生物技術(shù)在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用

陳良 曲榮川 洪丹丹

摘 要：生物技術(shù)自古以來就與中藥密不可分，早在隋唐時(shí)期就出現(xiàn)了中藥發(fā)酵初級產(chǎn)品——“神曲”，《本草綱目》中提到：“半夏研末，以姜汁、白礬湯和作餅，楮葉包置籃中，待生黃衣，曬干用，謂之半夏曲?！睘榱吮Ｕ衔覈兴幮袠I(yè)的不斷發(fā)展，針對生物技術(shù)在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行研究是非常有必要的。本文將對生物技術(shù)在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行討論，未來趨勢上生物技術(shù)將在中藥領(lǐng)域中得到更為廣泛的應(yīng)用，從而進(jìn)一步推動(dòng)中藥走上國際舞臺(tái)。

關(guān)鍵詞：生物技術(shù);中藥;優(yōu)選優(yōu)良品種;瀕危動(dòng)物藥替代品;中藥鑒定

中圖分類號：R282 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1671-2064（2019）08-0201-02

從定義上來說，生物技術(shù)主要是指通過生物科學(xué)工程技術(shù)對生物制品進(jìn)行加工的過程，在這一技術(shù)的輔助之下，生物制品自身的質(zhì)量和產(chǎn)量都將能得到有效的提升。對于本文所討論的問題來說，為了保障中藥行業(yè)能更好的適應(yīng)我國人民需求，進(jìn)一步走向國際領(lǐng)域，相關(guān)單位必須能將生物技術(shù)靈活的應(yīng)用起來，不斷提升中藥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化水平。除此之外，由于中藥行業(yè)的發(fā)展依賴于各類中藥材的開發(fā)和應(yīng)用，而生物技術(shù)的應(yīng)用則能很好的緩解中藥資源緊缺問題，并不斷提升中藥品質(zhì)[1-2]。在這樣的背景之下，本文將針對生物技術(shù)在選育優(yōu)良品種、尋找瀕?；蛳∪彼幤诽娲返确矫娴膽?yīng)用進(jìn)行深入探討，以期能為相關(guān)單位及技術(shù)人員提供理論上的參考。

1 生物技術(shù)在選育優(yōu)良品種中的應(yīng)用

1.1 組織培養(yǎng)技術(shù)

對藥用植物的培育是保障中藥行業(yè)能高速發(fā)展的基礎(chǔ)，而對于本文所討論的問題來說，生物技術(shù)在這一過程中的應(yīng)用很好的緩解了中藥資源緊缺問題，同時(shí)能避免中藥生產(chǎn)與動(dòng)植物資源保護(hù)工作相背離的狀況。組織培養(yǎng)技術(shù)是現(xiàn)階段主要的離體培養(yǎng)技術(shù)，我國已經(jīng)有200多種藥用植物可以通過這樣的形式來進(jìn)行培育和生產(chǎn)。結(jié)合這些內(nèi)容，由于中藥材中包含了大量多年生、無性繁殖的植物，通過組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用，這些植物的生長將能脫離季節(jié)限制，進(jìn)而更快的投入到實(shí)際應(yīng)用過程中去。另一方面，在這一技術(shù)的輔助之下，中藥材新品種的良種選育、推廣種植等工作的開展效率都將能在原有基礎(chǔ)之上得到有效提升[2]。

1.2 DNA分子標(biāo)記技術(shù)

近年來隨著青蒿素的知名度越來越高以及世界范圍內(nèi)對其療效的認(rèn)可，世界對青蒿素的需求量也越來越大，解決這一問題的方法之一即為選育與種植青蒿素高的青蒿。在DNA分子標(biāo)記技術(shù)的輔助之下，影響青蒿素產(chǎn)量的基因位點(diǎn)已經(jīng)得到了確定，同時(shí)，在育種過程中，這一技術(shù)也能很好地確定植株鮮重、葉面積、株型等基因位點(diǎn)，通過對這些內(nèi)容的控制，青蒿素的產(chǎn)量自然能在原有基礎(chǔ)上得到有效提升，滿足市場上對于這一中藥材的需求。現(xiàn)有資料中已經(jīng)表明：通過能富集調(diào)控青蒿素產(chǎn)量的陽性位點(diǎn)的親代進(jìn)行雜交育種，其后代對應(yīng)的產(chǎn)量將能在原有水平上有大幅上漲[3]。

