中国天然药物资源的研究现状与发展趋势※

李玲 孙明玉 周涛 江维克* 梅璇

中国天然药物资源的研究现状与发展趋势※

李玲1孙明玉1周涛2江维克2*梅璇3

（1贵阳中医学院第一附属医院药剂科，贵州贵阳550002；2贵阳中医学院实验中心，贵州贵阳550002；3贵州医科大学附属医院药剂科，贵州贵阳550001）

天然药物资源作为自然资源的一部分，一直是医疗保健事业的重要物质基础，在保障人民健康、促进经济繁荣方面起着重要的作用。本文在整理天然药物的概念、属性、研究现状等基础上，对中国天然药物资源的历史、特点、保护与可持续性利用进行了系统总结和展望。

天然药物资源；研究现状；发展趋势；综述；中药资源保护

自古以来，人类的药物与食物同源。早期的生存环境十分恶劣，人类在猎取动物和采摘食物过程中，不可避免地会误食一些毒物，导致呕吐、腹泻、昏迷甚至死亡，但有时又会使已有的疾病好转或者痊愈。经过反复实践和经验总结，人们认识到食用不同的动植物，可能对人体产生不同的影响，于是开始了早期的药用动植物资源的开发和应用。“尝百草之滋味，一日而遇七十毒”生动反映了古代劳动人民在实践中发现药物的艰辛过程。因此，天然药物资源作为自然资源的一部分，一直是医疗保健事业的重要物质基础，在保障人民健康、促进经济繁荣方面起着重要的作用[1]。中国是一个历史悠久的多民族大国，幅员辽阔，天然资源十分丰富。在长期防病治病的实践中，创造和积累了内容丰富、可贵的医药保健经验，塑造了利用天然药物资源独特的理论体系和方法，如性味、归经、升降浮沉、有毒无毒、功效及配伍等中药理论的指导性应用，在民族保健事业中发挥了巨大的作用[2]。

自十八世纪以来，随着社会生产力的迅速提高、科学技术的进步、化学产业的蓬勃发展，科学家们用化学知识和方法从动植物体内分离、鉴定化合物，筛选出有效药用成分，为药物的研发奠定了基础。本文在整理天然药物的概念、属性、研究现状等基础上，对其历史、特点、保护与可持续性利用进行了系统地总结和展望。

1 天然药物资源的概念

天然药物是指来源于天然产物（植物、动物和矿物）及原料药材并在现代医学理论指导下使用的天然药用物质、天然提取物及复合物等。包括来自于药材的有效部位、单一药材来源的提取物、有效成分以及通过注射途径给药的天然药用物质等。天然药物的来源包括植物、动物和矿物，但不包括来源于基因修饰的动植物和其他生物以及经化学等修饰的物质[3]。

中药是中国中医药理论体系的核心，是指用以预防、诊断和治疗疾病及康复保健使用的天然来源（植物、动物和矿物等）的药用原材料及其加工品，通过对机体的整体调控作用来系统调理疾病造成的机体失衡。由于历史的原因，中国现行药品法规、技术要求和指导原则中均将中药、天然药物概念合并使用，并延续至今，使天然药物分类长期融入中药的范畴中，并未明确区分中药、天然药物的界限或范围。现行国家药品归类中，也将天然药物的一部分归于中药类，一部分归于化学药类[4]。因此，中国的天然药物与中药有着千丝万缕的联系，但实际上二者的概念并不相同，对中药而言，既有天然药物的自然属性，也具有其特定的内涵[5]。

中国天然药物资源的利用是运用现代科学理论、方法和技术来研究天然药物中的化学成分及其药效作用。目前中药材的化学成分研究是中药学研究的方法学之一，也是天然药物的研究途径之一。但是，发展自中药化学研究的天然药物从本质和概念上不能看作为中药，不能替代原来的中药，也不应看作为中药现代化的结果。如人参中的皂苷成分就不能替代人参在中药中的地位和作用，不应再归属于中药的范畴，而应该将之看作为天然药物。

