藥物重定位（又稱老藥新用）是指已上市藥物發現新適應癥或新用途，其不僅在西藥研發中受到越來越多的關注，在中藥新藥研究領域也逐漸成為熱門。目前，藥物重定位研究已進入基于計算機技術的新階段，其研究方法、技術得到不斷地完善。網絡藥理學方法在藥物重定位研究方面發揮著越來越重要的作用，目前其應用于中藥藥物重定位研究中的策略主要包括基于小分子（或配體）、基于藥物靶點和基于網絡理論三方面。本文對中藥藥物重定位的概念、研究現狀及網絡藥理學的應用現狀及策略進行介紹，以期為中藥藥物重定位研究提供參考。
引用本文： 劉艷飛, 孫明月, 趙瑩科, 姚賀之, 劉玥, 高蕊. 網絡藥理學在中藥藥物重定位研究中的應用現狀與思考. 中國循證醫學雜志, 2017, 17(11): 1344-1349. doi: 10.7507/1672-2531.201707013 復制
1 藥物重定位的概念
藥物重定位，又稱老藥新用，指對于已批準應用于臨床或者未上市但結構明確、生物活性已知的藥品，通過進一步研究，擴大其適應癥、發現其新的作用靶點[1]。由于老藥新用大大縮短了藥物研發所需的時間、經費，且其研發的成功率遠遠高于傳統的新藥研發，因此在過去十年中，受到了醫藥公司、研究者、臨床醫生，乃至政府的高度重視。
傳統的新藥研發通常要經歷 4 個過程，即實驗室研究、臨床前研究、臨床研究、上市后再評價（圖 1）。一項基于 68 個上市藥物的評估顯示，新藥研發過程大約要 10～15 年時間，平均花費近 8 億美元，且成功率非常低[2]。據統計，2003 年至 2011 年經 FDA 批準上市的新藥平均成功率低于 10%[3]。老藥新用是一項可縮短時間和花費的策略，這些被應用于其他適應癥的上市藥物，已通過實驗室、藥代動力學、毒理及安全性等流程，對其臨床效果進行拓展，即可省略前續步驟，讓其更快地應用于臨床。近年來，老藥新用受到許多大型醫藥公司的青睞，藥物重定位數據庫（http://www.repurposing.info/）中收錄已批準使用或在研的化合物 9 040 種，其中有報道可能進行老藥新用研發的藥物就有 2 713 種之多（截至 2016 年 7 月）。經典的老藥新用范例，如阿司匹林、西地那非、沙利度胺、二甲雙胍等[4]，已廣泛應用于臨床治療，造福了大批患者。
圖1
新藥研發的基本流程
不僅如此，各國政府亦大力鼓勵和推廣老藥新用策略。美國國立衛生研究院（National Institutes of Health，NIH）成立了國家推進轉化科學中心（National Center for Advancing Translational Science，NCATS），專門推進老藥新用的研發，公眾可通過其網站檢索獲準上市或在研的藥品。目前老藥新用策略在阿爾茲海默癥、癌癥、瘧疾等疾病的研究方面得到了積極推進[5]。
近年來，隨著研究的不斷深入，天然藥物的新藥研發中也非常關注藥物重定位研究。據統計，從 1940 年到 2010 年，在批準上市的 175 個小分子抗癌藥物中有 85 種（48.6%）為天然藥物或者由其直接合成，而這一比例在感染類疾病中更高[6, 7]。隨著青蒿素抗瘧作用在全球范圍內被肯定，中藥研究在全球也逐漸成為熱門[8]。中藥藥物重定位研究是指對于已經批準應用于臨床的中藥單體（結構明確）或中藥復方，通過進一步研究，擴大其臨床適應癥、發現其新的作用靶點或機制的研究。
2 中藥藥物重定位的研究現狀
2.1 代表性中藥單體
2.1.1 人參皂苷（Ginsenoside） 人參皂苷被廣泛應用于心血管疾病，藥理學研究證實其可改善內皮功能、抗動脈粥樣硬化、抗心律失常、改善心室重構等[9]。近年來研究顯示，其在認知功能恢復和神經保護方面也發揮著重要的作用。Smith 等[10]對人參及人參皂苷在認知功能和神經生理方面的相關研究進行匯總后發現其主要作用靶點包括一氧化氮合成、抗氧化、NMDA 受體、GABA 受體、乙酰膽堿及其受體、5-羥色胺受體，可能涉及的通路包括 cAMP/PKA/CREB、PI3K/Akt、PKC 和 c-Fos。此外，高質量臨床研究的不斷開展，為進一步開發人參及人參皂苷的神經保護這一新用途提供了重要依據[11]。近年來，人參皂苷抗腫瘤的基礎研究也獲得了許多成果。如：人參皂苷 Rh2 可能通過調控自噬及 β-聯蛋白的表達來抑制肝癌細胞增殖[12]；人參皂苷 Rg3 通過下調 FUT4 從而抑制上皮細胞間質化及肺癌入侵[13]。這均為其擴展臨床應用提供了眾多依據。
