Biokarakteristisk profilering relateret til klinik: En ny teknologiplatform til kvalitetsevaluering af kinesisk materia medica

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Højdepunkter

Det nye kvalitetsevalueringssystem, domineret af det akademiske koncept "biokarakteristisk profilering relateret til klinikken" og rækken af ​​tværfaglige nøgleteknologier, giver en værdifuld strategi til at fremme den stabile kliniske effekt afKinesisk materialemedicinsk.

Abstrakt

Kvalitetsevalueringen er en flaskehals, der begrænser moderniseringen og internationaliseringen afkinesisk materiale medica(CMM). På grund af karakteristika for multi-komponent, multi-effektivitet, multi-target, kan det eksisterende kvalitetsevalueringssystem stadig ikke fuldt ud opfylde CMM's kvalitetskontrolbehov. Derfor fremlagde forfatteren "Biokarakteristisk profilering relateret til klinikken, BPRC" akademisk koncept, i mellemtiden, drag fuldt ud fordelen af ​​analysemetoden med klinisk overvågningsoverlegenhed eller profileringsegenskaber, opbygge "BPRC" ny teknologiplatform for at realisere "real-time, dynamisk og fuld-range overvågning" nye teknologier af CMM kvalitet evalueringssystem og fremme den videre udvikling af CMM industrien.

Nøgleord: Biokarakteristisk profilering relateret til klinikken, Korrelationseffektivitet, Kvalitetsevaluering afKinesisk materialemedicinsk

Baggrund

På grund af den nøjagtige helbredende effekt, den uerstattelige rollekinesisk materialemedica(CMM) til behandling af sygdomme er blevet bredt anerkendt i ind- og udland. Især i vest,CMMer blevet en vigtig del af alternativ medicin. Men sikkerhedsproblemerne vedrCMMforekommer ofte, og kvalitetsevalueringen af ​​CMM, som er tæt forbundet med CMM's kliniske effektivitet, er blevet anerkendt som en flaskehals, der begrænser moderniseringen og internationaliseringen af ​​CMM. Food and Drug Administration (FDA) og European Medicines Evaluation Agency (EMEA) fremsatte strenge krav til tilgængelighedsstandarderne for CMM. National Medical Products Administration (NMPA) af Statens Administration for Markedsregulering (SAMR) i Folkerepublikken Kina har offentliggjort adskillige systemer og truffet foranstaltninger til at styrke og fremme kvalitetsevalueringen af ​​CMM. Det har gennemgået mange vigtige udviklingsstadier, såsom identifikation af oprindelse, karakteridentifikation, mikroskopi identifikation, fysisk og kemisk identifikation, indholdsbestemmelse, kemisk fingeraftryk biologisk fingeraftryk, bestemmelse, biotilgængelighed fingeraftryk-effektivitet korrelationsanalyse, hvilket har forbedret kvalitetskontrollen væsentligt CMM-niveau [1-6] Men på grund af egenskaberne ved multikomponent, multi-effektivitet, multi-target kompleksitet og sårbarhed over for faktorer som oprindelse, høsttid, transportruter og forarbejdningsmetoder, er den eksisterende kvalitet CMM's evalueringssystem eller -metoder kan stadig ikke fuldt ud opfylde CMM's kvalitetskontrolbehov og dets forberedelser [2-5]. Hvordan man kan overvinde manglerne i det eksisterende kvalitetsevalueringssystem, som er vanskeligt effektivt at korrelere klinisk effektivitet, ensidighed, begrænsethed og etablere nøgleteknologien for real-time, dynamisk og overordnet visning af effektivitet og sikkerhed relateret til CMM, er det centrale videnskabelige problem, der skal løses for effektivt at fremme kvalitetsevalueringen af ​​CMM.

Cistanchetubulosahar mange effekter, klik her for at vide mere

Med fremskridt inden for moderne videnskab og teknologi giver tværgående discipliner og disciplinær integration en ny mulighed for udvikling af videnskabelig forskningsorienteret til at tjene menneskers sundhed. I denne sammenhæng at udforske tværfaglig tværgående teknologi tæt kombineret med klinisk praksis for en kvalitetsmonitor afCMM, for at afspejle den kliniske effektivitet og/eller sikkerhed afCMMog sikre klinisk effekt. Denne biokarakteristiske profilering, der stammer fra den kliniske virkelige verden, er et nyt koncept fremsat under forudsætning af moderne videnskab og teknologi, og det er et nyt krav til kvalitetskontrol af CMM og evaluering af klinisk rationel stofbrug.

