中国道地药材研究进展

韩邦兴 彭华胜 黄璐琦

①副教授，江苏大学药学院，江苏 镇江 212013；②副教授，安徽中医学院药学院，合肥 230031；中国中医科学院中药研究所，北京 100700；③研究员，中国中医科学院中药研究所，北京 100700

道地药材是中医药的精华和中华民族的瑰宝，在医药事业发展中具有举足轻重的地位。近年来，道地药材的研究与创新取得了一系列成果，体现在质量评价与鉴定技术不断发展，形成机理研究逐步深入，可持续利用理论框架形成与实践等方面。

1 引言

中药材是中医防病治病的物质基础，其质量好坏直接影响临床疗效。在长期医疗实践过程中，“道地药材”成为优质中药材的代名词，成为评价中药材品质的综合性标准［1－2］。所谓道地药材（dao－di herbs）是指经过中医临床长期优选出来的，在特定地域，通过特定生产过程所产的，较其他地区所产的同种药材品质佳、疗效好，具有较高知名度的药材（第390次香山科学会议）。道地药材的产生是以实践经验为依据，经得起临床的考验，有着丰富的科学内涵，国家相关部门和科研院所的学者对其支持和研究方兴未艾。1986年国家中医药管理局首次确立了“中药道地药材研究”课题，1988年道地药材项目首次获国家自然科学基金项目资助，1989年中国中医研究院胡世林教授的《中国道地药材》出版，同年10月在山东省泰安市召开了首届全国道地药材学术研讨会。从此全国性的道地药材研究蓬勃展开。“九五”、“十五”、“十一五”期间，国家相继通过“重大新药创制”科技重大专项、“973”计划、“863”计划、国家科技支撑计划、科技资源平台建设专项、自然科学基金等项目，支持了诸多道地药材的研究与创新，取得了一系列成果，使道地药材质量评价与鉴定技术不断发展，形成机理研究逐步深入，可持续利用理论框架的形成与实践。

2 道地药材的历史

“道地药材”一词最早见于明代戏剧《牡丹亭》［3］。但中医药家注重中药材质量的传统源远流长。道地药材的概念最早可追溯到东汉末年（约公元200年）成书的中国最早的中药专著《神农本草经》，书中记载“土地所出，真伪新陈，并各有法”，强调了中药产地的重要性，其中所载部分药物带有地名，有浓厚的道地色彩，如巴戟天、秦椒、吴茱萸等（巴、秦、吴是古国地名）。此后在《名医别录》中，大量药物注明产地，甚至土壤环境，如地黄“生咸阳川泽黄土地者佳”等。《名医别录》载有产地的很多中药，后来发展成久负盛名的道地药材，如东阿阿胶等。此时，具有真正意义上的“道地药材”已经产生。

唐宋时期，道地药材得到进一步发展与完善。唐朝经济发达、文化活跃，出现了世界上第一部药典——官方修订的《新修本草》，书中记载：“动植形生……离其本土，则质同而效异。”阐明特定的生态环境对同一药材质量的影响。此后出现大量本草著作也论述了道地药材，如孙思邈的《千金翼方》，唐慎微的《证类本草》，寇宗奭的《本草衍义》等。明清以来，本草著作中道地药材的论述日趋丰富。明初著名药学家陈嘉谟阐述了药物产地的重要性：“凡诸草本、昆虫，各有相宜产地，气味功必，自异寻常……不可代者。”同时也简明扼要地介绍各地药材，与现代道地药材十分接近。明代伟大医药学家李时珍十分注重道地药材，所著《本草纲目》载药1892种，大部分均标明其出产地，道地药材常表明最胜、为上、最佳、第一、为最等词语。近代，道地药材研究发展较快。1959年出版了《中药材手册》、《药材资料汇编》，不仅收集了全国老药工的药材鉴别经验资料，后者还按西怀类、川汉类、南广类、山浙类等类别收录各药材，充分体现了道地药材区划的思想。1989年，胡世林教授主编的中国第一部论述道地药材的专著——《中国道地药材》出版，该书围绕道地药材的形成与发展、传统集散地、栽培与养殖、产地加工与贮藏、质量分析与评价等进行了系统论述。

