一种基于代谢组学的中药组分检测方法技术

本发明专利技术属于中药组分检测领域，具体公开了一种基于代谢组学的中药组分检测方法，包括以下步骤：S1选择中药组合物、S2样本用药、S3轮廓分析、S4多元统计分析、S5二因子筛选、S6确定药效指标、S7确定药物含量、S8分析结论、S9活性评价。本方法作为中药数字化评价的关键共性技术，利用代谢组学1H

【技术实现步骤摘要】
一种基于代谢组学的中药组分检测方法


[0001]本专利技术属于中药组分检测领域，具体公开了一种基于代谢组学的中药组分检测方法。

技术介绍

[0002]糖尿病肾病是糖尿病肾病是糖尿病病人最重要的合并症之一。我国的发病率亦呈上升趋势，目前已成为终末期肾脏病的第二位原因，仅次于各种肾小球肾炎。由于其存在复杂的代谢紊乱，一旦发展到终末期肾脏病，往往比其他肾脏疾病的治疗更加棘手，糖尿病肾病是糖尿病全身微血管病性合并症之一，因此发生糖尿病肾病时也往往同时合并其他器官或系统的微血管病如糖尿病视网膜病变和外周神经病变。1型糖尿病病人发生糖尿病肾病多在起病10～15年左右，而2型糖尿病病人发生糖尿病肾病的时间则短，与年龄大、同时合并较多其他基础疾病有关。糖尿病肾病的肾病综合征与一般原发性肾小球疾病相比，其水肿程度常更明显，同时常伴有严重高血压。由于本病肾小球内毛细血管跨膜压高，加之肾小球滤过膜蛋白屏障功能严重损害，因此部分终末期肾衰竭病人亦可有大量蛋白尿。糖尿病病人临床上出现肾脏损害应考虑糖尿病肾病，家族中有肾脏病者、明显高血压、胰岛素抵抗，GFR明显过高或伴严重高血压者为发生糖尿病肾病的高危因素。微量白蛋白尿是诊断糖尿病肾病的标志。微量白蛋白尿指UAE持续升高20～200μg/min，或尿白蛋白30～300mg/24h，尿肌酐为30～300μg/mg。目前，治疗糖尿病肾病的方法往往采用控制血糖加用ACEI或ARB，但在实际治疗过程中存在一系列的问题：如药物的副反应而且治疗花费昂贵，患者接受程度差。这些因素阻碍了上述治疗方法在社会的推广应用。由于糖尿病肾病病人的肾脏功能较弱，这对于糖尿病肾病病人的用药造成了很大的限制。
[0003]中药是我国的传统医药,也被称之为“药食同源”,其具有多种生物活性和临床应用价值。中药多以复方入药，其功能是以单味药的功效为基础，但不是单味药功效的总和。中药复方的配伍理论体现着组分的表型规律，构成了中医药学整体理论的核心。所以说，中药疗效是由其药效组分所决定的。多数复方仅仅体现单味药的一种或几种功效特征。配伍后的中药在功效上有所侧重，说明其组分发生了变化，即量和质的改变，这就是复方功能和单味药功能存在差异的根本原因。中药饮片含有多种成分遵循自然规律有序地结合作为复方中药的个体，即是配伍组分，这个配伍组分是有机地结合而非随机搭配，存在质和量的必然规律；而这种组合的实质又是化学组分和信息物质组分的组合，构成了有序的药效组分；尽管诸多因素影响着中药药效组分的变化，但这些组分始终处于相对平衡的状态。这样就阐释了中药药效与物质、物质与品质、品质与临床疗效等关键性问题。中药组分理论贯穿于中药学科的各个层面。中药药效组分具有对应性、稳定性、比例相对的恒定性、活性的确定性等基本特征。实践发现，复方中药对于延缓糖尿病肾病进展，缓解症状有较好的作用。但是，目前对于治疗糖尿病肾病方面的中药复方还停留在经验用药阶段，对于复方制剂中的有效成分研究不多，有时候存在着用药过度，无效用药，导致副作用较大。以往的对中药的试验方法沿用了化学药物(西药)研发常用的“单组份单靶点”理论模型和思路，其中心思想
包括首先发现活性组份，进行分离鉴定，进而对活性成份或其化学衍生物进行药理、毒理、临床等方面的研究，尽管这种方法的研究取得了相当的成就。也存在一些缺点：(1)复方中药中有多种有效成分，具有多种药物效应；(2)每个活性化合物组份可能有多个作用靶点，直接影响多个生物过程；(3)各个组份之间存在协同作用、相互影响，中药配伍的思想基础就是“协同作用”，单一的化学成分和药理指标不能对中药复方中的药物效应清楚的认识，CN201610932878.8 报道了治疗糖尿病肾病的中药组合物的质量检测方法，但是其需要依赖现有的有效组分知识，只能对中药组合物的质量进行判定，而无法对未知的有效成分进行检测或者预测，而且其使用大量的色谱方法，比较耗费时间。
[0004]代谢组学(metabonomics/metabolomics)是效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想，对生物体内所有代谢物进行定量分析，并寻找代谢物与生理病理变化的相对关系的研究方式，是系统生物学的组成部分。其研究对象大都是相对分子质量1000以内的小分子物质。先进分析检测技术结合模式识别和专家系统等计算分析方法是代谢组学研究的基本方法。主要技术手段是核磁共振（NMR），质谱（MS），色谱（HPLC，GC）及色谱质谱联用技术。通过检测一系列样品的NMR 谱图，再结合模式识别方法，可以判断出生物体的病理生理状态，并有可能找出与之相关的生物标志物（biomarker）。代谢组学的研究方法与蛋白质组学的方法类似，通常有两种方法。一种方法称作代谢物指纹分析（metabolomic fingerprinting），采用液相色谱
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质谱联用（LC
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MS）的方法，比较不同血样中各自的代谢产物以确定其中所有的代谢产物。从本质上来说，代谢指纹分析涉及比较不同个体中代谢产物的质谱峰，最终了解不同化合物的结构，建立一套完备的识别这些不同化合物特征的分析方法。另一种方法是代谢轮廓分析（metabolomic profiling）,研究人员假定了一条特定的代谢途径，并对此进行更深入的研究。目前已经有多篇文献，利用代谢组学，对于中药的有效组分进行预测和测定，比如CN201310413364.8 公开了一种基于应用代谢组学对中药知柏地黄丸疗效的试验方法，用到了1H
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NMR技术，获得机体大量的内源性代谢物的信息。但是其需要使用较多组的动物实验，成本和步骤较多，并未总结出通用的算法。因此，需要在以上文献的基础上，设计一种基于代谢组学的快速发现中药复方有效组分的新方法，特别是能够用于糖尿病肾病的相关中药的评价和药物研发。