2 中国天然药物资源的发展历程

人类对药物的认识和应用奠定了传统医学体系的基础。中国的中医药记载跨越了几个世纪，最早的《五十二病方》可追溯到公元前1100年，记录了52种疾病的280余首药方，涉及包括植物、动物和矿物在内的240多种草药。公元前300年的《神农本草经》记录的草药365种。至明代（公元1518—1593），李时珍整理编写的《本草纲目》收藏了1898种草药和8160个处方，对东南亚、日本等国的草药研究产生了深远影响。

近年，天然药物资源的研究处于蓬勃发展阶段。天然药物的分离纯化、结构鉴定、结构修饰改造和构效关系研究等，促进了活性天然化合物作用机制和生物学意义的研究；同时，作用机制和生物学意义的阐明对天然药物化学研究起着导向作用，推动了中国民族传统医药学进入现代研究的前列。传统用药经验和现代药理活性相结合是揭示传统医药复杂本质的重要手段，如以微生物为导向从传统中药、民间药物中寻找高效、低毒、广谱、抗耐药的先导化合物成为中国天然药物化学研究的重要切入点[6-7]。

在天然药物的成分结构研究中，大量的现代分离和鉴定技术被运用，为微量、复杂天然化合物的分离纯化和结构鉴定提供了保障。耗时、费样品和复杂化学方法已被快速、微量、简便的物理方法（波谱法）替代。如高效液相色谱（HPLC）、离心分配色谱（CPC）、超临界流体色谱（SFC）、高速逆流色谱（HSCCC）等色谱技术已得到广泛应用；高分辨质谱（HRMS）、二维核磁共振谱（2D-NMR）及单晶X-射线衍射结构分析方法已日趋普及。这些技术的普及应用为微量（μg级）复杂天然药物和生物大分子的结构鉴定提供了高效的手段。此外，色谱-波谱联用技术[气相色谱-质谱（GC-MS）、液相色谱-质谱（HPLC-MS）、逆流色谱-质谱（HSCCC-MS）、液相色谱-核磁共振（HPLC-NMR）等]的发展为复杂混合样品的快速在线分离、分析创造了条件。这些高通量活性筛选技术、现代分离纯化技术和结构鉴定技术的结合应用改变了中国传统的天然药物化学研究模式，加快了天然药物的研究步伐。

3 中国天然药物资源的种类与地理分布

中国位于欧亚大陆的东部和中部，太平洋的西岸，具有山地、丘陵、高原、盆地、平原等多种地貌类型，幅员辽阔，气候多样，蕴藏着丰富的天然药物资源，包括药用植物资源、药用动物资源、药用矿物资源。据第3次全国中药资源普查统计，中国现有中药及天然药物资源种类有12807种，其中药用植物资源11146种，分属383科2309个属，占到药物资源种类的87%；药用动物1518种，分属11门33纲141目415科861属，资源种类约占总量的10%左右，位居第二；矿物类药物虽然数量较植物、动物类药物少，但从医疗价值上来说，同样十分重要。中国有药用矿物160余种，主要根据其阳离子或阴离子的种类进行分类，包括硫化物、氧化物、卤化物、碳酸盐、硫酸盐、汞化合物、铁化合物、铅化合物、铜化合物、钠化合物、砷化合物、矽化合物、镁化合物等。

由于地貌、气候、土壤和植被等自然条件的差异，中国气候划分为东部季风、西北干旱和青藏高原3个自然区域，再依据气候条件可划分为14个自然带。这些不同自然区域分布的天然药物资源的种类、数量不同，差异显著。