Etablering af nøgleteknologisk platform for biokarakteristisk profilering

Analytisk kemi teknologiplatform - Repræsenteret af metabolomics teknologi

Metabolomics, som stammer fra feltet analytisk kemi, er en ny disciplin, der imiterer forskningsideerne om genomik og proteomik, udfører kvalitativ og kvantitativ analyse af alle lavmolekylære (MW) metabolitter af en bestemt organisme eller celle på samme tid i en specifik fysiologisk periode, og søger efter den relative sammenhæng mellem metabolitter og fysiologiske og patologiske ændringer [7]. Som vist i figur 1 tager det som en gren af ​​systembiologi de små molekylemetabolitter (MW < 1000),="" som="" er="" substrater="" og="" produkter="" af="" forskellige="" metaboliske="" veje,="" som="" forskningsobjekt,="" klyngeindeksanalyse="" som="" grundlag,="" høj-="" gennemstrømningsdetektering="" og="" databehandling="" som="" middel,="" og="" informationsmodellering="" og="" systemintegration="" som="" mål.="" prøverne="" er="" hovedsageligt="" ekstrakter="" af="" celler,="" væv="" og="" kropsvæsker="" fra="" mennesker,="" dyr="" og="" planter.="" de="" vigtigste="" tekniske="" midler="" er="" nuklear="" magnetisk="" resonans="" (nmr)="" og="" kromatografi-massespektrometri="" (hplc/gc-ms),="" især="" højopløsnings="" massespektrometri.="" ved="" at="" detektere="" spektrene="" af="" en="" række="" prøver="" og="" kombinere="" dem="" med="" mønstergenkendelsesmetoden,="" kan="" niveauet="" af="" ændringer="" af="" endogene="" små="" molekyler="" bekræftes,="" organismens="" patofysiologiske="" tilstand="" kan="" bedømmes,="" og="" den="" biomarkør,="" der="" er="" forbundet="" hermed,="" kan="" muligvis="" findes.="" .="" det="" giver="" en="" prognoseplatform="" for="" relaterede="" tidlige="" advarselssignaler.="" sammenlignet="" med="" genomik="" og="" proteomik="" har="" metabolomik="" den="" fordel,="" at="" den="" hurtige="" og="" følsomme="" fortolkning="" af,="" hvilke="" ændringer="" der="" er="" sket="" i="" kroppen.="" det="" er="" velegnet="" til="" at="" overvåge="" lægemiddeltoksicitet="" og="" bivirkninger,="" såvel="" som="" forskning="" på="" basis="" af="" aktive="" stoffer="" og="" effektivt="" evaluere="" den="" kliniske="" sikkerhed="" og="" effektivitet="" af="" cmm="">

Fysisk-kemi teknologiplatform - repræsenteret af isotermisk titreringskalorimetriteknologi

Isotermisk titreringskalorimetri (ITC) dynamisk overvågningsteknologi, der stammer fra feltet fysisk kemi, er en vigtig analytisk metode til studiet af termodynamik og biodynamik. Gennem kontinuerlig og nøjagtig overvågning af de karakteristiske kurver for varme ændres, når molekyler af forskellige stoffer kommer i kontakt med et meget følsomt og automatiseret mikrokalorimeter, de termodynamiske parametre (inklusive bindingskonstanter, antal bindingssteder, molær bindingsentalpi, molær bindingsentropi, molær konstant trykvarmekapacitet) og kinetiske parametre (herunder enzymaktivitet, enzymkatalyseret Michaelis-reaktionskonstant og enzymomdannelsestal) blev leveret in-situ, online og ikke-destruktivt for at karakterisere den karakteristiske information [8]. Det testede stof behøver ikke at blive immobiliseret eller modificeret, og suspension, farvet prøve og viskøs prøve kan også påvises med denne teknologi. Det er velegnet til at overvåge de dynamiske karakteristiske spektre af små molekyler og protein, protein og protein, små molekyler og enzymer, enzymatisk reaktionskinetik, små molekyler og nukleinsyre, biologiske molekyler og celler, lægemiddel og DNA/RNA osv. og studere virkningsmekanisme, for at give datastøtte til forskning i klinisk sikkerhed og effektivitet af lægemidler (inklusive MCC) [9, 10].

Biofysisk teknologiplatform-Re præsenteret af dynamisk overvågningsteknologi af levende celler

Dynamisk overvågningsteknologi af levende celler afledt af biofysikområdet er en slags ny celleanalyseteknik, der kan overvåge de dynamiske ændringer af levende celler som reaktion på visse eksterne stimuli såsom lægemiddelintervention automatisk og kontinuerligt i en ikke-mærket, ikke-mærket invasiv måde. En mikroelektronisk sensor er indlejret i bunden af ​​den mikroporøse elektroniske tavle, og vedhæftnings-, adhæsions- og vækstsituationen for levende celler på detektionstavlen kan måles ved impedansindeks for mikroelektroder, således at den tidsafhængige karakteristiske profilering af celleeffekter (selv intracellulær billeddannelse i realtid) kan erhverves for at afsløre cellens biologiske information såsom spredning, levedygtighed, apoptose og morfologiske ændringer af levende celler. Undgå begrænsningerne ved traditionel slutpunktcelleanalyse, såsom breakpoint. mærkning og ødelæggelse af celler. det har fordelene ved høj nøjagtighed, høj repeterbarhed og høj gennemløbsinformation. Det er velegnet til kvalitetsevaluering af CMM med relativt klare målceller, for eksempel cytotoksicitet eller apoptoseanalyse, celleproliferationsanalyse, receptoranalyse og farmakologisk analyse [11,12].

