以現(xiàn)代科技解說道地藥材
2010/9/29  閱讀數(shù)：

　　道地藥材是中醫(yī)藥傳統(tǒng)文化的特色之一。過去，歷代醫(yī)家看病講究用道地藥材，如今，道地藥材仍是控制和評價中藥品質(zhì)的 “金標準”。




　　中藥專家告訴記者，道地藥材是指產(chǎn)于特定地域內(nèi)的中藥材，由于產(chǎn)地自然環(huán)境獨特，藥材栽培技術(shù)、采收加工講究，道地藥材較其他地區(qū)的同種藥材產(chǎn)品質(zhì)量佳、療效好，因而久負盛名。可以說，道地藥材是效果最好、經(jīng)濟價值最高的優(yōu)質(zhì)中藥材。




　　但是道地藥材為什么優(yōu)質(zhì)，還需賦予它科學的內(nèi)涵。今年已成立55周年的中國中醫(yī)科學院中藥研究所，其中藥鑒定與分子生藥學研究室及中藥資源研究中心圍繞道地藥材開展的豐富而深入的研究已取得了豐碩的成果，道地藥材的神秘面紗正在被他們一步步地揭開。




　　趙燏黃：




　　揭開道地藥材研究序幕




　　說起對道地藥材的研究，不能不提趙燏黃先生。




　　趙燏黃先生是我國生藥學泰斗。早在民國初期，他將生藥學與本草結(jié)合，關(guān)注道地藥材，深入安國等地撰寫了《祁州藥志》、《中國新本草圖志》等著作，揭開了道地藥材相關(guān)研究的序幕。1949年后，趙橘黃先生對我國歷代主要本草進行整理，對《神農(nóng)本草經(jīng)》序例、《雷公炮炙論》及主要本草的序跋作了注釋。1955年，趙橘黃先生成為中國中醫(yī)科學院中藥研究所成立后的第一批研究員，并于1960年撰成《本草新詮》。




　　20世紀70年代后，國內(nèi)對道地藥材的研究重新興起，中藥所研究員謝宗萬將本草考證理論與道地藥材結(jié)合，編撰了我國歷史上第一次集中論述中藥材復(fù)雜品種的專著《中藥材品種論述》，成為中藥品種理論的代表之作。




　　胡世林研究員直接以道地藥材為研究對象，進行中藥材道地性的系統(tǒng)研究，則開創(chuàng)了道地藥材研究的新篇章。由他主編的《中國道地藥材》、《中國道地藥材論叢》和《中國道地藥材圖說》等3部專著，不僅繼承、發(fā)揚并突出中藥學術(shù)精華，并且首創(chuàng)了藥材道地區(qū)劃分類。




　　20世紀90年代以后，中藥所對道地藥材的研究成績卓著，引起了業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注。




　　分子生藥學：




　　開創(chuàng)道地藥材研究新局面




　　中藥所所長黃璐琦研究員在對“道地藥材”的生物學內(nèi)涵、形成的生物學原理及研究方法進行深入探討后指出，“道”是生物學上的“居群”，它的形成是由基因型和環(huán)境飾變共同作用的結(jié)果，具有數(shù)量、空間、遺傳和藥效等特征。他對“道地藥材”的生物學探討，構(gòu)建了此后中藥材道地性形成內(nèi)在機理研究的設(shè)想和框架雛形。




　　1995年，還是一個年輕博士的黃璐琦在國內(nèi)首先提出“分子生藥學”概念，并將這一新興學科引入道地藥材的研究，將道地藥材的研究提高到分子水平，深化了研究的內(nèi)容。從此，在該領(lǐng)域科研工作者的共同努力下，開創(chuàng)了道地藥材現(xiàn)代研究的新局面。




　　據(jù)黃璐琦介紹，分子生藥學從五個方面對道地藥材研究起到了促進作用。




　　在開展生藥分子鑒定方面：相對于傳統(tǒng)鑒定方法（包括基原、性狀、顯微和理化鑒定等），分子鑒定以DNA作為可檢測的遺傳標記，具有不受環(huán)境因素影響，不受藥材加工炮制后外觀性狀改變影響的優(yōu)勢，具有準確性高、重現(xiàn)性好等特點。目前，由中藥所負責起草的烏梢蛇和蘄蛇飲片“PCR（聚合酶鏈式反應(yīng)）鑒別”方法已經(jīng)收載于2010年版《中國藥典》。標志著生藥分子鑒定已從科研走向了應(yīng)用。




