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我国天然药物研究的发展趋势


  [摘要]人类将来的生存和健康大部分依赖药用植物资源的合理开发和使用。栽培药用植物正在走向规范化和产业化,将为国内外的天然药物及相关产品提供大量的标准化绿色原料。植物中众多的化学成分有许多已阐明了化学结构和药理作用,有的已采用化学的或生物的方法进行合成。植物化学成分的分子多样性是植物在进化过程中对外界环境不断适应和相互交流的结果。采用现代科学技术方法阐明中药方剂治疗作用的物质基础及作用原理,对阐明中医药理论、将中药方剂推向国际市场具有重要的意义。
  [关键词]天然药物;植物资源;生源学说;中药复方
  天然药物包括中药、草药、民族药物及民间药、地方习惯用药等。而且,中药多单用,大多数是按照一定的组方配伍应用,构成复方(或方剂)。同样的药材,由于组方配伍不同,在疗效及副作用方面都会有所差别,这一点可以说是中药最大的特点。现在有据可查的中药总数有6000余种(实际常用中药仅300余种),但由之构成的中药复方(方剂)数量则大约是它的十余倍[1]。任何学科的形成和发展,都与当时的科学技术水平、经济建设要求以及相关学科的促进分不开的。中国已形成了世界上独一无二的药用植物栽培体系,建立了现代药用植物栽培学科,而现代药物化学又是化学和生物学科相互渗透的综合性学科。本文就我国天然药物研究、开发形势作个简要综述。
  
  1 药用植物资源保护和持续利用研究
  
  传统医药导致野生物种的灭绝和濒危引起了全世界广泛的关注,对一些濒危稀缺药用动植物的灭绝性采挖和猎杀已受到国际社会的指责。许多国际组织多年来已对此提出大量相关报告,从而促使“濒危野生动植物种国际贸易公约”第10届缔约国大会上通过了关于传统医药的第10•19号决议[2],要求各国特别是普遍使用传统医药的国家,必须给予受威胁物种的严密关注并对过度利用该物种采取有力的保护措施。越来越多的药用物种列入了公约的各级附录,该药材及含有该药材的各种制成品的国际贸易受到了严格的限定甚至禁止。以中医药为主要焦点的传统医药,在今后很长一个时期内将是国际社会在物种保护方面关注的热点。中药的物种问题成为制约我国中药出口的一个重要因素,从而将阻碍中药的产业化发展,特别是中药的国际化。人类将来的生存和健康一大部分依赖对药用植物资源的合理开发和使用。为切实保护好药用植物的生物多样性,实现资源的可持续利用应做好如下工作:①加强野生药用植物资源的保护;②实行植物的就地或迁地活体保存;③利用现有的种质资源库或新建专用的药用植物种质资源库,进行种质的低温保存;④在药用植物种质资源分布集中的地域,建立自然保护区;⑤有效控制对野生药材资源的采挖;⑥开展致危因子、繁殖特性等方面的研究。 但很多濒危稀缺药用植物的野生资源蕴藏量已经很少,其资源的自我再生能力难以满足市场需求。对每一种来源于野生资源,大量开发使用的药用植物,研究它们成熟的栽培技术,建立产业化生产基地,是保证药用植物资源可持续利用最有效的手段。另一方面,面对当前天然产物开发的热潮,对每一种正在开发利用的野生药用植物,都应未雨绸缪,研究它们的栽培技术,建立起相应的人工生产基地。
  经过多年的研究[3、4],中国已形成了世界上独一无二的药用植物栽培体系,建立了现代药用植物栽培学科。在中国常用的600多种药材,已实现栽培200多种,栽培面积40万公顷,年产量30万吨,约占常用药材品种的30%,栽培年产量占年收购总量的40%~50%。在46种常用珍稀濒危药用植物中,天麻、黄芪、明党参、北沙参、厚朴、黄蘖、牡丹、人参、杜仲、巴戟天、玫瑰等已经形成了成熟的人工栽培技术。另外一些重要的药用植物如黄芩、细辛、五味子、桔梗、半夏、何首乌、山茱萸、绞股蓝、石斛等也已基本实现了人工种植。特别是甘草和麻黄,两种中国西部地区的重要植物,由于多年的毁灭性采挖,对野生资源及生态环境造成了严重破坏。目前这两种植物已开始大量种植,缓解了药源危机。一些重要的产自国外的药用植物也已在中国引种成功,如西洋参、白豆蔻、马钱子、丁香、番泻叶及非洲萝芙木等。 目前中国的药用植物栽培正在经历一场革命,《中药材生产质量管理规范》(GAP)已颁布实施,近100余种药材的规范化种植技术研究已启动。栽培药用植物正在走向规范化和产业化,将为国内外的天然药物及相关产品提供大量的标准化绿色原料。美国的植物药产业指南,欧洲的药用植物和芳香植物GAP,日本的药用植物栽培指针和汉方药GMP也都高度重视药用植物的规范化种植和质量控制,所有这些都将保证全世界药用植物开发利用的可持续性[5、6]
  
