中藥多元多指標指紋圖譜開發與建立

2023-01-03 3354 • 李明宗

傳統中草藥及其組合藥方在中國及其他亞洲國家如日本、韓國、印度等已有數千年使用歷史,並建立起獨特的治療理論與使用方法,存在於現今許多國家的醫藥體系中。這些藥材多以植物來源為主,但在亞洲普遍使用的植物性藥品並不全然為西方先進醫療制度所接受,多以膳食補充品或保健食品流通於市場。然而,植物性傳統藥方仍能在亞洲,甚至美洲、歐洲等先進國家長久使用,必具有一定之療效與安全基礎。

美國於2000年8月發布「植物性藥品規範草案」 (FDA Draft Guidance on Botanical Drug Products for Industry),2004年4月正式公告植物性藥品規範(Guidance for Industry: Botanical Drug Products),2016年12月公告植物性藥品開發指南(Botanical Drug Development: Guidance for Industry)。自2004年正式公告申請美國FDA植物藥Pre-IND與IND件數總和已超過400件,然而,至今仍僅通過二項植物性新藥產品VeregenTM及FulyzaqTM。VeregenTM是一種以綠茶提取物為基礎的治療尖銳濕疣的外用藥物,核准時間是2006年;FulzaqTM則是給愛滋病患者使用的口服止瀉藥,從秘魯龍血巴豆(Croton lechleri)的紅色樹脂中提取純化而來,核准時間是2012年12月。

VeregenTM原料藥為自綠茶中經提取和純化的兒茶素混合物,內含有(-)-Epigallocatechin gallate (EGCg)、(-)-Epicatechin (EC)、(-)-Epicatechin gallate (ECg)、(-)-Epigallocatechin (EGC)、(-)-Gallocatechin gallate (GCg)、(-)-Gallocatechin (GC)、(-)-Catechin gallate (Cg)、(+)-Catechin,其中,EGCg約55%,總Catechins約85-95%,僅約5-15%未鑑定成分。另外,FulyzaqTM原料藥Crofelemer為大戟科植物龍血巴豆(Croton lechleri)的紅色樹脂中提取純化的低聚原花色素混合物,平均分子量約為2300 daltons,由3到30個單體所組成,聚合物平均約含7個單體,單體包含(+)-Catechin、(-)-Epicatechin (EC)、(+)-Gallocatechin (GC)及(-)-Epigallocatechin (EGC)。

從美國FDA核准植物藥新藥的件數與審查意見,新藥開發業者認為美國FDA對於植物藥新藥產品的接受度仍趨保守。和記黃埔執行總裁Christian Hogg (克里斯汀 霍格博士)在一次受訪時表示,和記黃埔在中國的主要產品「麝香保心丸」是主治心血管方面的疾病的處方藥,至少超過100多種成分,此種藥品幾乎不可能通過現行美國FDA的核准。「如果你將此種藥品向美國FDA註冊,你必須清楚解釋每個成分的藥材來源,你也必須清楚確認每一階段產品中的這些成分含量都相同的。」

探究傳統中藥難以通過美國FDA核准成為植物藥新藥,究其主要原因仍是缺乏具體之科學依據、標準化之製造過程、嚴謹之臨床試驗及品管與法規要求。多數開發中植物新藥仍無法確認植物中真正有效成分,且藥物活性機轉不明確,藥物動力學(體內吸收、分佈、代謝及排除)亦無法有效說明。美國植物藥規範(Guidance for Industry: Botanical Drug Products)中提及,當廠商開發植物藥進入End-of-Phase 3臨床試驗及Pre-NDA階段時,能利用不同分析方法來建立多元指紋圖譜(Multiple fingerprints),以證明不同批次間藥品的均一性。

「越是接近傳統的藥品,從FDA的觀點看越好」(克里斯汀 霍格博士)。

臺灣中藥濃縮製劑發展歷史至今已近60年,自臺灣科學中藥之父許鴻源博士從日本長倉製藥引進中藥濃縮製劑技術後,開啟了臺灣科學中藥紀元。科學中藥廣為人知的定義,即是將傳統中藥應用科學技術製成符合現代需求的中藥製劑,從選用典籍記載的道地藥材,符合藥品優良製造規範的生產流程,藉由科學儀器檢驗分析原料和產品品質,應用現代設備製造安全、有效、方便的中藥製劑等。中藥製劑其實是符合美國FDA對於傳統藥品轉換成植物藥的觀點,只是它需要的是更多的科學證明。

