经消化道中药多靶点、多成分、多途径、网络化、级联化药理作用分子机理
理解消化道发育蓝图对于靶位,病位,和药物作用位置的考察具有重要意义。因为我们在追溯经消化道药物作用的过程中发现,中医具有以上、中、下三焦辩证论治的系统的思想和方法,我们希望通过消化道发育过程来揭示这一方法和思想的合理性,并发展其为具有现代分子生物学特征的生理,疾病分类,药物发展和疾病治疗体系之一。
根据人体组织学,哺乳动物胚胎学[5] [6] [7],和人类胚胎学,消化道及大多数器官均由原肠分化而来,原肠的中份腹侧与卵黄囊通连称中肠(midgut),原肠的头侧份和尾侧份分别称为前肠和后肠。随着胚胎的发育原肠的内胚层分化为大多数消化管和消化腺的上皮成分,前肠分化出颌下腺,舌下腺,咽,食管,胃,十二指肠的上段,肝,胆道,胰腺,呼吸系统原基,以及胸腺,甲状腺,和甲状旁腺等,中肠分化为十二指肠中断至横结肠的右2/3消化管,后肠分化为从横结肠的左1/3至肛管上段及部分泌尿系统的器官。中胚层分化形成结蹄组织和肌肉组织。
根据神经嵴发育蓝图[9] [10] [11] [12],这些节段分别为胸,腰,骶神经嵴迁徙区。
根据鼠等肠干细胞研究显示:在脊椎动物中,肠区域特化是有HOX基因和核受体基因簇不同的前后轴和背腹轴表达决定的[8]。表达在前肠早期肠管的重要发育基因有:TTF/Nkx2.1、Nkx2.6、Pax8、Pax9、Hex1(Eox1)和Hoxb1等。复习这些分子的生物学注释发现TTF/Nkx2.1是甲状腺、肺特异性发育表达基因;Nkx2.6在胚胎咽和心发育中起作用;Pax8是甲状腺滤泡旁细胞特异性发育表达基因;Hex1(Exo1)是肝发育表达基因。表达在中肠(部分前肠)的重要发育基因有:Pdx1, Pax4,Pax6,Nkx2.2 , Isl和NeuroD等。Pdx1是胰和十二指肠同源盒基因,和胰腺发育有关;Pax4参与胰岛α、β细胞发育;Pax6参与胰岛α细胞发育;Nkx2.2参与β细胞发育;Isl调节胰岛素基因表达,背侧胰岛发育,也为运动神经元产生所必需;NeuroD参与胰岛形成。表达在中后肠重要发育基因有:Cdx2、HoxD基因簇等。Cdx2是一个尾侧相关的特异性肠道同源盒转录因子;HoxD13表达在尾侧肠道。需要强调的是在鸡胚中,后肠内胚层表达Sonic Hedgehog(Shh)基因,它诱导BMP4和HoxD13表达在相邻的后部中胚层,而不表达在更前的中胚层。Shh为GABA神经元发育所必需。
现代医学中并没有以这一发育基础的疾病病位确立、疾病分类方法和药物设计方法。1798年,中国清代名医吴瑭在他的《温病条辨》[13]中,继承了近两千年来《黄帝内经》三焦分类方法,把疾病按发生部位进行描述,并创造了一系列经消化道多药物(生药)治疗疾病的思路和方法。
消化道内分泌细胞在整个消化管内分布很分散,它们都是单个地夹杂在消化管上皮细胞之间[14] [15]。消化管内分泌细胞的总量超过其它内分泌腺细胞的总量。胃肠道上皮分泌激素的内分泌细胞分为两类[5[5]]:①开放性细胞:其胞体略成锥体型或烧瓶型,细胞基底部宽,顶部小,顶端有微绒毛深入胃肠腔中,这类微绒毛类似一种化学感受器能察觉胃肠道内容物的改变,在被激发反应时细胞内的颗粒释放激素。②关闭型,多呈圆形,无微绒毛且与胃肠腔无直接联系,可在神经嵴其他内分泌细胞的调节下分泌释放激素。消化道内分泌细胞约有22种。G细胞分泌胃泌素,分布在胃、十二指肠;I细胞分泌胆囊收缩素(CCK),分布在十二指肠,空肠;S细胞分泌胰泌素,分布在十二指肠、空肠;K细胞分泌GIP,分布在小肠;D1细胞分泌VIP,分布在胰腺,肠;M0细胞分泌胃动素,分布在小肠;EC1细胞分泌P物质(SP)(也分泌5-羟色胺),分布在全部胃肠道;N细胞分泌神经降压素(NT),分布在回肠;D细胞分泌生长抑素,分布在胃,十二指肠,胰腺;未命名细胞分泌脑啡肽,分布在胃,十二指肠,胰腺;P细胞分泌GRP,分布在胃,十二指肠;PP细胞分泌胰多肽(PPY),分布在胰腺;A细胞分泌胰高血糖素,分布在胰腺;B细胞分泌胰岛素,分布在胰腺;L细胞分泌肠高血糖素,分布在小肠;未命名细胞分泌肽YY(PYY),分布在小肠,结肠等。
消化道激素的分泌受多种因素的调节和影响:① 胃肠腔内食物如蛋白质(氨基酸),脂肪,糖及胃肠液PH值;② 神经调节;③ 内分泌激素作用;④ 旁分泌激素作用;⑤ 中药各种制剂。
人类肠道内大约有100兆微生物,超过500种。在十二指肠内,主要有链球菌,乳球菌和葡萄球菌;空肠内有乳球菌,链球菌,肠球菌,酵母菌;回肠内有分节丝状菌,肠杆菌科细菌,多形杆菌属,梭状菌;在大肠内有多形杆状菌,梭菌属,毛螺菌属,蛋白菌,放线菌,普雷沃氏菌,TM7,梭杆菌门,疣微菌属[16]。
这些菌群在肠道内与组织共生中,形成了微生物组(Microbiome) [17] [18] [19],建立了人类经消化道免疫系统[5]。先天性免疫如T辅助细胞群Th1,Th2,Th17,Th22产生的细胞因子,适应性免疫由IgA介导。
消化道微生物也包含病毒组(virome)它们也和人体免疫系统相互作用[5]。
根据基因工程原理,我们推定,消化道是体内最大的基因工程工厂,它可以帮助人体预处理一些诸如miRNA和其它经消化道进入人体的致基因改变物质。
消化道内和微生物作用的分子还有哺乳动物Toll-like受体(TLR)和防御素。
根据GENECARDS消化道内包含了几乎全部体内转运者,已鉴定的有457个,它们转运的物质包括糖,氨基酸,无机阳离子,无机阴离子,金属离子,生命活性物质,调质,核苷,酶,寡肽,尿素,维生素,有机阳离子,有机阴离子,腺苷等。以上转运者均为现代药物靶标,其中生命活性物质转运者是小分子药物的热门靶标。
