基于特征分子网络策略发现麦冬（Ophiopogon japonicus与Liriope spicata）化学标志物及其在质量控制中的应用

　　本研究针对中药麦冬（Ophiopogon japonicus与Liriope spicata）因广泛栽培导致代谢组变异大、质量评估标准不完善的问题，采用非靶向代谢组学结合特征分子网络（FBMN）分析策略，系统解析了不同产地麦冬的代谢谱差异。研究发现甾体皂苷和homoisoflavonoids分别为L. spicata和O. japonicus的优势化学类别，鉴定出58个具有种间区分能力的代谢物，并提出6个和36个分别用于区域判别的化学标志物。该研究为多来源植物药材的质量控制提供了可靠的化学标记筛选新范式。

　　

麦冬作为传统中药，来源于百合科植物Ophiopogon japonicus（麦冬）和Liriope spicata（山麦冬）的块根，具有滋阴生津、润肺清心的功效，被广泛用于治疗咳嗽、风湿性关节炎和清热等症。尽管被2020年版《中国药典》收载，但由于长期栽培和产地多样化，麦冬的代谢组存在显著变异，给质量控制和标准化带来巨大挑战。目前的质量评估多采用假设驱动策略，即针对已知活性成分（如皂苷和黄酮类化合物）进行靶向定量，但这种方法缺乏整体性视角，难以全面反映药材的化学多样性。因此，亟需采用非靶向代谢组学方法，从整体层面解析麦冬的代谢谱，发掘具有鉴别意义的化学标志物。

为了系统解决这一问题，苏黎世大学的研究团队开展了一项结合液相色谱-高分辨质谱（LC-HRMS）和计算生物学方法的综合研究，成果发表在《The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics》上。研究人员收集了来自中国四川、浙江、湖北和山东四个主产区的42份麦冬样本（包括O. japonicus和L. spicata两种）及34份市场购买的商品样本，采用80%甲醇提取后，通过超高效液相色谱耦合timsTOF Pro质谱仪进行正负离子模式下的数据依赖采集（DDA）。数据经MZmine预处理后，使用MetaboAnalyst进行多变量统计分析（包括PCA和PLS-DA），并借助GNPS平台构建特征分子网络（FBMN）。化合物注释则整合了in silico谱库比对、MS2LDA子结构发现及ClassyFire化学分类等计算方法。

通过主成分分析（PCA），研究发现不同产地的麦冬样本呈现明显的代谢组聚类特征：O. japonicus因栽培模式（四川为玉米间作一年生，浙江为单作三年生）和地理距离（相距约2000公里）差异形成两个化学型，而L. spicata因生长周期一致且产地较近（约600公里），化学谱高度相似。监督分析的PLS-DA模型（R2=0.968, Q2=0.939）进一步识别出VIP≥1的显著差异特征，并借助t检验验证其统计显著性（p<0.05）。

分子网络分析将1128个特征归入74个簇，MolNetEnhancer注释显示homoisoflavonoids（21.62%）、甾体皂苷（20.05%）和脂肪酰类（14.19%）为主要化学类别。值得注意的是，homoisoflavonoids（如methylophiopogonanone A和B）在O. japonicus中富集，而甾体皂苷（如ophiopogonin B和D）在L. spicata中占主导。通过整合VIP值和定量信息，研究筛选出58个种间判别标志物，其中6个适用于L. spicata产地区分，36个适用于O. japonicus产地区分。例如，欧洲药典收录的methylophiopogonanone B仅在O. japonicus中检出，且其含量在浙江和四川样本间存在显著差异（p<0.05），表明其作为产地标志物的潜力。

对商品样本的分析进一步验证了该方法的实用性。PCA发现3个标注为O. japonicus的样本（PA1-3）与L. spicata聚类，且其ophiopogonin B含量异常升高、homoisoflavonoids缺失，提示存在以山麦冬冒充麦冬的掺假行为。另一异常样本（PA4）因储存不当导致化学降解，但仍通过methylophiopogonanone A/B的检出确认为O. japonicus。这表明ophiopogonin B、methylophiopogonanone A和methylophiopogonone B可作为掺假识别的诊断性标志物。

本研究首次通过非靶向代谢组学与计算网络策略的融合，系统揭示了麦冬的化学多样性及其与物种、产地的关联性。所发现的化学标志物不仅为药典标准完善提供了科学依据，也为多来源植物药的质量控制建立了可推广的分析范式。然而，由于L. spicata的参考数据匮乏，其代谢物注释仍存在局限，未来需加强该物种的化合物分离与鉴定工作。总体而言，这项研究推动了中药质量评价从单一指标向整体化学谱系的转变，对保障植物药安全性和有效性具有重要意义。