中國天然藥物資源的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢※

李玲 孫明玉 周濤 江維克* 梅璇

中國天然藥物資源的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢※

李玲1孫明玉1周濤2江維克2*梅璇3

（1貴陽中醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院藥劑科，貴州貴陽550002；2貴陽中醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心，貴州貴陽550002；3貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院藥劑科，貴州貴陽550001）

天然藥物資源作為自然資源的一部分，一直是醫(yī)療保健事業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，在保障人民健康、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)繁榮方面起著重要的作用。本文在整理天然藥物的概念、屬性、研究現(xiàn)狀等基礎(chǔ)上，對中國天然藥物資源的歷史、特點(diǎn)、保護(hù)與可持續(xù)性利用進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)和展望。

天然藥物資源；研究現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢；綜述；中藥資源保護(hù)

自古以來，人類的藥物與食物同源。早期的生存環(huán)境十分惡劣，人類在獵取動物和采摘食物過程中，不可避免地會誤食一些毒物，導(dǎo)致嘔吐、腹瀉、昏迷甚至死亡，但有時又會使已有的疾病好轉(zhuǎn)或者痊愈。經(jīng)過反復(fù)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，人們認(rèn)識到食用不同的動植物，可能對人體產(chǎn)生不同的影響，于是開始了早期的藥用動植物資源的開發(fā)和應(yīng)用?！皣L百草之滋味，一日而遇七十毒”生動反映了古代勞動人民在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)藥物的艱辛過程。因此，天然藥物資源作為自然資源的一部分，一直是醫(yī)療保健事業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，在保障人民健康、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)繁榮方面起著重要的作用[1]。中國是一個歷史悠久的多民族大國，幅員遼闊，天然資源十分豐富。在長期防病治病的實(shí)踐中，創(chuàng)造和積累了內(nèi)容豐富、可貴的醫(yī)藥保健經(jīng)驗(yàn)，塑造了利用天然藥物資源獨(dú)特的理論體系和方法，如性味、歸經(jīng)、升降浮沉、有毒無毒、功效及配伍等中藥理論的指導(dǎo)性應(yīng)用，在民族保健事業(yè)中發(fā)揮了巨大的作用[2]。

自十八世紀(jì)以來，隨著社會生產(chǎn)力的迅速提高、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、化學(xué)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，科學(xué)家們用化學(xué)知識和方法從動植物體內(nèi)分離、鑒定化合物，篩選出有效藥用成分，為藥物的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。本文在整理天然藥物的概念、屬性、研究現(xiàn)狀等基礎(chǔ)上，對其歷史、特點(diǎn)、保護(hù)與可持續(xù)性利用進(jìn)行了系統(tǒng)地總結(jié)和展望。

1 天然藥物資源的概念

天然藥物是指來源于天然產(chǎn)物（植物、動物和礦物）及原料藥材并在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)理論指導(dǎo)下使用的天然藥用物質(zhì)、天然提取物及復(fù)合物等。包括來自于藥材的有效部位、單一藥材來源的提取物、有效成分以及通過注射途徑給藥的天然藥用物質(zhì)等。天然藥物的來源包括植物、動物和礦物，但不包括來源于基因修飾的動植物和其他生物以及經(jīng)化學(xué)等修飾的物質(zhì)[3]。

中藥是中國中醫(yī)藥理論體系的核心，是指用以預(yù)防、診斷和治療疾病及康復(fù)保健使用的天然來源（植物、動物和礦物等）的藥用原材料及其加工品，通過對機(jī)體的整體調(diào)控作用來系統(tǒng)調(diào)理疾病造成的機(jī)體失衡。由于歷史的原因，中國現(xiàn)行藥品法規(guī)、技術(shù)要求和指導(dǎo)原則中均將中藥、天然藥物概念合并使用，并延續(xù)至今，使天然藥物分類長期融入中藥的范疇中，并未明確區(qū)分中藥、天然藥物的界限或范圍。現(xiàn)行國家藥品歸類中，也將天然藥物的一部分歸于中藥類，一部分歸于化學(xué)藥類[4]。因此，中國的天然藥物與中藥有著千絲萬縷的聯(lián)系，但實(shí)際上二者的概念并不相同，對中藥而言，既有天然藥物的自然屬性，也具有其特定的內(nèi)涵[5]。