2.1.2 川芎嗪（Tetramethylpyrazine） 在上世紀 70 年代已有關于川芎嗪的臨床與基礎研究。目前，川芎嗪已廣泛應用于治療各類心腦血管疾病[14, 15]。隨著研究的不斷深入，近年來其適用范圍也在不斷擴大。目前圍繞神經保護[16]、改善脊髓損傷[17]等方面的研究正在逐步進行，未來隨著技術的進步，川芎嗪有望為更多的患者帶來福音。
2.1.3 黃連素（Berberine） 黃連素作為一種重要的生物堿，因其具有顯著的抑菌效果，被用于細菌性痢疾和胃腸炎等消化道疾病的臨床治療。近年來，黃連素治療 2 型糖尿病的臨床效果及機制已得到了眾多學者的認可[18]。有實驗結果顯示其主要通過促進胰島素分泌、胰島 β 細胞再生及減少脂質過氧化等機制發揮作用[19]。不僅如此，大量的基礎研究對黃連素抗腫瘤的作用進行了報道，其主要作用機制包括抑制細胞增殖、誘導凋亡和抑制血管新生等[20]。
2.1.4 姜黃素（Curcumin） 姜黃素具有抗菌、抗炎、抗氧化和抗腫瘤等功效，因此被廣泛應用于感染性疾病、腫瘤、神經系統疾病及糖尿病等的治療[21]。有研究認為姜黃素可以調節神經遞質的釋放[22]，抑制單胺氧化酶、5-羥色胺及多巴胺的釋放，調節下丘腦-垂體-腎上腺軸等[23]。1 個系統評價納入了 6 個姜黃素治療抑郁癥的臨床試驗證實姜黃素可改善患者的臨床抑郁癥狀[24]。
2.1.5 青蒿素（Artemisinin） 青蒿素因其對惡性瘧疾有良好的治療效果而聞名于世。近年來，有學者對青蒿素的藥理特性進行了深入挖掘和研究，發現青蒿素可促進凋亡、抑制血管再生，從而發揮其抗癌作用；此外，對于自身免疫性疾病、變態反應性疾病及膿毒血癥也有良好的治療效果[25]。一項青蒿素對于小鼠系統性紅斑狼瘡（SLE）模型療效的研究顯示，口服青蒿酯（青蒿素衍生物）可獲得與環磷酰胺相似的臨床療效[26]。奧地利科學院的學者研究發現敲除調控轉錄因子 Arx 會導致 α 細胞轉化為 β 細胞，通過檢測化合物庫發現青蒿素與 Arx 缺失產生了相同的作用，青蒿素結合能夠激活 GABA 受體的 gephyrin 蛋白，實現 α 細胞向 β 細胞的轉變，這一發現為青蒿素治療 1 型糖尿病提供了藥理學基礎[27]。
2.1.6 雷公藤紅素（Celastrol） 雷公藤紅素是一個具有多種生物活性的天然產物，來源于中藥雷公藤的根皮，它是臨床治療類風濕疾病的雷公藤片、雷公藤多苷片等的主要有效成分之一，并具有抗腫瘤血管新生的作用。最新的動物實驗結果發現，雷公藤紅素可減少肥胖小鼠的食物攝取，降低膽固醇水平，改善肝功能和葡萄糖代謝，使肥胖小鼠體重明顯下降。進一步的研究發現其是通過提高瘦素敏感性來發揮其強有力的減肥效應[28]。
2.1.7 銀杏內酯（Bilobalide） 銀杏內酯是傳統中藥銀杏葉的主要活性成分之一，廣泛應用于心腦血管疾病的治療與預防。近年來研究顯示，銀杏內酯通過保護 β 細胞，促進胰島素分泌、改善胰島素抵抗從而達到調節血糖的作用，同時對糖尿病并發癥具有一定的改善作用[29]。另有動物實驗證明，銀杏內酯可降低膀胱癌細胞中 ZEB1 蛋白水平，抑制腫瘤細胞入侵，故銀杏內酯的抗腫瘤作用也得到越來越多的關注[30]。
2.2 中藥結構及劑型的改變
中藥藥物重定位研究，不僅限于其適應癥的擴大，通過對其化學結構進行修飾或者改變劑型，從而減低毒性、增加療效，亦是老藥新用的意義所在。隨著中藥單體研究的不斷深入完善，天然藥物得天獨厚的優勢吸引了越來越多的注意力。然而生物利用率低、半衰期短、體內藥物代謝快，成為制約中藥單體臨床應用的巨大障礙[6]。隨著化學、生物合成技術的不斷進步，學者對中藥單體進行了大量的結構修飾。在過去的 20 年中，針對川芎嗪的結構修飾產物就多達 300 多種[31]，經過結構修飾，其生物利用率得到了有效提高。紫杉醇是經典的抗腫瘤天然藥物，但水溶性差是制約其臨床療效的主要缺點，學者通過對其衍生物進行結構修飾，增強水溶性，使其抗腫瘤活性得到了提升[32]。
