)方。

4 結(jié)論

本研究建立了基于MCI的抗COVID-19中藥的物質(zhì)基礎(chǔ)研究方法，并應(yīng)用這一方法于治療COVID-19的藥物篩選研究中，結(jié)合已有文獻(xiàn)研究，筆者發(fā)現(xiàn)抗COVID-19作用顯著的成分（群）以及潛在的抗COVID-19復(fù)方。中藥通常以復(fù)方的形式治療COVID-19，而中藥復(fù)方治療COVID-19的物質(zhì)基礎(chǔ)尚未得到充分的闡明，中藥新靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)（中藥復(fù)方是否作用于與西藥不同的新靶點(diǎn)）、藥物網(wǎng)絡(luò)代謝動(dòng)力學(xué)（中藥如何通過多成分-多靶點(diǎn)發(fā)揮作用）、中藥方劑的配伍原理及中藥藥理學(xué)等領(lǐng)域是中醫(yī)藥現(xiàn)代化的亟需突破的地方。接下來(lái)我們會(huì)結(jié)合藥物網(wǎng)絡(luò)代謝動(dòng)力學(xué)、中藥配伍、中藥藥理來(lái)探討抗COVID-19中藥（復(fù)方）的物質(zhì)基礎(chǔ)，闡明中藥有效成分群在人體的網(wǎng)絡(luò)代謝規(guī)律及協(xié)同作用，揭示中藥作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，再根據(jù)這些研究基礎(chǔ)開發(fā)新型的治療COVID-19的藥物。