传统药物在世界保健中地位，
药物研究开发中的作用被WHO 认可
研究开发指南为世界所采纳
Recognize to TCMs
对中药的认同
国外在某些治疗中应用中药（如癌15-60%） (TCMs are used in 15-60% of cancer pateins) 用P450研究中药的诱导和抑制 (P450 Inhibition and induction of TCMs) 国内外用分析方法研究中药的指纹图谱 (Fingerprints of TCMs) FDA用代谢组学方法研究单一植物的安全性 (Metabonomics is used in safety of medicinal plants in FDA)
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作用物质说不清？ What are active compounds in TCM? 作用机理说不清？ What is action mechanism of TCM ? 质量控制说不清？ How to control the quality of TCM ? 安全问题说不清？ How to understand the safety of TCM ? 药物相互作用说不清？ How to understand the interaction of
TCM ?
中药代谢组学研究与应用
介绍代谢组学的研究流程和分析技术 代谢组学在中药资源与质量控制
中药药效作用物质基础与作用机制
中药安全性等方面的应用进展。 中药代谢组学具有广泛的发展前景，将对中药的 深入研究产生深远影响。
代谢组学（metabonomics/metabolomics）是 效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想，利用现 代分析技术定量测定生物体液（如尿液、血浆、 组织提取液等）中的内源性代谢产物，考察生物 体在不同状态下（生理病理状态、给药前后等） 其代谢产物的变化特征。 通过代谢物图谱的整体分析直接认识生理、病理 及生化状态，结合化学信息学分析方法确定内源 性小分子代谢物成分的变化模式，获得相应的生 物标记物群，表征或揭示生物体在特定时间、环 境下整体的功能状态。
但中药是在以整体治疗疾病的，其整体性作用机 制很难在单一机制的药理模型和分子水平加以诠 释。
需要我们建立适用于中药多组分、多靶点整体综 合效应的药效评价体系和研究方法学。
代谢组学很有可能在这套符合中医整体观念的药 效评价体系建立中扮演不可缺少的角色。
中药（尤其是复方）进入生命体后，起效的是中 药中的原形成分或代谢产物，或与机体作用形成 的新成分，三者构成体内中药成分的代谢物组， 中药代谢物组通过多靶点、多系统，协调干预人 体内源性代谢物组来治疗疾病。 追踪体内中药代谢物组的组成和变化，阐明其引 起内源性代谢物组变化的关系，可以证实传统中 药的疗效，阐明中药的作用机制。
研究对象大都是相对分子质量1000以内的小分子 物质。
在中药现代化研究中，代谢组学在中药资源和质 量控制、中药药效作用物质基础、中药安全性等 方面具有重要的理论意义和应用价值。
1. 现代分析技术在代谢组学中的应用 代谢组学研究的基本流程见图1。一般包括生物 样品的采集和预处理、仪器分析与鉴定、数据预 处理、多变量数据分析、标记物识别和途径分析 等步骤。 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。 研究技术主要为质谱（MS）和核磁共振（NMR ）等高灵敏度、高选择性、高通量的分析手段。 主成分分析（PCA）及偏最小二乘法-判别分析 （PLS-DA）等多元模式识别方法是代谢组学常 用的数据降维和信息挖掘方法。
2 中药资源与质量控制的代谢组学研究
中药的多种组分，其实质就是其多种代谢产物的 集合，其组成、含量和存在状态等受到产地、气 候、采集季节及后处理等多方面因素的影响。 代谢组学可以用于分析中药中各种组分的类型、 含量和状态随各种因素的变化，可以定量地对其 进行评价，从而实现其质量控制。 中药指纹图谱在中药的质量评价系统中扮演重要 角色，广泛地应用于中药及其制剂的质量控制。
3 中药药效作用物质基础及作用机制的代谢组学 研究
中药药效作用物质基础是中药研究的核心之一， 但中药所含确切成分不清、作用途径不明、靶点 不定等因素给中药现代化研究带来巨大的困难。 虽然可以提取和筛选中药中确有临床疗效的药效 物质成分，研究其药代动力学，结合分子药理学 、细胞分子生物学等学科，深化对中药效应成分 、药效作用和相关机制的认识。
数据预处理
归一化、标准化
1.1 NMR技术
1.2 质谱联用技术 MS具有高选择性、高灵敏度等优点，与气相（ GC）、液相（LC）、毛细管电泳（CE）等分离 技术相结合，成为代谢组学研究的理想方法。
1.2.1 GC-MS、CE-MS 1.2.2 LC-MS 1.2.2.1 超高效液相色谱-质谱（UPLC-MS）联 用技术 1.2.2.2 毛细管柱液相色谱-质谱技术
中药代谢组学研究与应用

中药是国宝 发掘-提高-现代化-国际化
中医药为世界所 关注
World attends to Traditional Chinese Medicines
Science
2003 January
中医药为世界所关注
美国《科学》杂志创刊125年以来用3页介绍中药研究开发的新面貌是前所未有的关注
4 中药安全性的代谢组学研究 20世纪90年代初出现了服用含中药广防己的减肥 药导致肾功能衰竭的报道，随后出现了服用含有 马兜铃酸的中草药引起肾脏疾病的报道。这些使 得人们日益关注起中药的安全性问题。 代谢组学通过研究不同时间点的生物机体的体液 ，在毒性的“终点”位置分析代谢谱的改变，通 过模式识别方法，确定毒性靶组织、毒性作用过 程、机制以及生物标志物。可动态无伤害检测机 体生物体液代谢图谱的变化，动态评价药物毒性 效应。
图1 代谢组学研究的基本流程
仪器分析 样品
血液、尿 液、细 胞、组 织等
样品预处理
沉淀蛋白、 衍生化处理
1H-NMR GC(LC)-MS UPLC-Q-TOF/MS CE-MS等
标识物识别 途径分析
多维分析
HCA、PCA、 PLS、PLS-DA、 ANN、SVM等
模式识别
基线矫正、滤噪、 峰识别和解析等