Analytisk al biokemi teknologiplatform-Repræsenteret af biosensorteknologi

Biosensorer udviklet inden for analytisk biokemi er analyseværktøjer eller detektionssystemer, der tager de immobiliserede biofølsomme materialer som identifikationselementer (såsom enzymer, antigener, antistoffer, mikroorganismer, celler, væv, nukleinsyrer osv.) og omdanner deres koncentrationer ind i optiske, elektriske fotoelektriske, temperatur-, magnetiske, elektromagnetiske signaler og output gennem passende fysiske og kemiske transducere (såsom oxygenelektroder, lysfølsomme rør, felteffektrør, piezoelektriske krystaller osv.) og signalforstærkerens udgangsenhed [13,14 ]. Biosensoren har funktionen som modtager og konverter. Med udviklingen af ​​analytisk kemi, biokemi og molekylærbiologi, materialekemi og polymervidenskab og teknik, er principperne, typerne og funktionerne af biosensorer diversificeret.

Klassificeret efter identifikationselement

I henhold til klassificeringen af ​​identifikationselementer kan biosensorer opdeles i bakterier/virale sensorer, immunosensorer (såsom antigener, antistoffer, immunglobuliner, receptorer osv.), DNA/RNA-sensorer, adaptersensorer, enzymsensorer, cellesensorer, lille molekyle sensorer, metalionsensorer og så videre, som kan bruges til at detektere de tilsvarende identifikationsobjekter [15-23]. Følingsprincippet for nogle biosensorer er vist i figur 2.

Klassificeret efter aktive materialer

Aktive materialer er kernebærerne af biosensorer. I henhold til klassificeringen af ​​aktive materialer kan biosensorer opdeles i halvledersensorer (såsom kvanteprikker, metalnanopartikler), farvestofsensorer, sensOrS, halvleder-halvleder-farvestofsensorer, halvleder-metalsensorer, halvleder-kulstofsensorer og så videre [ 24-27]. Klassificeret efter princippet om signalgenerering og transduktion.

I henhold til signaludgangstilstanden kan den opdeles i kemiluminescenssensor, fotoelektrokemisk sensor, elektrokemisk sensor, overfladeplasmonresonanssensor (SPR), magnetisk sensor, en elektromagnetisk sensor og så videre. Blandt dem er fotoelektrokemisk sensorteknologi mere udbredt end andre i de senere år på grund af dens enkelhed, økonomi og højere følsomhed [28].

I praktiske applikationer er biosensorer ofte konstrueret af en række principper samtidigt, såsom elektrokemiske cellesensorer, fotoelektrokemiske enzymsensorer, magnetiske immunosensorer og så videre. Sammenlignet med de traditionelle kemiske og biologiske detektionsmetoder kan biosensorer tilpasses efter de detekterede objekter, med forskellige former, bred anvendelse, følsomhed, hurtighed og stærk gennemførlighed. På grund af de mange forskellige identifikationselementer er biosensorer særligt velegnede til analyse af tungmetalrester, allergiske reaktioner og kvalitetsudsving baseret på validitet og spordetektering af CMM.

Vævsingeniørteknologiplatform - Teknologi til konstruktion af modelorganismer relateret til klinik

Vævsteknik stammer fra området for biomedicinsk teknik er en ny disciplin, der kombinerer cellebiologi med materialevidenskab til at konstruere væv eller organer in vitro eller in vivo. De fire elementer omfatter frøceller, biomaterialer, integration af celler og biomaterialer, samt integration af implantater og mikromiljø in vivo. Grundprincippet er at få et lille antal levende væv fra kroppen, isolere celler (også kendt som frøceller) fra vævene ved hjælp af specielle enzymer eller andre metoder til yderligere dyrkning og ekspansion in vitro, og derefter sætte de ekspanderede celler i biomaterialer (stilladser) med god biokompatibilitet, bionedbrydelighed og absorberbarhed får celler til at klæbe til biomaterialer for at danne cellematerialekomplekser; dyrke komplekserne i det biomimetiske miljø in vitro for at danne vævs- eller organregenerering eller implantere dem i patologisk skadede væv eller organlæsioner in vivo [29]. Med biomaterialer, der gradvist nedbrydes og absorberes in vivo, fortsætter implanterede celler med at vokse in vivo og udskiller ekstracellulær matrix for til sidst at danne tilsvarende væv eller organer for at opnå formålet med at reparere traumer og rekonstruere funktion. Den tredimensionelle struktur af biomateriale stilladser giver et godt miljø for celler til at opnå næring, vækst og metabolisme. Vævsregenereringsteknologi leveret af udviklingen af ​​vævsteknologi giver en platform for konstruktion af modelorganismer forbundet med klinisk effektivitet. Denne forskningsmodel af et kvalitetsevalueringssystem baseret på den humane bioniske model er åbenbart overlegen i forhold til den baseret på cellemodel eller dyremodel. Det kan forkorte evalueringscyklussen og sikre pålideligheden af ​​undersøgelsesresultaterne, hvilket stærkt vil fremme den hurtige og effektive udvikling af kvalitetsevaluering af CMM.