此外，隨著材料化學的不斷進步，各種緩釋劑、納米材料、脂質體等應用，為中藥開發提供了更為安全、有效、可靠的活性單體制劑方法，使得藥物的生物利用度得到了大大的提高，有利于推進中藥制劑現代化。如應用乳化法制備丹參酮的納米材料，可延長其半衰期，藥效學研究證實其抑制腫瘤作用優于普通劑型丹參酮[33]。除納米材料外，聚合物膠束、自微乳、脂質體等也廣泛應用于中藥劑型優化研究[34]。
2.3 中藥復方臨床適應癥的擴展
中藥復方因成分眾多、有效成分及作用機制很難闡述清楚而限制了其臨床應用范圍。對其治療適應癥的擴展，多依據中醫治療學理闡述。如經典外用方冰硼散（由冰片、煅硼砂、朱砂及玄明粉組成）為治療口腔潰瘍常用藥，近年來許多報道顯示它在帶狀皰疹、陰道炎等疾病的治療上都有較好療效。傳統中醫理論認為冰硼散發揮療效的主要功用為清熱解毒、消腫止痛，因此推測對于中醫病機相似的“熱毒蘊膚”之皰疹、“濕熱毒邪下注”之陰道炎都具有一定的臨床療效。這種中藥復方的“老藥新用”在中醫臨床上屢見不鮮，這與中醫“異病同治”的診療思維相關。但用于拓展中藥復方的新適應癥，仍需要科學量化的實證依據。
3 網絡藥理學在中藥藥物重定位研究中的應用現狀
2007 年，李梢等[35]提出基于生物網絡進行中藥方劑研究框架的構建。同年，Hopkins 等[36]首次提出“網絡藥理學”（network pharmacology）的概念，并認為網絡藥理學將成為“下一代藥物研發模式”[37]。網絡藥理學在“疾病-基因-靶點-藥物”網絡的基礎上，系統綜合地觀察藥物對疾病網絡的干預機制[38]。近年來，網絡藥理學為中醫藥領域的科學研究提供了新的研究方法，在中藥新藥開發及藥物重定位研究方面扮演了重要角色。
網絡藥理學多層次的研究策略與中醫整體觀的原則相一致，給傳統方劑及中成藥探索作用機制及其作用靶點、探索新的適應癥提供了新的方法策略，為藥物重定位提供了新的手段。網絡藥理學在中藥藥物重定位中的運用主要基于網絡生物學和網絡藥理學，利用計算機方法和技術進行研究，有基于小分子（或配體）、基于藥物靶點、基于網絡理論三種研究策略[39]。
3.1 基于小分子（或配體）的藥物重定位
基于小分子的藥物重定位常借助藥效團建模的方法實現。藥效團是指藥物分子與受體結合或作用時起主要作用的原子或基因組合，通過藥效團建模尋找藥效作用的主要結構特征，結合數據庫搜索，獲得針對某一受體、具有相似活性的一類化合物[40]。張小華等[41]以 NCBI 中 12 個對新西蘭兔心臟 L-型鈣離子通道具有抑制作用的化合物為研究對象，建立 L-型鈣離子通道拮抗劑的藥效團模型，用最優藥效團模型篩選 Drugbank 和 TCM 中有潛在 L-型鈣離子通道拮抗的上市藥物和中藥成分，進行降壓作用重定位和評價，最終在中藥化學成分數據庫（Traditional Chinese Medicine Database，TCMD）篩選出白花前胡素 Ⅲ、牛蒡苷元作為潛在的降壓藥物。喬延江等[42]從已知的 ETB 受體拮抗劑中選擇活性較高的化合物，利用 Catalyst 軟件包進行 ETB 受體拮抗劑藥效團的構建，用較優的藥效團模型去搜索 TCMD，根據甲基蓮心堿與較優藥效團模型的匹配情況，推測該化合物很有可能具有 ETB 拮抗活性。
3.2 基于藥物靶點的藥物重定位
基于藥物靶點的藥物重定位是指針對某一特定藥物靶點進行網絡預測，通常使用配體-受體反向對接方法。基于藥物-靶點間的相互作用進行靶標預測，通過計算小分子與靶點蛋白的描述符，整合成配體-受體復合物的組合描述符來進行靶標預測[43]。李梢等[44]從 HerBioMap 數據庫、TCMD 數據庫及相關文獻中獲得六味地黃丸主要的化學成分，計算化學空間及藥物相似性，并用 drug CIPHER 軟件進行靶標預測，構建成分-靶點-疾病網絡，通過 KEGG 路徑識別分析六味地黃丸的作用通路，結果發現六味地黃丸可作用于內分泌系統的 PPAR 通路、免疫系統的 Chemokine 通路等，可能具有治療肥胖、高脂血癥、高血壓、膽結石、食道癌等的潛在靶點。該研究不僅探索了六味地黃丸的潛在作用機制，而且還為其藥物重定位提供了實證依據。葛根芩連湯出自《傷寒論》，是治療腹瀉與痢疾的有效古方。仝小林等[45]從 Herb BioMap 數據庫中篩選葛根芩連湯的組要中藥成分，并用 drug CIPHER 軟件進行靶標預測，OMIM Morbid Map、DrugBank 數據庫獲得 2 型糖尿病相關的疾病基因靶標，利用聚類分析工具包 Cluster 進行網絡分析獲得葛根芩連湯治療糖尿病的可能有效成分及潛在的作用機制。