中國天然藥物資源的利用是運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論、方法和技術(shù)來研究天然藥物中的化學(xué)成分及其藥效作用。目前中藥材的化學(xué)成分研究是中藥學(xué)研究的方法學(xué)之一，也是天然藥物的研究途徑之一。但是，發(fā)展自中藥化學(xué)研究的天然藥物從本質(zhì)和概念上不能看作為中藥，不能替代原來的中藥，也不應(yīng)看作為中藥現(xiàn)代化的結(jié)果。如人參中的皂苷成分就不能替代人參在中藥中的地位和作用，不應(yīng)再歸屬于中藥的范疇，而應(yīng)該將之看作為天然藥物。

2 中國天然藥物資源的發(fā)展歷程

人類對藥物的認(rèn)識和應(yīng)用奠定了傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)體系的基礎(chǔ)。中國的中醫(yī)藥記載跨越了幾個世紀(jì)，最早的《五十二病方》可追溯到公元前1100年，記錄了52種疾病的280余首藥方，涉及包括植物、動物和礦物在內(nèi)的240多種草藥。公元前300年的《神農(nóng)本草經(jīng)》記錄的草藥365種。至明代（公元1518—1593），李時珍整理編寫的《本草綱目》收藏了1898種草藥和8160個處方，對東南亞、日本等國的草藥研究產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。

近年，天然藥物資源的研究處于蓬勃發(fā)展階段。天然藥物的分離純化、結(jié)構(gòu)鑒定、結(jié)構(gòu)修飾改造和構(gòu)效關(guān)系研究等，促進(jìn)了活性天然化合物作用機(jī)制和生物學(xué)意義的研究；同時，作用機(jī)制和生物學(xué)意義的闡明對天然藥物化學(xué)研究起著導(dǎo)向作用，推動了中國民族傳統(tǒng)醫(yī)藥學(xué)進(jìn)入現(xiàn)代研究的前列。傳統(tǒng)用藥經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)代藥理活性相結(jié)合是揭示傳統(tǒng)醫(yī)藥復(fù)雜本質(zhì)的重要手段，如以微生物為導(dǎo)向從傳統(tǒng)中藥、民間藥物中尋找高效、低毒、廣譜、抗耐藥的先導(dǎo)化合物成為中國天然藥物化學(xué)研究的重要切入點(diǎn)[6-7]。

在天然藥物的成分結(jié)構(gòu)研究中，大量的現(xiàn)代分離和鑒定技術(shù)被運(yùn)用，為微量、復(fù)雜天然化合物的分離純化和結(jié)構(gòu)鑒定提供了保障。耗時、費(fèi)樣品和復(fù)雜化學(xué)方法已被快速、微量、簡便的物理方法（波譜法）替代。如高效液相色譜（HPLC）、離心分配色譜（CPC）、超臨界流體色譜（SFC）、高速逆流色譜（HSCCC）等色譜技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用；高分辨質(zhì)譜（HRMS）、二維核磁共振譜（2D-NMR）及單晶X-射線衍射結(jié)構(gòu)分析方法已日趨普及。這些技術(shù)的普及應(yīng)用為微量（μg級）復(fù)雜天然藥物和生物大分子的結(jié)構(gòu)鑒定提供了高效的手段。此外，色譜-波譜聯(lián)用技術(shù)[氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）、液相色譜-質(zhì)譜（HPLC-MS）、逆流色譜-質(zhì)譜（HSCCC-MS）、液相色譜-核磁共振（HPLC-NMR）等]的發(fā)展為復(fù)雜混合樣品的快速在線分離、分析創(chuàng)造了條件。這些高通量活性篩選技術(shù)、現(xiàn)代分離純化技術(shù)和結(jié)構(gòu)鑒定技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用改變了中國傳統(tǒng)的天然藥物化學(xué)研究模式，加快了天然藥物的研究步伐。