味觉受体,除了分布在味蕾,也分布在消化道[20] [21],其中一类3个TAS1R1,TAS1R2,TAS1R3,介导甜、鲜味,促代谢型谷氨酸受体GRM4也介导鲜味;二类味觉受体37个,如TAS2R1等介导苦味,化学敏感受体转运蛋白RTP3,RTP4介导苦味,瞬式受体钙通道TRPM5介导苦,甜,鲜味,它们都属于G蛋白偶联受体;酸性敏感的离子通道(质子门控)ASIC1,ASIC2,ASIC3,ASIC4介导酸味[22],多囊肾病1样1PKD1L1也介导酸味;非电压门控钠通道SCNN1A,SCNN1B,SCNNID,SCNN1G感知和介导咸味;辛味由瞬式受体电位阳离子通道TRPV1,TRPV2, TRPV3, TRPV4,TRPV5,TRPV6介导[23]。
瞬式受体电位阳离子通道它们也转导温度觉:TRPV1被>42℃温度活化,也受酸性PH值调节;TRPV2被>52℃温度活化;TRPV3被>33℃温度活化;TRPV4被27℃-42℃温度活化;TRPM8被<25℃温度活化(冷活化);TRPA1被<17℃温度活化(冷活化)。
瞬式受体电位阳离子通道也被非温度配基活化:TRPV1的非温度配基有:辣椒素,脂氧合酶产物,树脂毒素,N-花生四稀酰基多巴胺(NADA),低PH值(酸性环境),内源性大麻素花生四烯酸乙醇胺,乙醇等;TRPV2的非温度配基为GF等;TRPV3的非温度配基有:樟脑,2-APB等;TRPV4的非温度配基有:低张,4-α佛波醇(巴豆醇,大戟二萜醇)等;TRPM8的非温度配基有:薄荷醇,Icilin,桉油精等;TRPA1的非温度配基有:肉桂醛,芥子油,大蒜素等。TRPV5是一个结构性活性钙选择性阳离子通道,在肾和肠道内参与钙的重吸收。这个通道被低的体内钙水平激活。TRPV6是一个钙选择性阳离子通道,参与钙在各组织的摄入,包括在肠道的重吸收,这个通道被低的体内钙水平激活。
这些分子靶受体和它们的转导途径是正确理解中医药理论中四气、五味分子机理的窗口。
人体内已鉴定的水通道共有13个[24],其中AQ3表达在小肠,结肠;AQP4表达在胃,小肠;AQP8表达在结肠;AQP9表达在小肠。氨氯吡咪敏感的阳离子通道共5个,其中ACCN5为肠道特异性。阴离子通道共10个,ANO1为钙激活氯通道。电压依赖钙通道26个,大多数表达在肠道内。氯通道9个,其中CLCN3,CLCN6等表达在结肠,环核苷酸门控通道5个。钾电压门控通道振荡器相关11个,KCNA2表达在食管,KCNA3表达在白细胞,KCAN5表达在胰腺;钾电压门控通道Shab相关2个,KCNB1表达在小肠、结肠;KCNB2表达在胃窦、十二指肠、空肠、回肠、结肠、冠状动脉;钾电压门控通道Shaw相关4个,钾电压门控通道shal相关3个,钾电压门控通道Isk相关5个;KCNE1,表达在肠,感知声音;KCNE1L,表达在胃,感知声音;KCNE2表达在胃;KCNE3表达在结肠、小肠;其它钾电压门控通道F1、G1、G2、G3、G4共5个,其中KCNG4表达在小肠,结肠;钾电压门控通道H(eag相关)8个,KCNH2表达在空肠、结肠;钾内部整流通道共15个,KCNJ8表达在小肠、结肠,KCNJ9表达在小肠,KCNJ13表达在胃、小肠,KCNJ16表达在小肠;钾通道20个,其中:KCNK1表达在小肠、结肠,KCNK2表达在胃、小肠,KCNK3表达在小肠、结肠, KCNK5表达在小肠,KCNK6表达在胃、十二指肠、空肠、回肠、结肠、直肠,KCNK7表达在胃、小肠,KCNK10表达在小肠、结肠,KCNV2表达在结肠,视觉感知,钾大电导钙活化通道5个,其中KCNMB1表达在胃、小肠、结肠、阑尾,KCNMB2表达在胃、小肠,KCNMB3表达在胃、十二指肠、空肠、回肠、阑尾、升结肠、横结肠、降结肠、直肠,KCNMB4表达在胃、小肠、结肠;钾中间/小电导钙活化通道4个,其中KCNN2表达在结肠,KCNN3表达在结肠,KCNN4表达在结肠;钾电压门控通道KQT样5个,其中KCNQ1表达在胰腺、感知声音。电压门控钠通道14个,其中SCN11A表达在小肠,SCN5A表达在肠;非电压门控钾通道4个,其中SCNN1B表达在结肠、感知咸味,SCNN1D表达在结肠、感知咸味。
这些水离子通道蛋白影响着人体的电生理活动,电解质代谢,生命活性物质释放,发育行为等[25],是为药物作用靶。
在消化道内,肠神经系统分布在所有的肠细胞类型[26]。在人体内,生命活性物质,内分泌激素,神经肽,细胞因子,神经营养因子,内生配基等是有特殊含义的身体内活性物质。由于它们命名的上下文环境,分类学源流使它们在语义,内涵,作用和转导途径方面有交叉和重叠,为了保持语义的一致性,有必要对它们进行重新定义和分类。
为了研究方便,我们定义:生命活性物质是指,在生命体内,由具有自我起搏功能[27]的专门细胞和其它分泌细胞分泌产生,可以以生命活性物质、调质方式和内分泌方式传递特定化学信息,并通过G蛋白偶联受体和离子通道受体将化学信号转导为目标基因表达,产生生化、动力、呼吸、免疫、排泄、生殖等生理活动及意识、思想、情感等高级神经活动进而产生行为的化学物质。为了保证研究过程和结果的理论稳定性,需要引入标准人的概念。
标准人指的是,当人体发育过程达到顶点,结构上(组织解剖水平和分子解剖水平)无明显变化(除可塑性之外[28]),所有生命活性物质本身和它的功能均已充分表达的人体的理想状态[29] [30]。在标准人体内,生命活性物质以网络形式存在:一类是在神经硬线内,以生命活性物质和调质的方式,一类是在血液中由各种细胞类型和血液中[31],在中医理论中,前者称为气,后者称为血。无论是在硬线内,还是在血液内,它们的作用方式是一个网络形式。这个网络有以下特征:第一,这个网络的核心是一个基于分子解剖位点的生命活性物质构成的。分子解剖位点是指生命活性物质在体内的合成、转运、储存、降解和受体作用部位及其相关分子形成的特征性所有结构的统称。这些分子解剖位点互相联系,依次促进,交相制约,互相生成,并逐级管理和交流。第二,自然界一切现象对这一网络的刺激都将引起网络的必要应答。第三,这一网络是发育结构展开的最终指向。第四,这一网络蕴含着合理的系统进化方式。