3.3 基于網絡（或表型）的藥物重定位
基于網絡的藥物重定位是通過藥物-靶點網絡預測藥物-靶點相互作用，基于網絡相似性的推理方法，通常采用藥物-靶點網絡拓撲相似性推導已知藥物的作用機制及其新的適應癥。張國民等[46]從 TCMD 數據庫中獲得中藥復方逍遙散的中藥主要成分，從 Therapeutic Target Database 中獲得不孕不育的疾病靶標，分別構建逍遙散的活性成分-活性成分網絡、中藥活性成分靶點-不孕不育靶點網絡、活性成分靶點-不孕不育靶點-其他人類蛋白的蛋白-蛋白相互作用網絡，選取利用度、節點介數及親近中心性三個參數對作用通路進行網絡拓撲學分析，從而獲得逍遙散治療不孕不育的潛在作用機制。王毅等[47]將復方丹參方中的 9 個主要成分在 PubMed 中進行檢索，獲取靶點信息，通過篩選 OMIM 數據庫獲得心血管相關疾病基因數據，建立疾病-基因-活性成分、疾病-基因-疾病、活性成分-基因-活性成分、基因-活性成分-基因以及基因-疾病-基因等 5 種連接，從而構建完整的活性成分-基因-心血管疾病網絡圖。在此基礎上，通過網絡分析發現這 9 個活性成分均作用于多個靶點，涉及高血壓、糖尿病、冠心病及肥胖等多個病種，為未來開拓復方丹參方的新適應癥提供了研究思路。
4 展望
中藥藥物重定位，或者說中藥“老藥新用”研究，最核心的是進行中藥老藥新靶點的發現和驗證。而如果把這種新靶點的發現歸結于藥物學家智力層面的“靈機一動”，則可遇而不可求，如青蒿素因在治療瘧疾領域大獲成功而獲“諾貝爾醫學獎”褒譽，隨后拓展其新適應癥的臨床及基礎研究層出不窮，目前青蒿素用于治療紅斑狼瘡及狼瘡性腎炎的臨床試驗也獲批開展。但我們更加關注的是藥物科學家是如何獲得對于上述老藥重定位的原創思維，有無規律可循。
隨著網絡生物學及信息學的不斷發展，網絡藥理學方法為藥物重定位研究提供了可借鑒的新思路與方法。中藥具有多成分-多靶點的特點，與網絡藥理學從多靶點的研究策略出發不謀而合，在“疾病-基因-靶點-藥物”相互作用網絡基礎上分析藥物的作用機制及其主要成分。基于多靶點的研究，可能更容易發現新的作用靶點，從而提高藥物重定位的成功率。但網絡藥理學方法亦存在一定的局限性：網絡藥理學依據現有數據庫及已有實驗數據進行網絡創建，不能反映生物體內全部真實的細胞網絡特點，數據的真實性及完整性未來仍需要不斷改善。目前，利用網絡藥理學方法，對很多中藥（或復方）治療某一種特定疾病的藥理作用靶點的預測研究層出不窮，極大豐富了我們對于中藥治療疾病有效性的作用機制的認知，但值得關注的是，預測只是網絡藥理學的第一步，后續利用臨床試驗或動物實驗進行驗證更為重要，對于確認網絡藥理學預測結果的準確性及有效性極為關鍵。
中藥的廣泛作用符合天然藥物多靶點的特點，而精準醫學時代的到來、基因組及蛋白組學的發展，能幫助我們更為全面地認識基因調控機制[48]，結合生物信息學從現有中藥中依據其結構特點和作用靶點，篩查出可以進行藥物重定位研發的中藥，這也為其從基礎向臨床的轉化提供了更多的可能性。但天然藥物自身結構、藥代動力學特點可能會成為制約其發展的主要障礙。利用化學、生物合成方式對中藥及其代謝產物進行結構修飾或者劑型改變，從某種程度上可以大大提高其生物利用率。目前雖然大批量衍生物經過實驗驗證，其療效都得到了顯著提高，但針對衍生物開展的臨床研究較少見，究其原因，多數衍生物并未進一步進行藥理及毒理研究，亦缺乏臨床前期的安全性評價。這使得合成的衍生物不能發揮其應有價值，也大大制約了中藥的臨床應用。因此如何統籌規劃，真正實現中藥藥物重定位，從已合成的衍生物或新劑型中篩選出可以最終應用于臨床的中藥新藥也是我們未來努力的方向。另一方面，許多中藥復方經歷幾千年的臨床應用，具有非常大的科研及臨床價值。如何利用先進技術，分析中藥復方，闡釋中藥復方作用機理，同時如何設計符合中醫“辨證論治”特色的臨床試驗，來評價中藥復方的適應癥，中藥復方如何通過藥物重定位研究煥發新的生機，是下一步值得我們深入探討的問題。