Anvendelse af den nye teknologiplatform for biokarakteristisk profilering relateret til klinikken til kvalitetsevaluering af CMM

Sikkerheds(toksicitet)evaluering Anafylaksimonitorering af CMM-injektioner baseret på mastcellemodellen

En bivirkning er ikke kun den centrale faktor, der begrænser industrialiseringsudviklingen af ​​CMM-injektioner, men også et vanskeligt problem, som hele CMM's farmaceutiske industri står over for. Blandt alle bivirkningerne af CMM i Kina var omkring 50 procent forårsaget af CMM Injection. Allergi er hovedtypen af ​​bivirkning ved CMM-injektioner. Shuanghuanglian Injection har været opført i top 10 årlige ranglister over bivirkninger af CMM-injektioner i Kina i mange år. Mastceller er vigtige mediatorer af anafylaksi eller lignende anafylaksi. Baseret på denne modelorganisme blev en overvågningsmetode for den allergiske reaktion af Shuanghuanglian Injection etableret af vores forskningsgruppe, som var baseret på den dynamiske overvågningsteknologi af levende celler [12]. De normale prøver og prøver, der kan forårsage uønskede reaktioner, kan effektivt skelnes gennem cellernes vækstadfærd, der afspejles af en realtidscelledynamisk analysator efter blind nummerering. og forbedrer CMM's evne til at evaluere sikkerheden.

Anafylaksi overvågning af CMM baseret på immunosensor

Immunosensor assay (ISA) er en metode, der påviser målanalytter med høj specificitet og høj nøjagtighed baseret på hurtig og specifik antigen (Ag)-antistof (Ab) genkendelsesreaktion. Den specifikke og følsomme påvisning af forskellige stoffer (såsom prostatacancer-antigen) i komplekse biologiske systemer er blevet opnået med succes. Disse teknikker spiller en vigtig rolle i den tidlige diagnose og behandling af sygdomme. På nuværende tidspunkt omfatter de udviklede immunosensorer SPR immunosensor [25], r[30], immunosensor fluorescerende fotoelektrokemisk immunosensor[31] og så videre. I lyset af den vellykkede anvendelse af immunosensorer i sygdomsdiagnostik og -behandling er det muligt og praktisk at udvikle biosensorer til specifik påvisning af immunoglobulin IgG, IgA og IgM relateret til allergiske reaktioner og anvende dem til overvågning af allergiske reaktioner induceret af CMM.

Overvågning af giftige stoffer af CMM baseret på Metabolomics og modelbiologi

Metabolomics kan forklare ændringerne af endogene små molekyler, efter at kroppen modtog ekstern stimulation. Farmakopéen begrænser klart indholdet af toksiske komponenter i CMM. Men på grund af sårbarheden over for faktorer som kilde, oprindelse, høsttid, transportruter, forarbejdningsmetoder og så videre, er kvalitetskontrolstrategien for CMM-giftige komponenter ved indholdsbestemmelse alene naturligvis ikke perfekt. Overvågningsmetoden for CMM giftig

stoffer baseret på metabolomics-teknologi og vævs- og organregenereringsteknologi in vitro, såsom lever og nyre, kan ikke kun afsløre produkterne af lægemidler efter metabolisme af lever og nyre såvel som ændringerne af endogene små molekyler i lever og nyre efter lægemiddelvirkning, men simulerer også det menneskelige indre miljø in vitro i det maksimale omfang, hvilket forbedrer pålideligheden af ​​kvalitetsevalueringsresultater af CMM [7]. Denne strategi vil have brede anvendelsesmuligheder.

Overdreven tungmetalovervågning af CMM baseret på metalionsensor

Overdreven tungmetal er en fælles faktor for den dårlige kvalitet af CMM. Langvarig eksponering eller overdreven indtagelse af Pb2 plus kan forårsage neurologiske, kardiovaskulære, reproduktive og udviklingsmæssige sygdomme [32]. Overvågning af niveauet af Pb2*, især indholdet af spor Pb2 ​​plus, er blevet et vigtigt aspekt af CMM-kvalitetsevaluering. Atomabsorptionsspektrometri (AAS), atomfluorescensspektrometri (AFS) og induktivt koblet plasmamassespektrometri (ICP-MS) er de traditionelle metoder til bestemmelse af Pb2*[33]. Selvom disse metoder er følsomme nok, er de komplekse. Relativt set er Pb2-sensoren hurtig, enkel, følsom, pladsvenlig, kontrollerbar og enkel at forbehandle, hvilket har været meget brugt i de senere år (som vist i figur 3). Indførelsen af ​​denne metode til overvågning af CMM tungmetaller vil i høj grad forbedre kvaliteten af ​​CMM.