消化道前述靶都会通过不同途径作用于该靶网络。消化道给药最终以作用于网络的形式产生效应。
根据前述生命活性物质网络的定义:
一、在标准人体内,生命活性物质根据它们对人体行为作用强度天然地分为三级四类。
第一级生命活性物质为谷氨酸和伽马氨基丁酸,它们的功能最强大,结构最简单。这两种物质在化学上紧密相连。谷氨酸来自三羧酸循环,在谷氨酸转化酶GAD的作用下,谷氨酸转化为伽马氨基丁酸[32] [33]。谷氨酸负责身体总的细胞的兴奋性,伽马氨基丁酸负责身体总的细胞的抑制性。并且它们紧密的同光暗周期和二十四小时昼夜节律相关[34] [35]。谷氨酸、伽马氨基丁酸和其它生命活性物质间的相互作用具有控制和改变其它生命活性物质的兴奋和抑制的作用。也接受第二,三级生命活性物质的作用。它们也是第一类生命活性物质。
第二级生命活性物质为乙酰胆碱、去甲肾上腺素(肾上腺素)、组胺、五羟色胺和多巴胺。它们均直接接收第一级生命活性物质的调节,并且在结构上、功能上及化学上紧密相连,环环相扣,依次促进,交互抑制。无论在中枢神经系统还是在外周器官,它们均具有核心作用。对生理、心理以及生理心理引起的行为具有全面的、系统的、准确的、强大的作用。它们处于生命活动的核心位置。它们是第二类生命活性物质。
第三级生命活性物质分为两类。第一类是下丘脑-垂体-腺体轴分泌的激素,它们分为四组。第一组为促生长激素释放激素、生长抑素、生长激素、胰岛素样生长因子-1、胰岛素。第二组为促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素、甲状腺激素(T3、T4)。第三组是TIP39、甲状旁腺激素。第四组又分成两个亚组,一是,促性腺激素释放激素、黄体生成素、促卵泡激素、雄激素、雌激素和孕激素;二是,糖皮质激素释放激素、促皮质激素释放激素、促皮质激素、糖皮质激素、醛固酮。它们的分泌分别接受第二级生命活性物质的控制,并独自分别对包含第二级生命活性物质的神经系统和其它器官的发育起重要作用,而且分别对成熟后的不同的神经系统的兴奋和抑制及器官功能起调质作用。它们的共同特点是三级管理,第一级来自下丘脑,第二级来自垂体,第三级来自外周腺体,而第三级激素的受体均为核受体。第二类为各种局部器官如:肝、心、脾、肺、肾、消化道、皮肤、骨髓,脑和男女生殖器等产生的各类神经肽,趋化因子,炎症因子等(见表一)。它们分别与前两级生命活性物质以共存或相互活化的方式对不同的靶器官功能起调节作用,它们共同的特点是均为G蛋白偶联受体。
这些生命活性物质它们的分子解剖位点的交互联系并相互作用构成了标准人体内的实质网络。
(一)第一级生命活性物质谷氨酸和伽马氨基丁酸之间的关系
化学上,谷氨酸由三羧酸循环直接产生,而伽马氨基丁酸则以谷氨酸为基础,在谷氨酸脱羧酶(GAD65、GAD67)的催化下产生。GAD在分子水平上对兴奋和抑制起开关作用。
分子解剖上,谷氨酸通过其受体--促离子型受体GRINI(共22个)和促代谢型受体GRM(8个)介导了细胞的所有兴奋性。而转运者SLC1A6和SLC1A7协同了谷氨酸的兴奋性作用。谷氨酸连接酶CLUL、谷氨酸脱氢酶1(CLUD1)、谷氨酸脱氢酶2(CLUD2)、谷氨酰胺酶(CLS)分别为谷氨酸合成酶和代谢酶。伽马氨基丁酸(GABA)通过其促离子型受体GABAA(共19个)和促代谢型受体GABAB(共2个)介导了所有细胞的抑制性。而转运者SLC6A1、SLC6A11、SLC6A12和SLC6A13协同了伽马氨基丁酸的抑制性。(图16-1)
图16-1:谷氨酸和γ-氨基丁酸的关系: Glu: 谷氨酸 . GABA: γ-氨基丁酸 GAD65: 谷氨酸脱羧酶2(65kDa). GAD67: 谷氨酸脱羧酶1(67kDa).
作为一级生命活性物质的谷氨酸和伽马氨基丁酸对二级生命活性物质的细胞的兴奋性和抑制性具有相加作用。例如,谷氨酸(Glu)+乙酰胆碱(Ach),谷氨酸(Glu)+去甲肾上腺素(NA),谷氨酸(Glu)+组胺(HA),谷氨酸(Glu)+五羟色胺(5-HT),谷氨酸(Glu)+多巴胺(DA)。伽马氨基丁酸(GABA)+乙酰胆碱(Ach),伽马氨基丁酸(GABA)+去甲肾上腺素(NA),伽马氨基丁酸(GABA)+组胺(HA),伽马氨基丁酸(GABA)+五羟色胺(5-HT),伽马氨基丁酸(GABA))+多巴胺(DA)。由于二级生命活性物质兴奋性表现的不同,它们相加后表现的兴奋和抑制作用的表型是不同的。上述作用的共同的结构和信号转导基础为离子通道受体和G蛋白偶联受体。
(二)第二级生命活性物质乙酰胆碱、去甲肾上腺素、组胺、五羟色胺和多巴胺之间的关系
无论从分子解剖还是功能上,生命活性物质乙酰胆碱、去甲肾上腺素、组胺、五羟色胺和多巴胺,它们在体内的神经细胞具有自我起搏功能。它们都分别在体内从中枢到外周一贯的形成了系统,从而影响人体的生理功能和精神意识。这里把在标准人体内所有含有乙酰胆碱合成酶、转运者、降解酶和受体作用部位的分子解剖位置统称为乙酰胆碱系统(Achs)。乙酰胆碱由胆碱和胰腺辅酶A在胆碱乙酰转移酶(ChAT)的作用下合成。高亲和力的胆碱转运者为SLC5A7。囊泡乙酰胆碱转运者为SLC18A3。降解酶为乙酰胆碱酯酶。乙酰胆碱已鉴定的受体为M受体(共5个)和N受体(10个)。M受体是G蛋白偶联受体,N受体是离子通道受体。乙酰胆碱介导情感、生化和运动,并接受其它系统和外界理化信号的刺激[36] [37] [38]。
把所有含有去甲肾上腺素合成酶、转运者、降解酶和受体作用部位的分子解剖位置统称为去甲肾上腺素系统(NAs)。去甲肾上腺素由多巴胺经多巴胺β强化酶(DBH)作用合成。去甲肾上腺素转运者为SLC6A2。降解酶为单胺氧化酶A(MAO-A)。去甲肾上腺素已鉴定的受体分为α和β两大类,而α又分为α1和α2两类。α1又亚分为α1A、α1B和α1D。α2亚分为α2B和α2C。β受体分为β1、β2和β3三类。去甲肾上腺素受体均为G蛋白偶联受体。去甲肾上腺素介导情感,动力,心肌和平滑肌的运动,接受其它系统的和外界理化信号的刺激[39] [40]。
