中药资源可持续发展的技术性对策

时间: 2006-11-26 栏目: 药学论文

  中药资源可持续发展的技术性对策
  
  作者:陈师西,陈吉炎,于萍
  
  【摘要】   中药资源可持续发展具有三个明显的特征,一是发展空间的多维性,以保持经济、社会、资源与环境协调发展为前提;二是时间的延续性,以满足现在和未来社会需求为目的;三是政策制定的前瞻性,制定政策应把握全局和未来。可持续发展的对策涉及宏观政策、经济发展、生态环保、技术应用等多个层面,文中仅对中药资源可持续发展的技术应用性对策展开探讨。可再生的中药资源可持续发展技术性对策涉及八方面内容,不可再生的中药资源应从四方面加大研究。
  
  【关键词】  中药资源 可持续发展 对策
  
  中药资源的可持续利用是可持续发展的前提,与中药农业直接相关,是中药现代化的基础,涉及中药资源的管理、开发、利用、保护等多个环节,因此是一项复杂的系统工程。国家科技部等十六个部门联合制定的2006——2020年《中医药创新发展规划纲要》指出,中药产业链尚有待完善,中药农业刚刚起步,中药资源的可持续发展与合理利用及相关生态环境问题尚未得到有效解决[1].理解和掌握中药资源可持续发展的特点,对于探讨其技术应用性对策至关重要。
  
  1  中药资源可持续发展的特征
  
  中药资源可持续发展(Sustainable Development),是1980年《世界自然保护大纲》首次作为术语提出。1987年世界环境与发展委员会在《我们共同的未来》报告中第一次阐述了可持续发展的概念,即能够满足当代人的需求而不损害后代人满足需求的能力[2].可持续发展具有三个明显特征,一是在空间上,以保持经济、社会、资源与环境保护协调发展为前提;二是在时间上,以满足现代和未来需要为目的,已逐步得到国际社会的广泛共识[3];三是政策制定的前瞻性,许多可再生的中药资源自我修复能力差,再生周期长,政策的制定应注重科学性、实用性、全局性和稳定性。
  
  根据可持续发展理论,中药资源可持续发展应该以不损害环境为前提,以保持中药资源永久性的可持续利用为关键,以满足中医临床医疗、康复保健和其他社会需求为目的,只有在兼顾保护生物多样性和维持生态平衡的前提下,方可实现中药资源高效的、可再生的、兼有保护性的永久性利用。
  
  中药资源可持续发展对策涉及政策环境、经济条件、资源管理和生态环境。本文对可再生的和不可再生的中药资源管理中涉及到的技术性对策进行探讨,力求实用性和可操作性。
  
  2  可再生中药资源的可持续发展对策
  
  2.1  普查现有资源,保护濒危物种自20世纪80年代中期第3次全国中草药资源普查以来,我国已有二十多年未进行过新的资源普查,目前所引用的中药资源方面各种数据大多为1983——1985年的数据。近三十年计划经济向市场经济转轨,生产经营从原来的计划生产转变为根据市场需求自主安排;基层药材公司大多已经改制,中药生产收购统计工作长期处于中断状态。近三十年也是野生中药资源变化最大的时期,由于社会对天然药物的需求量剧增,中药工业正以前所未有的速度迅速发展,例如,自1985年后,新研发的中成药达八千多种。与其形成剧烈反差的是野生中药资源急骤减少,有些品种资源面临枯竭,例如野生甘草上世纪50年代蕴藏量达二百多万吨,而目前还不到三十五万吨;麝香资源比20世纪50年代减少70%;千金藤、松贝、霍山石斛、冬虫夏草、蛤蚧、人参、铁皮石斛、厚朴、杜仲、黄柏、黄芪、麻黄等野生资源的破坏也十分严重,有些种类的野生个体已很难发现[3].因此,急需开展新的全国范围内的中药资源普查,拯救野生濒危药用动植物。
  
  中药资源普查的任务:考察中药资源的分布区域、分布种类、数量、质量;考察中药资源与自然环境的相关性及环境因素对中药质量的影响规律;确定普查的重点品种:即临床常用药材,道地药材,资源急剧减少的紧缺药材,具有显著功效的民族药和民间药,有较大开发价值的原料药,需要重点保护的品种如名贵药材、濒危药材,与维护生态平衡密切相关的药材,种质外流的药材等;采集中草药标本,进行鉴别分类和存档;通过普查鉴定,纠正同名异物和同物异名现象,从源头上澄清混乱;对普查发现的珍稀濒危物种,建立野生资源濒危预警机制,提出保护对策。
  