近二十多年来，随着科学技术的不断发展，道地药材研究在质量评价与鉴定技术、形成机理、可持续利用理论与实践等方面取得了一系列进展。

3 道地药材质量评价与鉴定技术不断发展

基原鉴定、性状鉴定、显微鉴定和理化鉴定是中药鉴定的四大经典方法。近年来，各种分析技术与方法发展迅速，分子生物学、各种谱学技术等不断引入道地药材质量评价与鉴定的研究中，使道地药材质量评价与鉴定技术蓬勃发展，如分子鉴定、指纹图谱、近红外光谱技术、电子鼻技术、生物效价检测等。

3.1 道地药材的指纹图谱技术

中药所含的化学成分是其产生临床疗效的物质基础。中药品质评价一般采用化学成分含量测定，其结果精确可靠。但相当一部分中药化学成分复杂，或药效与成分间的关系不明确，或不易建立相应的分析定量方法，仅仅对中药一个或几个化学成分进行定量检测，缺乏对中药质量的整体性评价，不能完全反映中药的质量。因此，用中药指纹图谱评价中药质量的技术成为当前研究热点。

中药指纹图谱是指中药材或中成药经适当的处理后，采用一定的分析手段，得到的能够标识该中药特性的共有峰的图谱。整体性和模糊性是它的基本属性。目前中药指纹图谱的建立方法主要有：①光谱法：紫外光谱法（UV）、红外光谱法（IR）、荧光光谱法（FS）等；②色谱法：薄层色谱法（TLC）、液相色谱法（HPLC）、气相色谱法（GC）、毛细管电泳法（CE）及其各种色谱质谱联用等；③其他方法：X射线衍射法、核磁共振法（NMR）、电子鼻（EN）等。其中，薄层色谱法、气相色谱法、液相色谱法是中药指纹图谱的主要研究方向。

薄层色谱法是利用中药各成分在薄层上层析分离及分离后相对位移不同进行鉴别的方法。谢培山在1987年就报道了人参、西洋参、三七等药材的高效薄层色谱指纹图谱荧光彩色图像分析，可以在同板上直观地比较各个样品异同［4］。现在中国药典广泛采用薄层色谱法作为鉴定中药的方法之一。

气相色谱（GC）技术在具体应用时多与质谱（MS）联用，以获得各色谱峰的分子结构信息。GC－MS联用技术具有分离效能及灵敏度高的特点，适用于中药易挥发性成分的分析。如GC－MS对道地药材茅苍术的指纹图谱及挥发油组成特征研究［5－6］。

高效液相色谱（HPLC）是目前中药指纹图谱中应用最多的方法，具有高柱效、高选择性、高灵敏度、重复性好等优点，适合中药复杂体系的分析，目前广泛应用于各道地药材的质量评价与鉴定。近年来，超高效液相色谱（UPLC）等新技术也开始应用于中药指纹图谱中［7］。HPLC－MS联用技术集液相色谱的高分离度与质谱的高灵敏度于一体，应用日趋广泛［8］。此外，近红外光谱技术和电子鼻技术在道地药材品质评价和鉴定中也具有明显的优势［9－11］。针对中药各种指纹图谱技术仅反映的是中药中的化学信息的特点，余伯阳提出“谱效整合指纹谱”概念。谱效整合指纹谱形成“成分－峰－效”的对应表观形式以阐明物质与功能之间的相关性，可以全面直观地实现对中药质量的综合评价［12］。

3.2 道地药材的生物效价检测技术

肖小河通过分析现行中药质量模式的局限性，提出了生物效价检测法［13］和中医药热力学［14］进行中药质量控制与评价的观点，并将这种观点和方法应用于中药板蓝根［15］、忍冬［16］、黄连［17］等 道地药材的质量 生物 评价。生物效价检测方法用于道地药材的品质评价，不仅可以鉴定道地药材的品种，还可以评价药效和毒性，对成分复杂甚至是成分不明确的中药更为适用。生物效价检测补充和完善了“惟成分论”的药材质量控制和评价方法。