把所有含有组胺合成酶、转运者、降解酶和受体作用部位的分子解剖位置统称为组胺系统(HAs)。组胺由组氨酸经L-组氨酸脱羧酶作用合成。组氨酸转运者为SLC15A4。组胺转运者为SLC18A2。组胺降解酶为组胺-N-甲基转移酶。组胺已鉴定的受体有H1、H2、H3和H4。组胺受体皆为G蛋白偶联受体。组胺介导情感,消化,免疫功能,接受其它系统的和外界理化信号的刺激[41] [42]。
把所有含有五羟色胺合成酶、转运者、降解酶和受体作用部位的分子解剖位置统称为五羟色胺系统(5-THs)。五羟色胺是由色胺酸在色胺酸强化酶(TPH)作用下生成五羟色胺酸(5-HTP),经五羟色胺脱羧酶(5-HTPDC)脱羧后生成。五羟色胺转运者为SLC6A4和SLC18A1(单胺囊泡转运者)。五羟色胺降解酶为单胺氧化酶B(MAO-B)。五羟色胺已鉴定的受体共有七类17个受体。除HTR3共5个受体为离子通道受体外,其余均为G蛋白偶联受体。五羟色胺系统介导情感,呼吸,血小板及内皮细胞的功能,接受其它系统的和外界理化信号的刺激[43] [44] [45]。
把所有含有多巴胺合成酶、转运者、降解酶和受体作用部位的分子解剖位置统称为多巴胺系统(DAs)。多巴胺由多巴经芳香族氨基酸脱羧酶作用生成。多巴胺转运者为SLC6A3(DAT)。多巴胺已鉴定的受体有DRD1、DRD2、DRD3、DRD4和DRD5。它们均为G蛋白偶联受体。多巴胺系统介导情感和动机,水盐代谢,生殖功能,接受其它系统的和外界理化信号的刺激[46] [47] [48] [49]。
在同一系统中,生命活性物质的信息传递方式是由供体细胞向受体细胞方向传递(突触后)或由供体细胞向供体细胞方向传递(突触前)。生命活性物质在不同位置实施正向功能(兴奋和抑制)时,系统传递信息的方向是正向性的。正向传递介导兴奋功能(包括对抑制性神经元的兴奋)(图16-2 A)。
不同系统内的信息传递分为两类。第一类是兴奋传递。各系统间兴奋传递的次序是:乙酰胆碱系统(Achs)兴奋去甲肾上腺素系统(NAs)。去甲肾上腺素系统(NAs)兴奋组胺系统(HAs)。组胺系统(HAs)兴奋五羟色胺系统(5-HTs)。五羟色胺系统(5-HTs)兴奋多巴胺系统(DAs)。多巴胺系统(DAs)兴奋乙酰胆碱系统(Achs)。第二类为抑制传递。各系统间抑制传递的次序是:乙酰胆碱系统(Achs)抑制组胺系统(HAs)。去甲肾上腺素系统(NAs)抑制五羟色胺系统(5-HTs)。组胺系统(HAs)抑制多巴胺系统(DAs)。五羟色胺系统(5-HTs)抑制乙酰胆碱系统(Achs)。多巴胺系统(DAs)抑制去甲肾上腺素系统(NAs)。(图二B)
图16-2:系统间,第一级和第二级生命活性物质之间的关系:实箭头表示活化,虚箭头表示抑制。 A: 在同一系统内生命活性物质的作用: Ch1-Ch8: 在大脑内,包括基底核在内的胆碱能神经元群。 A1-A7: 在大脑内,包括蓝斑在内的去甲肾上腺素能神经元群。E1-E5: 在大脑内,乳头核群在内的组胺能神经元群。B1-B9: 在大脑内,包括中缝核群在内的5-羟色胺胺能神经元群A8-A17: 在大脑内,包括黑质在内的多巴胺能神经元群。 PNJ: 副交感神经元效应器接头。 SNJ: 交感神经元效应器接头。 ECL: 肠嗜铬样细胞。 EC: 肠嗜铬细胞。 AMC: 肾上腺髓质细胞. B: 在不同系统内生命活性物质的作用。 Achs: 乙酰胆碱系统. NAs: 去甲肾上腺素系统。 HAs: 组胺系统。 5-HT: 5-羟色胺系统 。DAs: 多巴胺系统。C: 第一级和第二级生命活性物质之间的关系: Glu: 谷氨酸。 GABA: γ-氨基丁酸。
(三)第三级生命活性物质和第一,二级生命活性物质之间的关系
第三级生命活性物质的第一类中的胰腺、甲状腺、胸腺、甲状旁腺和肾上腺分泌的各种生命活性物质(激素)分别为乙酰胆碱系统(Achs)、去甲肾上腺素系统(NAs)、组胺系统(HAs)、五羟色胺系统(5-HTs)和多巴胺系统(DAs)发育所必须。胰腺分泌的胰岛素具有协同兴奋乙酰胆碱系统(Achs)的作用。甲状腺分泌的激素T3、T4具有协同兴奋去甲肾上腺素系统(NAs)的作用。甲状旁腺分泌的激素甲状旁腺素(TPH)具有协同兴奋五羟色胺系统(5-THs)的作用。胸腺淋巴细胞分泌的细胞因子具有协同兴奋组胺系统(HAs)的作用。肾上腺分泌的糖皮质激素和性腺激素具有协同兴奋多巴胺系统(DAs)的作用。
第三级生命活性物质的第二类中的神经肽分别对乙酰胆碱系统(Achs)、去甲肾上腺素系统(NAs)、组胺系统(HAs)、五羟色胺系统(5-THs)和多巴胺系统(DAs)有调质作用(兴奋和抑制)。它们之间的关系见表一。
所有生命活性物质都通过G蛋白偶联受体、离子通道受体、核受体、与酶缔合的受体来实现它们之间的相互作用。它们还直接通过生命活性物质相关基因启动子区中各种特异性转录因子与起始位点间不同间距来影响启动子从而调节自身基因的表达,实现它们之间的相互作用。
表16-1第一级生命活性物质和第二级,第三级生命活性物质之间的关系:
Acpr30:脂联素. ACTH: 促肾上腺皮质激素ADCYAP1: 垂体腺苷酸环化酶激活肽。 ADM: 肾上腺髓质素。 ADM2: 肾上腺髓质素2 ADR: adrenorphin. AgRP:刺豚鼠相关蛋白。 AMI: amidorphin. ANA: anandamide. ANG1: 血管紧张素1.Angiotensin1. ANG2: 血管紧张素2。 ANG (1-7): 血管紧张素 (1-7)。 ANP: 心房钠尿肽。APLN: 血管活性肽。 APP: 淀粉样β(A4)前体蛋白。 ATP: 三磷酸腺苷。 2-AG: 2-花生四烯酸甘油。 AVP;精氨酸加压素。 BAM22P. BNP: 脑钠尿肽。 BRA:缓激肽。 CALCA: 降钙素基因相关肽α。 CALCB: 降钙素基因相关肽β。CART: 可卡因-苯丙胺调节转录肽。 CBLN1: 小脑肽1。 CBLN2: 小脑肽2。 CBLN3: 小脑肽3。CBLN4: 小脑肽4。 CCK: 胆囊收缩素。 CCL (28): 趋化因子 (c-c motif) 配基(共 28个). CHGA: 嗜铬素A. CHGB: 嗜铬素B。CNP: C-型钠尿肽。 CRH: 促肾上腺皮质激素释放激素。 CXCL: 趋化因子 (c-x-c motif) 配基 (共 8个). DYNA:强啡肽A。 DYNB: 强啡肽B。 DYN 32: 强啡肽32。 E: 雌激素。 α-EP: α-内啡肽。 β-EP: β-内啡肽。γ-EP: γ-内啡肽。 ET-1: 内皮素 1。ET-2: 内皮素2. ET-3: 内皮素3. EPO: 红细胞生成素。 FSH: 卵泡刺激素。 GAL: 甘丙肽。GAST34: 胃泌素-34。 GAST17: 胃泌素-17。 GAST4: 胃泌素-4。 GCs: 糖皮质激素。 GCG: 胰高血糖素。 GH: 生长激素。 GHRH: 生长激素释放激素。 GIP:抑胃多肽 。GLI: 肠高血糖素。 GLP-1: 胰高血糖素相关肽1。 GLP-2: 胰高血糖素相关肽2。 GNRH1: 促性腺激素释放激素1。 GNRH2: 促性腺激素释放激素2。L-enk: 亮啡肽。PB: 肽B。 PE: 肽E。 PF: 肽 F。 HCRT1: 下丘脑分泌素1。 HCRT2: 下丘脑分泌素2。 HMWK: HMW-K-激肽。 IAPP: 胰岛淀粉样多肽。IGF-1: 胰岛素样生长因子1。 IGF-2: 胰岛素样生长因子2。 IL1: 白介素1。 IL-6: 白介素6。 IL10: 白介素10。 IL-4: 白介素4。IL13: 白介素 13。 IL5: 白介素 5。 INS: 胰岛素。 KAL: 胰激肽。LMWK: LMW-K-激肽 Kiss-1: kisspeptin 1. LEP: 瘦素。 LH: 黄体化激素。 β-LPH: β-脂蛋白。 γ-LPH: γ-脂蛋白。 LTs:白三烯。LHCG: 黄体化激素-促绒毛膜性腺激素。 MCH: 黑色素。 MEL: 褪黑素。 M-enk: 甲啡肽。 MLN: 胃动素。 α-MSH: α-促黑激素。 β-MSH: β-促黑激素。 γ- MSH: γ-促黑激素。α-N-END: α-新啡肽。 β-N-END: β-新啡肽。NKA:神经激肽 A。 NKB: 神经激肽B。 NKK: 神经激肽 K。 NKN: 神经激肽N。 NKS: 神经激肽 S。 NKU: 神经激肽 U。 NMB: 神经调节肽 B。 NMC: 神经调节肽 C。 NMK: 神经调节肽K。 NMS: 神经调节肽S。 NMU: 神经调节肽 U。 NO: 一氧化氮. NOC: 孤啡肽。 NP1: 神经肽 1。 NP2: 神经肽2。 NPAF: 神经AF。 NPB-23: 神经肽B-23。NPB-29: 神经肽B-29。 NPFF: 神经肽FF。 NPGl: 神经肽Glu-lle。 NPGG: 神经肽 Gly-Glu。 NPK: 神经肽 K。 NPS: 神经肽 S。 NPSF: 神经SF。 NPY: 神经肽Y。NP-γ: 神经肽 γ。 NPW-23: 神经肽 W-23。 NPW-30: 神经肽 W 30。 NUCB 2: 新饱食分子。 NTS: 神经降压肽。 OXT: 催产素。 OXY: 胃泌酸调节素。 P: 孕酮。 PB: 肽 B。PE: 肽E。 PF: 肽 F。 PGs: 前列腺素。 PPY: 胰多肽。 PRL:催乳素 。 PROK1: 前动力蛋白 1。 PROK2: 前动力蛋白2。 PTH: 甲状旁腺激素。 PTHrP-(1-36), PTHrP-(38-94), PTHrP-(107-139): 甲状旁腺激素样激素。 PYY: 肽YY。 REN: 肾素。 RETN: 抵抗素。RFRP1: RF-amide 相关肽 1。 RFRP2: RF-amide相关肽2.。RLN1: 松弛素1。 RLN2: 松弛素 2。 RLN3: 松弛素3。 SCT: 促胰液素。 SST: 生长抑素。 T: 睾酮。T3:T4: 甲状腺激素。TRH: 促甲状腺素释放激素。TSH: 促甲状腺素。 TAAs: 痕量胺。 UCN: 尿皮素。 UCN2: 尿皮素2。 UCN3: 尿皮素3。UTS2: 尾加压素2。 VIP: 血管活性肠肽。
所有能使生命活性物质网络产生震荡的因素均称为网络活化因子。它实质上包含了人类生存的所有环境因子。
当受到光、音频信号、食物,味觉分子、嗅觉分子、机械感觉、气候觉和情绪刺激时,这些物理化学信号通过G蛋白偶联受体和离子通道转化成化学级联信号,从而使网络内不同系统产生兴奋或抑制,产生网络震荡。(表16-2)
表16-2:网络活化因子和网络的关系:
第三节 病与病机
一种看法是:人类基因组完成后,将会改变人们如何定义,预防和治疗疾病[50]。根据以往对疾病名称的定义分析看到,疾病名称的定义方法有两类,一类是根据症状定义,一类是根据病因定义(还有一类以人名命名的例外)。如果把病因归到基因,把基因多态性的异常作为命名疾病的依据,临床医学将会建立在一个更加不确定的基础之上。传统上,医生均以临床症状来定义疾病,这一点,现代医学和中医都是一致的。随着对基因组和蛋白质组认识的深入,我们在整合了生命活性物质网络之后,我们发现一个系统内分子的太过和不及及其分子通路上受体,转运者,细胞内转导途径,分子伴侣,转录因子,效应器等及其相关结构异常,都可能在人体上表现为一个共同的表型或表型组(由基因多效性或分子受体部位决定)。外界因素对上述网络稳态的破坏形成的表型或表型组是为症状,命名为病。