  2.2  保存种质资源,培育优良品种种质资源(Gennplasn Resource)也称遗传资源(Genetic Resource),具体对某一物种而言,种质资源包括栽培品种(类型)、野生种、近缘野生种在内的所有可利用的遗传材料,它与当今国际上生物多样性(Biodiversity)的概念中的种内遗传多样性(Genetic Diversity)是相对应的[4].广义的种质资源是指一切可利用的生物遗传资源,或全部物种资源的总和。种质资源研究的主要内容包括对各品种、类型进行考察、收集、鉴定、评价、保存和应用以及遗传学基础、物种的起源和演化研究。当同一种药材来源于不同的物种、不同的产地、不同的个体时,可能含有不同的遗传特性,必须通过深入细致的研究,尽量寻找有效成分含量较高的中药材种质并加以利用,例如研究发现8种淫羊藿药材来源,淫羊藿苷类成分含量和比例均不相同,以天平山淫羊藿(宽序淫羊藿)和朝鲜淫羊藿含量最高,属优良种质,应当把这两个品种作为野生淫羊藿引种和种植推广的首选[3].
  
  建立大型的药用植物种子库,有利于培育和选择高产、抗逆性强的新品种。临床最常用中药约四百种,主要依赖栽培的种类有二百多种,约占常用中药的50%——60%.由于栽培品种的栽培历史长短不一,普遍存在种质混杂和种质退化问题。大量收集和保存现有的多样性的种质资源,结合种质特性进行科学评价,最大限度地利用现有的优良种质,选择和培育新品种是种子库建设中长远的战略性任务。
  
  2.3  控制采收总量,促进自然更新中药野生资源的自然更新过程是缓慢的、渐进性的,再生能力也是有限的,若采收过量,直接影响其自然更新过程和再生数量。应通过生长恢复能力、繁殖特性等资源恢复的实验来测算“年最大允收量”.
  
  “年最大允收量”应根据药用部位不同而加以控制。一般根和根茎类药材为10%,茎叶类药材为30%——40%,花和果实类药材为50%.确定“年最大允收量”应建立在进行深入系统研究的基础上,注意植物种类不同,其生活习性、繁殖方式、繁殖效率和药用部位的形成过程等各种因素。资源恢复的能力和周期存在较大的差异,确定“年最大允收量”和采收控制方式也应有所不同。
  
  加强野生抚育是指在生物原生态环境中,特别是生态环境明显退化、野生资源急剧减少的地区,实行围栏保护封育和控制采收,保护生物生长繁殖条件,促进其生长发育,促进动植物的自然更新或加强人工辅助更新,是促进野生资源自然更新,增加生物个体数量和生物总量的重要措施之一。例如由于甘草需求量逐年猛增,野生资源遭到严重破坏。2001年,魏胜利等对我国中西部地区野生甘草资源进行了深入调查,发现密度盖度大且连续分布面积较大的甘草群落主要分布于内蒙古的杭锦旗、鄂前旗以及宁夏盐池和灵武,原因是这些地区采取了围栏保护等封禁措施(封禁3——5年),使野生抚育得到加强的结果。相反,宁夏同心(曾是甘草密集的商品主产区)、甘肃黄土高原等地甘草密度却异常小,原因是常年连续采挖所致。另外,人们对森林资源采取“封山育林”,对江河湖泊实行“禁鱼期”管理,就是加强野生抚育的重要措施。
  
  2.4  扩大家种家养,加强人工培养野生资源总是有限的,保持中药资源可持续发展,除了保护好现有的野生中药资源外,还应加强中药材的野生变家种、家养技术研究,大力发展绿色环保药材,培养高产、优质、生长年限短、抗病能力强、易于栽培或便于人工饲养的新品种。实现中药材生产的规范化管理、产业化发展,首先应按照《中药材生产质量管理规范(试行)》(简称GAP)指导中药材生产的全过程[5],使中药材生产实现工程化和可控制化[4].
  
  任何药用植物和药用动物当被人们利用时,野生资源就会受到威胁,直至枯竭。例如市场应用良好的中成药原料如果完全依赖野生资源时,往往3——5年就很难维持。因此,国家鼓励对资源紧缺的大宗动物类药材进行引种驯养和对植物药进行野生变家种研究以及技术推广。药用植物栽培是保护、扩大利用药用植物资源最直接、有效的手段。例如银杏叶制剂的开发,随着需求量增加,野生资源远不能满足。20世纪90年代中期我国开始采用取叶栽培。五年之后,我国的生产能力就达到一万吨以上,远远超过了市场需求。还有杜仲、黄柏、黄连、厚朴、栀子、桔梗、川贝母、山茱萸、金银花等种类,都是在20世纪50——60年代野生资源严重减少的情况下,开始人工栽培的,现已成为市场供应的主要货源。全国已经进行人工种植(养殖)的药材约二百种,大部分为野生资源匮乏品种。栽培生产的天麻、西洋参和人参,完全可以满足市场需求。黄芩、细辛、五味子、半夏、桅子、绞股蓝、金银花、丹参、防风、知母、柴胡、甘草、款冬花、麻黄、中国林蛙、海马等通过家种家养,许多已经成为主流商品。
  