　　在藥用動植物的系統(tǒng)進化研究方面：可以幫助我們尋找替代品及開發(fā)新藥源。如由中藥所承擔的“瓜蔞屬植物的系統(tǒng)演化及其藥材的分子鑒定研究”，對世界性瓜蔞屬進行了最全面系統(tǒng)的研究，還對常用中藥天花粉和瓜蔞的原植物來源提出了新的見解，獲得了2003年國家科技進步二等獎。利用分子生藥學技術(shù)對瓜蔞屬系統(tǒng)分類的結(jié)果，同時被《Flora of China》(第19卷)及2000年《中國藥典》采納，成為分子生藥研究結(jié)果應(yīng)用的典范。




　　在藥用動植物種質(zhì)資源評價及保存方面：藥用植物種質(zhì)是影響中藥質(zhì)量和產(chǎn)量的重要因素，也是生藥品種選育及資源可持續(xù)利用的物質(zhì)基礎(chǔ)。近年來，人們利用分子技術(shù)對石斛、厚樸、菊花、芍藥、黃芩、白芷、蒼術(shù)等種質(zhì)資源的多樣性、遺傳結(jié)構(gòu)、種質(zhì)純度、表型與遺傳的相關(guān)性等進行了研究，為藥用動植物種質(zhì)資源的保護提供了豐富的遺傳學資料。由黃璐琦和王永炎院士主編的《藥用植物種質(zhì)資源研究》是國內(nèi)關(guān)于藥用植物種質(zhì)資源研究的代表性學術(shù)專著，集中展示了這一領(lǐng)域的最新成果。




　　在藥用動植物瀕危機制及保護方面：開展了對瀕危藥用植物荒漠肉蓯蓉、杜仲、三七等的研究，特別是在用分子譜系地理學研究居群遺傳變異方面取得的突破，為生藥居群遺傳變異研究提供了新的理論和研究方法。目前中藥所已完成了數(shù)十種藥用植物瀕危機制和保護的研究，并由此提出了珍稀瀕危常用中藥資源五種保護模式，該研究成果獲得了2008年國家科技進步二等獎。




　　在藥用植物活性成分的生物合成及調(diào)控方面：開展藥用植物次生代謝產(chǎn)物的形成機理研究，開展次生代謝產(chǎn)物的調(diào)控和生物合成或進行次生代謝產(chǎn)物的基因工程，以提高生藥有效成分的含量，已成為分子生藥學研究的新熱點。




　　如利用毛狀根培養(yǎng)系統(tǒng)進行有效成分基因調(diào)控研究，利用根癌農(nóng)桿菌感染石刁柏產(chǎn)生冠癭瘤使其產(chǎn)生大量的喹啉生物堿，感染鬼針草產(chǎn)生大量的多炔類化合物，感染長春花產(chǎn)生大量的生物堿，感染毛地黃產(chǎn)生大量的強心甾，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高抗病蟲害、抗旱抗鹽等抗逆能力，或提高有效成分含量等。同時，相關(guān)轉(zhuǎn)錄控制因子的克隆及細胞在接受外界刺激時的信號傳導(dǎo)研究等方面取得的成果，均為從遺傳、環(huán)境及信號傳導(dǎo)等多方面來研究優(yōu)質(zhì)藥材的形成機理提供了基礎(chǔ)。




　　目前，中藥所已將丹參作為藥用植物次生代謝和功能基因組研究的模式植物，克隆得到丹參酮生物合成途徑中的8個關(guān)鍵酶基因，開啟了丹參酮類生物合成途徑研究的序幕。




　　黃璐琦說，十幾年來，已有越來越多的科研人員參與到這一領(lǐng)域的研究中來，研究不斷深入，進展突飛猛進，許多分子層面的研究結(jié)果給人以新的啟迪。




　　提出新學說：




　　揭示道地藥材形成機理




　　圍繞道地藥材形成機制、道地藥材的質(zhì)量評價、道地藥材的保護、道地藥材的生產(chǎn)等方面，中藥所近年來積極開展深入研究，提出了不少新學說。




　　“道地藥材基因特化”假說。即道地藥材的道地性越明顯，其基因特化越明顯，使得其化學組成有其獨特的自適應(yīng)特征。環(huán)境的變化一方面通過長期的作用對道地藥材的基因型進行篩選，另一方面，通過影響道地藥材基因的表達，直接影響著道地藥材次生代謝產(chǎn)物的形成和積累。




　　如，中藥所研究人員通過對蒼術(shù)、黃芩、芍藥等的研究發(fā)現(xiàn)，中藥材道地性與遺傳變異和地理環(huán)境有關(guān)系，每種藥材居群間遺傳距離都有以地域為界聚類的傾向，而且道地藥材在長期適應(yīng)環(huán)境的過程中，已經(jīng)發(fā)生了遺傳上的分化。環(huán)境變化影響了道地藥材次生代謝產(chǎn)物相關(guān)基因的表達，從而影響了有效成分的積累。