Effektivitetsevaluering

Effektivitetsevaluering af CMM til at fremme blodcirkulationen og fjerne blodstase baseret på thrombinaktivitetsdetektion

Xueshuantong frysetørret pulver til infektion har den virkning at aktivere blodcirkulationen og fjerne blodstase samt aktivere blodkar og kollateraler. Dens farmakologiske virkning er at udvide blodkar og forbedre blodcirkulationen. Den utilstrækkelige virkning af at aktivere blodcirkulationen er ikke befordrende for dens effektivitet, mens den overdrevne effekt kan føre til kliniske bivirkninger såsom hudkløe, feber, rødmende teint, forhøjet blodtryk, svimmelhed, subkutan blødning, purpura og andre. Ifølge dens farmakologiske mekanisme blev der etableret en metode til evaluering af effektiviteten af ​​Xueshuantong frysetørret pulver til injektion baseret på dynamisk overvågning af thrombinaktivitet[34]. Gennem realtidsovervågning af thrombinaktivitet blev de normale prøver og prøverne med overdreven eller utilstrækkelig effekt effektivt identificeret efter blind nummerering. Ved at drage erfaringer fra lignende forskningskoncepter og ideer har forskergruppen også udvidet sin anvendelse til kvalitetsevaluering af lægemidler til horndyr [35,36], Isatis Radix [37], berige og udvikle kvalitetsevalueringssystemet for CMM baseret på den dynamiske overvågningsteknologi for effektivitet.

Evaluering af antibakteriel og antiviral effektivitet af CMM Baseret på bakterie- og virussensorer

Bakterier og vira er vigtige patogene faktorer. Rettidig diagnosticering og korrekt behandling af relaterede sygdomme baseret på laboratorietestresultater er effektive strategier til at udrydde dem. På nuværende tidspunkt omfatter konventionelle metoder til påvisning af patogene mikroorganismer pladekultur, polymerasekædereaktion (PCR) og massespektrometri. Som en guldstandard er pladedyrkningsmetoden nøjagtig, men tidskrævende. Kvantitativ detektion kan udføres ved brug af PCR-teknologi, men kravet til operatører er ret højt. Derudover kræver massespektrometrianalyse dyre store instrumenter. Relativt set er bakteriel og viral sensoranalyse en hurtig, enkel og følsom metode til mikrobiel påvisning. På nuværende tidspunkt er elektrokemiske sensorer til påvisning af Pseudomonas aeruginosa (som vist i figur 4), Escherichia coli, Seka-virus (som vist i figur 5) og hånd-mund-mund-virus blevet etableret og med succes anvendt til påvisning af humane serumprøver . Udvikling af biosensorer til specifikke patogene mikroorganismer for at evaluere den antimikrobielle og antivirale effektivitet af CMM, er en stor kompliment og forbedring af kvalitetsevalueringssystemet i CMM.

Evaluering af stabilitet (kvalitetsudsving).

Stabiliteten af ​​kvalitetsudsving er et af de vigtige indekser for kvalitetsevaluering af CMM. Kvaliteten af ​​CMM kan kontrolleres effektivt ved at tage den repræsentative farmakologiske virkning af lægemidler eller flaskehalsfaktorerne, der bestemmer kvaliteten af ​​lægemidler som evalueringsindekset for kvalitetsstabilitet. Ved at bruge forskningsmetoden til tværfaglig krydsning har forskergruppen successivt etableret en række nøgleteknikker til kvalitetsudsvingsevaluering, såsom elektrokemisk dynamisk overvågning for Yiqifumai (frysetørring) Injection, levende celle dynamisk overvågning kombineret med kemisk fodaftryk til Shuanghuanglian Injection [ 12], og aktivitetstesten af ​​thrombin og profibril til Xueshuantong-injektion [35] og så videre, som alle har opnået industrialiseringsoverførsel.

Lægemiddelkombinationsvurdering

I henhold til de kliniske behov for sygdomsdiagnostik og -behandling støder vi ofte på situationen med kombineret anvendelse af CMM og vestlig medicin, intermolekylær interaktionsanalyse baseret på ITC-teknologi spiller en vigtig rolle i klinisk rationel stofbrugsevaluering. Forskergruppen har med succes etableret en kompatibilitetsevalueringsmetode baseret på ITC af Yigifumai Infektion (frysetørret) kombineret med 5 procent Glucose Injection og Vitamin C Injection, som effektivt vurderede rationaliteten af ​​lægemiddelkombination [9]. På dette grundlag blev evalueringssystemerne for Qingkailing Infection [10] og Shuanghuanglian Injection [12] yderligere etableret.

Konklusioner og udsigter

Det kan siges, at de ovenfor beskrevne nøgleteknologier involveret i mange tværfaglige kommer fra mange beslægtede forskningsfelter, men vi finder, at de deler en fælles funktion - real-time, dynamisk, online detektion, forbundet med aktivitet." Derfor foreslår vi. et nyt akademisk koncept,"biokarakteristisk profilering relateret til klinik, BPRC"af CMM, nemlig inspireret af kliniske diagnostiske teknikker såsom elektrokardiogram og elektroencefalogram kan bruges til at overvåge menneskers sundhed og sygdomsudfald, til at overvåge klinisk effektivitet og/eller sikkerhed- relaterede bioaktivitetsresponser mellem lægemidler og specifikke modelorganismer under visse betingelser gennem biomimetisk simulering af klinisk mikromiljø, karakterisere den karakteristiske profilering mellem responsparametrene og systemets reaktionstid eller lægemiddelkoncentrationen og indstille diskriminant-tærskelværdien eller funktionsforholdet iht. de forskellige kilder til CMM og relaterede kliniske aktiviteter for at blive brugt til kvalitetsudsvingsvurdering af CMM, overvågning af lægemiddelinteraktioner og tidlig advarsel om bivirkninger osv. [1. Det har karakteristika af "real-time, dynamisk og fuld-range overvågning" og kan associeres med den kliniske sikkerhed og/eller effektivitet af CMM