  红豆杉是珍贵的抗癌植物。据测算,每生产l公斤紫杉醇,需16.67吨树皮,需采剥1 500——2 000棵大树,即使将全世界的现有红豆杉全部砍伐,所提供的紫杉醇也只能挽救部分患者的生命,可谓杯水车薪。发展种植是实现红豆杉可持续利用的根本对策,而扦插育苗、发展人工原料林基地是最直接、最简单、周期最短、成本最低的方法。
  
  人工培育中药材的质量控制,应将优选种质资源,防止变异,减少有害物质,提高质量作为重点。应按照《中药现代化发展纲要》的要求,“加强中药材规范化种植和中药饮片炮制规范研究,建立中药材和中药饮片的质量标准及有害物质限量标准,全面提高中药材和中药饮片的质量”.
  
  我国在中药材变野生为家种、家养方面,历史悠久、经验丰富。如牡丹、麦冬、地黄、桃、梅、姜、桑等栽培历史都超过了数百年,栽培技术成熟。近几十年来,野生转家种家养的药材约两百种,能够提供大量商品的有百余种。例如人工种植天麻,已从无性繁殖达到成功地有性繁殖;野麝经人工驯化后,已达到人工家养繁殖并活体取香的水平;人工牛黄的研制成功,较好的解决了天然牛黄资源稀缺的问题;在引进国外药用物种方面成功引种了颠茄、西洋参、洋地黄、金鸡纳、番红花等品种,解决了一些进口药材资源紧缺的问题。
  
  2.5  保护濒危物种,保持生物多样性每一种生物都是构成生态资源的一部分,不能脱离整个生态资源和自然资源而独立存在。各种生物种群之间相互依存,是构成生物圈趋于稳定的重要基础;某一物种的灭绝或者种群个体数量的下降,都会影响到生态系统的稳定性。要保护一个物种免于灭绝,必须保护该物种赖以生存的整个生态系统。因此说物种的保护、生物多样性的保护和生物资源的保护是一项复杂的系统工程。
  
  保护濒危物种最紧急、最关键的措施是努力恢复其种群数量,使之达到维持种群生存安全线以上。增加物种数量的主要途径是建立自然保护区,改善动、植物栖息环境,建立野生动物饲养场和人工抚育。
  
  2.6  加快替代研究,缓解资源稀缺替代品研究是缓解珍稀濒危物种资源紧缺的有效方法。开展替代品研究必须遵循功效相似、材料(资源)丰富、方便再生和经济环保的原则。按照近缘动植物往往具有相似化学成分和相似生理活性的思路,探索生物类群与化学成分、生理活性三者之间的相互联系。濒危动物保护容易得到全球性的关注,应重点加强来源于濒危药用动物的中药材代用品、功效类似品的研究开发[6],例如犀牛、虎等动物在国际贸易中已被完全禁止,寻找替代品几乎成为一项带有政治性的任务。目前,用水牛角代替犀角、用狗骨代替虎骨,获得突破性进展,人工麝香和人工牛黄也研制成功。
  
  在植物药替代品研究方面同样取得可喜成果,例如成功地进行了虫草菌丝发酵物的研究和生产,从冬虫夏草的深层发酵培养液中分离出三十多种化合物,其中虫草素的含量为2.17%,远远高于天然冬虫夏草的虫草素含量,且培养周期仅为72 h,远低于人工栽培冬虫夏草的周期。虫草菌丝发酵物作为冬虫夏草的替代产品在市场上已经占有一定的份额。另有报道发现某种紫杉醇共生菌可以产生紫杉醇类化合物,如果该研究获得成功,有可能替代红豆杉资源。
  
  2.7  扩大药用部位,注重综合利用扩大药用部位,倡导对资源进行综合利用,是提高资源利用效率的最直接、最重要的途径。例如人参、西洋参,过去只用其根,现代研究表明其茎叶、种皮都含有大量的人参皂苷,可作为提取人参皂苷的原料。红豆杉最初采用树皮提取紫杉醇,进一步研究发现,其叶不但含有与皮相同的紫杉醇,而且含有含量远高于皮的紫杉醇前体化合物,可作为提取或合成紫杉醇的原料;叶还具有再生能力明显大于树皮的优势。枸杞传统用法主要取其果实,其叶虽然也作为药用,但用量很少。目前我国栽培了大量的枸杞,每年在整枝时都要修剪下很多茎叶,枸杞茎叶具有较好的降血糖作用,对其进行深入的化学成分和药理作用研究,有望开发出安全、有效的降血糖药物。另外,在药渣的综合利用方面,尚属刚刚起步,有待进一步加强。
  