4 中国天然药物资源自然类型概况

4.1 天然药用植物资源作为植物资源的重要成分，天然药用植物资源是一类特殊的经济植物资源，是在一定社会和一定经济条件下，被人们认识的、并可能加以开发利用的植物资源中对人体具有医疗、保健作用，对禽兽具有治疗作用，或具有杀虫、杀菌、除草等功效的各种植物总称[8]。中国天然药用植物资源分布广泛，资源种类的丰富度依次是高原和山地＞丘陵＞平原。在西南和中南区的资源种类约占全国总数的50%～60%，华东和西北两区的种类约占中国的30%，东北和华北两区的种类较少，约占全国的10%。天然药用植物资源包括藻类、菌类、地衣类、苔藓类、蕨类及种子植物等植物类群，共计383科、2309属、11146种。藻类、菌类、地衣类的药用资源包括91科、188属、459种；苔藓类、蕨类、种子植物的药用资源共计292科、2121属、10687种。因此，约95%的药用植物资源属于高等植物，其中种子植物占90%以上，是中国药用植物资源的主体。而藻类、菌类、地衣类、苔藓类、蕨类等孢子植物仅占8.6%。4.2天然药用动物资源天然药用动物资源是是指对人体具有保健作用，对疾病有预防、抑制或者治疗作用的动物资源总称。中国动物种类资源丰富，药用动物来源广泛，现有药用动物11门、33纲、141目、414科、879属、1581种[8]。其中陆栖动物329科、720属、1295种，海洋动物85科、141属、275种。药用动物11个门中，脊椎动物占绝大多数，包含约62%的药用种。无脊椎类共有10门、199科、362属、606种。各省区中，药用动物500种以上的省区有浙江（614种）、湖北（524种）、西藏（540种）、广西（505种）；400种以上的有陕西（474种）、福建（425处）；300种以上的有辽宁（380种）、吉林（324种）、四川（344种）；200种以上的有安徽（291种）、贵州（289种）、河北（242种）等。

4.3 中国天然药用矿物资源天然药用矿物资源是指在中医药临床应用中，可作为制作中成药或中药方剂的药材入药的天然矿物岩石的统称，其包括矿物、岩石、矿石、化石、有机物、土壤、矿泉水等。中国地域辽阔，药用矿产资源丰富，现有药用矿产资源160余种，分布面积广泛，储量大。例如石膏矿、膨润土矿、滑石矿、高岭土矿、明矾石等矿产资源储量，位居世界各国前列。许多省（区）矿点的药用矿物品质优良，如青海省的芒硝，广西壮族自治区的滑石，湖南省和四川省的菱锌矿，江苏省、福建省和浙江省的高岭土矿等。中国药用矿产资源主要有硅、钙、钠、砷、铝、汞、铅、铜、铁及其化合物等。含硅的药用矿物主要有白石英、玛瑙、紫水晶等。

5 天然药物资源的药效物质基础

药用生物资源中所含化学成分十分复杂，每种中药材所含成分少则几十种，多则上百种。这些成分都是在特定的气候、土壤等生态环境条件下，药用生物形成的代谢产物。中国幅员广大，生态环境多样，形成了具有不同遗传特征的药用生物类群。

中药药效的物质基础是具有生物活性的一系列化学成分。目前已明确的中药化学成分有：糖类，包括单糖、低聚糖和多糖；蛋白质、氨基酸、多肽和酶；甾类化合物，包括甾体皂苷、强心苷、植物甾醇、脱皮素类、胆汁酸等；生物碱；挥发油；萜类；木质素；香豆素；有机酸；鞣质和脂类等成分。

天然药物资源药效物质的形成过程十分复杂，按照其代谢产物的产生过程，可以分为一次代谢产物（primary metabolic products）和二次代谢产物（secondary metabolic products）。一级代谢产物是生物生命代谢过程中最基本的物质，如常见的碳水化合物、蛋白质、油脂等，二次代谢产物是一次代谢产物进一步代谢产生的，如生物碱、黄酮、皂苷等。一次代谢产物为生物所共有，二次代谢产物则因生物的科、属、种而异[6]。二次代谢产物往往具有多种特殊的生物活性，是天然药物资源的药效物质基础。一种天然药物资源往往含有十分复杂的化学成分，如山楂中已知成分已达70余种，这些成分的含量高低不等，有的可达10%左右，有的只有万分之几。它们的生物合成途径极为复杂，且绝大多数仍不明了。例如，黄酮类化合物的生物合成途径是由下面两种生物合成过程复合而成。一个是从莽草酸（shikimic acid）经过预苯酸（prephenic acid）、苯基丙酮酸到苯丙氨酸和桂皮酸（cinnanic acid），经辅酶A活化，以后形成黄酮的B环；另一个是有醋酸、丙酮酸到丙二酸，经辅酶A活化。3分子丙二酸辅酶A与桂皮酸辅酶A结合即形成查耳酮，并由此衍生出其他各型黄酮类化合物。

