吳 晉,趙 婧,龐 濤
(1. 福建省藥品審核查驗(yàn)中心, 福建 福州 350003; 2. 海軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院:a. 中醫(yī)科, b. 藥劑科, 上海 200003)
肺脾氣虛湯由法半夏,陳皮,黨參,炙黃芪,茯苓,藿香,砂仁等七味中藥組成,其中,炙黃芪、黨參共為君藥,補(bǔ)肺脾之氣,益衛(wèi)固表,法半夏、陳皮、茯苓,健脾祛濕,化痰利肺是為臣藥,藿香芳香化濁,辟穢和中,是為佐藥,砂仁行氣調(diào)中,和胃醒脾,為使藥。作為從第4 版新型冠狀病毒感染肺炎診療方案便被納入中醫(yī)治療方案的方劑之一,該方主治新冠患者恢復(fù)期出現(xiàn)的肺脾氣虛證,對(duì)氣短、倦怠乏力、納差嘔惡、痞滿、大便無力、便溏不爽、舌淡胖、苔白膩等癥狀具有良好療效[1]。但治療新冠的中藥方劑均由多味中藥組成,化學(xué)成分復(fù)雜,目前諸多文獻(xiàn)均側(cè)重于基于公開數(shù)據(jù)庫查詢方劑組成的各個(gè)藥味所含的化合物開展網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究[2-5],而沒有對(duì)方劑的化學(xué)成分群進(jìn)行系統(tǒng)考察。其次,中藥復(fù)方體內(nèi)與體外之間化學(xué)成分具有重要關(guān)聯(lián),針對(duì)復(fù)方進(jìn)入機(jī)體內(nèi)的化學(xué)成分群進(jìn)行分析是有助于發(fā)現(xiàn)活性物質(zhì)的有效手段[6]。
目前尚未見肺脾氣虛湯的化學(xué)成分及入血成分研究的報(bào)道,因此本研究通過UHPLC-Q-TOF/MS技術(shù)首次對(duì)肺脾氣虛湯所含化學(xué)成分進(jìn)行快速分析鑒定,并對(duì)化學(xué)成分的藥材來源進(jìn)行歸屬,在此基礎(chǔ)上開展其血中藥源性成分的辨識(shí),以期為進(jìn)一步闡明肺脾氣虛湯的活性成分,并為今后質(zhì)量控制提供科學(xué)依據(jù)。
超高效液相色譜-四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜儀(UHPLC-Q-TOF/MS)購自美國安捷倫公司,包含1290 Infinity 型UHPLC 及6530 型Q-TOF/MS 系統(tǒng);CPA255D 型1/10 萬電子天平購自德國Sartorius公司;Lyovapor L-200 型冷凍干燥機(jī)購自瑞士Buchi 公司;Centrifuge 5810R 高速臺(tái)式冷凍離心機(jī)購自德國Eppendorf 公司;SK7200H 型超聲波清洗器購自上??茖?dǎo)超聲儀器有限公司;Milli-Q 型純化水系統(tǒng)購自美國Millipore 公司;HC-800Y 高速多功能粉碎機(jī)購自武義海納電器有限公司。
法 半 夏( 批 號(hào)191115042) 、 陳 皮( 批 號(hào)19090603)、黨參(批號(hào)19102901)、炙黃芪(批號(hào)19650710)、茯苓(批號(hào)19122304)、藿香(批號(hào)19051410)、砂仁(批號(hào)19102211)等飲片均購自吳江上海蔡同德堂中藥飲片有限公司,以上樣品均經(jīng)上海中醫(yī)藥大學(xué)陳萬生教授鑒定為正品。
琥珀酸(批號(hào)A0727AS)、綠原酸(批號(hào)J0120AS)、蘆?。ㄅ?hào)O0714AS)、芒柄花素(批號(hào)N0301AS)等對(duì)照品均購自大連美侖生物技術(shù)有限公司(純度>97.0 %)。甲醇、乙腈為質(zhì)譜純(德國Merck 公司);甲酸為質(zhì)譜純(美國 Thermo Fisher 公司);超純水由MILI-Q 凈水系統(tǒng)制備(美國Millipore 公司);其他均為分析純?cè)噭?/p>