1 藥物重定位的概念
藥物重定位，又稱老藥新用，指對于已批準應用于臨床或者未上市但結構明確、生物活性已知的藥品，通過進一步研究，擴大其適應癥、發現其新的作用靶點[1]。由于老藥新用大大縮短了藥物研發所需的時間、經費，且其研發的成功率遠遠高于傳統的新藥研發，因此在過去十年中，受到了醫藥公司、研究者、臨床醫生，乃至政府的高度重視。
傳統的新藥研發通常要經歷 4 個過程，即實驗室研究、臨床前研究、臨床研究、上市后再評價（圖 1）。一項基于 68 個上市藥物的評估顯示，新藥研發過程大約要 10～15 年時間，平均花費近 8 億美元，且成功率非常低[2]。據統計，2003 年至 2011 年經 FDA 批準上市的新藥平均成功率低于 10%[3]。老藥新用是一項可縮短時間和花費的策略，這些被應用于其他適應癥的上市藥物，已通過實驗室、藥代動力學、毒理及安全性等流程，對其臨床效果進行拓展，即可省略前續步驟，讓其更快地應用于臨床。近年來，老藥新用受到許多大型醫藥公司的青睞，藥物重定位數據庫（http://www.repurposing.info/）中收錄已批準使用或在研的化合物 9 040 種，其中有報道可能進行老藥新用研發的藥物就有 2 713 種之多（截至 2016 年 7 月）。經典的老藥新用范例，如阿司匹林、西地那非、沙利度胺、二甲雙胍等[4]，已廣泛應用于臨床治療，造福了大批患者。
圖1
新藥研發的基本流程
不僅如此，各國政府亦大力鼓勵和推廣老藥新用策略。美國國立衛生研究院（National Institutes of Health，NIH）成立了國家推進轉化科學中心（National Center for Advancing Translational Science，NCATS），專門推進老藥新用的研發，公眾可通過其網站檢索獲準上市或在研的藥品。目前老藥新用策略在阿爾茲海默癥、癌癥、瘧疾等疾病的研究方面得到了積極推進[5]。
近年來，隨著研究的不斷深入，天然藥物的新藥研發中也非常關注藥物重定位研究。據統計，從 1940 年到 2010 年，在批準上市的 175 個小分子抗癌藥物中有 85 種（48.6%）為天然藥物或者由其直接合成，而這一比例在感染類疾病中更高[6, 7]。隨著青蒿素抗瘧作用在全球范圍內被肯定，中藥研究在全球也逐漸成為熱門[8]。中藥藥物重定位研究是指對于已經批準應用于臨床的中藥單體（結構明確）或中藥復方，通過進一步研究，擴大其臨床適應癥、發現其新的作用靶點或機制的研究。
2 中藥藥物重定位的研究現狀
2.1 代表性中藥單體
2.1.1 人參皂苷（Ginsenoside） 人參皂苷被廣泛應用于心血管疾病，藥理學研究證實其可改善內皮功能、抗動脈粥樣硬化、抗心律失常、改善心室重構等[9]。近年來研究顯示，其在認知功能恢復和神經保護方面也發揮著重要的作用。Smith 等[10]對人參及人參皂苷在認知功能和神經生理方面的相關研究進行匯總后發現其主要作用靶點包括一氧化氮合成、抗氧化、NMDA 受體、GABA 受體、乙酰膽堿及其受體、5-羥色胺受體，可能涉及的通路包括 cAMP/PKA/CREB、PI3K/Akt、PKC 和 c-Fos。此外，高質量臨床研究的不斷開展，為進一步開發人參及人參皂苷的神經保護這一新用途提供了重要依據[11]。近年來，人參皂苷抗腫瘤的基礎研究也獲得了許多成果。如：人參皂苷 Rh2 可能通過調控自噬及 β-聯蛋白的表達來抑制肝癌細胞增殖[12]；人參皂苷 Rg3 通過下調 FUT4 從而抑制上皮細胞間質化及肺癌入侵[13]。這均為其擴展臨床應用提供了眾多依據。
