陳士林，中國工程院院士，現(xiàn)任成都中醫(yī)藥大學首席教授、中國中醫(yī)科學院首席研究員、香港浸會大學榮譽教授，國際歐亞科學院院士。他在國際上首次提出了中草藥DNA條形碼鑒定構(gòu)想，建成了全球最大的中草藥DNA條形碼數(shù)據(jù)庫與鑒定平臺，從基因?qū)用娼鉀Q了傳統(tǒng)中草藥千百年來物種真?zhèn)舞b定的難題，被評為“2016中國十大醫(yī)學進展”。作為教育部長江學者和創(chuàng)新團隊計劃負責人，他帶領(lǐng)團隊建立了本草基因組學學科體系，將中藥學與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合，突破了中藥材優(yōu)良品種選育關(guān)鍵技術(shù)，為高品質(zhì)藥材生產(chǎn)奠定了分子遺傳學基礎(chǔ)。
在世界三大傳統(tǒng)醫(yī)學中，中醫(yī)藥學在對傳統(tǒng)醫(yī)學的繼承和創(chuàng)新上一直處于引領(lǐng)位置，尤其是我國在中藥材的基礎(chǔ)研究方面一直走在世界前列。其中，中藥材的質(zhì)量在中醫(yī)發(fā)展中具有基石作用，其品質(zhì)的優(yōu)劣直接決定了中藥產(chǎn)品的質(zhì)量和中醫(yī)的治療效果。沒有好藥材，就難有好療效，如何保障中藥材的品質(zhì)？將現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)中藥結(jié)合，會給我們帶來怎樣的驚喜？
正確認識中醫(yī)藥
2015年，屠呦呦獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，這既是中國醫(yī)學界獲得的最高獎項，也是中國中醫(yī)藥成果獲得的最高獎項。有人會問，在自然科學領(lǐng)域，為什么中國的第一個諾貝爾獎會出現(xiàn)在中醫(yī)藥領(lǐng)域？實際上，中藥在我們傳統(tǒng)歷史上創(chuàng)造了許多世界上的醫(yī)學奇跡和第一。
漢代華佗的麻沸散，比歐洲用乙醚進行麻醉早了1600年。16世紀以來，我們就用人工種痘術(shù)來防治天花，這是人工疫苗的一個雛形，后來傳遍歐洲和亞洲，為防治重大傳染病提供了經(jīng)驗。利用含碘類的食物和藥材來治療癭病，是我國對含碘類藥物一個非常好的醫(yī)療先例，這也是世界上最早提出用含碘食物治療甲狀腺疾病的醫(yī)療記載。毛澤東1949年1月在西柏坡接見蘇聯(lián)特使米高揚時說：“我相信，一個中藥，一個中國菜，這將是中國對世界的兩大貢獻。”
我國科學家還創(chuàng)造了很多國際重量級的科研成果。砒霜治療白血病也是被許多學者認為最接近諾貝爾獎的中國的科研成果之一。20世紀70年代初，在黑龍江大慶的一個公社衛(wèi)生院里，一位老中醫(yī)用砒霜和其他毒性藥物來治療癌癥，取得了不錯的療效。黑龍江省衛(wèi)生廳派哈爾濱醫(yī)科大學張亭棟醫(yī)生等人去調(diào)查，發(fā)現(xiàn)原來砒霜的三氧化二砷是治療白血病的有效成分，經(jīng)過張亭棟與陳竺等科學家的研究，砒霜（三氧化二砷）可基本達到對急性早幼粒白血病的臨床治愈，這是中國在該領(lǐng)域的重大貢獻。中國醫(yī)學科學院的蔣建東團隊還從分子水平揭開了黃連素能夠降低血液中膽固醇和甘油三酯的奧秘，首次發(fā)現(xiàn)了小檗堿為新機理的降脂藥物，成果發(fā)表在《自然醫(yī)學》，廣受國際醫(yī)學界的關(guān)注和好評。還有，修瑞娟教授發(fā)現(xiàn)山莨菪堿可以抑制血栓素的合成，能夠抑制粒細胞和血小板的聚集。她的研究在臨床上用于治療感染中毒性的休克、各種神經(jīng)痛有很好的療效，曾被評為“世界十大醫(yī)學進展”。從中草藥中提取的漢防己甲素是中國批準的上市新藥，后來發(fā)現(xiàn)它能顯著地抑制埃博拉病毒對人體白細胞的侵蝕，并能阻止埃博拉病毒基因組的釋放和復制，是抗埃博拉病毒的一個克星。這都是中醫(yī)藥對世界醫(yī)學的貢獻。