BPRC og dets række af nøgleteknologier fra CMM

er foreslået og etableret under den nuværende baggrund, det vil sige at tage identifikationen af ​​primordiale, karakter og fysisk-kemiske egenskaber som den vigtigste kvalitetsevalueringsmodel med det formål at fremme løsningen af ​​det "vanskelige at kontrollere og vanskeligt at evaluere" kvalitetsproblem i komplekse CMM-systemer. Det er ikke kun i overensstemmelse med "Vejledende principper for bestemmelse af den biologiske aktivitet af traditionel kinesisk medicin", men afspejler også forholdet til den kliniske sikkerhed og/eller effektivitet af CMM. Sammenlignet med konventionelle kemiske fingeraftryk lægger BPRC og dets række af nøgleteknologier mere vægt på evalueringen af ​​den overordnede biologiske aktivitet relateret til klinisk effekt, snarere end at holde sig til søgningen efter almindelige toppe i det komplekse system af CMM og identificere komponentinformationen indeholdt i fælles peaks, og forklarer sammenhængen mellem fælles peaks og klinisk effektivitet og/eller sikkerhed. Den tager også højde for egenskaberne ved multi-komponent, multi-target og hel regulering af CMM. På samme tid, sammenlignet med et bioassay, lægger BPRC og dets række af nøgleteknologier mere opmærksomhed på den overordnede dynamiske information om den biokemiske reaktionsproces mellem CMM og modelorganismer, snarere end brudpunktsbestemmelsen af ​​biologisk aktivitet på et bestemt tidspunkt i reaktionsprocessen. Derfor er det nye system til kvalitetsevaluering af CMM, domineret af det akademiske koncept "BPRC" og rækken af ​​tværfaglige nøgleteknologier, et nyttigt supplement til den nuværende kvalitetsevalueringsmodel og teknologi, som også giver en værdifuld strategi til at fremme stabil klinisk effekt af CMM.

Hvordan organiserer og integrerer man de forskellige teknologier i BPRC-platformen nævnt ovenfor til overordnet kvalitetskontrol? Når kvaliteten af ​​CMM evalueres afhængigt af BPRC-teknologiplatformen, bør den passende teknologi vedtages med fokus på CMM's egenskaber (inklusive fysiske, kemiske og biologiske egenskaber) i henhold til "sekventiel strategi". Det er fra kilden til kinesisk medicin. materialer til produktionsprocessen af ​​CMM-præparater og derefter til deres sikkerhed og effektivitetsevaluering, bør rimelige og effektive kemiske, biologiske eller tværfaglige analysemetoder anvendes af hvert led efter tur. Ved implementeringen af ​​denne sekventielle strategi bør sammenhængen mellem testresultaterne og den kliniske sikkerhed eller effektivitet af CMM tages i betragtning, såvel som metodologien (gentagelighed, følsomhed osv.) og universalitet (instrumentets tilgængelighed, økonomi osv.) af teknologien. For eksempel, i kilden til kinesiske medicinske materialer, vil metalioner biosensorteknologi blive anvendt til at detektere og kontrollere tungmetal, der overstiger standard; under produktionsprocessen af ​​CMM-præparater vil kemisk fingeraftryk baseret på højopløsningsmassespektrometri blive anvendt til at detektere effektive komponenter samt isotermisk titreringskalorimetriteknologi og dynamisk overvågningsteknologi af levende celler vil blive anvendt til at overvåge præparationskvalitetsudsving; Hvad angår sikkerheds- og effektivitetsevaluering, vil der ud over bioassay på celleniveau, demisk vævsmanipuleret organoid blive brugt til toksicitet og farmakodynamisk vurdering. Vores team har evalueret kvaliteten af ​​Safflower Injection og Xueshuantong Injection ved hjælp af kemisk fingeraftryk og celleniveau bioassay, og prøverne med uønskede reaktioner blev skelnet signifikant [11.34]. Derfor mener vi, at BPRC kunne fremme evnen til kvalitetskontrol af CMM.

Derudover er vi klar over, at vores anmeldelse i denne artikel kun er et specifikt vindue. Der er mangler ved BPRC-teknologisystemet, fordi hver af de teknologier, der er anført i denne gennemgang, har et vist passende omfang og anvendelsesbetingelser, som bør vælges i henhold til forskellige karakteristika for CMM. Udviklingsretningen i fremtiden er måske, at BPRC-teknologi er altomfattende, og det menes at være konstant fornyet med fremkomsten af ​​multidisciplinære teknologier, især inden for biologisk signalinduktion, biologisk informationstransmission, kunstig intelligens og andre forskningsfelter. Afslutningsvis er BPRC et åbent og kompatibelt akademisk koncept, og dets nøgleteknologier er mere tværfaglige og integrerede. Med udviklingen af ​​tværfaglig teknologi kan analytiske metoder med kliniske overvågningsfordele eller spektrale karakteristika bruges som potentielle nøgleteknologier til forskning og udvikling af BPRC af CMM.