2.1.2 川芎嗪（Tetramethylpyrazine） 在上世紀 70 年代已有關于川芎嗪的臨床與基礎研究。目前，川芎嗪已廣泛應用于治療各類心腦血管疾病[14, 15]。隨著研究的不斷深入，近年來其適用范圍也在不斷擴大。目前圍繞神經保護[16]、改善脊髓損傷[17]等方面的研究正在逐步進行，未來隨著技術的進步，川芎嗪有望為更多的患者帶來福音。
2.1.3 黃連素（Berberine） 黃連素作為一種重要的生物堿，因其具有顯著的抑菌效果，被用于細菌性痢疾和胃腸炎等消化道疾病的臨床治療。近年來，黃連素治療 2 型糖尿病的臨床效果及機制已得到了眾多學者的認可[18]。有實驗結果顯示其主要通過促進胰島素分泌、胰島 β 細胞再生及減少脂質過氧化等機制發揮作用[19]。不僅如此，大量的基礎研究對黃連素抗腫瘤的作用進行了報道，其主要作用機制包括抑制細胞增殖、誘導凋亡和抑制血管新生等[20]。
2.1.4 姜黃素（Curcumin） 姜黃素具有抗菌、抗炎、抗氧化和抗腫瘤等功效，因此被廣泛應用于感染性疾病、腫瘤、神經系統疾病及糖尿病等的治療[21]。有研究認為姜黃素可以調節神經遞質的釋放[22]，抑制單胺氧化酶、5-羥色胺及多巴胺的釋放，調節下丘腦-垂體-腎上腺軸等[23]。1 個系統評價納入了 6 個姜黃素治療抑郁癥的臨床試驗證實姜黃素可改善患者的臨床抑郁癥狀[24]。
2.1.5 青蒿素（Artemisinin） 青蒿素因其對惡性瘧疾有良好的治療效果而聞名于世。近年來，有學者對青蒿素的藥理特性進行了深入挖掘和研究，發現青蒿素可促進凋亡、抑制血管再生，從而發揮其抗癌作用；此外，對于自身免疫性疾病、變態反應性疾病及膿毒血癥也有良好的治療效果[25]。一項青蒿素對于小鼠系統性紅斑狼瘡（SLE）模型療效的研究顯示，口服青蒿酯（青蒿素衍生物）可獲得與環磷酰胺相似的臨床療效[26]。奧地利科學院的學者研究發現敲除調控轉錄因子 Arx 會導致 α 細胞轉化為 β 細胞，通過檢測化合物庫發現青蒿素與 Arx 缺失產生了相同的作用，青蒿素結合能夠激活 GABA 受體的 gephyrin 蛋白，實現 α 細胞向 β 細胞的轉變，這一發現為青蒿素治療 1 型糖尿病提供了藥理學基礎[27]。
2.1.6 雷公藤紅素（Celastrol） 雷公藤紅素是一個具有多種生物活性的天然產物，來源于中藥雷公藤的根皮，它是臨床治療類風濕疾病的雷公藤片、雷公藤多苷片等的主要有效成分之一，并具有抗腫瘤血管新生的作用。最新的動物實驗結果發現，雷公藤紅素可減少肥胖小鼠的食物攝取，降低膽固醇水平，改善肝功能和葡萄糖代謝，使肥胖小鼠體重明顯下降。進一步的研究發現其是通過提高瘦素敏感性來發揮其強有力的減肥效應[28]。
2.1.7 銀杏內酯（Bilobalide） 銀杏內酯是傳統中藥銀杏葉的主要活性成分之一，廣泛應用于心腦血管疾病的治療與預防。近年來研究顯示，銀杏內酯通過保護 β 細胞，促進胰島素分泌、改善胰島素抵抗從而達到調節血糖的作用，同時對糖尿病并發癥具有一定的改善作用[29]。另有動物實驗證明，銀杏內酯可降低膀胱癌細胞中 ZEB1 蛋白水平，抑制腫瘤細胞入侵，故銀杏內酯的抗腫瘤作用也得到越來越多的關注[30]。
2.2 中藥結構及劑型的改變
中藥藥物重定位研究，不僅限于其適應癥的擴大，通過對其化學結構進行修飾或者改變劑型，從而減低毒性、增加療效，亦是老藥新用的意義所在。隨著中藥單體研究的不斷深入完善，天然藥物得天獨厚的優勢吸引了越來越多的注意力。然而生物利用率低、半衰期短、體內藥物代謝快，成為制約中藥單體臨床應用的巨大障礙[6]。隨著化學、生物合成技術的不斷進步，學者對中藥單體進行了大量的結構修飾。在過去的 20 年中，針對川芎嗪的結構修飾產物就多達 300 多種[31]，經過結構修飾，其生物利用率得到了有效提高。紫杉醇是經典的抗腫瘤天然藥物，但水溶性差是制約其臨床療效的主要缺點，學者通過對其衍生物進行結構修飾，增強水溶性，使其抗腫瘤活性得到了提升[32]。
此外，隨著材料化學的不斷進步，各種緩釋劑、納米材料、脂質體等應用，為中藥開發提供了更為安全、有效、可靠的活性單體制劑方法，使得藥物的生物利用度得到了大大的提高，有利于推進中藥制劑現代化。如應用乳化法制備丹參酮的納米材料，可延長其半衰期，藥效學研究證實其抑制腫瘤作用優于普通劑型丹參酮[33]。除納米材料外，聚合物膠束、自微乳、脂質體等也廣泛應用于中藥劑型優化研究[34]。
