第一篇　总论

第一章　绪论

第一节　中药药效研究方法学基本概念［1，2］

中药：

中药是在中医药理论的指导下，用以防病、治病及保健的药物，包括中药材、中药饮片和中成药；按来源可分为植物药、动物药及矿物药。

中药功效：

中药功效即每味中药的功能和主治。

中药功能与主治：

中药的功能包括解表、清热、温里、祛湿、理气、活血、补益等。中药的主治是中药对病证的防治及调理作用。

中药药理学：

是以中医药基本理论为指导，运用现代科学技术方法，研究中药与机体相互作用及作用规律的学科。其研究内容包括中药的功能与主治的现代科学原理。

中药药效研究方法学：

是以中医药基本理论为指导，运用现代科学技术方法，研究中药药效的方法学；是研究中药防治疾病原理的方法学。中药药效研究方法学是中药药理研究方法学的重要内容，对推动中药药理学及中药学的发展有重要意义。

第二节　中药药效学研究的主要成果［3-5］

中国传统中医药学是一个伟大的宝库，中药学是其中最重要的部分之一，历史悠久，源远流长。中药的使用已有几千年的历史，现有文献记载的我国第一部中药专著《神农本草经》（东汉末期约公元220—316年）分类收载药物365种，其中有麻黄定喘、黄连治痢、大黄泻下、当归调经、常山截疟、乌头止痛等中药功效论述。明代李时珍所著《本草纲目》（1518—1593年）系统分类收载药物1892种，并配插图1160幅，其书中记述曼陀罗花与麻子花等分为末，热酒调服3钱，少倾昏昏如醉等，体现了传统中医药的功效。近半个世纪以来，结合中医药理论，运用现代药效学研究的技术与方法，对中药功能和主治进行了大量研究，已取得许多成果，阐明了许多中药的功能和主治原理，还发现了新的临床用途。

现代中药药理学的“中药药效”研究，用现代科学技术方法和理论阐明了传统中药功效的作用机制和有效成分，促进了中药学的发展。这些理论研究成果已经得以总结并出版了专著《中药药理学》。下面略举几个具有代表性的中药治疗病证的药效学研究成果。

一、单味中药

麻黄和麻黄碱：

麻黄碱是麻黄的有效成分，其生理作用与肾上腺素类似，且作用较持久，其效能完全与交感神经兴奋剂相同。陈克恢教授与Schmidt教授于1924年首次发表了关于麻黄碱研究的论文。论文发表后引起轰动，麻黄碱因此一跃成为举世瞩目的一个拟交感神经新药。如今，麻黄碱早已被国际社会接受，成为一个常用的现代药物，其在治疗支气管哮喘和防治腰麻等引起的低血压等方面发挥了重要作用。麻黄研究的成就代表了20世纪20年代本草学的辉煌，是我国本草对世界医学的一大贡献。

青蒿和青蒿素：

历代本草均有“青蒿截疟”的记载，但其煎剂疗效不稳定。20世纪70年代，我国学者从青蒿中发现抗疟有效成分青蒿素，并在其原型结构的基础上合成和筛选了多个衍生物，提高了临床疗效。青蒿素及其衍生物对疟原虫红细胞内期有直接杀灭作用，但对红细胞外期和前期无影响。其抗疟机制主要是影响疟原虫的膜结构，首先作用于生物泡膜、表膜和线粒体膜，其次是核膜和内质网。青蒿素给药后控制症状和原虫转阴速度比氯喹快，特别是对于抗氯喹疟疾。青蒿素及其衍生物抢救严重的恶性疟，尤其是脑型疟有独特的效果。

青黛和靛玉红：

靛玉红是青黛的有效成分，在青黛中含量甚微，但临床疗效胜于青黛。动物实验和临床研究中都显示，靛玉红对慢性粒细胞白血病有明显疗效。与马利蓝相比，不论在脾脏开始缩小时间及最佳疗效发生时间等方面均不比马利蓝差。尤其重要的是，靛玉红的作用不同于马利蓝，它可缩短粒细胞成熟时间，而不是杀细胞，无骨髓抑制现象。另外，靛玉红可提高四硫化四砷治疗白血病的疗效。