目前，發(fā)展中醫(yī)藥已上升為國家戰(zhàn)略，而且取得了很好的成績。許多國外同行參觀了我國中藥制造企業(yè)以后，都深深震撼于我國傳統(tǒng)醫(yī)藥和現(xiàn)代科技結(jié)合所獲取的成就。巴基斯坦、埃及、希臘等國家的政府部門官員和科學家羨慕地說：我們傳統(tǒng)醫(yī)藥的市場現(xiàn)在都已經(jīng)讓出去了，唯有你們中國能夠把傳統(tǒng)醫(yī)藥的市場、傳統(tǒng)醫(yī)藥的產(chǎn)業(yè)發(fā)展得這么好。正如習近平總書記所說：“中醫(yī)藥學是中國古代科學的瑰寶，也是打開中華文明寶庫的鑰匙。”
現(xiàn)代科技是打開中藥寶藏的鑰匙
望聞問切、針灸拔罐，是人們對中醫(yī)藥的傳統(tǒng)印象。如今，古老的中醫(yī)藥已經(jīng)與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)深度融合，中藥現(xiàn)代化發(fā)展的步伐不斷加快。傳統(tǒng)中藥也在推進智能制造，中草藥的種植、研究方面步入了智能化、標準化的時代。特別是基因多組學技術(shù)的應(yīng)用，不僅解決了傳統(tǒng)中藥材物種鑒定的難題，更為中藥材優(yōu)良品種選育、種植以及藥用植物有效成分的生物合成提供了方向和路徑。我國科學家應(yīng)用基因組學技術(shù)建成國家中藥基因庫和藥用植物種子基因庫，收錄了全球6大藥典超過900種藥用植物的基因組數(shù)據(jù)和實物。在中藥學的研究領(lǐng)域，現(xiàn)代科技的應(yīng)用方面產(chǎn)生了許多成果。
破解中藥材種植難題。引種馴化是保證中藥資源可持續(xù)利用的關(guān)鍵。當前，我國中藥種植業(yè)得到了很好的發(fā)展，規(guī)模化種植的藥材有300多種，100多個基地通過了GAP（中藥材規(guī)范化種植）的認證，基本能滿足臨床的使用。
人參被稱為百草之王。獨參湯，是古代醫(yī)家用于救命的方子。清朝時，人們采摘人參是需要皇家許可的。當前，全球野生人參已被列為瀕危物種，但是經(jīng)過歷代藥農(nóng)的努力，以及韓國和我國對人參種植業(yè)的支持，特別是我國在國際上首發(fā)了人參基因組，并且建立了農(nóng)田栽參的中國模式，通過規(guī)范化的種植，基本滿足了老百姓對人參的需求。同時，我們還建立了人參產(chǎn)地適宜性的精細區(qū)劃系統(tǒng)，通過GMPGIS體系（全球藥用植物產(chǎn)地生態(tài)適宜性區(qū)劃系統(tǒng)）可以精準確認全球適合發(fā)展的產(chǎn)區(qū)范圍。還有，一些國外藥材的引種，通過確定產(chǎn)地的適宜性，可以提高種植的成功率。比如，我們把原產(chǎn)于加拿大和美國西洋參產(chǎn)區(qū)的生態(tài)因子提取來以后，確定我國最適宜種植的生態(tài)區(qū)域，這樣就可以大大地提高種植的成功率和品質(zhì)?，F(xiàn)在我國不僅有西洋參，而且產(chǎn)量超過了美國和加拿大?？梢?，現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用，能夠讓藥材的種植少走很多彎路，避免在不適宜的地區(qū)發(fā)展藥材種植導致的病蟲害、產(chǎn)量和品質(zhì)下降。
又比如，產(chǎn)量非常稀少的沉香，在臨床上很多患者都使用不起，因為價比黃金貴。我國長時間依賴進口，但中國醫(yī)學科學院魏建和團隊，通過技術(shù)把一種結(jié)香液灌到白木香的樹體上，可以讓整個木質(zhì)部都結(jié)香，攻克了珍稀瀕危南藥整體結(jié)香的技術(shù)瓶頸。國家瀕管辦認為沉香的這個成果應(yīng)用產(chǎn)生了重大的社會經(jīng)濟效益，樹立了中國的典范。還有被稱為活血圣藥的三七，現(xiàn)在通過對種質(zhì)資源的傳承和保護，以及對新品種的選育和規(guī)范化的種植，其產(chǎn)量已經(jīng)滿足了我們的需求。