　　這一假說從道地藥材形成機制、遺傳機理方面，回答了道地藥材為什么質(zhì)量優(yōu)的問題。如今，這一成果已經(jīng)應(yīng)用于道地藥材資源保護與利用之中。




　　“道地藥材化學組成的自適性特征”、“道地藥材的逆境效應(yīng)”和“道地藥材邊緣效應(yīng)”假說。即道地藥材是同種異質(zhì)，其形成具有地域性特點。經(jīng)過長期對環(huán)境的適應(yīng)，中藥材已經(jīng)選擇了較為適宜的自然環(huán)境，當自然環(huán)境的突然改變或在環(huán)境脅迫條件下，刺激了植物次生代謝產(chǎn)物的積累和釋放，增強了植物與其他植物競爭有限資源的能力。由于道地藥材分布區(qū)邊緣的環(huán)境常常是其生長發(fā)育的耐受限度的邊緣，即對藥材本身生長發(fā)育是個逆境，因此，“逆境效應(yīng)”在一定情況下又常表現(xiàn)為“邊緣效應(yīng)”。




　　以蒼術(shù)為例，研究人員首先發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地道地藥材有效成分的組成和含量有很大變異，并呈現(xiàn)某種地理相關(guān)性。通過對道地藥材有效成分變異與產(chǎn)地生態(tài)環(huán)境關(guān)系的進一步研究，建立了道地藥材次生代謝產(chǎn)物與環(huán)境因子的相關(guān)模型，進而確定了道地藥材生態(tài)主導(dǎo)因子和限制因子。并基于地理信息技術(shù)提取了道地藥材的生境特征，發(fā)現(xiàn)中藥材生長發(fā)育的適宜區(qū)與其有效成分積累的適宜區(qū)并不一致，相反，逆境可能更利于中藥材有效成分的積累。隨后，研究人員利用受控實驗證實，道地環(huán)境限制因子下的蒼術(shù)，有效成分更接近道地藥材。




　　因而，從道地藥材形成的環(huán)境機理方面回答了道地藥材質(zhì)優(yōu)的根本原因。




　　在上述研究中，科研人員還成功地引入了“3S”技術(shù)(遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)的統(tǒng)稱)，以地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建支持多種數(shù)據(jù)格式、包含大量空間信息的中藥道地藥材空間分析數(shù)據(jù)庫，用于確定道地藥材獨特的化學組成及其優(yōu)生生境標識的方法。并結(jié)合生產(chǎn)實踐，利用遙感土地利用數(shù)據(jù)、植被類型數(shù)據(jù)等，建立了道地藥材生產(chǎn)適宜性區(qū)劃的方法。首次獲得了以中藥材有效成分積累為目標的適宜性區(qū)劃地圖，突破了以往以產(chǎn)量或適生性為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)中藥材區(qū)劃模式。




　　目前，研究人員已先后完成了蒼術(shù)、丹參、青蒿、芍藥生態(tài)適宜性及栽培適宜性區(qū)劃，并實現(xiàn)了基于遙感技術(shù)的道地藥材資源量的監(jiān)測。




　　由黃璐琦研究員、郭蘭萍研究員撰寫的原創(chuàng)性著作《中藥資源生態(tài)學》作為道地藥材環(huán)境機制研究的重要成果已于2009年出版。




　　黃璐琦告訴記者，道地藥材涵蓋的內(nèi)容十分豐富，其形成機制也十分復(fù)雜。為此，國家支持了一系列有關(guān)中藥材道地性研究的科研項目，包括1986年國家中醫(yī)藥管理局“七五”科研項目基金出版了第一部關(guān)于道地藥材研究方面的專著《中國道地藥材》，以后相繼出版了《中國道地藥材論叢》、《中國道地藥材原色圖譜》等著作；組織實施了國家中醫(yī)藥管理局“七五”課題“中藥道地藥材研究”。1999年國家自然科學基金資助了第一個關(guān)于道地藥材研究重點項目“中藥材道地性的系統(tǒng)研究”；國家社會公益研究專項資金項目“基于‘3S’技術(shù)的道地藥材生態(tài)評價體系的構(gòu)建”等，通過這些研究進一步明確了“道地性”的內(nèi)涵以及中藥材道地產(chǎn)區(qū)等。但是，揭開道地藥材的神秘的面紗仍然任重而道遠。

編輯：商務(wù)部