3 中國天然藥物資源的種類與地理分布

中國位于歐亞大陸的東部和中部，太平洋的西岸，具有山地、丘陵、高原、盆地、平原等多種地貌類型，幅員遼闊，氣候多樣，蘊(yùn)藏著豐富的天然藥物資源，包括藥用植物資源、藥用動物資源、藥用礦物資源。據(jù)第3次全國中藥資源普查統(tǒng)計(jì)，中國現(xiàn)有中藥及天然藥物資源種類有12807種，其中藥用植物資源11146種，分屬383科2309個屬，占到藥物資源種類的87%；藥用動物1518種，分屬11門33綱141目415科861屬，資源種類約占總量的10%左右，位居第二；礦物類藥物雖然數(shù)量較植物、動物類藥物少，但從醫(yī)療價值上來說，同樣十分重要。中國有藥用礦物160余種，主要根據(jù)其陽離子或陰離子的種類進(jìn)行分類，包括硫化物、氧化物、鹵化物、碳酸鹽、硫酸鹽、汞化合物、鐵化合物、鉛化合物、銅化合物、鈉化合物、砷化合物、矽化合物、鎂化合物等。

由于地貌、氣候、土壤和植被等自然條件的差異，中國氣候劃分為東部季風(fēng)、西北干旱和青藏高原3個自然區(qū)域，再依據(jù)氣候條件可劃分為14個自然帶。這些不同自然區(qū)域分布的天然藥物資源的種類、數(shù)量不同，差異顯著。

4 中國天然藥物資源自然類型概況

4.1 天然藥用植物資源作為植物資源的重要成分，天然藥用植物資源是一類特殊的經(jīng)濟(jì)植物資源，是在一定社會和一定經(jīng)濟(jì)條件下，被人們認(rèn)識的、并可能加以開發(fā)利用的植物資源中對人體具有醫(yī)療、保健作用，對禽獸具有治療作用，或具有殺蟲、殺菌、除草等功效的各種植物總稱[8]。中國天然藥用植物資源分布廣泛，資源種類的豐富度依次是高原和山地＞丘陵＞平原。在西南和中南區(qū)的資源種類約占全國總數(shù)的50%～60%，華東和西北兩區(qū)的種類約占中國的30%，東北和華北兩區(qū)的種類較少，約占全國的10%。天然藥用植物資源包括藻類、菌類、地衣類、苔蘚類、蕨類及種子植物等植物類群，共計(jì)383科、2309屬、11146種。藻類、菌類、地衣類的藥用資源包括91科、188屬、459種；苔蘚類、蕨類、種子植物的藥用資源共計(jì)292科、2121屬、10687種。因此，約95%的藥用植物資源屬于高等植物，其中種子植物占90%以上，是中國藥用植物資源的主體。而藻類、菌類、地衣類、苔蘚類、蕨類等孢子植物僅占8.6%。4.2天然藥用動物資源天然藥用動物資源是是指對人體具有保健作用，對疾病有預(yù)防、抑制或者治療作用的動物資源總稱。中國動物種類資源豐富，藥用動物來源廣泛，現(xiàn)有藥用動物11門、33綱、141目、414科、879屬、1581種[8]。其中陸棲動物329科、720屬、1295種，海洋動物85科、141屬、275種。藥用動物11個門中，脊椎動物占絕大多數(shù)，包含約62%的藥用種。無脊椎類共有10門、199科、362屬、606種。各省區(qū)中，藥用動物500種以上的省區(qū)有浙江（614種）、湖北（524種）、西藏（540種）、廣西（505種）；400種以上的有陜西（474種）、福建（425處）；300種以上的有遼寧（380種）、吉林（324種）、四川（344種）；200種以上的有安徽（291種）、貴州（289種）、河北（242種）等。