由中国清政府主持编篡的大型医学图书《古今图书集成·医部全录》[5]内科疾病均以临床症状命名,共列52总门,门下列诸分症状,次辨证论治。为方便理解罗列如后:风门,火门,暑门,湿门,燥门,寒门,痹门,痰门,咳嗽门,呕吐门,泄泻门,霍乱门,滞下门,大小便门,淋浊遗精门,血门,汗门,渴门,哮喘门,疸门,疟门,厥门,癫狂门,痫门,瘟疫门,瘫痿门,虚劳门,肿胀门,噎嗝反胃门,饮食门,积聚门,惊悸怔仲健忘门,情志门,烦躁门,嗜卧门,不得卧门,声音门,呃门,噫气门,懊憹门,懈惰门,太息门,中蛊门,中毒门,中恶门,卒中暴死门,诸哽门,五绝门,怪病门,诸虫门,颐养补益门,种子门等。
梳理现代医学所有病的症状,综合分类也不外乎这些类型。这很好理解,因为和中医一样,只是对发生在人体上不同的异常症状进行了不同的归纳和分类。
理解分子时代的疾病类型和分类方法必须解决以下两个问题:
(一)同一症状可由不同的分子引起
一个病(症状)可以由多个病因导致。从分子生物学的角度来看,前述网络中不同的系统和亚系统稳态变化都有可能对一个确定系统产生一个统一表型。即不同系统对同一系统的作用。
以咳这一症(或叫病,或叫表型)为例。《黄帝内经·素问·咳论第三十八》中说:“五脏六腑皆令人咳,非独肺也,肺咳之状,咳而喘息有音,甚则唾血。心咳之状,咳则心痛,喉中介介如梗状,甚则咽肿,喉痹。肝咳之状,咳则两胁下痛,甚则不可以转,转则两胠下满。脾咳之状,咳则右胁下痛,阴阴引肩背,甚则不可以动,动则咳剧。肾咳之状,咳则腰背相引而痛,甚则咳涎。脾咳不已,则胃受之。胃咳之状,咳而呕,呕甚则长虫出。肝咳不已则胆受之,胆咳之状,咳呕胆汁。肺咳不已则大肠变之,大肠咳状,咳而遗失。心咳不已则小肠受之,小肠咳状,咳而失气,气与咳俱失。肾咳不已则膀胱受之,膀胱咳状,咳而遗溺。久咳不已则三焦受之,三焦咳状,咳而腹满不欲食饮。此皆聚于胃,关于肺,使人多涕唾而面浮肿气逆也。”根据前述网络,咳相关的分子途径如图16-3所示。
图16-3 一个症状(病)有不同的分子系统组成
(二)同一分子(系统)可引起不同的病(表型)
基因的多效性是指一个基因影响许多表型的现象。它是分子间整合遇到的最棘手的问题。仔细梳理基因多效性的特点发现:基因多效性是由于该基因在生物体内所作用的位置决定的。同一分子引起不同的表型是由基因多效性引起的(如图四),也就是由该基因的作用位置决定的。以5-HT系统为例,在体内不同部位显示了以下十四类表型:a.5-HT表达在肺神经上皮小体,肺静脉上皮。调节呼吸,应答CO2 、PH,低氧应答,兴奋膈神经。b.结肠疾病,功能性结肠疾病,食欲控制,胃肠道收缩和内皮依赖的松弛,肠激惹综合征。c.焦虑,抑郁,压力应答,精神分裂,自闭,反社会人格,等。d.体温调节,伤害性刺激。e.感知痛觉,皮肤感觉和伤害性刺激,皮肤毛发与皮质桶发育,与P物质、降钙素基因相关肽共存。f.单胺氧化酶B表达在血小板,血小板活化,血小板摄取五羟色胺。g.下列免疫细胞中产生五羟色胺:肥大细胞,CD4+、CD8+细胞,肺静脉内皮。h.调节多巴胺释放,调节原阿黑皮素(POMC)神经元活化,调节CRH释放,调节皮质甾酮(corticosterone)释放,性行为调节,早泄,阴茎勃起,不规则性成熟,成骨细胞增殖,保持正常骨密度。i.血管平滑肌收缩与舒张,动脉血管收缩,调节心血管,心脏缺损,心室肥大,心脏发育,胚胎心肌细胞增值,心瓣膜病,高血压,调节心律,关注缺乏。j.受体表达在交感神经和副交感神经的节前突触,调节乙酰胆碱的释放,胰岛素敏感和糖稳态,阿兹海默病人的攻击行为,攻击行为。k.癫痫发作,双向障碍。l.自受体。m.睡眠调节。n.季节节律,视觉感知,视上核结构。
图16-4 一个分子(系统)可引起不同的病 (位置相关)
病机,是指疾病发生、发展、变化及其结局的机理。
追溯大量现代医学文献发现: 大部分现代方法命名的疾病的病机都是多模式和不确定的。而中医理论则宏观地对所有以中医症状命名的疾病归纳为病机十九条。
(一)现代医学中对发病机理的描述
在现代医学体系中,大部分疾病的发病机理有待于进一步阐释。
我们以上海医科大学戴自英主编的《实用内科学》[51]关于动脉粥样硬化为例:
[发病机理]:本病发病机理未完全阐明,有多种学说从不同角度来阐述,可能它的发病是多机理的。脂肪浸润学说;血栓形成和血小板聚集学说;损伤反应学说;单元性繁殖学说 ;其它 :与发病有关的其他机理尚有神经、内分泌的变化,动脉壁基质内酸性蛋白多糖质和量的改变,动脉壁酶活性降低等。这些情况可通过影响血管运动、脂质代谢、血管壁的合成代谢等而有利于粥样硬化病变的形成。
(二)基因组与病机
通过对基因组和其它组学与疾病关系的梳理,我们发现,如果不对基因组和其它组学进行网络化整合,是无法全面阐述一个疾病的病机的。因为一个疾病的风险因子可涉及数十乃至上百个基因。如非胰岛素依赖糖尿病风险因子涉及的基因达三十二个以上。而一个基因涉及的病变可达几十乃至数百。如肿瘤坏死因子(TNF)在Malacards中涉及的病变可达六百六十个。这里同时还涉及到疾病的命名问题。
(三)中医中的病机十九条
根据对前述分子系统的表型大数据分析和对中医藏象系统表型大数据分析初步得出:
①生命活性物质乙酰胆碱系统的表型组(总)≈中医肝系统的象(总)
②生命活性物质去甲肾上腺素系统的表型组(总)≈中医心系统的象(总)
③生命活性物质组胺系统的表型组(总≈中医脾系统的象(总)
④生命活性物质5-羟色胺系统的表型组(总)≈中医肺系统的象(总)
⑤生命活性物质多巴胺系统的表型组(总)≈中医肾系统的象(总)
把藏象系统和六气系统对应列表,并代入分子系统我们可以沿着这个途径追溯到详细的病机线路图。如:寒,水液,澄澈清冷→肾(藏象系统)→DA系统→(突触前涉病分子→突触间隙涉病分子→突触后涉病分子→涉病转导途径分子→涉病分子伴侣→涉病转录调节分子→涉病效应途径),同时考虑其它分子系统对本系统的稳态影响。
