天然药物资源开发利用的原则与途径

天然药物资源开发利用的原则与途径

摘要：本文从领域、层次、保护、效益、研究等方面概述了天然药物资源开发利用的原则，简述了从扩大药用部位、从民族民间药中开发新资源、利用现代技术研究药物开发新药等途径开发利用天然药物资源。

关键词：天然药物，开发利用，原则，保护，研究，途径，新药

天然药物：是指来源于动植物及其它生物（如微生物、海洋生物等），具有明确治疗作用的单一成分或多组分药物。与传统的合成药物相比，往往具有结构新颖、活性高、副作用少的特点，是制药工业中新药研发的重要资源。天然药物资源范围广范，可以不受什么中医理论的指导，也可以从未在民间应用过，只要是来源于天然产物即可。

1.天然药物资源开发利用的原则

1．1 天然药物资源的开发的多领域、多层次发展

天然药物资源的开发要遵循多领域、多层次的方向发展，才能发挥资源的要用效益、扩大资源的经济效益。

天然药物的多领域发展包括：

①产品开发：以药物开发为中心任务，开发各种药物制品，如保健食品、天然色素、香精等；

②全面利用：有效利用天然药物的各种有效成分，提高资源利用率，如药材的根、茎、叶、花、果实等

都要尽可能加以利用；

③方法手段多样：要利用各种方法手段研制利用资源，如通过提取、加工、精制等工业措施制作药物。天然药物的多层次是指开发利用过程中从原料生产到产品生产的不同侧重或阶段，一般分为三级。

①一级开发或初级开发：以生产药材为主,将资源经开发和产地加工，形成资源产品；

②二级开发：以发展中药制剂和其他制剂产品为主；

③三级开发：以开发天然药物化学产品为主。

1.2保护和利用相结合，走可持续发展之路

天然药物资源是有限的、动态变化着的自然资源,属于可更新资源, 能借助生长、繁殖而不断自我更新, 维持一定的储量。如果超出其自然更新能力的限制去利用它, 就会造成动植物数量减少, 分布区缩小, 资源枯竭, 并因此带来极为不利的社会—经济后果。从某种意义上讲, 合理开发利用药用动植物资源, 根据药用资源在生态环境中的生长规律, 有计划地合理利用、提高资源的再生增殖能力, 也是对资源的保护, 而保护则是为了永续利用。任何不合理的开发利用皆会加剧资源的减少甚至灭绝。因此,资源的开发利用必须制定合理、有效的政策措施,以保护为主,保护和利用相结合,走合理利用、可持续发展之路。

长期以来，人们在开发天然药物资源的过程中行掠夺式的过度采收, 致使很多资源蕴藏量下降, 甚至耗竭, 生物多样性遭到破坏, 一些种类濒临灭绝。据2007年度世界濒危物种名单显示, 有16306种动植物面临灭绝的危险, 而已灭绝的物种达到785种, 另外有65个物种已经在自然界难觅踪迹。近年我国的药用植物, 如甘草、三叶半夏、紫草等多种资源量普遍下降, 影响医疗用药。峨嵋野莲、八角莲、杜仲、野山参等30多种植物, 因野生资源稀少而无法保证商品需求。现在我国处于濒危状态的近3 000种植物中, 用于中药或具

有药用价值的约占60%—70%[1]

。对天然药物资源的无序开发更导致生态环境日益恶化，过去内蒙古、新疆、

宁夏的荒漠地区盛产甘草、麻黄、防风等中药,防风固沙作用极为显著。由于管理无序, 乱挖滥采, 导致空前浩劫, 在宁夏甘草收获季节, 曾每天数千人上阵, 每挖1千克甘草就要破坏60 平方米的植被, 40 多天破坏了800万亩的草原, 1.5万亩草场千疮百孔, 造成草原严重沙化

[2]。这种中药资源的无序开发与生态环境的

破坏之间, 形成了一种恶性循环。

对天然资源采取保护措施，实行可持续发展已经迫在眉睫。1987年10月30日国务院发布了《野生药材资源保护管理条例》, 规定了国家重点保护的药材物种, 共76种。使中药资源保护与管理做到了有法可依。为了保护资源的可持续, 必须根据可更新资源在数量方面、稳定性方面、更新能力方面以及再循环性方面的特性进行科学的管理, 使之保持最大持续产量, 使我们能最大限度地持续利用这些宝贵的药用动植物资源而又不影响其更新能力, 能够年年从大自然中拿取尽可能多的资源量而又不影响其更新。与资源的再生增殖、换代补给相适应。 1.3经济效益和生态效益相结合多途径综合利用