2.3 中藥復方臨床適應癥的擴展
中藥復方因成分眾多、有效成分及作用機制很難闡述清楚而限制了其臨床應用范圍。對其治療適應癥的擴展，多依據中醫治療學理闡述。如經典外用方冰硼散（由冰片、煅硼砂、朱砂及玄明粉組成）為治療口腔潰瘍常用藥，近年來許多報道顯示它在帶狀皰疹、陰道炎等疾病的治療上都有較好療效。傳統中醫理論認為冰硼散發揮療效的主要功用為清熱解毒、消腫止痛，因此推測對于中醫病機相似的“熱毒蘊膚”之皰疹、“濕熱毒邪下注”之陰道炎都具有一定的臨床療效。這種中藥復方的“老藥新用”在中醫臨床上屢見不鮮，這與中醫“異病同治”的診療思維相關。但用于拓展中藥復方的新適應癥，仍需要科學量化的實證依據。
3 網絡藥理學在中藥藥物重定位研究中的應用現狀
2007 年，李梢等[35]提出基于生物網絡進行中藥方劑研究框架的構建。同年，Hopkins 等[36]首次提出“網絡藥理學”（network pharmacology）的概念，并認為網絡藥理學將成為“下一代藥物研發模式”[37]。網絡藥理學在“疾病-基因-靶點-藥物”網絡的基礎上，系統綜合地觀察藥物對疾病網絡的干預機制[38]。近年來，網絡藥理學為中醫藥領域的科學研究提供了新的研究方法，在中藥新藥開發及藥物重定位研究方面扮演了重要角色。
網絡藥理學多層次的研究策略與中醫整體觀的原則相一致，給傳統方劑及中成藥探索作用機制及其作用靶點、探索新的適應癥提供了新的方法策略，為藥物重定位提供了新的手段。網絡藥理學在中藥藥物重定位中的運用主要基于網絡生物學和網絡藥理學，利用計算機方法和技術進行研究，有基于小分子（或配體）、基于藥物靶點、基于網絡理論三種研究策略[39]。
3.1 基于小分子（或配體）的藥物重定位
基于小分子的藥物重定位常借助藥效團建模的方法實現。藥效團是指藥物分子與受體結合或作用時起主要作用的原子或基因組合，通過藥效團建模尋找藥效作用的主要結構特征，結合數據庫搜索，獲得針對某一受體、具有相似活性的一類化合物[40]。張小華等[41]以 NCBI 中 12 個對新西蘭兔心臟 L-型鈣離子通道具有抑制作用的化合物為研究對象，建立 L-型鈣離子通道拮抗劑的藥效團模型，用最優藥效團模型篩選 Drugbank 和 TCM 中有潛在 L-型鈣離子通道拮抗的上市藥物和中藥成分，進行降壓作用重定位和評價，最終在中藥化學成分數據庫（Traditional Chinese Medicine Database，TCMD）篩選出白花前胡素 Ⅲ、牛蒡苷元作為潛在的降壓藥物。喬延江等[42]從已知的 ETB 受體拮抗劑中選擇活性較高的化合物，利用 Catalyst 軟件包進行 ETB 受體拮抗劑藥效團的構建，用較優的藥效團模型去搜索 TCMD，根據甲基蓮心堿與較優藥效團模型的匹配情況，推測該化合物很有可能具有 ETB 拮抗活性。
3.2 基于藥物靶點的藥物重定位
基于藥物靶點的藥物重定位是指針對某一特定藥物靶點進行網絡預測，通常使用配體-受體反向對接方法。基于藥物-靶點間的相互作用進行靶標預測，通過計算小分子與靶點蛋白的描述符，整合成配體-受體復合物的組合描述符來進行靶標預測[43]。李梢等[44]從 HerBioMap 數據庫、TCMD 數據庫及相關文獻中獲得六味地黃丸主要的化學成分，計算化學空間及藥物相似性，并用 drug CIPHER 軟件進行靶標預測，構建成分-靶點-疾病網絡，通過 KEGG 路徑識別分析六味地黃丸的作用通路，結果發現六味地黃丸可作用于內分泌系統的 PPAR 通路、免疫系統的 Chemokine 通路等，可能具有治療肥胖、高脂血癥、高血壓、膽結石、食道癌等的潛在靶點。該研究不僅探索了六味地黃丸的潛在作用機制，而且還為其藥物重定位提供了實證依據。葛根芩連湯出自《傷寒論》，是治療腹瀉與痢疾的有效古方。仝小林等[45]從 Herb BioMap 數據庫中篩選葛根芩連湯的組要中藥成分，并用 drug CIPHER 軟件進行靶標預測，OMIM Morbid Map、DrugBank 數據庫獲得 2 型糖尿病相關的疾病基因靶標，利用聚類分析工具包 Cluster 進行網絡分析獲得葛根芩連湯治療糖尿病的可能有效成分及潛在的作用機制。