运用这一方法,对以症状命名的疾病可以从现代医学和中医学两个分面同时阐述病机。
表16-3 病机19条。附:诸痿喘呕,皆属于上(突触前),诸厥固泄,皆属于下(突触后)
(四)中医病位学病机
中医理论对病位十分重视,最重要的有三焦,阴阳五行六气标本,《黄帝内经·素问·天元纪大论》:“天有五行,御五位,以生寒暑燥湿风,人有五脏,化五气,以生喜怒思忧恐。在天为风,在地为木,在天为热,在地为火,在天为湿,在地为土,在天为燥,在地为金,在天为寒,在地为水,故在天为气,在地成形,形气相感而化生万物矣。然天地者,万物之上下也;左右者,阴阳之道路也;水火,者阴阳之征兆也;金木者,生成之始终也”。
《黄帝内经﹒素问﹒六微旨大论》︰“少阳之上,火气治之,中见厥阴;阳明之上,燥气治之,中见太阴;太阳之上,寒气治之,中见少阴;厥阴之上,风气治之,中见少阳;少阴之上,热气治之,中见太阳;太阴之上,湿气治之,中见阳明。所谓本也,本之下,中之见也,见之下,气之标也,本标不同,气象应异。”
相火之下,水气承之;水位之下,土气承之;土位之下,风气承之;风位之下,金气承之;金位之下,火气承之。君火之下,阴精承之。亢则害,承乃治,治则生化,外列盛衰,害则败乱,生化大病。
根据网络,我们有如下公式:GABA+Ach(厥阴)(标)=Ach风木(本);GABA+NA(少阴)(标)=NA君火(热)(本);GABA+HA(太阴)(本)=HA湿(标);Glu+A(相火)(标)=A火(本);Glu+5-HT(阳明)(标)=5-HT燥(本);Glu+DA(太阳)(标)=DA寒(本)。这些公式均为实验证实。用这一分子途径,可以阐释《伤寒论》中的辩证论治方法。
表16-4 中医病位学病机
第四节 单、多靶点药物作用分子机理
历史上,单靶点单体分子药物,单靶点单体分子复方药物,多靶点单植物多分子药,多靶点多植物多分子药物,为主要的药物使用类型。单靶点单体分子药物使用虽然只有二百一十多年,但目前,已成为使用最为广泛的药物类型。但随着分子生物学的深入,临床医学和基础医学分离逐渐显现,单体药物研发困难,单靶点单体分子复方药物研究和使用呈上升态势。较为流行的有复方制剂和鸡尾酒疗法。多靶点多分子植物药物,因为药物原理复杂,并且和目前流行的医学基础理论对接困难,在世界上只有主流中医药学体系内在广泛应用。在分子生物学理论和技术飞速发展,大量的植物药化学成分,纵贯数千年的临床应用积累的今天,用整合的思想方法探索多靶点,多分子,多层次,多途径,网络化级联化的中药的分子机理的时机已经成熟。
在所有已开发的美国FDA近年批准的1000多种新药中,有约70%的都是直接作用于生命活性物质网络,其余均与这些物质的合成酶网络作用途径和结构相关。它们对靶点的理论作用强度应该为100%,但几乎所有的强效药物都只有70%左右的有效率,它实质上和前述网络作用有关。我们观察到的药效不是单分子化合物对单靶点的药效,而是药物对该靶点在人体内的位置和该靶点在网络中的分布强度和系统状态决定的。一个单分子化合物对靶显示出的理论作用在人体内分为作用和副作用,我们希望出现的结果为作用,不希望出现的结果为副作用。把能够通过给药改变网络稳态产生预期作用的药物称为强效药,把预期有效但在网络中没有产生预期作用的现象称为药物作用在网络中的湮灭。介于作用湮灭和有效之间的作用称为药物的有效作用。这些概念在药效评价中是有用的。在药物的研发过程中,应尽力追求分子解剖学,分子生理学,分子病理学和分子药理学的一致性。
中药作用基础理论。中药药效学主要体现在四气、五味、归经。四气指温、凉、寒、热;五味指酸、苦、甘、辛、咸;归经是指中药的作用部位。
根据前述药物靶TRPV3(>33℃),TRPV1(>42℃),TRPV2(>52℃),TRPV4(27-42℃),TRPM8(<25℃),TRPA1(>17℃),它们分别活化温,热,暑,平(湿),凉,寒,是为中医药中四气理论。在人体内,它们外和四季,春夏(长夏)秋冬相应,内经它们的非温度配基,作用与消化道,最终对上述网络产生作用。对比汉·张仲景《伤寒论》[52]和清·吴瑭《温病条辨》,它们均有很好的运用。一味中药表现出来的对人体的温度转导特性定义为该药的温度总表型。温度作用于离子通道,具有兴奋神经系统靶的快反应特征。
前述转导味觉等靶ASCIs被酸味活化,TAS2Rs被苦味活化,TASIRs甜味,鲜味活化,GRM4也被鲜味活化,TRPs被辛味活化,SCNNs被咸味活化。一味中药表现出的对人体味觉转导特征定义为该药的味觉总表型。味觉受体均为G蛋白偶联受体。它们和生命活性物质受体具有共同的下游转导和转录,调节途径。
《黄帝内经·至真要大论七十四》说“夫五味入味,各归所喜攻:酸先入肝,苦先入心,甘先入脾,辛先入肺,咸先入肾,久而增气,物化之常也,气增而久,夭之由也。”由于五味理论的长期运用,直到金代张元素,形成了系统的归经理论。
归经理论就是药物作用部位,而药物作用位置的分子基础主要是该药的受体作用部位。酸入肝,中医中肝系统的功能就是Ach系统的功能,而所归之经就是体内Ach系统的受体作用部位。苦入心,中医中心系统的功能就是NA系统的功能,而所归之经就是NA系统的受体作用部位。中医中脾系统的功能就是HA系统的功能,而所归之经就是HA系统的受体作用部位。中医中肺系统的功能就是5-HT系统的功能,而所归之经就是5-HT系统受体作用部位。中医中肾系统的功能就是DA系统的功能,而所归之经就是DA系统受体作用部位。长期使用一类药物就会破坏系统稳态,导致死亡。
五味阴阳之用:辛甘发散为阳,酸苦涌泄为阴,咸味涌泄为阴,淡味渗泄为阳。
根据公式: GABA+Ach(厥阴)(标)=Ach风木(本);GABA+NA(少阴)(标)=NA君火(热)(本);GABA+HA(太阴)(本)=HA湿(标);Glu+A(相火)(标)=A火(本);Glu+5-HT(阳明)(标)=5-HT燥(本);Glu+DA(太阳)(标)=DA寒(本).