丹参和丹参酮、丹酚酸：

丹参是常用中药，素有“一味丹参，功同四物”的美称。丹参具有改善血液流变学特性，可以降低血黏度，抑制血小板聚集，改善微循环，扩张冠状动脉，增加冠脉流量，改善心肌梗死实验动物的心脏功能，缩小梗死范围。从丹参中提取的隐丹参酮、丹参酮、丹参酮Ⅱ-A、丹参酮Ⅱ-B等脂溶性成分，有抗菌活性，并有一定的抗炎、免疫调节及抗动脉粥样硬化作用。丹参的水溶性成分丹酚酸有显著的抗心脑缺血、抗血栓和保护心脑等作用。另外，丹酚酸还有抗慢性肝损伤和肝纤维化作用。

人参及人参皂苷：

人参对核酸和蛋白质合成都有明显的促进作用。这一作用主要由于人参皂苷可以激活细胞核内的RNA聚合酶，导致mRNA和rRNA升高，并转移到细胞质内，增加细胞质内核糖体和多聚核糖体合成，导致蛋白质合成增加。对细胞分裂活跃的器官组织，如骨髓、睾丸、肾上腺、胸腺和脾脏等，人参皂苷能促进组织细胞的DNA合成。人参皂苷Rb1能改善记忆和增加性功能，可防治重复应激导致的动物智力下降、性行为低下、血浆睾酮或雌激素水平显著降低。

灵芝和灵芝多糖：

灵芝被誉为“仙草”，《神农本草经》将其列为上上药，并载有“益心气”“安精魂”“好颜色”“补肝益气”“不老延年”等功效。灵芝多糖不仅能增强正常小鼠的免疫功能，还能明显恢复免疫抑制药、抗肿瘤药引起的免疫功能抑制和衰老所致免疫功能障碍。灵芝多糖促进细胞因子（IL-1、IL-2）生成，T和B细胞增殖，肿瘤细胞凋亡，具有一定的抗癌作用。

黄连和小檗碱：

黄连为清热解毒中药的代表。黄连对金黄色葡萄球菌、链球菌、痢疾杆菌、大肠埃希菌、肠道沙门菌等多种致病菌具有广谱抗菌作用。其有效成分小檗碱，现已人工合成，因疗效卓著、副作用小而成为治疗胃肠道感染的常用药物。近年来还发现，黄连及小檗碱还具有降低胰岛素抵抗、降血糖及抗心律失常等作用。

五味子及提取物：

五味子醇提物及五味子甲素、乙素、丙素，五味子醇甲、醇乙，五味子酯甲和酯乙等对CCl4、半乳糖等引起的动物肝脏损伤有明显的保护作用。保肝作用是五味子用于治疗肝炎的基础。在人工合成五味子丙素过程中获得的中间体联苯双酯，其对CCl 4中毒大鼠肝损伤有明显的对抗作用。五味子乙素对肝损伤动物模型也有明显的降酶保肝作用，对原代培养的大鼠肝细胞脂质过氧化有良好的抗氧化作用。

砒石、雄黄及三氧化二砷：

砒石、雄黄可以通过诱导肿瘤细胞分化、凋亡，治疗急性早幼粒细胞白血病。砒霜中剧毒成分三氧化二砷可以抑制血管生成，抑制肿瘤转移。在体外，三氧化二砷能够有效抑制胃癌、肺癌、前列腺癌、肝癌、喉癌等肿瘤细胞的生长，临床除治疗急性早幼粒细胞白血病外，对其他类型恶性肿瘤亦具有很大治疗潜力。

以上仅仅是几个比较有代表性的例子。实际上，经过我国药理学家和世界药理学家近一个世纪的共同努力，已经对常用的数百种单味中药进行了系统且深入的研究，评价了药材总成分的功能和药理作用，发现了大批有效成分和具有良好药理作用的单体化合物，开发了一批临床应用的药物，为现代药理学、临床医学和药学的发展作出了巨大贡献，极大推进了中药药理学理论的进步。

二、中药复方

六味地黄丸：

六味地黄丸是中医名方，六味地黄的称谓来自钱仲阳所著的《小儿药证直诀》。该方由熟地黄、山茱萸、山药、茯苓、牡丹皮、泽泻组成，具有“滋阴补肾”之功能，主治肾阴亏损。药效学研究表明，六味地黄丸有降血糖、降血压、降血脂、增强免疫、延缓衰老及防癌抗癌作用，并对泌尿生殖系统、内分泌系统及心血管系统有明显影响。现正在探索其与化疗药联合用于抗肿瘤以减轻化疗药的毒性及不良反应。