中藥指紋圖譜係指中藥(包括中藥原料、中藥提取物和中藥製劑等)經適當的處理以後,採用一定的分析手段(主要是層析或光譜方法等),得到能夠反映該中藥特徵、標示該中藥特性的共有圖譜。2003年時財團法人臺灣必安研究所與臺灣師範大學許順吉教授於Journal of Chinese Medicine發表加味逍遙散製劑之品質評價,當時以高效液相層析儀(HPLC)同時定量加味逍遙散製劑中Geniposide (山梔子)、Paeoniflorin (白芍)和Glycyrrhizin (炙甘草)等三種活性指標成分。2006年時,必安研究所和慈濟大學林宜信教授在Journal of Separation Science共同發表中藥濃縮製劑甘露飲之化學指紋全圖譜,研究開發以高效液相層析儀結合光二極體陣列偵測器(HPLC/PDA)及高效液相層析質譜儀(LC/MS),定性及定量分析中藥濃縮製劑甘露飲之化學指紋圖譜,同時鑑定甘露飲中14個主要的化學成分,其中包含黃芩藥材中Baicalin、Baicalein、Oroxylin A-7-O-glucuronide、Wogonin-7-O-glucuronide、Wogonin及Oroxylin A,枳殼藥材中Naringin及Neohesperidin,甘草藥材中Liquiritigenin、Liquiritin及Glycyrrhizic acid等成分。另外,為觀察微量無機元素在甘露飲製劑中之含量分布,此研究同時再以感應耦合電漿質譜儀(ICP/MS)分析技術建立甘露飲中70項無機元素之化學指紋圖譜。

中藥是我先民累積千百年臨床經驗所匯聚而成的智慧結晶,惟缺乏具體的分析統計數據與嚴謹的品質控管規範,以致難為現代國際醫藥法規所接受。眾所皆知,植物性產品之化學成分組成複雜,品質控管極為不易,化學指紋圖譜作為中藥品管工具的概念因此而生。然而,化學指紋圖譜不應僅侷限於小分子有機化學成分,亦應包含微量無機元素、揮發油、糖類及蛋白質等成分之化學指紋,必安研究所因而構思利用HPLC/PDA、HPLC/RI、HPLC/ELSD、LC/MS、GC/MS及ICP/MS建立中藥全方位化學指紋圖譜的想法。

必安研究所實驗室取加味逍遙散、葛根湯等製劑藉由上述不同檢測技術建立該製劑全方位化學指紋圖譜,以HPLC/PDA建立小分子有機化學成分三維HPLC指紋圖譜,以HPLC/ELSD建立單、雙糖和寡糖化學指紋圖譜,以HPLC/RI建立多醣體化學指紋圖譜,以GC/MS建立揮發油成分化學指紋圖譜,再以ICP/MS建立微量無機元素化學指紋圖譜。將以上不同表徵化學指紋圖譜中已知成分進行含量測定,加上含水量與賦形劑使用量計算總和,其數值已超過80%,未鑑定成分比例接近美國所通過第一件植物藥VeregenTM的5-15%,這與在2003年時我們認為中藥製劑很難完全鑑定所有化學成分的想法已經大不相同。

中藥現代化、科學化與國際化一直是所有中醫藥研究人員長久以來堅持努力的方向與目標,這不是只為了產業發展,更是希望將中藥這件中華民族瑰寶的真善美帶給全世界所有追求健康的人們。我們深信,只要不斷的努力與精進,中藥製劑的神秘面紗終有一天能夠100%的發掘出來。

參考資料:

  1. US Food and Drug Administration, Guidance for Industry: Botanical Drug Products, 2004.
  2. US Food and Drug Administration, Botanical drug development guidance for industry, 2016.
  3. CNN, Scientists taking Chinese medicine west, https://edition.cnn.com/2013/05/27/world/asia/chinese-western-medicine-trials/index.html
  4. I-Hsin Lin, Ming-Chung Lee, Wu-Chang Chuang. Application of LC/MS and ICP/MS for establishing the fingerprint spectrum of the traditional Chinese medicinal preparation Gan-Lu-Yin. J. Sep. Sci. 2006, 29: 172-179.
  5. Wu-Chang Chuang, Ming-Chung Lee, Kwei-Fwu Chen, Shuenn-Jyi Sheu, Yung-Hsien Chang. Assessing the quality of Chia-Wei-Hsiao-Yao-San preparations. J. Chin. Med. 2003, 14(3): 183-192.

作者   李明宗   

李明宗副所長畢業於國立臺灣師範大學化學研究所,師承許順吉教授,學習中藥成分分離純化、高效液相層析儀(HPLC)與毛細管電泳(CE)指紋圖譜分析技術。李副所長專長於中藥品質管制、中藥化學成分分析研究、中藥新藥與植物藥新藥開發,投入中醫藥產業已超過20年,曾任職於順天堂藥廠、順天生物科技和禾百安科技。李副所長誠懇待人、認真做事,對於中醫藥推廣教育不遺餘力。


早期與臺灣必安研究所學術研究合作之日本學者

「許鴻源學術論文集」收載財團法人臺灣必安研究所創辦人許鴻源博士自1943年進入東京大學藥學部(前東京帝大)生藥學教室於日本藥報發表第一篇研究報告「柴胡之栽培」後至1971年在世界各國學術雜誌所發表之論文或資料蒐集共101篇,論文分為植物成分30篇,生藥型態學研究6篇,藥用植物栽培研究5篇,中藥研究17篇,藥品化驗法研究4篇,食品品質及其他研究8篇,學術演講及資料31篇等。
2023-01-09 484 • # 早期   # 學術研究   # 合作   # 日本學者  

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