上述公式的实体意义在于第一类和第二类生命活性物质共存。
根据实验:在GABA和Ach共存的神经末梢中Ach的兴奋引起GABA兴奋;在GABA和NA共存的神经末梢中,NA的兴奋引起GABA的兴奋;在Glu和A共存的神经末梢中,A的兴奋引起Glu的兴奋;在Glu和5-HT共存的神经末梢中,5-HT的兴奋引起Glu的兴奋;这里强调的是Glu和GABA可实时转化。在GABA和组胺共存的神经末梢内,当关注力强的时候兴奋Glu,当关注力弱的时候,兴奋GABA;在Glu和DA共存的神经末梢中,产生同Glu兴奋相反的作用,
代入五味:阴+酸=阴;阴+苦=阴;阴+甘(淡)=阴(阳);阳+苦=阳;阳+辛=阳;阳+咸=阴。
一味中药(主要指植物药,但也包括动物药和矿物药)虽然有几个数量级的化学成分,它们对人体内靶系统的作用方式,根据上述分析,有四气五味归经,升降沉浮。就植物本身而言,这是它相对于另一个生命体在自然界中表现出来的对其有作用的总表型特征。它可以拆单为小分子化合物作用于人体生命活性物质网络产生药理作用,也可使用其总的表型特征,运用复杂方法综合作用于人体生命活性物质网络(图五)。
图16-5 中药方剂相互作用分子机理图
三、方剂学分子机理
在上述单味中药作用原理的基础上,通过对中药植物化学成分分类分析,列出中药组方规律中的分子特征,并与前述消化道靶和人体网络进行对接,提炼出它们的分子基础。(如图16-5)
对于中药组方,《黄帝内经·至真要大论篇第七十四》提出了明确指导原则:“有毒无毒,所治为主,适大小为制也;君一臣二,制止小也;君一臣三佐五,制之中也;君一臣三佐九,制之大也。”“气有高下,病有远近,,证有中外,治有轻重,适其至所为主也。君一臣二,奇之制也,君二臣四,偶之制也;君二臣三奇之制也;君二臣六,偶之制也。”“主病之谓君,佐君之谓臣,应臣之谓使。”
图16-5中显示,在一味治疗性中药,它对靶系统有一个总作用特性如上述四气五味,根据前述网络作用原理表,我们设定:甲药有8种成分,成分a形成为该药的表型特征的关键分子,对某病具有治疗作用,为君,乙药有8种成分,丙药有8种成分,它们的其它成分虽然不同,但它们具有共同的a作用成分,对于靶来说,它们的作用在靶网络中经历同一信号通路,它们是臣,对君药有直接增强作用。丙药和丁药都有8种不同成分,它们具有与上述甲,乙,丙,不同的表型特征关键分子as,而as通过不同的信号作用途径增强a的作用,是为佐药。我们理解所谓使就是要让一个分子Bs适度活化作用的靶位分子系统。
除了形成上述药物表型特征的成分,其它成分包含了,系统过程的各种底物,,信号转导分子,分子伴侣,转录因子,miRNA等。它们的总作用特征有以下两种结局:当它们的总作用强度<网络兴奋域时它们的药物作用被系统湮灭;当它们的总作用强度>网络兴奋域,显示为增效或副作用。
图16-5中右图显示在上述多靶点多植物多分子药物(中药方剂中),某种方剂剂型对系统网络作用效果分子原理图。
一个剂型的中药方剂它对一个病的总作用强度用下列公式表示:
E=3a+2as-Bs+X
公式中 E代表一个剂型的中药方剂对人体内一个病的总作用强度,a代表单位中药主要有效成分,as代表单位中药系统增效成分,Bs代表靶系统兴奋,X代表药物其他成分综合效应和饮食,气候,光,情绪等对人体内网络的影响,为变数。
根据上述公式我们在临床治疗上对君药的选择可有单体和单位中药,多味中药多种方式,用不同通路相同疗效的单多靶药物为臣或佐。用兴奋靶位的药为使,调整靶稳态。图16-6列出了消化道所有靶与中药分子相互作用的平面图
图16-6 为消化道所有靶与中药分子的平面展示
在当前各种“组学”后医学大背景下,整合中医与主流医学体系;全面正确理解药物作用途径;从网络的角度,不同的作用级联研究并阐释被标签的每一种疾病背后的生理过程的实质变化,使用不同药物类型的科学内核研发新药和治疗疾病。
图16-7显示了基于分子生物学的疾病的中医药研究及新药研发方法模式图。即使没有一个统一的疾病命名模式,以当前通用病名我们也可以运用该模式。
图16-7 基于分子生物学的疾病的中医药研究及新药研发方法模式图
当确定了病名以后,第一,对该病在中医和当前主流医学中所有相关病名学,流行病学,病因学,病机,病理学,药理学,治疗学和评价学进行文献学研究。第二,对上述资料进行大数据整理整合。第三,对上述资料进行分子生物学概述。第四,根据生命活性物质网络关系绘出它们的分子作用理论图。第五,动物建模。第六,对模式动物病理实体进行基因组学,转录组学,蛋白质组学,提取,分析,与生命活性物质网络进行对照,找出级联分子间间隙,确立病因,病机,病理。第七,找出疾病靶或靶群,第八,运用中药作用强度公式设计中药处方,确立君臣佐使。第九,运用中药组方原理和中药化学组学,代谢组学,毒理学研究处方,优化处方。第十,各层级网络分子对接,进行理论预评价。第十一,动物实验。第十二,临床研究。第十三,疗效评价。
在单靶点,分子单体(大分子,小分子化合物)化合物的研究进入困难期后,满足临床多样化,高效化的要求和生命科学知识的临床转化,需要对经消化道,血管,皮肤,粘膜等其它途径的药物靶,靶间关系进行梳理整合,建立分子解剖,分子生理,,分子病理,分子病机,分子药理一致的多靶点,多成分,多途径,网络化,级联化的分子作用基本明晰的药理学体系。这一体系是通过以中医药理论为路标,以生命科学海量的科学资料为基础的。具有很高的理论性和实践可操作性。但这只是一个起点,今后的方向是通过药物研发和临床实践不断地丰富,充实,提高。
表16-5 分子系统解剖、生理、病理、病机、药理一致性