桂枝汤：

本方出自汉代张仲景《伤寒论》。该方由桂枝、芍药、甘草、生姜、大枣组成，乃“滋阴和阳、解肌发汗、调和营卫”之第一方，主治外感风寒表虚证。药效学研究证明，桂枝汤有抗病毒作用。例如，对亚洲甲型鼠肺适应株FM1滴鼻所致肺炎模型小鼠，桂枝汤可抑制其肺部炎症反应，降低肺指数，减少肺组织中增殖的病毒颗粒，增强单核巨噬细胞的吞噬功能。另外，桂枝汤具有抗菌、抗炎、解热发汗等作用，对外感风寒表虚证的感冒、支气管肺炎有效。

安宫牛黄丸：

出自清代吴鞠通的《温病条辨》。该方由牛黄、犀角、麝香、珍珠、朱砂、雄黄、黄连、黄芩、栀子、郁金、冰片组成，具有“清热解毒、镇惊开窍”之功效，用于热病、邪入心包、高热惊厥、神昏谵语。药效学研究证明，安宫牛黄丸的“开窍”功效与多环节的脑保护作用相关，可提高脑损伤大鼠脑电β波功率及相对功率，显著改善皮层锥体细胞的损伤和突触结构，有明确的促清醒作用。该方对多种脑损伤后的大鼠具有促进脑神经血管的再生与发生、促进脑功能恢复的作用。此外，安宫牛黄丸还有解热、镇静、抗惊厥作用，可用于高热昏迷、中风、脑炎、脑膜炎等。

生脉散：

本方出自金代张元素《医学启源》。该方由人参、麦冬、五味子组成，具有“益气复脉、养阴生津”之功效。药效学研究证实，生脉散可增加心肌收缩力，产生升压效应，对心力衰竭心脏有正性肌力作用；对大肠埃希菌、痢疾杆菌或金黄色葡萄球菌所致的小鼠致死性感染有保护作用。其抗休克作用与兴奋垂体-肾上腺皮质功能，增强糖皮质激素受体功能有关。此外，生脉散可降低高脂血症大鼠的血黏度，抑制红细胞、血小板的聚集，延长体外血栓形成时间等，其注射液可用于心力衰竭、心肌梗死、心源性休克、感染性休克等的治疗。

炙甘草汤：

本方出自《伤寒论》。该方由炙甘草、生姜、人参、生地黄、桂枝、阿胶、麦门冬、麻仁、大枣组成，具有“益气滋阴、通阳复脉”之功效，历来为治疗“脉结代，心动悸”之要方。因炙甘草汤作用稳定、治疗效果显著、无明显毒副作用等特点，现常用于心律失常的治疗。药理研究表明，炙甘草汤抗心律失常机制可能与抑制钙通道电流，抑制瞬时外向钾电流，延长动作电位时程，降低自律性，抗心肌触发活动有关。

复方丹参滴丸：

该方由丹参、三七、冰片组成，具有“活血化瘀，理气止痛”之功效，临床常用于治疗气滞血瘀所致的冠心病、心绞痛。复方丹参滴丸具有扩张冠状动脉、抑制血栓形成、改善血液流变学等作用。另外，还能预防缺血再灌注引起的大鼠心脏微循环障碍和心肌损伤。

复方青黛片：

复方青黛片的主要成分为青黛、雄黄、太子参、丹参，具有“清热解毒，益气生血”之功效。1995年，研究报告表明：以复方青黛片为主，可治疗急性早幼粒细胞白血病。继此临床研究之后，有不少报道其治疗急性早幼粒细胞白血病有效。2008年，陈竺在美国科学院学报上发表了题为《剖析对急性早幼粒细胞性白血病有良好疗效的中药复方黄黛片的分子机制》的研究论文，阐述了复方黄黛片治疗急性早幼粒细胞性白血病的作用及机制。雄黄的主要成分是四硫化四砷，青黛的有效成分是靛玉红，丹参的有效成分则是丹参酮。四硫化四砷是本方的“君药”，它直接作用于癌蛋白，通过诱导其降解，从根本上逆转癌细胞的增长，使其分化成熟。丹参酮和靛玉红通过增加运送四硫化四砷的通道蛋白的数量，显著增加了进入白血病细胞的四硫化四砷浓度，从而提高了疗效。青黛使雄黄的毒副作用大幅度降低。该研究在分子水平阐明中药复方多成分、多靶点的作用机制，说明中药方剂配伍原则的合理性。