3.3 基于網絡（或表型）的藥物重定位
基于網絡的藥物重定位是通過藥物-靶點網絡預測藥物-靶點相互作用，基于網絡相似性的推理方法，通常采用藥物-靶點網絡拓撲相似性推導已知藥物的作用機制及其新的適應癥。張國民等[46]從 TCMD 數據庫中獲得中藥復方逍遙散的中藥主要成分，從 Therapeutic Target Database 中獲得不孕不育的疾病靶標，分別構建逍遙散的活性成分-活性成分網絡、中藥活性成分靶點-不孕不育靶點網絡、活性成分靶點-不孕不育靶點-其他人類蛋白的蛋白-蛋白相互作用網絡，選取利用度、節點介數及親近中心性三個參數對作用通路進行網絡拓撲學分析，從而獲得逍遙散治療不孕不育的潛在作用機制。王毅等[47]將復方丹參方中的 9 個主要成分在 PubMed 中進行檢索，獲取靶點信息，通過篩選 OMIM 數據庫獲得心血管相關疾病基因數據，建立疾病-基因-活性成分、疾病-基因-疾病、活性成分-基因-活性成分、基因-活性成分-基因以及基因-疾病-基因等 5 種連接，從而構建完整的活性成分-基因-心血管疾病網絡圖。在此基礎上，通過網絡分析發現這 9 個活性成分均作用于多個靶點，涉及高血壓、糖尿病、冠心病及肥胖等多個病種，為未來開拓復方丹參方的新適應癥提供了研究思路。
4 展望
中藥藥物重定位，或者說中藥“老藥新用”研究，最核心的是進行中藥老藥新靶點的發現和驗證。而如果把這種新靶點的發現歸結于藥物學家智力層面的“靈機一動”，則可遇而不可求，如青蒿素因在治療瘧疾領域大獲成功而獲“諾貝爾醫學獎”褒譽，隨后拓展其新適應癥的臨床及基礎研究層出不窮，目前青蒿素用于治療紅斑狼瘡及狼瘡性腎炎的臨床試驗也獲批開展。但我們更加關注的是藥物科學家是如何獲得對于上述老藥重定位的原創思維，有無規律可循。
隨著網絡生物學及信息學的不斷發展，網絡藥理學方法為藥物重定位研究提供了可借鑒的新思路與方法。中藥具有多成分-多靶點的特點，與網絡藥理學從多靶點的研究策略出發不謀而合，在“疾病-基因-靶點-藥物”相互作用網絡基礎上分析藥物的作用機制及其主要成分。基于多靶點的研究，可能更容易發現新的作用靶點，從而提高藥物重定位的成功率。但網絡藥理學方法亦存在一定的局限性：網絡藥理學依據現有數據庫及已有實驗數據進行網絡創建，不能反映生物體內全部真實的細胞網絡特點，數據的真實性及完整性未來仍需要不斷改善。目前，利用網絡藥理學方法，對很多中藥（或復方）治療某一種特定疾病的藥理作用靶點的預測研究層出不窮，極大豐富了我們對于中藥治療疾病有效性的作用機制的認知，但值得關注的是，預測只是網絡藥理學的第一步，后續利用臨床試驗或動物實驗進行驗證更為重要，對于確認網絡藥理學預測結果的準確性及有效性極為關鍵。
中藥的廣泛作用符合天然藥物多靶點的特點，而精準醫學時代的到來、基因組及蛋白組學的發展，能幫助我們更為全面地認識基因調控機制[48]，結合生物信息學從現有中藥中依據其結構特點和作用靶點，篩查出可以進行藥物重定位研發的中藥，這也為其從基礎向臨床的轉化提供了更多的可能性。但天然藥物自身結構、藥代動力學特點可能會成為制約其發展的主要障礙。利用化學、生物合成方式對中藥及其代謝產物進行結構修飾或者劑型改變，從某種程度上可以大大提高其生物利用率。目前雖然大批量衍生物經過實驗驗證，其療效都得到了顯著提高，但針對衍生物開展的臨床研究較少見，究其原因，多數衍生物并未進一步進行藥理及毒理研究，亦缺乏臨床前期的安全性評價。這使得合成的衍生物不能發揮其應有價值，也大大制約了中藥的臨床應用。因此如何統籌規劃，真正實現中藥藥物重定位，從已合成的衍生物或新劑型中篩選出可以最終應用于臨床的中藥新藥也是我們未來努力的方向。另一方面，許多中藥復方經歷幾千年的臨床應用，具有非常大的科研及臨床價值。如何利用先進技術，分析中藥復方，闡釋中藥復方作用機理，同時如何設計符合中醫“辨證論治”特色的臨床試驗，來評價中藥復方的適應癥，中藥復方如何通過藥物重定位研究煥發新的生機，是下一步值得我們深入探討的問題。