3.3 道地药材的分子鉴定技术

1995年，黄璐琦在“展望分子生物技术在生药学中的应用”一文中首次提出了“分子生药学”的概念，认为分子生物技术在药材鉴定、生产和有效成分获取等方面有着广泛的运用前景［18］。2000年，《分子生药学》一书出版［19］，2006年，第二版《分子 生药 学》出版［20］，同年，《分子生药学》进入本科生教材系列。分子生药学最常用的技术有基于PCR与电泳技术相结合的RAPD，SSR，AR－PCR，MARMS，APAPD 和PCR－RFLP等［21］，基于DNA测序的SNP技术和DNA条形码技术。根据国家科技期刊数据库和SCIE检索结果，近年来，生药分子鉴定的文献处于快速增长阶段。目前，道地药材分子鉴定涉及到天花粉［22］、人参［23］、石斛［24］、柴胡［25］、木瓜［26］等诸多生药。金钱白花蛇、乌梢蛇及酒乌梢蛇、蕲蛇及酒蕲蛇的分子鉴定方法应用于2010年版《中国药典》［27］，这是《中国药典》首次采用分子标记方法鉴定药材，并且该方法申报的国家发明专利荣获第十二届中国专利奖优秀奖。DNA条形码是2003年由加拿大动物学家Hebert首次提出［28］。陈士林认为DNA条形码技术在药用植物鉴定中的成功应用是中药鉴定方法的革命性突破［29］，目前DNA条形码鉴定技术在药用动植物方面取得了阶段性成果［30－33］。分子生药学学科的出现大大促进了分子生物技术在道地药材中的深入研究。

4 道地药材形成机理研究逐步深入

近年来，不少学者就道地药材形成机理及科学内涵等方面问题展开研究和讨论，并已取得卓有成效的研究结果，使道地药材形成机理研究逐步深入。

肖小河认为中药系统演进的基本规律是用进废退，去伪存真，优胜劣汰，择优而立，道地自成。根据中药系统演进的三大动力——遗传变异、环境饰变和人文作用（生产技术、临床选择、文化传播、市场交通、社会政治等）及其对道地药材形成的贡献大小，将道地药材形成模式分为生态环境主导型、生物物种主导型、生产技术主导型、人文传统主导型、多因子关联决定型。如冬虫夏草属于生态环境主导型，有川草、藏草、滇草之分；郁金属于生物物种主导型，有川郁金、温郁金、桂郁金之分；四川江油附子则属于生产技术主导型等［34］。

近年来，黄璐琦课题组开展了系统的道地药材形成机理研究。从生物学角度阐明道地药材的表型是由自身的遗传本质基因型所决定的，并受特定的生境条件影响。道地药材的形成应是基因型与生境之间相互作用的产物，可用公式表示：表型＝基因型＋生境饰变。所谓表型，指道地药材可被观察到的结构和功能特性的总和，包括药材性状、组织结构、有效成分含量及疗效等。基因型指道地药材在基因水平的变异，生境饰变是指由生境引起的表型的任何不遗传的变化［35］。通过分析和总结前人的研究成果，黄璐琦提出“道地药材的道地性越明显，其基因特化越明显”、“边缘效应能促进道地药材的形成”、“道地药材的化学组成有其独特的自适应特征”等道地药材形成的三个假说［36］，赋予了道地药材新的科学内涵。围绕上述问题，研究人员在道地药材遗传多样性研究及分子鉴别，道地药材遗传分化及进化遗传学研究，道地药材地理变异及环境适应性研究，道地药材种质资源评价及品种选育，道地药材功能基因表达及调控研究，道地药材转基因及生物安全性评价等相关领域开展了相关研究。黄璐琦指出道地性的遗传本质在居群水平通常是个量变的过程，它与种内其他非道地药材区别主要表现为居群内基因型频率的改变；在个体水平表现为微效多基因控制的数量遗传，或是微效多基因和主基因联合控制的数量性状［37］。并提出以道地药材丹参（Salvia miltiorrhiza）为研究模型，开展遗传因子对同一环境下丹参的影响、较大环境因子（如人工气候室）对同一遗传背景的丹参的影响、“丹参毛状根”研究模型的放大验证等方面研究，取得一系列成果，初步阐明道地药材形成的三个假说［38－42］。