4.3 中國天然藥用礦物資源天然藥用礦物資源是指在中醫(yī)藥臨床應(yīng)用中，可作為制作中成藥或中藥方劑的藥材入藥的天然礦物巖石的統(tǒng)稱，其包括礦物、巖石、礦石、化石、有機(jī)物、土壤、礦泉水等。中國地域遼闊，藥用礦產(chǎn)資源豐富，現(xiàn)有藥用礦產(chǎn)資源160余種，分布面積廣泛，儲量大。例如石膏礦、膨潤土礦、滑石礦、高嶺土礦、明礬石等礦產(chǎn)資源儲量，位居世界各國前列。許多省（區(qū)）礦點(diǎn)的藥用礦物品質(zhì)優(yōu)良，如青海省的芒硝，廣西壯族自治區(qū)的滑石，湖南省和四川省的菱鋅礦，江蘇省、福建省和浙江省的高嶺土礦等。中國藥用礦產(chǎn)資源主要有硅、鈣、鈉、砷、鋁、汞、鉛、銅、鐵及其化合物等。含硅的藥用礦物主要有白石英、瑪瑙、紫水晶等。

5 天然藥物資源的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)

藥用生物資源中所含化學(xué)成分十分復(fù)雜，每種中藥材所含成分少則幾十種，多則上百種。這些成分都是在特定的氣候、土壤等生態(tài)環(huán)境條件下，藥用生物形成的代謝產(chǎn)物。中國幅員廣大，生態(tài)環(huán)境多樣，形成了具有不同遺傳特征的藥用生物類群。

中藥藥效的物質(zhì)基礎(chǔ)是具有生物活性的一系列化學(xué)成分。目前已明確的中藥化學(xué)成分有：糖類，包括單糖、低聚糖和多糖；蛋白質(zhì)、氨基酸、多肽和酶；甾類化合物，包括甾體皂苷、強(qiáng)心苷、植物甾醇、脫皮素類、膽汁酸等；生物堿；揮發(fā)油；萜類；木質(zhì)素；香豆素；有機(jī)酸；鞣質(zhì)和脂類等成分。

天然藥物資源藥效物質(zhì)的形成過程十分復(fù)雜，按照其代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生過程，可以分為一次代謝產(chǎn)物（primary metabolic products）和二次代謝產(chǎn)物（secondary metabolic products）。一級代謝產(chǎn)物是生物生命代謝過程中最基本的物質(zhì)，如常見的碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂等，二次代謝產(chǎn)物是一次代謝產(chǎn)物進(jìn)一步代謝產(chǎn)生的，如生物堿、黃酮、皂苷等。一次代謝產(chǎn)物為生物所共有，二次代謝產(chǎn)物則因生物的科、屬、種而異[6]。二次代謝產(chǎn)物往往具有多種特殊的生物活性，是天然藥物資源的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。一種天然藥物資源往往含有十分復(fù)雜的化學(xué)成分，如山楂中已知成分已達(dá)70余種，這些成分的含量高低不等，有的可達(dá)10%左右，有的只有萬分之幾。它們的生物合成途徑極為復(fù)雜，且絕大多數(shù)仍不明了。例如，黃酮類化合物的生物合成途徑是由下面兩種生物合成過程復(fù)合而成。一個是從莽草酸（shikimic acid）經(jīng)過預(yù)苯酸（prephenic acid）、苯基丙酮酸到苯丙氨酸和桂皮酸（cinnanic acid），經(jīng)輔酶A活化，以后形成黃酮的B環(huán)；另一個是有醋酸、丙酮酸到丙二酸，經(jīng)輔酶A活化。3分子丙二酸輔酶A與桂皮酸輔酶A結(jié)合即形成查耳酮，并由此衍生出其他各型黃酮類化合物。