Anerkendelse

Dette arbejde blev støttet af Kinas National Natural Science Foundation (bevillingsnummer 81773891), Kinas nationale store udvikling af nye lægemidler (bevillingsnummer 2017ZX09301-040), Beijing Municipal Science and Technology Commission (bevillingsnummer XMLX201704, 2018-2-2242,7194280), the Open Research Fund of the State Key Laboratory Breeding Base of Systematic Research, Development and Use of Chinese Medicinal Resources. Finansieringskilderne var ikke involveret i undersøgelsesdesign, dataindsamling eller analyse, skrivning af manuskriptet eller beslutningen om at offentliggøre resultaterne.

Referencer

1 Yan D. Biokarakteristisk profilering relateret til klinikken: tanke og praksis om kvalitetsevaluering af kinesisk materia medica. China J Chin Mater Med 2019,44: 409-414.

2. Zhang T, Bai G, Han Y, et al. Metoden til kvalitetsmarkørforskning og kvalitetsevaluering af traditionel kinesisk medicin baseret på lægemiddelegenskaber og effektkarakteristika. Phytomedicine 2018, 44: 204-211.

3. Wu X, Zhang H, Fan S, et al. Kvalitetsmarkører baseret på biologisk aktivitet: En ny strategi til kvalitetskontrol af traditionel kinesisk medicin. Phytomedicine 2018, 44: 103-108.

4. Bai G, Zhang T, Hou Y, et al. Fra kvalitetsmarkører til data mining og intelligensvurdering: En smart kvalitetsevalueringsstrategi for traditionel kinesisk medicin baseret på kvalitetsmarkører. Phytomedicine 2018, 44: 109-116.

5. Zhang C, Zheng X, Ni H, et al. Opdagelse af kvalitetskontrolmarkører fra traditionelle kinesiske lægemidler ved fingeraftrykseffektivitetsmodellering: Nuværende status og fremtidige perspektiver. J Pharm Biomed Anal 2018, 159: 296-304.

6. Tao Y, Gu XH, Li WD, et al. Teknikker til biologisk fingeraftryk af traditionel kinesisk medicin. Trend Anal Chem 2017, 97: 272-282.

7. Wang M, Chen L, Liu D, et al. Metabolomics fremhæver farmakologisk bioaktivitet og biokemisk mekanisme i traditionel kinesisk medicin. Chem Biol Interact 2017, 273: 133-141.

8. Gao Y, Liang A, Fan XH, et al. Sikkerhedsforskning i traditionel kinesisk medicin: Metoder, anvendelser og udsigter. Engineering 2019, 5: 76-82.

9. Feng X, Yan D, Yan Y, et al. Kompatibilitetsvurdering af injektioner med kinesisk medicin baseret på isotermisk titreringskalorimetri. Acta Pharmaceutica Sinica 2011, 46: 322-328.

10. Yan D, Chen LH, Feng X, et al. Karakterisering af interaktion i Qingkailing Injection med klinikadministration baseret på isotermisk titreringskalorimetri. Chin Trad Herb Drugs 2012, 43: 2217-2221.

11. Feng WW, Zhang Y, Tang JF, et al. Kombination af kemisk fingeraftryk med en bioassay, en foretrukken tilgang til kvalitetskontrol af Safflower Injection. Anal Chim Acta 2018, 1003: 56.

12. Zhang LL, Ma LN, Feng WW, et al. Kvalitetsudsvingsdetektion af en urteindsprøjtning baseret på biologisk fingeraftryk kombineret med det kemiske fingeraftryk. Anal Bioanal Chem 2014, 406: 5009-5018.

13. Turner AP. Biosensorer: sans og sensibilitet. Chem Soc Rev 2013, 42: 3184-3196. 14. Zhu C, Yang G, Li H, et al. Elektrokemiske sensorer og biosensorer baseret på nanomaterialer og nanostrukturer. Anal Chem 2015, 87: 230-249.

15. Zhang X, Xie G, Gou DA, et al. En ny enzymfri elektrokemisk biosensor til hurtig detektion af Pseudomonas aeruginosa baseret på højkatalytisk Cu-ZrMOF og ledende Super P. Biosens Bioelectron 2019, 142: 111486.

16. Pandey CM, Tiwari I, Singh VN, et al. Meget følsom elektrokemisk immunosensor baseret på grafen-indpakket kobberoxid-cystein hierarkisk struktur til påvisning af patogene bakterier. Sensorer og aktuatorer B: Chemical 2017, 238: 1060-1069.

17. Steinmetz M, Lima D, Viana AG, et al. En følsom mærkefri impedimetrisk DNA-biosensor baseret på silsesquioxan-funktionaliserede guld-nanopartikler til Zika Virus-detektion. Biosens Bioelectron 2019, 141: 111351.

18. Hussein HA, Hassan RYA, El Nashar RM, et al. Design og fremstilling af ny VIP-biosensor til hurtig og selektiv påvisning af mund- og klovsygevirus (FMDV). Biosens Bioelectron 2019, 141: 111467.