當然，很多人認為野生藥材比家種好，為什么還要發(fā)展種植業(yè)？這是一個誤解，任何一種工業(yè)化應(yīng)用的原材料，它依賴的是規(guī)范化的種植產(chǎn)業(yè)。野生藥材在任何一個發(fā)達國家基本都不會用來做工業(yè)原料，加上野生藥材的采挖會對生態(tài)產(chǎn)生極大的破壞。事實上，很多藥材通過野生變家種以后，質(zhì)量不一定會變差，很多都非常接近，甚至一些藥材家種以后有效成分含量更高，丹參的種植就是這樣，但目前有些種植企業(yè)縮短種植年限，生產(chǎn)過程中過量使用農(nóng)藥化肥和生長激素等，這樣導致部分種植的藥材質(zhì)量下降?，F(xiàn)在很多野生藥材處于瀕?；驕缃^狀態(tài)，如果不大力發(fā)展大宗藥材的種植，我們就無藥可用。
破解中藥材真?zhèn)舞b定難題。中藥的質(zhì)量是大家最關(guān)心的一個問題。一是中藥材的品種多，有1萬多種藥用植物。二是中藥材大多數(shù)用的是沒有分類學核心特征的根莖葉，鑒定比較難。因為很多分類鑒定是需要靠花和果來進行鑒定的，傳統(tǒng)的分類方法很難鑒定。一些藥材用化學、顯微鑒定也很難，因為很多物種之間是交叉的，所以我們發(fā)展了中藥DNA條形碼的鑒定體系。
什么是中藥DNA條形碼鑒定體系？像人類生物體一樣，每一種中草藥都有其獨特的基因，科學家們將每種中草藥的一段標準基因片段用二維碼來表示，即DNA條形碼，相當于中草藥的基因身份證。對于需要鑒定的物種，研究人員只需要用毫克量的實物，通過生物技術(shù)就能獲得這個物種的DNA條形碼，然后與中藥基因數(shù)據(jù)庫的標準數(shù)據(jù)進行比對，可以快速、準確地鑒定出中草藥的物種。比如名貴的冬蟲夏草，憑肉眼很難看出真?zhèn)?，但可以通過DNA條形碼進行快速準確的鑒定。這樣的例子有很多，不僅用在中藥鑒定上，實際上在很多不知道的物種上都可以進行鑒定。
解決中藥資源傳承問題。中藥的基因資源是國家的戰(zhàn)略資源，因此建立國家中藥基因庫、建立種質(zhì)基因庫是非常重要的。在國家藥用植物種質(zhì)資源庫中，保存了3萬多份藥用植物種質(zhì)資源，這些種子可以保存長達30—50年。同時研究人員還通過種子發(fā)芽栽培，研究中草藥的生長特性和品質(zhì)變化，為發(fā)現(xiàn)藥用植物的有效成分、繁育優(yōu)質(zhì)中藥材提供有力支撐，以解決中藥資源傳承問題。
科技創(chuàng)新助力中藥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化
全球疾病譜的改變和人們健康理念的變化，為中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)帶來巨大的市場需求和發(fā)展機遇，也給中藥的研發(fā)提出了更高要求。由于東西方文化差異、藥物評價體系及準入標準的不同，盡管中藥的有效性已經(jīng)被大量實踐證實，但距離被國際社會普遍接受還有差距。讓中藥走向世界，我們必須解決哪些關(guān)鍵問題？
抓好中藥材的品質(zhì)。中藥品質(zhì)是中醫(yī)藥發(fā)展的一個根基。很多醫(yī)生提出，以前開的方子有效，為什么現(xiàn)在沒有效？一是藥材的種植過程出現(xiàn)問題，比如種植年限不夠；二是好的藥材被用作食用或者其他用材；三是藥材沒有作分級，導致農(nóng)殘和重金屬超標的中藥流向醫(yī)院。所以，我們要解決中藥品質(zhì)下降的問題。第一，建立優(yōu)質(zhì)中藥繁育體系，特別是在病蟲害防治上面，比如建立病蟲害防治一體化的技術(shù)體系，建立整個藥材的無公害種植標準，甚至有機標準。第二，培育中藥的優(yōu)良品種。第三，嚴格加工環(huán)節(jié)、炮制環(huán)境等。第四，科學引種，只有在適宜生態(tài)區(qū)生產(chǎn)的藥材，質(zhì)量才會上乘。