6 天然藥物資源的保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展

由于早期的開發(fā)對天然藥物資源的利用程度較少，還沒有威脅到資源的再生，人們在開發(fā)利用天然藥物資源時，沒有把資源保護(hù)提到重要的地位。但是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增加，人們對天然藥物資源的需求量急劇增加。受資源的減少和經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動，除了無序和盲目的采收外，一些毀滅性的采收和捕殺，造成資源的大量減少甚至枯竭。同時，由于人們大量開墾荒地，過度放牧和資源管理不當(dāng)，造成生態(tài)環(huán)境日益惡化，使一些動植物失去了賴以生存的環(huán)境和正常的繁殖能力，處于瀕危和滅絕狀態(tài)。因此，科學(xué)有效地保護(hù)天然藥物資源，合理的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用，以保障人類健康所必需的物質(zhì)基礎(chǔ)，已成為各國政府共同關(guān)注的問題。

天然藥物資源可持續(xù)利用的策略主要有加強(qiáng)現(xiàn)存資源的保護(hù)及科學(xué)利用，大力發(fā)展藥用動植物的人工種植（養(yǎng)殖），加強(qiáng)新資源的開發(fā)研究等[9]。具體有以下幾個方面：完善和健全資源保護(hù)的法律、法規(guī)和機(jī)構(gòu)；廣泛宣傳與加強(qiáng)執(zhí)法；尋找珍稀瀕危物種的替代品；科學(xué)保護(hù)與合理開發(fā)利用有機(jī)結(jié)合，保護(hù)野生資源及其生態(tài)環(huán)境；加強(qiáng)國際交流與合作，借鑒國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。保護(hù)的途徑包括：就地保護(hù)，即通過保護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)和自然生長環(huán)境，以保護(hù)受到威脅的藥用動植物資源，如建立自然保護(hù)區(qū)；異地保護(hù)，即將珍稀瀕危藥用生物遷出其自然生長地，保存在保護(hù)區(qū)、動物園、植物園等；離體保護(hù)，即充分利用現(xiàn)代生物技術(shù)來保存藥用動植物體的某一器官、組織、細(xì)胞或原生質(zhì)體等，如組織培養(yǎng)、建立天然藥物資源種質(zhì)資源庫等。

天然藥物資源的可持續(xù)利用是以不破壞環(huán)境為前提，以保證現(xiàn)在和將來均能可持續(xù)利用為目標(biāo)，是既要保證實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)增長，又要使動植物資源的開發(fā)利用不能超過其最大的生態(tài)產(chǎn)量；既能使天然藥物資源滿足當(dāng)代人最大持久的利益，又要保持其潛力以滿足后代人的需求。

[1]王峰鵬.現(xiàn)代天然產(chǎn)物化學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[2]吳春福.藥學(xué)概論[M].2版.北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2007.

[3]吳繼洲.天然藥物化學(xué)[M].北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2006.

[4]吳立軍.天然藥物化學(xué)[M].5版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2007.

[5]楊世林.天然產(chǎn)物化學(xué)研究[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[6]楊秀偉.天然藥物化學(xué)發(fā)展的歷史性變遷[J].北京大學(xué)學(xué)報:醫(yī)學(xué)版，2004，36(1):9-11.

[7]王文全.中藥資源學(xué)[M].北京：中國中醫(yī)藥出版社，2008.

[8]劉屏，陳凱.我國天然藥物研究的現(xiàn)狀與未來[J].中國藥物應(yīng)用與監(jiān)測，2007，4（3）:1-2.

[9]郭愛華.天然藥物的研究方向探析[J].山西中醫(yī)學(xué)院學(xué)報，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

：張文娟本文校對：肖承鴻

2017-04-18）

國家中醫(yī)藥管理局【No.國中醫(yī)藥規(guī)財(cái)[2014]146號】；貴陽市科技計(jì)劃項(xiàng)目【No.筑科合同[20151001]】

*通訊作者：jwk_88@163.com