  2.8  应用生物技术,扩大药用资源现代生物技术在中药资源中的开发应用,促进中医药工业飞速发展。一是利用基因工程、细胞工程技术对中草药资源进行改造改良;二是利用发酵工程、酶工程技术将药用植物或农副产品原材料加工成商品,如用发酵法生产虫草菌丝体,灵芝菌丝体;三是对生物技术产品进行二次开发,形成新的产品,如生产功能性的低聚糖、保健食品添加剂等;四是利用酶工艺、发酵技术、生物反应器等对传统中草药加工工艺进行改造,降低能耗,提高产率,改善中草药品质[7].例如在植物通过转基因技术生产有效成分方面,将莨菪胺生物合成的关键酶——莨菪胺6β羟化酶基因导入颠茄中,使转基因植物中的底物天仙子胺被大部分转化为莨菪胺。又如采用东北红豆杉进行细胞培养直接产生的紫杉醇含量达0.09%,是天然品的45倍。
  
  3  矿物药资源的可持续利用
  
  矿物药资源属于不可再生资源,可持续利用和可持续发展面临更大的挑战。
  
  3.1  矿物药应用历史祖国传统医学将矿物作为药物应用有着悠久的历史。公元前二世纪已能从丹砂中炼制银。汉代《神农本草经》中载有玉石类药物41种。梁代陶弘景编著的《名医别录》增加矿物药32种,并将“玉石”类药单独立卷,放在卷首。唐代《新修本草》增加矿物药14种,《本草拾遗》新增矿物药17种,共记载矿物药161种。至宋代末,矿物药已近200种。清代《本草纲目拾遗》又增加矿物药38种。目前全国常用的矿物药约80种[8].
  
  矿物类中药分为三类。一是直接来自自然界的天然矿石,称原矿物类药物,如朱砂、炉甘石、自然铜、寒水石等;二是以矿物为原料的加工品,如秋石、轻粉、芒硝等;三是动物或动物骨骼的化石,如石燕、浮石、龙骨等。矿物药除少数是单质状况外,绝大多数是自然化合物,且多为固体,少数是液体和气体,如水银,硫化氢。
  
  3.2  矿物药资源日益减少矿物药的数量少,但疗效肯定。随着现代工业的迅速发展,人类对矿物的需求量也迅速增加,例如我国每年仅医疗行业就需用石膏4 580吨、滑石3 500吨、雄黄930吨、赭石560吨等。而在其它行业的用量可能远远大于此数量。特别是矿物药属于非再生性药物资源,用去多少,自然界就会失去多少,最终将会消耗殆尽。矿物药往往存在于地下,位置相对比较固定,容易实行人工监管,同时亦容易被人为破坏。加强矿物药资源的保护,寻找替代品是当前和今后工作的重点。
  
  3.3  矿物药可持续利用的途径矿物药材资源的保护和可持续利用途径比较局限,主要集中在4个方面。一是加强开采的计划性,国家有关主管部门每年应根据市场需求下达开采任务,不能一味追求眼前的经济效益而采取掠夺式的开采;二是扩大进口数量,对储量小的矿物药种类适当加大进口数量,以满足国内市场需求,减少国内资源的消耗;三是淘汰劣势种类,通过实验研究,对矿物药种类进行筛选,淘汰那些毒性大、疗效不确切的种类;四是加大废物利用研究,通过综合利用减少资源浪费。例如有些大型工矿企业在冶炼过程中,只保留主要的所需元素,一些含量低的元素通常作为废渣弃除。今后应充分利用工业废料中的有用元素,注重废物的综合利用开发,节约矿物类中药资源。
  
  中药资源的可持续发展基本特征决定了中药资源可持续发展任务的艰巨性、长期性和社会发展的协调性,需要多个部门的密切配合,需要政府部门在制定国民经济中长期发展规划中应统筹安排。可再生中药资源的自然更新过程是缓慢的,再生能力是有限的,这就决定了中药资源可持续发展必须遵从中药资源的自然属性,保护生物多样性,保护生态资源,其主要途径是大力发展中药农业;不可再生的中药资源可持续发展应加大栽培品的研究,提高资源利用率。
  
  【参考文献】
  
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  [5]国家食品药品监督管理局。 中药材生产质量管理规范(试行)[J]. 中国药事,2002,16(6):323.
  
  [6]张恩迪,李 冰。 中药资源与濒危野生动植物保护[M]. 上海:上海中医药大学出版社,2004:10.
  
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  [8]王文全。 中药资源学[M]. 北京:中国中医药出版社,2006:274.