1.3 基因工程技術(shù)

在這一技術(shù)的輔助之下，相關(guān)技術(shù)人員可以在育種過程中人工的改變植物遺傳性狀，進(jìn)而提升這些植物對于病蟲害、自然災(zāi)害等的抵抗能力，最終達(dá)到提升中藥材產(chǎn)量的目的。同時(shí)，若植物自身就具備較好的抗病蟲害能力，那么在種植過程中對農(nóng)藥等的需求量自然相對較少，中藥材的安全性將能因此而得到更好的保障[4]。

2 生物技術(shù)在尋找瀕危（稀缺）動(dòng)物藥替代品中的應(yīng)用

2.1 發(fā)酵工程技術(shù)在稀缺動(dòng)物藥替代品中的應(yīng)用

水蛭素主要從水蛭及其唾液腺中提取而來，而這一物質(zhì)自身對凝血酶具備極強(qiáng)的抑制作用，通過將其作為中藥材進(jìn)行開發(fā)和應(yīng)用，血栓的形成將能得到很好的預(yù)防和抑制，但由于這一物質(zhì)完全天然，獲取難度相對較高，整體產(chǎn)量較少，無法滿足市場上對于水蛭素及其相關(guān)藥物的需求，生物技術(shù)的應(yīng)用能很好的改善這樣的狀況。生物技術(shù)發(fā)展初期的核心在于發(fā)酵技術(shù)，而此類技術(shù)在水蛭素生產(chǎn)中的應(yīng)用將能為這一生產(chǎn)過程的工業(yè)化提供動(dòng)力?，F(xiàn)有資料表明，在5L發(fā)酵罐中重組畢赤酵母能夠高密度發(fā)酵產(chǎn)生水蛭素，若相關(guān)技術(shù)人員及生產(chǎn)廠家能進(jìn)一步對發(fā)酵技術(shù)在這一過程中的應(yīng)用進(jìn)行研究，那么水蛭素的緊缺問題必然能得到有效緩解[5]。

2.2 酶促反應(yīng)在瀕危動(dòng)物藥替代品中的應(yīng)用

熊膽在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)有了很長時(shí)間的歷史，這一藥物具備清熱解毒、抗炎殺菌、清肝明目等功效，但由于傳統(tǒng)的活熊取膽方式過于殘忍，已經(jīng)被政府相關(guān)單位明令禁止，現(xiàn)階段市場上的熊膽粉主要來源于黑熊引流取膽汁，但黑熊仍會(huì)在這一過程中感受到極大的痛苦，因此，這一方式遭到了海內(nèi)外動(dòng)物保護(hù)組織的強(qiáng)烈抵制。為了在滿足市場需求的同時(shí)避免違反我國現(xiàn)有法律法規(guī)，利用生物技術(shù)尋找熊膽粉代替品是非常有必要的。對于熊膽粉在實(shí)際診療過程中的應(yīng)用來說，TUDCA是主要的有效成分，而TCDCA則能在7α-HSDH及7β-HSDH的作用之下轉(zhuǎn)化成這一物質(zhì)，若能將這一技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)之中，市場上對于熊膽粉的需求自然能得到更好的滿足[6]。