本研究所用動(dòng)物為8 周齡雄性SD 大鼠,SPF 級(jí),購自上海市計(jì)劃生育科學(xué)研究所實(shí)驗(yàn)動(dòng)物經(jīng)營(yíng)部(合格證編號(hào)20 180 006 021 172),大鼠飼養(yǎng)于溫度(22~26 ℃)、濕度(40%~70%)、12 h 明暗循環(huán)可控的室內(nèi)環(huán)境,可自由進(jìn)食飲水。
精密稱取琥珀酸,加入超純水配置成濃度為1.0 mg/ml 的對(duì)照品儲(chǔ)備液,分別精密稱取綠原酸、蘆丁、芒柄花素各對(duì)照品適量,加入含5% DMSO的甲醇分別配置成濃度為1.0 mg/ml 的對(duì)照品儲(chǔ)備液,所有儲(chǔ)備液配制完成后均放于-20 ℃冰箱保存?zhèn)溆?。精密吸取上述?chǔ)備溶液各10 μl,置于1.5 ml離心管中,加入甲醇,渦旋混勻,配制成各對(duì)照品濃度均為10 μg/ml 的混合對(duì)照品溶液。
將方劑所有藥材冷凍干燥,用高速粉碎機(jī)分別打粉并過四號(hào)篩,并按處方比例混合,精密稱取約0.500 g,置于100 ml 具塞錐形瓶中,精密加入10 倍體積70 %甲醇,密塞、稱定重量,超聲波提取法提?。?60 W,50 kHz)30 min,冷卻,70 %甲醇補(bǔ)足失重,濾過,3 000 r/min 離心10 min,取1.0 ml 上清液于1.5 ml EP 管中,12 000 r/min 離心 10 min,取200 μl 上清液于進(jìn)樣小瓶中,待進(jìn)樣分析。另取方劑10 倍體積純凈水浸泡過夜,回流提取1.5 h 后用紗布過濾,藥渣用8 倍體積水繼續(xù)回流提取1 h,過濾并離心,合并上清液,減壓濃縮,得到浸膏供入血成分分析研究。
SD 大鼠給藥前適應(yīng)性喂養(yǎng)1 周后,隨機(jī)分為2 組,即空白對(duì)照組與肺脾氣虛湯給藥組,每組6 只。給藥組大鼠灌胃給予方劑提取物(10 倍臨床給藥劑量),空白對(duì)照組大鼠灌胃給予等體積水。給藥1 h 后眼眶靜脈叢取血1.5 ml 于5 ml 促凝管中, 室溫下靜置2 h,4 °C 下3 000 r/min 離心10 min,取100 μl 血清于1.5 ml EP 管中,加入4 倍體積甲醇,渦旋混勻1 min,4 ℃ 12 000 r/min 離心15 min,取上清液,真空冷凍干燥后,加入100 μl 80% 甲醇復(fù)溶,渦旋混勻1 min,4 ℃ 12 000 r/min 離心15 min,取上清液進(jìn)行檢測(cè)。
色譜柱:Waters ACQUITY UPLC BEH C18色譜柱(2.1 mm×100 mm,1.7 μm);流動(dòng)相:0.1 %甲酸水(A)-乙腈(B),色譜洗脫梯度見表1,后運(yùn)行時(shí)間為 3 min;流速0.3 ml/min;柱溫 30 ℃;進(jìn)樣體積2 μl,檢測(cè)波長(zhǎng) 254 nm。
采用電噴霧離子源(ESI),分別在正、負(fù)離子模式下采集數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)采集范圍m/z100~1 700,離子源溫度 350 ℃,毛細(xì)管電壓正離子為 4.0 kV,負(fù)離子為 3.5 kV,霧化氣壓力 45 Psi,干燥氣流速 11 L/min,鞘氣流速 11 L/min,鞘氣溫度 350 ℃,碎片電壓 140 V,碰撞能量 30 V。
表1 色譜洗脫梯度
基于中國知網(wǎng)、Pubmed、TCMSP 等中英文在線數(shù)據(jù)庫網(wǎng)站,查詢肺脾氣虛湯各味藥材所含化學(xué)成分,并匯總其化學(xué)成分信息,導(dǎo)入Agilent PCDL Manager B.08 軟件構(gòu)建方劑化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)庫。