用現(xiàn)代科學支撐基礎(chǔ)研究。近幾十年，盡管中藥產(chǎn)業(yè)得到了飛速發(fā)展，但其研究基礎(chǔ)極其薄弱，整體投入非常低，與國際藥品企業(yè)差距不小，需要用現(xiàn)代科學來支撐。還有，很多藥材雖有療效，包括動物類的藥材，但它的作用機理卻不清楚。很多經(jīng)典方，在臨床使用上很有效果，但是并不穩(wěn)定。這些缺乏現(xiàn)代科學支撐和闡釋的案例有很多。所以，要搞清楚中醫(yī)研究原理性、基礎(chǔ)性的東西，中藥研究就是用現(xiàn)代的科學技術(shù)方法來闡述它的背景，完善中藥的作用機理、藥效學指標、安全性指標等，這樣才能確保中藥的穩(wěn)定可控、有效，才能促進中成藥走出去。
建立中藥的評價體系。西藥研究路徑主要是發(fā)現(xiàn)一個化合物通過體外實驗，也就是細胞實驗，然后做動物試驗，有效以后再做體內(nèi)試驗、臨床實驗，這是西藥發(fā)現(xiàn)新藥的一個過程。中醫(yī)藥的最大優(yōu)勢是歷史積淀深厚，很多方子是千年古籍記載的且通過歷代老中醫(yī)在人身上看病試定有效，世代相傳、積累保留下來的?，F(xiàn)在對中藥的療效評價，往往沒有反映中醫(yī)藥實際的一個特殊的理論體系，或者個性化用藥的一個要求，絕大部分的指標是套用西藥指標來評價的。這樣就導致很多西醫(yī)院不能接受傳統(tǒng)的中醫(yī)藥，所以適合于中藥臨床評價和藥理學評價的體系現(xiàn)在亟待健全。國家主管部門已經(jīng)組織專門的人力和物力來進行這方面的研究和工作。
挖掘經(jīng)典名方寶庫。1972年，日本厚生省將漢代張仲景《傷寒雜病論》以及《金匱要略》里的210種方劑列為非處方用藥，并且許多沒有做臨床試驗，就納入了日本的《藥典》。現(xiàn)在，超230種漢方制劑列入了日本的醫(yī)保目錄，他們認為中國幾千年的臨床使用，已經(jīng)保證了它的臨床療效，所以在審批上會給很多優(yōu)惠和快捷條件。但是在我國，經(jīng)典名方的審批長期卻是按照西藥的新藥要求來進行審批的?，F(xiàn)在國家藥監(jiān)局也開始對經(jīng)典名方提出了一些簡易審批和管理辦法，以此來促進經(jīng)典名方的系統(tǒng)研究，這將大大地推動傳統(tǒng)中醫(yī)藥的發(fā)展。
科技創(chuàng)新是未來發(fā)展的核心動力
中醫(yī)藥是國家獨特的衛(wèi)生資源，也是潛力巨大的經(jīng)濟資源，是具有原創(chuàng)優(yōu)勢的科技資源、優(yōu)秀的文化資源和生態(tài)資源。如果把現(xiàn)代科技和中醫(yī)的原創(chuàng)思維結(jié)合，是可能產(chǎn)生更多更大原創(chuàng)性成果的，所以我們要重點布局以下幾個方面：全面提升中藥的產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，加強中藥資源的可持續(xù)利用和保護，推動中藥材規(guī)范化的種植養(yǎng)殖，促進中藥工業(yè)的升級換代，構(gòu)建現(xiàn)代中藥材的流通體系；加強中藥的對外合作和國際貿(mào)易，推動中藥的海外發(fā)展；建立屬于我們自己的質(zhì)量標準，特別是規(guī)范化的操作體系和生產(chǎn)體系；大力應(yīng)用大數(shù)據(jù)和人工智能，推動中醫(yī)藥的臨床評價生產(chǎn)以及標準體系和生產(chǎn)體系的建立。特別是基因組學的應(yīng)用，有助于我們揭示整個傳統(tǒng)草藥的遺傳背景和生物學實質(zhì)，這樣中藥的分子藥理、合成生物學、分子育種和腸道微生物以及精準用藥、基因鑒定都會得到廣泛使用，中醫(yī)藥將會迎來一個大發(fā)展。