2.3 細(xì)胞工程生產(chǎn)藥材原料或藥用有效成分、部位中藥材中包含了一部分難以使用化學(xué)方法合成的物質(zhì)，而細(xì)胞工程則是針對這些物質(zhì)進(jìn)行量產(chǎn)的主要途徑，同時(shí)，在這一技術(shù)的輔助之下，植物的生長將不會(huì)繼續(xù)受到地域、氣候等的限制，實(shí)際生產(chǎn)過程中只需要對植物中的有效成分或部位進(jìn)行培養(yǎng)即可。以人參細(xì)胞培養(yǎng)物為例，將這一物質(zhì)與自然產(chǎn)的人參進(jìn)行對比，兩者在化學(xué)成分和藥理活性等方面并沒有明顯差異。除此之外，由于部分動(dòng)物瀕危，這些動(dòng)物對應(yīng)的身體部位也已經(jīng)不再允許通過獵殺等方式用以中醫(yī)治療，象牙、犀角等都屬于此類，而細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)則能通過人工方式來生產(chǎn)這些藥材，在保護(hù)動(dòng)植物的基礎(chǔ)之上避免中藥材短缺[7]。

3 生物技術(shù)在中藥鑒定領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1 DNA 遺傳標(biāo)記技術(shù)在中藥鑒定領(lǐng)域中的應(yīng)用

破碎中藥材的堅(jiān)定一直是中藥鑒別領(lǐng)域中的重難點(diǎn)，而通過DNA遺傳標(biāo)記技術(shù)的應(yīng)用，這一問題將能得到很好的改善。從定義上來說，DNA主要是指某個(gè)特定種群生物體細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)，其自身具備非常高的穩(wěn)定性，不會(huì)輕易發(fā)生改變，在實(shí)際鑒定過程中，通過對DNA的標(biāo)記，中藥材的種屬將能得到很好的鑒別。除此之外，在這一技術(shù)的輔助之下，藥用植物的細(xì)化分類工作也能更好的結(jié)合鑒定結(jié)果高效展開[8]。

3.2 電泳技術(shù)在中藥鑒定領(lǐng)域中的應(yīng)用

膠類中藥材是中醫(yī)藥的重要組成部分之一，阿膠、鹿角膠等都有其對應(yīng)的治療領(lǐng)域，但由于這一類藥材所特有的材質(zhì)特點(diǎn)，傳統(tǒng)的鑒定方法難以進(jìn)行有效鑒別和區(qū)分，在SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳的輔助之下，此類問題將能得到很好的緩解，同時(shí)，龜板膠、鱉甲膠、海龍膠等也能通過這一技術(shù)的應(yīng)用來進(jìn)行區(qū)分[8]。

3.3 免疫技術(shù)在中藥鑒定領(lǐng)域中的應(yīng)用

這一技術(shù)的核心在于抗原與抗體之間的特異性反應(yīng)，而對于中藥鑒定領(lǐng)域來說，這一技術(shù)主要被應(yīng)用于藥材真?zhèn)蔚膮^(qū)分。實(shí)際檢驗(yàn)過程如下：通過將具體藥材所特有的特異蛋白作為抗原，在此基礎(chǔ)之上制備其對應(yīng)的抗體，觀察檢驗(yàn)品是否會(huì)與其結(jié)合發(fā)生沉淀反應(yīng)，最后對藥材的真?zhèn)芜M(jìn)行判斷即可。對于虎骨、豹骨等名貴藥材來說，這一鑒定方法已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，在對后者進(jìn)行鑒定的過程中，除了判斷藥材真假之外，這一技術(shù)將能進(jìn)一步判定具體藥材屬于雪豹、云豹或是金錢豹[8]。

4 生物技術(shù)在中藥作用機(jī)制和創(chuàng)新藥物中的應(yīng)用

首先，在基因芯片的輔助之下，研究人員可以同時(shí)針對成千上萬的基因在不同細(xì)胞部位的表達(dá)進(jìn)行檢測和跟蹤，而通過對具體監(jiān)測結(jié)果的應(yīng)用，中藥在人體內(nèi)的作用機(jī)制自然能得到更深入的探究。同時(shí)，由于藥物自身不可避免的具備一定毒性或副作用，而針對這些內(nèi)容的研究和改進(jìn)則是提升中醫(yī)藥國際地位的關(guān)鍵。基因芯片技術(shù)將能有效針對藥物毒理作用機(jī)制進(jìn)行跟蹤和檢測，通過將藥物毒理機(jī)制與基因表達(dá)特征聯(lián)系起來，相關(guān)研究人員將能很好對某一藥物或藥方的毒性進(jìn)行判斷。