6 天然药物资源的保护与可持续发展

由于早期的开发对天然药物资源的利用程度较少，还没有威胁到资源的再生，人们在开发利用天然药物资源时，没有把资源保护提到重要的地位。但是随着经济的发展和人口的增加，人们对天然药物资源的需求量急剧增加。受资源的减少和经济利益的驱动，除了无序和盲目的采收外，一些毁灭性的采收和捕杀，造成资源的大量减少甚至枯竭。同时，由于人们大量开垦荒地，过度放牧和资源管理不当，造成生态环境日益恶化，使一些动植物失去了赖以生存的环境和正常的繁殖能力，处于濒危和灭绝状态。因此，科学有效地保护天然药物资源，合理的开发，实现资源的可持续利用，以保障人类健康所必需的物质基础，已成为各国政府共同关注的问题。

天然药物资源可持续利用的策略主要有加强现存资源的保护及科学利用，大力发展药用动植物的人工种植（养殖），加强新资源的开发研究等[9]。具体有以下几个方面：完善和健全资源保护的法律、法规和机构；广泛宣传与加强执法；寻找珍稀濒危物种的替代品；科学保护与合理开发利用有机结合，保护野生资源及其生态环境；加强国际交流与合作，借鉴国外的先进经验。保护的途径包括：就地保护，即通过保护自然生态系统和自然生长环境，以保护受到威胁的药用动植物资源，如建立自然保护区；异地保护，即将珍稀濒危药用生物迁出其自然生长地，保存在保护区、动物园、植物园等；离体保护，即充分利用现代生物技术来保存药用动植物体的某一器官、组织、细胞或原生质体等，如组织培养、建立天然药物资源种质资源库等。

天然药物资源的可持续利用是以不破坏环境为前提，以保证现在和将来均能可持续利用为目标，是既要保证实现经济的可持续增长，又要使动植物资源的开发利用不能超过其最大的生态产量；既能使天然药物资源满足当代人最大持久的利益，又要保持其潜力以满足后代人的需求。

[1]王峰鹏.现代天然产物化学[M].北京：科学出版社，2009.

[2]吴春福.药学概论[M].2版.北京：中国医药科技出版社，2007.

[3]吴继洲.天然药物化学[M].北京：中国医药科技出版社，2006.

[4]吴立军.天然药物化学[M].5版.北京：人民卫生出版社，2007.

[5]杨世林.天然产物化学研究[M].北京：科学出版社，2009.

[6]杨秀伟.天然药物化学发展的历史性变迁[J].北京大学学报:医学版，2004，36(1):9-11.

[7]王文全.中药资源学[M].北京：中国中医药出版社，2008.

[8]刘屏，陈凯.我国天然药物研究的现状与未来[J].中国药物应用与监测，2007，4（3）:1-2.

[9]郭爱华.天然药物的研究方向探析[J].山西中医学院学报，2006，7(2):42-43.

Actuality and New Trend of Development on Research of Natural Medicines in China

LI Ling1,SUN Mingyu1,ZHOU Tao2,JIANG Weike2,MEI Xuan3
(1.Department of Pharmacy,the First Affiliated Hospital of Guiyang University of Chinese Medicine,Guizhou Province,Guiyang 50002,China; 2.Experimental Center,Guiyang University of Chinese Medicine,Guizhou Province,Guiyang 50002,China) 3.Department of Pharmacy,the Affiliated Hospital of GuizhouMedical University,Guiyang 50001,China;）

Natural Medicine,as a part of natural resources,has been an important material base for medical care,plays an important role in guaranteeing people's health and promoting economic prosperity.Based on the concept,attributes and research status of natural medicine,the history,characteristics,protection and sustainable utilization of Natural Medicine resource in China were systematically summarized and prospected in this paper.

natural medicine resources;research status;trend of development;review;traditional Chinese medicine resources protection

10.3969/j.issn.1672-2779.2017.15.022

1672-2779（2017）-15-0049-04

：张文娟本文校对：肖承鸿

2017-04-18）

国家中医药管理局【No.国中医药规财[2014]146号】；贵阳市科技计划项目【No.筑科合同[20151001]】

*通讯作者：jwk_88@163.com