  2 植物化学成分的生源研究
  
  植物中众多的化学成分有许多已阐明了它们的化学结构和药理作用,其中不少已用于临床。这些成分中有的已可用化学的或生物的方法进行合成。但尚存在的问题是:这些成分在植物体内是怎样形成的?是由何种物质、经过什么新陈代谢途径形成的?为了解决这个问题,许多植物学、生物学、植物化学、生化学的研究工作者从可能的新陈代谢过程,生物化学反应等多方面地进行推测这些成分在植物体内的形成过程,这就是植物化学成分的生源学说(Biogenesis Biogenetic Origin)[7]
  植物化学成分的生源研究主要是研究各类成分在体内生物合成的途径,各种酶在过程中所起的作用以及过程中所产生的各种中间产物的化学并测定它们的结构。生源的研究有多种设想与途径,因而也形成了多种学说,如异戊二烯法则、醋酸学说等已普遍应用于研究药用植物有效成分的生物合成及其途径。随着同位素示踪技术和化学技术的发展,生源研究的进展也更为迅速。植物体内各种成分的生源基本上可分为两类,一类是植物本身必须的营养物质如糖类,脂肪、蛋白质等成分的新陈代谢途径,一类是植物次生物质,如生物碱、甙类、萜类等成分的新陈代谢途径。有关这些代谢途径的学说很多,其中不少还是设想,例如认为醋酸酯一丙二酸酯(Acetate-Melonate)途径合成脂肪酸、酚性化合物、蒽醌等成分,3,5-羟基-3-甲基戊酸酯(Evaluate)途径合成萜类、甾类等成分,莽草酸(shikimicacid)途径合成芳香族氨基酸、有机酸及其他化合物;氨基酸途径合成生物碱等成分。由于植物成分的本身种类和结构变化多样,加上在这些成分生物合成过程中所产生的各种中间产物的化学结构以及它们之间关系的复杂性,植物成分的生源研究还需要进行大量的深入的工作[8-10]
  
  3 中药复方研究问题
  
  中药很少单用,多在中医理论指导下按照一定的原则组方应用,故方剂的数量约为中药数量的十倍以上。由于中医典籍中记载的中药疗效多建立在方剂用药基础上。因此研究中药如不研究复方,可以说抛弃了中国传统医学的优势,脱离了中国的国情。然而,中药复方研究目前存在的问题主要是:①多停留于临床疗效观察的阶段,且多数观察由于缺乏明确的双盲对照、方剂原料、组成及制备工艺的不确定性、质量缺乏监控等原因,其结果的可靠性及重现性难以令人置信;②中药复方的实验药理学研究虽然逐年增加,但绝大多数也仅限于药效学的观察,而且由于没有化学工作者的有效配合,方剂组成多不稳定,药效重现性较差,难以准确反映复方的药理学作用。③中药化学成分研究基本上沿用西方科学家走过的道路,多停留在单一中药的化学成分或活性成分研究,中药复方极少成为天然药物化学家的研究对象。④研究工作经费严重不足,缺乏国家的统一协调、宏观策划与多学科的相互配合。总之,中药复方研究因其难度较大,加上科学技术发展水平的限制,人们对此望而生畏,致使中药复方研究长期以来处于举步艰难、停滞不前的局面[11]。迄今对中药复方治疗作用的物质基础及作用原理依然所知甚少,中药复方研究尚未走出一条中国自己独特的道路,中药复方研究势在必行。采用现代科学技术方法阐明中药方剂治疗作用的物质基础及作用原理,不仅对阐明中医药理论、将中药方剂推向国际社会具有重要的意义,而且可能是结合国情、发挥传统医药及资源优势,进行创新药物研究的一条重要的有效途径[12]
  

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