技术实现思路

[0005]针对以上不足，本专利技术公开了一种基于代谢组学的中药组分检测方法。步骤少，成本低，特别的适用于针对糖尿病肾病方面中药的评价和研发。
[0006]本专利技术的技术方案如下：一种基于代谢组学的中药组分检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1选择中药组合物：根据前期研究资料和研究的需要，选择针对临床疾病的中药组合物；S2样本用药：将步骤S1中的中药组合物针对相关疾病的细胞疾病模型进行干预治疗，收集若干组生物样本：S3轮廓分析：基于代谢组学方法采用 1H
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NMR检测手段分析各组生物样本，进行代谢轮廓比较分析；S4多元统计分析：针对步骤S2中的生物样本进行多元统计分析，鉴定不同组分参
与调控的差异代谢产物及代谢通路信息：S5二因子筛选：采用二因子水平设计筛选工艺，进行多水平多因子的配伍组分组合：针对S4获得的多元统计分析，通过正交筛选实验确定关键影响组分，利用二因子水平设计对各组分进行排列组合，并以数值法进行编码，作为支持向量机算法(SVM)的输入向量(X)，并作为预测集；S6确定药效指标：对S5产生的配伍组合进行药理实验，测定相应的药效指标，将所述药效指标作为SVM建模的输出向量(Y)；并加入已知对相应疾病模型具有保护作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于代谢组学的中药组分检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1选择中药组合物：根据前期研究资料和研究的需要，选择针对临床疾病的中药组合物；S2样本用药：将步骤S1中的中药组合物针对相关疾病的细胞疾病模型进行干预治疗，收集若干组生物样本：S3轮廓分析：基于代谢组学方法采用 1H
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NMR检测手段分析各组生物样本，进行代谢轮廓比较分析；S4多元统计分析：针对步骤S2中的生物样本进行多元统计分析，鉴定不同组分参与调控的差异代谢产物及代谢通路信息：S5二因子筛选：采用二因子水平设计筛选工艺，进行多水平多因子的配伍组分组合：针对S4获得的多元统计分析，通过正交筛选实验确定关键影响组分，利用二因子水平设计对各组分进行排列组合，并以数值法进行编码，作为支持向量机算法(SVM)的输入向量(X)，并作为预测集；S6确定药效指标：对S5产生的配伍组合进行药理实验，测定相应的药效指标，将所述药效指标作为SVM建模的输出向量(Y)；并加入已知对相应疾病模型具有保护作用的中药单体的含量，作为SVM建模的矫正输出向量；S7确定药物含量：通过1H
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NMR建立中药组合物成分的含量测定方法，以此计算得到的被细胞疾病模型吸收的中药组分含量，作为其中一个训练集的输入量(Y
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训练)；S8分析结论：建立化学成分分析方法，结合步骤S4得到的参与调控的差异代谢产物及代谢通路信息，应用多元统计分析寻找并鉴定不同组合物间的差异化学成分；S9活性评价：对步骤S8中寻找到的差异化学成分进行药效活性评价，对各配伍组合的预测结果进行处理，将各因子分别按编码大小分为1水平和0水平两类，并进行排序，分别得到各部位二水平...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵良才，董俊一，
申请(专利权)人：兰立生物科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：