第三节　中药药效学研究方法主要著作

科学的进步与方法学的突破及发展密不可分。一个学科的形成和发展，首先是这个学科研究方法的进步。中药药效研究方法是中药药理研究的核心，是在现代医药科学技术基础上发展起来的。20世纪20年代初，陈克恢实验研究证明麻黄具有升血压作用。此后的几十年来，大量科学工作者运用科学手段和实验方法，研究中药药效，阐明中药的药理，极大地促进了中医药学的发展。这些方法学研究成果，已整理出版了许多专著与教材（表1-1-1）。这些著作都涉及中药防治疾病的药效学方法，本书 《中药药效研究方法学》就是针对中药药效学研究方法的专著。

第四节　中药药效研究方法与技术［4-8］

近期大量中药药理研究发现，中药药效是多成分、多靶点、多环节的整合效应。随着现代科学技术的发展，许多新技术、新方法逐渐被采纳，中药药效学研究的方法和手段也愈趋先进。目前，中药药效研究已不仅局限于传统常见的药理学研究方法，更引入了分子生物学、生物物理学及临床药理学的方法，并与生理学、生物化学、免疫学、病理生理学、病理形态学、组织化学、细胞化学等多学科交叉联系。在技术方面，融入了计算机、信息科学及自动化等技术方法。在运用基本的电子显微镜技术、共聚焦技术、电泳技术、分光光度法、薄层扫描法、气相色谱法、高效液相色谱法、电化学法等基础上，引入多导生理记录仪、光学相干层析仪、机器人、基因芯片、蛋白质组学、代谢组学、分子雷达、同位素技术、细胞重组技术、超微技术、微透析技术、单细胞与活体分析技术等新仪器、新技术，通过计算机自动控制、图像分析处理和多媒体等多种现代科技手段，引领药效学研究由宏观向微观方向深入，由整体、器官水平进入更深层次的细胞和分子水平。

一、整体实验

整体实验方法是通过药物对不同动物模型的作用，观察整个机体对药物的反应。整体实验是最常用、最基本的药理实验方法。结合细胞因子、神经递质等生物活性物质、离子通道、基因、受体功能的检查和分析，观察器官、组织和细胞对药物的反应，为发现中药药效多靶点、多环节的作用提供科学依据。

二、网络药理学

网络药理学是基于系统生物学的理论，对生物系统的网络分析，选取特定信号节点进行多靶点药物分子设计的新学科。疾病网络复杂性，单靶点特异性干预很难有效。干预生物网络中的多个节点或靶点，而不是干预个别靶点应成为防治复杂疾病药物研发的重要策略。网络药理学强调对信号通路的多途径调控，以提高药物的治疗效果，降低毒副作用，从而提高新药研发的成功率。

三、中药血清药理学

中药血清药理学是指将中药或中药复方经口给动物灌服一定时间后采集动物血液，分离血清，用含有药物成分的血清进行体外实验的一种实验技术。它是日本学者于20世纪80年代首次提出的。该方法以含药血清代替中药粗提物作为干预药物加入离体反应系统中，能更好地反映药物在体内环境中产生的药理效应，有助于中药复方化学成分研究及中药药动学研究的深入。血清药理学用于中药研究要掌握好动物模型的选择、动物给药方案的确定、采血时间的确定、含药血清的预处理和保存等技术与方法。

四、中药脑脊液药理学

随着急性脑梗死和老年性痴呆发病率的逐年增多，中药对神经的保护作用日益受到关注。由于血脑屏障的存在，脑的内环境、神经元生存的微环境与身体血液系统有着显著的不同；同时，由于血清中含有多种活性酶及蛋白，对神经细胞均有一定的影响。因此，血清药理学方法遇到了明显的障碍。药物是否能透过血脑屏障成为研究中药神经保护作用的关键。基于上述原因，由张伯礼、梅建勋等提出了脑脊液药理学的概念并建立了中药脑脊液药理学方法，即用含药脑脊液代替含药血清，研究中药及其复方对神经系统的保护作用。