其次，對于新藥篩選過程來說，由于所有藥物的作用過程都可以總結(jié)為對生物體基因表達(dá)或表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行修飾、改變或產(chǎn)生影響的過程，而在基因芯片的輔助之下，藥物作用之后發(fā)生改變的基因表達(dá)將能得到有效的檢測。根據(jù)檢測結(jié)果的不同，研究人員將能更高效的對藥物中的作用成分、藥物與藥物之間的配伍等進(jìn)行判斷。除此之外，由于新藥從研發(fā)到上市要經(jīng)過漫長的研究過程，而為了通過生物技術(shù)加快中醫(yī)藥領(lǐng)域的發(fā)展，相關(guān)藥物研發(fā)人員則可以利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物來完成藥物試驗(yàn)。通過將外源基因?qū)肴旧w基因組內(nèi)并進(jìn)行整合，確保這一基因能遺傳到下一代，進(jìn)而通過對分子水平、細(xì)胞水平等的分析研究外源基因的作用情況，加快新藥研發(fā)速度[9]。

5 結(jié)語

中藥是中華民族的瑰寶，更是我國優(yōu)秀文化的結(jié)晶。著名的中藥藥學(xué)家屠呦呦僅依據(jù)東晉葛洪《肘后備急方》中的一句話：“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之”。經(jīng)過周密思考、科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了青蒿素，繼而成為第一位獲得諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)的中國本土科學(xué)家。中藥也第一站上了世界最高的領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)。中藥學(xué)也因此在國際上的地位越來越高，加強(qiáng)中藥現(xiàn)代化研究是促進(jìn)中藥實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。在后續(xù)發(fā)展過程中，相關(guān)研究人員必須能進(jìn)一步將生物技術(shù)在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用重視起來，進(jìn)而在此類技術(shù)的輔助之下緩解中藥材緊缺的問題、加快中醫(yī)藥研發(fā)上市速度、避免中藥生產(chǎn)對動(dòng)植物保護(hù)工作產(chǎn)生影響，最終達(dá)到推進(jìn)我國中藥行業(yè)持續(xù)發(fā)展、提升中醫(yī)藥國際認(rèn)可度的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝望春，劉翠英.生物技術(shù)在中藥研究中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，09（17）：62-63.

[2] 佟路芳.生物技術(shù)在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].中國病案，2007，8（4）：46-48.

[3] 孫洪波，劉越，馮金朝.生物技術(shù)在中藥青蒿中的應(yīng)用研究[J].中國中藥雜志，2011，05（36）：1388-1393.

[4] 王菁.淺談生物技術(shù)在中藥中的應(yīng)用[J].人參研究，2012，03（10）：35-37.

[5] 周祥山，周衛(wèi)斌，范衛(wèi)民等.重組畢赤酵母高密度發(fā)酵表達(dá)水蛭素過程中產(chǎn)物的生成和降解[J].中國生物制品學(xué)雜志，2003.16（1）：24.

[6] 李菲.基于物質(zhì)成分相似性體外培育擬天然熊膽粉的基質(zhì)選擇研究[D].重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文，2015.04.

[7] 柳成龍，高德榮.生物技術(shù)在現(xiàn)代中藥研究中的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技，2008，03（05）：132-133.

[8] 李文龍，王強(qiáng)，張松玲.生物技術(shù)在中藥中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù).2005，04（25）：115-118.

[9] 胡之璧.中藥生物技術(shù)與中藥資源的可持續(xù)發(fā)展[J].上海中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào). 2012，3（26）：5-8.