將采集得到的質(zhì)譜數(shù)據(jù)導(dǎo)入到 Agilent MassHunter Qualitative Analysis 10.0 軟件中,利用前期建立的肺脾氣虛湯化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)庫初步識(shí)別其所含化學(xué)成分(絕對(duì)峰高≥2 000,匹配容差<±5 ppm),接下來對(duì)初步識(shí)別的化學(xué)成分進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)。采用對(duì)照品及MS DIAL4.70 軟件結(jié)合MS FINDER 3.5.2 軟件對(duì)數(shù)據(jù)庫及離子碎片比對(duì)功能確認(rèn)化合物信息[7]。
肺脾氣虛湯在“2.2”及“2.4”項(xiàng)條件下得到的總離子流色譜圖見圖1。通過導(dǎo)入自建數(shù)據(jù)庫得到肺脾氣虛湯的初步鑒定結(jié)果,并進(jìn)一步通過與對(duì)照品、MS FINDER 數(shù)據(jù)庫比對(duì)及查閱文獻(xiàn)等方法最終共從肺脾氣虛湯鑒定出56 種化學(xué)成分,見表2。其中正離子模式下識(shí)別出8 種化學(xué)成分,負(fù)離子模式下識(shí)別出46 種化學(xué)成分。此外,大豆皂苷 I 和茯苓酸在正、負(fù)兩種模式下均被識(shí)別到。這些成分中有4 種成分來源于法半夏[13-14],9 種成分來源于陳皮,7 種成分來源于黨參[15-16],10 種成分來源于茯苓[17-18],13 種成分來源于炙黃芪[19-20],1 種成分來源于藿香[21],3 種成分來源于砂仁[22]。此外,也有化學(xué)成分為多個(gè)藥材的共有成分,均在表格中標(biāo)出。化合物來源占比最高的為炙黃芪、黨參等藥材,與其配伍占比相似。
肺脾氣虛湯含有多種有機(jī)酸類成分,如原兒茶酸、阿魏酸等,該類成分在質(zhì)譜中易在能量的撞擊下丟失CO2、CH2、CO 等分子。如化合物11 在7.141 min 產(chǎn)生m/z153.019 4[M-H]-峰,判斷該化合物的分子式為C7H6O4,在二級(jí)質(zhì)譜掃描下產(chǎn)生m/z109.028 8,推測(cè)其為m/z153.019 4 丟失一分子CO2產(chǎn)生的碎片離子,通過與對(duì)照品及MS FINDER數(shù)據(jù)庫及文獻(xiàn)綜合比對(duì),鑒定該化合物為原兒茶酸[23],裂解規(guī)律見圖2。化合物14 在8.86 min 產(chǎn)生m/z193.050 8[M-H]-的準(zhǔn)分子離子峰,判斷其分子式為C10H10O4,而二級(jí)質(zhì)譜圖中可觀察到m/z178.031 0、m/z149.060 3、m/z134.037 6 等碎片離子,推測(cè)它們分別為準(zhǔn)分子離子峰產(chǎn)生的[M-CH2-H]-峰、[M-CO2-H]-峰、[M-CO2-CO2-H]-峰,根據(jù)參考文獻(xiàn)及MS FINDER 數(shù)據(jù)庫推測(cè)該化合物為阿魏酸[24]。
圖1 肺脾氣虛湯供試品總離子流色譜圖
表2 肺脾氣虛湯化學(xué)成分鑒定結(jié)果
(續(xù)表2)
黃酮類成分為肺脾氣虛湯中檢測(cè)到的主要類別,該類成分易在質(zhì)譜掃描下發(fā)生糖苷鍵的斷裂、脫羰基、脫甲基及RDA 裂解等[25]。如化合物13 可在8.211 min 觀察到m/z741.224 5[M-H]-峰,判斷其分子式為C33H42O19,在其質(zhì)譜碎片中觀察到m/z433.114 3[M-C12H20O9-H]-及m/z271.063 2[M-C12H20O9-C6H10O5-H]-,為其逐步丟失糖苷鍵產(chǎn)生的碎片離子,結(jié)合文獻(xiàn)及MS FINDER 數(shù)據(jù)庫推測(cè)該化合物為柚皮苷4’-葡萄糖苷?;衔?2 可在16.761 min 觀察到其準(zhǔn)分子離子峰m/z313.072 0,判斷其分子式為C16H12O4,并觀察到m/z253.053 6,為該化合物脫去甲基產(chǎn)生的碎片離子[M-CH2-H]-,與對(duì)照品及MS FINDER 數(shù)據(jù)庫比對(duì),鑒定該化合物為芒柄花素, 柚皮苷4’-葡萄糖苷及芒柄花素裂解規(guī)律見圖3。