五、肠内菌代谢方法

此方法通过对药物肠内菌代谢的研究，揭示中药复方中的一些有效成分。例如番泻苷静脉注射时无作用，口服后则产生作用。究其原因，番泻苷需经代谢菌水解为番泻苷元，再被肠内链球菌代谢酶NADH-黄素还原酶还原为有活性的大黄酸蒽酮，后者才能发挥效用。

六、细胞生物学实验技术

体外细胞培养法采用血细胞、血管内皮细胞、平滑细胞、成纤维细胞、神经元、肾小球系膜细胞、肿瘤细胞等作为实验对象，与含有一定浓度中药（或含药血清）的培养液培养一定时间后，通过检测各种细胞因子、细胞增殖的抑制率、细胞表面标志物的表达等指标的变化来反映药物的作用。

七、蛋白质组学和基因芯片技术

中药方剂具有多组分、多靶点和多途径等特点，运用蛋白质组学和基因芯片技术，比较各自不同的表达差异谱，确定不同有效成分对应基因和蛋白质表达靶点，并根据表达量的多少与方剂的君、臣、佐、使理论和使用剂量相关联，同时分析不同有效成分对应基因及蛋白质表达靶点的相互作用，将有助于分析方剂各组成单药之间的协同或拮抗等关系，阐明复方的作用原理。

八、膜片钳、细胞内微电极和离子选择性微电极等技术

膜片钳、细胞内微电极和离子选择性微电极等技术用以研究中药对动作电位、跨膜电位、离子通道、钙内流等的作用。

九、药效学与药代动力学结合

中药药效学研究与药代动力学结合，找出浓度-效应-时间三维关系，进行复方药动学研究，在阐明药物作用机制、筛选中药活性化合物、提示制剂改革方向、指导制定临床用药方案等方面发挥了重要作用。

十、代谢组学技术

代谢组学技术是近些年发展起来的综合评价机体在不同状态条件下，通过检查组织、血液、尿液或粪便中代谢产物的整体变化，评价机体功能状态及药物干预作用对其影响的技术方法。应用该方法进行中药研究，不仅可以评价有效成分、有效组分的药理作用，而且更易于评价中药复方的整体作用，成为中药复方研究的重要技术方法。

十一、分子生物学技术

分子生物学技术在中药研究中的应用已经有数十年的历程，对阐述中药作用机理发挥了积极作用。分子生物学技术可以从机体的分子相互作用的过程，认识中药或有效成分的作用及其机制和特点。特别是通过基因组学、蛋白质组学等方面的发展，分子生物学技术将在中药作用机制研究中发挥更为重要的作用。

十二、高通量药物筛选技术和高内涵技术

高通量药物筛选技术经过30余年的发展，已经成为成熟的药物筛选和药物研究的方法。高内涵技术是高通量技术与细胞生物学方法相结合。这些技术方法为中药单体新药发现提供了有效的技术手段。

十三、计算机技术及生物信息学技术

计算机技术是现代科学发展的标志性技术方法，应用计算机技术和生物信息学技术研究中药及复方，具有广阔的应用前景，对于提高中药研究效率，具有重要价值。

第五节　中药药效研究方法与动物模型［9-11］

一、疾病动物模型是中药有效性评价的工具

有些药物对正常动物无药理作用，而对模型动物则有治疗作用。如清热药对发热动物有降温作用，而对正常动物体温则无影响。因此，仅用正常动物不能全面准确地评价药物的有效性，必须选用动物模型，包括应用实验动物、器官、组织、细胞，观察中药对病理状态的影响，只有这样才能更准确地评价其有效性。