19. Han L, Wang D, Yan L, et al. Specifikke fag-baserede elektrokemiske impedimetriske immunosensorer til mærkefri og ultrasensitiv påvisning af dobbelte prostata-specifikke antigener. Sensorer og aktuatorer B: Chemical 2019, 297: 126727.

20. Sang S, Li Y, Guo X, et al. En bærbar enhed til hurtig påvisning af humant serumalbumin ved hjælp af en immunglobulin-coating-baseret magnetoelastisk biosensor. Biosens Bioelectron 2019, 141: 111399.

21. Cai W, Xie SB, Zhang J, et al. Immobiliseret-fri miniaturiseret elektrokemisk sensing system til Pb2 plus detektion baseret på dobbelt Pb2 plus -DNAzyme assistant feedback amplifikationsstrategi. Biosens Bioelectron 2018, 117: 312-318.

22. Wang YY, Yao L, Liu X, et al. CuCo2O4/N-dopet CNT'er fyldt med molekylært præget polymer til elektrokemisk sensor: Forberedelse, karakterisering og påvisning af metronidazol. Biosens Bioelectron 2019, 142: 111483.

23. Li D, Li CN, Liang AH, et al. SERS og fluorescens dual-mode sensing spor hemin og K plus baseret på Gquarplex/hemin DNAzyme katalytisk amplifikation. Sensorer og aktuatorer B: Chemical 2019, 297: 126799.

24. Ma ZY, Xu F, Qin Y, et al. Påkaldelse af direkte excitonplasmon-interaktioner ved katalytisk Ag-aflejring på Au-nanopartikler: fotoelektrokemisk bioanalyse med høj effektivitet. Anal Chem 2016, 88: 4183-4187.

25. Yan ZY, Wang ZH, Miao Z, et al. Farve-sensibiliserede og lokaliserede overfladeplasmonresonans-forstærkede fotoelektrokemiske biosensorer til synligt lys til meget følsom analyse af proteinkinaseaktivitet. Anal Chem 2016, 88: 922-929.

26. Tang J, Li J, Zhang YY, et al. Mesoporøse Fe2O3-CdS-heterostrukturer til fotoelektrokemisk dynamisk sondering i realtid af Cu2 plus. Anal Chem 2015, 87: 6703-6708.

27. Zheng YN, Liang WB, Xiong CY, et al. Selvforstærket ultrafølsom fotoelektrokemisk biosensor baseret på nanokapselemballage både donor-acceptor-type fotoaktivt materiale og dets sensibilisator. Anal Chem 2016, 88: 8698-8705.

28. Tu WW, Wang ZY, Dai ZH, et al. Selektive fotoelektrokemiske arkitekturer til biosensing: Design, mekanisme og ansvar. Trends Anal Chem 2018, 105: 470-483.

29. Elango J, Lee JW, Wang S, et al. Evaluering af differentierede knoglecelleproliferation af blåhajskindskollagen via biokemisk til knoglevævsteknologi. Mar Drugs 2018, 16: E350.

30. Yang T, Li CM, He JH, et al. Ratiometrisk fluorescerende elektrospundet nanofibrøs film som en Cu2 plus-medieret solid-fase immunoassay platform for biomarkører. Anal Chem 2018, 90: 9966-9974.

31. Zhang N, Ma ZY, Ruan YF, et al. Samtidig fotoelektrokemisk immunanalyse af dobbelte hjertemarkører ved hjælp af specifikke enzymmærker: Et principbevis for multiplekset bioanalyse. Anal Chem 2016, 88: 1990-1994.

32. Sun H, Li WB, Dong ZZ, et al. En suspenderende dråbetilstand papirbaseret mikrofluidisk platform til billig, hurtig og bekvem detektion af bly (Ⅱ) ioner i flydende opløsning. Biosens Bioelectron 2018, 99: 361-367.

33. Zhang C, Lai C, Zeng G, et al. Nanoporøs Au-baseret kronokulometrisk aptasensor til amplificeret detektion af Pb2 plus ved hjælp af DNAzyme modificeret med Au nanopartikler. Biosens Bioelectron 2016, 81:61-67.

34. Yang ZR, Wang ZH, Tang JF, et al. UPLC-QTOF/MSE og bioassay er tilgængelige metoder til at identificere kvalitetsudsving af Xueshuantong frysetørret pulver i klinikken. Front Pharmacol 2018, 9: 633.

35. Yan D, Luo JY, Han YM, et al. Retsmedicinsk DNA-stregkodning og bio-responsundersøgelser af animalske hornprodukter brugt i traditionel medicin. PLoS One 2013, 8: e55854.

36. Luo JY, Yan D, Zhang D, et al. Erstatninger for truede lægedyrs horn og skaller udsat for antitrombotiske og antikoagulerende virkninger. J Ethnopharmacol 2011, 136: 210-216．

37. Tang HY, Yan D, Zhang SF, et al. Agglutineret aktivitet bioassay metode til bestemmelse af antivirus styrke af Banlangen Granula. Acta Pharmaceutica Sinica 2011, 45: 479-483.