將血清樣本數(shù)據(jù)導(dǎo)入Agilent MassHunter Qualitative Analysis 10.0 軟件中,并將3.1 項(xiàng)中識(shí)別得到的化合物構(gòu)建為帶有保留時(shí)間的肺脾氣虛湯入血成分?jǐn)?shù)據(jù)庫,根據(jù)化合物的保留時(shí)間及分子特征共篩選得到肺脾氣虛湯的11 種入血原形成分(圖4,表2)。其中,茯苓酸來源于茯苓,琥珀酸來源于黨參、法半夏,十五烷酸、棕櫚酸來源于法半夏,原兒茶酸來源于藿香、砂仁,對(duì)羥基苯甲酸來源于砂仁,芒柄花素和黃芪甲苷IV 來源于炙黃芪,新橙皮苷及順-10-十七碳烯酸甲酯來源于陳皮,亞油酸來源于黨參、炙黃芪和法半夏。
圖2 原兒茶酸及阿魏酸可能的裂解途徑
圖3 柚皮苷4’-葡萄糖苷 及芒柄花素可能的裂解途徑
圖4 血清樣本總離子流色譜圖
新冠肺炎患者恢復(fù)期常見的中醫(yī)證候有肺脾氣虛、氣陰兩虛和余邪未盡。另外,由于患者的脾胃失和氣陰兩虛,容易出現(xiàn)情志失調(diào)。肺脾氣虛湯含有黃芪、黨參、茯苓、陳皮、半夏、藿香、砂仁等,具有扶正祛邪、補(bǔ)肺固表、益氣健脾、燥濕化痰、化濁除濕之功,為香砂六君子湯、參苓白術(shù)散、補(bǔ)中益氣湯的主要組成藥物[7-10]。從現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的角度來說,使用上述藥物,可以有效防止恢復(fù)期患者出現(xiàn)凝血、炎癥、免疫和器官功能障礙[11],以及穩(wěn)定患者情緒防止病情演變的作用[12]。
根據(jù)我們的分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),入血原形成分中原兒茶酸、新橙皮苷等是具有代表性的有效成分,在現(xiàn)代藥理學(xué)研究中均被證實(shí)有助于新冠肺炎患者的“扶正祛邪”。例如,來自于藿香的原兒茶酸由于具有多個(gè)酚羥基,已經(jīng)被實(shí)驗(yàn)證實(shí)具有抑制蛋白酶3CLpro 的功能[26],發(fā)揮抗炎活性[27];還可以通過改善海馬和大腦皮層中的神經(jīng)遞質(zhì)、內(nèi)分泌因子改善抑郁大鼠的行為和神經(jīng)生化改變[28]。新橙皮苷是黃酮類化合物的主要活性成分,具有很強(qiáng)的抗炎、抗氧化特性,以及神經(jīng)保護(hù)和安神作用[29],近期研究表明其由于具有與人類AAK1 蛋白和SARSCoV-2 NSP16 蛋白結(jié)合的潛力,被作為一種潛在的雙重活性成分而受到關(guān)注[30-31]。黃芪甲苷 IV 是黃芪的主要活性成分,在機(jī)體免疫系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)等多種系統(tǒng)具有正向調(diào)節(jié)作用[32-33]。上述成分經(jīng)口服被吸收入血在體內(nèi)進(jìn)行循環(huán),證實(shí)了方劑多成分多途徑發(fā)揮功效的特點(diǎn),是肺脾氣虛湯發(fā)揮藥效的物質(zhì)基礎(chǔ)。
本研究首次運(yùn)用UHPLC-Q-TOF/MS 對(duì)肺脾氣虛湯的化學(xué)成分和入血成分進(jìn)行分析,所鑒別出的化合物為其發(fā)揮藥效的物質(zhì)基礎(chǔ),該方法準(zhǔn)確性高、穩(wěn)定性好、靈敏度高、分析時(shí)間短,證實(shí)了基于入血成分的活性成分識(shí)別是一種篩選中藥活性物質(zhì)的快速有效方法。