二、中药药效研究的疾病动物模型

中药药效研究模型是根据人类疾病的某些病例及临床特征，模拟复制具有人类病证表现的动物模型，包括人类疾病动物模型和病证动物模型。

中药药效疾病动物模型分为诱发性疾病动物模型和自发性疾病动物模型。诱发性疾病动物模型如心肌缺血动物模型、心律失常动物模型、癫痫动物模型、消化性溃疡病动物模型、高脂血症动物模型、皮肤烧伤动物模型；自发性疾病动物模型如无胸腺裸鼠、高血压大鼠、肥胖症小鼠等。目前体内实验提倡用一些模式生物（model organism）来代替动物疾病模型，更符合伦理学原则，也更经济适用。目前公认的用于药物筛选的常用模式生物有：噬菌体、大肠埃希菌、酵母、线虫、果蝇、斑马鱼等。模式生物筛选模型具有用量不大、周期较短、整体作用、成本较低、操作简便等突出优点。研究结果可以排除中药中的pH、鞣酸及离子等非特异成分的干扰。如可以利用线虫感染模型筛选新型抗菌中药，在筛选1000个天然化合物中，发现9个天然化合物具有显著的体内抗菌活性。这种方法对中药安全性的早期预测也有重要应用价值。

20世纪60年代，邝安建立了第一个类 “阳虚”动物模型。自此以来，目前已建立了肾虚证、脾虚证、肺虚证、心虚证、血瘀证、血虚证、肝郁证、寒证、热证、痹证、里实证、厥脱证等证候动物模型。证是中医对疾病病因、病位、病性及正邪消长情况的病理概括。中医在诊疗实践中，证的判断是医生通过综合分析，望、闻、问、切 “四诊”收集到的临床资料而得出的结论，难免带有主观片面性。因而研究科学的证候动物模型首先需要科学地规范证候的内涵和外延，使证的诊断标准明确，可操作性强且具有较高的可重复性。证候动物模型是中医药实验方法学有待突破的难点和重点，如果能够建立起科学、规范、可复制且又能体现中医学整体观念及辨证施治思想的证候动物模型，可望推动中医药学实验研究及中医药理论研究进展。证候动物模型有别于人类疾病动物模型，本书涉及的中药药效病证动物模型，是病与证相结合的动物模型，如高脂加血管内膜损伤的痰瘀互结冠心病模型、高脂性疾病血瘀证动物模型、失血性贫血血虚证动物模型、感染性休克厥脱证动物模型等。把现代医学的辨病与中医学的辨证结合起来，建立中医病证动物模型，这是一种积极探索，建立和使用病证结合的动物模型，用于病证的中药药效研究，更能客观阐释中药作用的特点和优势。

参考文献

[1]沈映君主编，陈奇主审.中药药理学（国家规划教材）.上海：上海科学技术出版社，1996：1-20

[2]陆茵，张大方，中药药理学（国家规划教材）.北京：人民卫生出版社，2012

[3]陈奇.中药药理研究方法的发展概况与特点.中国药理学通报，2009，25（增刊）：247-252

[4]陈奇，连晓媛.中药药理学发展研究，中国科协技术协会主编：药理学学科发展报告，北京：中国科学技术出版社，2011：97-109

[5]吕爱平，刘孟宇，张弛，等.中西医结合医学研究30年回顾.中国中西医结合杂志，2011，31（11）：1445-1458

[6]Li S， Fan TP， Jia W， et al.Network Pharmacology in Traditional Chinese Medicine.Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine， 2014： 138460.

[7]梅建勋，张伯礼，陆融.中药脑脊液药理学方法的建立──清脑益智方对谷氨酸损伤神经保护作用的实验研究.天津中医，1999，16（6）：25

[8]梅建勋，张伯礼，陆融.中药脑脊液药理学研究方法的初建——对中药影响星形胶质细胞神经营养作用的观察.中草药，2000，31（7）：45-48

[9]彭成.试论中药药理动物模型.中药药理与临床，1999， 15（5）： 47-49

[10]陈凯先，陆金根，郭修田.中西医结合发展思考.中西医结合杂志，2008，22（1）：4-6

[11]何晓山，代蓉，李秀芳，等.中药药理动物模型的研究与中药功效分析.中医药信息，2007，24（2）：39-42

（江西中医药大学　陈奇，复旦大学医学院　黄志力，香港浸会大学　吕爱平，浙江大学 连晓媛，长春中医药大学　张大方，广州中医药大学　王宁生，中国医学科学院药物研究所　杜冠华，北京大学　林志彬，中国中医科学院　张伯礼)