活体动物光学成像技术在中医药研究中的应用展望（二）

二、 技术应用
通过活体动物体内成像系统，可以观测到癌症的发展进程以及中药（单体或复方）治疗所产生的反应，并可用于构建转基因动物疾病模型，观测治疗炎症等的中药治疗效果。具体应用如下：

1.中草药抗肿瘤疗效观察
应用活体动物体内光学成像技术可以直接快速地测量各种癌症模型中肿瘤的生长和转移，并可对癌症治疗中癌细胞的变化进行实时观测和评估。活体生物发光成像能够无创伤地定量检测小鼠整体的原位瘤、转移瘤及自发瘤。生物发光成像技术提高了检测的灵敏度，即使微小的转移灶也能被检测到（可以检测到体内102个细胞的微转移）。
为研究目的基因是在何时、何种刺激下表达，将荧光素酶基因插入目的基因启动子的下游，并稳定整合于实验动物染色体中，形成转基因动物模型。利用其表达产生的荧光素酶与底物作用产生生物发光，反应目的基因的表达情况，从而实现对目的基因的研究。可用于观察中药诱导特定基因表达或关闭。
研究者根据研究目的，将靶基因、靶细胞、病毒及细菌进行荧光素酶标记，同时转入动物体内形成所需的疾病模型，包括肿瘤、免疫系统疾病、感染疾病等等。可提供靶基因在体内的实时表达和对候选药物的准确反应，还可以用来评估候选中药和其它化合物的毒性。为中药在疾病中的作用机制及效用提供研究方法。

中药现代研究存在的问题：
（1）单体与复方：现在大家研究中药动辄就分离单体，鉴定结构，然后用一些需要样品量很少的体外模型。然而通过天然药物化学手段分离出来的成分（尤其是单体）含量极少，成本很高，往往不能满足药效评价的药量，简单的体外筛选由于药物本身的理化性质、体内代谢的不同与体内用药差别很大，也有点偏离里中医药的整体思想，未能充分重视中医药的传统经验。传统中药很少单用，多为组方用药，中药的疗效主要是方剂的药效。中药(尤其是复方)的整体性作用机制和疗效在系统代谢组学的研究方法下将可能得到充分的展示和“挖掘”。寻找疾病的多靶点治疗方式：以"靶点"为基础的复方研究应当加强。复方中药运用中医阴阳平衡理论、藏象学说和扶正祛邪等理论，合理配伍，从整体上治疗许多疑难疾病。

（2）吸收现代科学的精华，用现代科学语言阐释中医药理论与疗效的本质：传统中药的作用机理都是根据中医基础理论中的精气神、五行等理论来解释的，在许多方面都是很有道理的，但是中药要现代化，要面向世界的话，就得在某些地方与国际医药卫生的标准接轨。所以中药现代化应重视中药化学组学和中药基因组学，将生物芯片、活体成像等为核心的技术引入到现代中药研究中去。
正如前面所说，由于中药的成分非常的复杂，各种成分的药理和相互作用不明确，这样很难让外国人接受，因为他们盛行的是合成药，是一种有效成分，或者仅仅是几种成分，做过西药液相或者处方筛选的战友都知道西药处方中无非就是主药、几种辅料混合在一起，使得主药既能够达到药理作用，刚刚好在治疗窗之内，又要保证药物的溶出（主要针对固体制剂，如片剂、胶囊等；液体制剂除外）。

（3）中药临床前研究：建立中药药动学，拥有自己的一套能够让人家心服口服的标准是当务之急，这对于中药的现代化也许是一个里程碑。
加大给药系统的研究。围绕提高药物的生物利用度、平稳的血药浓度和优良的药物代谢参数、给药的靶向性三个方面去努力，最终达到以最小剂量的给药达到治疗效果，以回避可能产生的毒副作用。

应用举例：喜树碱治疗肿瘤的疗效观察
Preclinical Efficacy of the Camptothecin-Polymer Conjugate IT-101inMultiple Cancer Models
Clin Cancer Res 12(5),1606-1614,March 1, 2006

Fig. 5. Antitumor effect of irinotecan at100 mg/kg (top) and IT-101at12.5 mg/kg CPTequivalents (bottom) in a disseminatedTC71-luc tumormodel (Ewing’s sarcoma) in nonobese diabetic/severe-combined immunodeficient mice.Tumor burden as a function of time (in days) was monitored using a Xenogen imaging system. Arrows, treatment n days 0, 7, and 14. Color bar, lighti ntensity emitted in photons per second.

应用活体成像技术进行中药的疗效观察的优势在于：

Ø 从动物水平进行了疗效观察，避免由于体内微环境不同而导致的疗效差别。这也符合中医整体观念的特点，与其不某而合。
Ø 适用于中药复方的研究，通过结果来判断药物的疗效，给予充分的证据。
Ø 中药药物动力学模型的探索。
Ø 中药配伍的优化。通过给予不同的配伍，利用活体成像的优势，方便的观察不同配伍的复方的疗效差别。
Ø 中药剂量、服药时间、剂型的优化

2. 中医机理研究：标记某基因，观察与某些中医证侯的相关性表达，从基因水平研究中医“证”的本质。

藏象学说是中医药基础理论的核心，辩证论治是中医学治疗疾病的核心思想。围绕着中医“证”本质，近年来从现代科学的角度，用分子生物学的相关手段，从分子水平进行了大量的研究。中医的“证”是辨证论治的起点和核心，辨证综合了产生病变的各方面(包括当时的气候和环境情况)因素和条件，并结合个体体质、疾病发生的不同阶段和表现，判定为不同的证，从而采用不同治法，通过合理配伍、适时调整药量而达到治疗效果。由此，可以认为“证”的研究能与处于科学前沿、综合程度很强的系统生物学方法相结合，同时也是生命科学和临床医学的结合。这将把“证”的研究再次推向科学发展的前沿，成为中医现代化最重要的研究方向之一。最近兴起的系统生物学，将把系统论的精华、中医学辩证论治的研究有机的结合，互相取长补短，相互渗透，充分运用中医学整体观念的哲学智慧，把生命科学的研究推向一个新的高度。

通过转基因小鼠，可以方便的观察中医各种证侯对相关基因表达的影响，观察药物对于相应证侯的治疗效果。如果从基因表达水平证明证的本质，找出肾阴虚等的特异性基因，从基因水平阐释不同体质个体的差异，那将极大地促进中医药现代化的步伐。