5 道地药材可持续利用理论形成与实践

第三次全国中药资源普查结果显示，中国中药资源种类12807种，其中药用植物11146种，药用动物1581种。经人工驯化栽培的药用植物200余种，即80%的中药材仍靠野生资源。由于长期以来对合理开发利用中药资源的认识不足，使一些地区对野生药材资源进行了掠夺性开发，造成中药资源的下降和枯竭，致使许多种类趋于衰退。如冬虫夏草在20世纪80年代中期野生蕴藏量约400t，但目前冬虫夏草天然资源已濒于灭绝，被列为国家重点保护野生植物。随着社会经济发展和绿色浪潮回归，中药材的需求量将持续增加，因此中药资源可持续利用是当前乃至今后相当长一段时间内摆在中医药科研人员面前的重要任务和课题。

《中药现代化发展纲要》（2002～2010）指出中药资源保护和可持续利用重点任务包括：①开展中药资源普查，保护中药种质和遗传资源；②建立中药数据库和种质资源库，保存中药材种质资源；③加强中药材野生变家种家养的研究；④加强中药材新品种培育，开展珍稀濒危中药资源的替代品研究，确保中药可持续发展。

目前，中国国内科研人员既对中药资源的可持续利用开展了相关的理论探讨，也开展了诸多实践研究。如陈士林等围绕资源的可持续利用概念，针对《中药现代化发展纲要》中所述的原则和重点任务，具体地阐述当前中药资源的可持续利用需要开展的工作和应当关注的研究方向［43］，并提出野生抚育的概念［44］。黄璐琦认为基础理论研究可为中药资源可持续发展提供理论依据，是制定中药资源可持续发展措施和方法的理论基础［45］。在此基础上提出以“道地”为基础的定向栽培；针对品种选育进展缓慢的问题，提出以“有效成分”为目标的定向培育；针对药用器官利用单一的现象，提出以“扩大药用部位”为突破的多元化利用；针对药渣综合利用度低的现象，以“药渣”为切入的综合利用的中药资源可持续利用的研究框架［46］。

根据中药资源可持续利用的相关理论，研究人员在道地药材可持续利用的实践方面重点开展了中药资源普查、中药规范化栽培技术、野生抚育技术、种质资源保护技术、组培技术等方面的研究。如在中药资源普查方面正在积极组织全国第四次中药资源普查，并且引入遥感（RS）、全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）三者集成的“3S”技术［47－48］且成功应用于道地药材茅苍术的资源监测［49］。规范化栽培技术方面涉及到青蒿、丹皮、防风、丹参、板蓝根等几十种道地药材；在野生抚育技术方面探索了川贝母［50］、茅苍术［51］、益智［52］等十几种道地药材；在道地药材种质资源保护方面，相继开展国家药用植物种质资源库、华南地区药用植物种质资源库等建设项目。药用植物种质资源库建设将对药用植物的种质资源保存，中药材优良品种选育，资源可持续利用方面起到积极作用。同时针对野生资源不足的情况，研究人员还开展了中药组织培养的研究工作，为扩大中药资源提供了可能。

6 结语

道地药材是中医药的精华和中华民族的宝贵财富，中国历代医家十分重视道地药材的研究与发展。千百年来，道地药材一直是人们防病治病最有力的武器之一。因此，道地药材在医药事业发展中具有举足轻重的地位。目前，道地药材的研究成果仍然不能明确阐明其科学内涵、形成机理，对道地药材的质量评价仍然缺乏统一的规范标准，对道地药材的可持续利用理论与实践仍然不足。2011年2月，以“道地药材品质特征及其成因的系统研究”为主题的第390次香山科学会议学术讨论会在北京成功召开，与会专家学者达成共识：应继续加强对道地药材的研究深度和力度，道地药材研究任重而道远。

（2011年6月22日收到）

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