很多天然资源常集多种用途于一身,例如：蔷薇科植物桃的果实是常见的水果，深受人们的喜爱，还可制成各种食品、饮料等，除去其果肉及核壳，取出种子制成桃仁有活血祛瘀，润肠通便，止咳平喘的功效；常春油麻藤的枝叶繁茂、四季常绿、大型圆锥花序极为艳丽,既是垂直绿化和园林观赏佳品,亦是良好的水土保持材料，其全株入药,有活血化瘀、通筋脉之效，块根可提制淀粉,种子可食用和榨油。在开发利用过程中应优先考虑这类物种,充分利用其价值的多重性。对资源实行集约型经营,经济效益和生态效益相结合,多途径综合开发利用。

药用动植物资源具有可再生性, 其经济再生产与自然再生产相交织, 既受经济规律的约束, 也受自然规律的制约。只有保持了药用动植物资源自然再生产的平衡, 才能保持其经济再生产的长期平衡, 使之取得更大的资源效益。药用动植物资源的这一特性, 决定了其生态经济特点, 在一定环境资源和生产力水平下, 有一个最适的资源利用而产生最好经济效益的问题, 保持最大生态效益和取得最大经济效益的结合点就是开发量与增殖量的平衡点, 绝不能超越其潜能而破坏它们的平衡关系。资源利用的速度应与资源增长的速度和维护环境资源的有效性相一致, 才能保证资源基础不受破坏, 资源效益达到最佳。生态效益和经济效益结合起来的生态经济效益, 是衡量药用动植物资源开发利用是否合理的重要标准之一。

1.4 利用科学工艺促进开发利用

在开发利用过程中，盲目开发,粗放经营,利用单一,不仅造成资源的浪费,而且还危害消费者、国家和社会的利益。因此,天然药物资源的开发利用要做好科研及技术推广工作。

①充分利用农业和生物技术及其它先进手段，对濒危药用资源保护方面的应用具有非常大的潜力。通过诸如中药分子标识育种、利用转基因植物生产活性物质、组织细胞培养与药用植物快速繁殖、药用动植基因工程等方法, 实现天然药物资源的长期可持续发展战略[3]。目前应用生物技术已开展了石斛、金线莲等多种濒危中药材的生长发育机制和繁育技术研究。如用根瘤农杆菌感染丹参无菌苗已成功地获得了丹参的冠瘤组织并且实现了高产株系的扩大培养, 其中丹参酮的含量可达生药的3倍以上[4]。

②大力利用各种先进的制药技术，能有效减少资源浪费，更能提高资源价值。如传统加工工艺中多先对

植物类药材进行清洗或浸泡, 然后切割加工, 这样做易造成有效成分的丢失，如常山浸泡7 天后, 其生物碱损失近1/3。黄连等中药材不可炒制, 否则也会导致有效成分下降。因此, 也有必要对一些中药的热处理方法重新评价。但对于含有甙类的中药材, 如天麻、黄芩等, 采收后却宜先热处理, 以破坏其生物酶, 否则药材效价就会降低。

2. 天然药物资源开发利用的途径

2.1 扩大药用部位

在传统制药工业中，往往是利用天然药物的某些药用成分富集的区域进行加工利用，但事实上，有效成分往往存在于物种的各个部位，虽然含量较少，但这部分成分同样是宝贵的药物资源。研究证明，生物的每一部位都包含着整体或其他对应部位的生物学特性，在植物体较大部分所发现的生化成分，在其他较大的相对独立部分也会发现，例如人参的有效成分是人参皂苷，自古至今人们以根入药，而经研究表明，人参的花、果实。叶和茎也含有较高的人参皂苷，若扩大人参的药用部位，就能避免不必要的浪费，是药物资源得到充分利用，既能解决药材需求问题，又使珍贵资源得到保护。动植物可供药用的部分即是药材,有效成分不仅局限在已供药用的部位, 因而通过化学药理和临床对比等研究, 可扩大药用部位, 使资源得到充分利用。如长期以来人们因为山楂的果具有消食化积、行气散瘀的作用而广泛使用，但事实上山楂核可以加工成山楂核馏油和活性炭等，山楂叶还可提取黄酮类物质，若能利用好这些部位，便获得了更多药用资源。供生产的原料植物往往不只含一种药用成分, 其它成分也可能具有生理活性, 如山莨菪中含有阿托品、东莨菪碱、山莨菪碱、樟柳碱、红古豆醇酯、后马托品等成分, 并各具不同的效用, 经综合利用, 提高了产量, 降低了成本, 做到物尽其用。因此，在资源加工利用的过程中，扩大药用部位，是天然药物资源开发利用的有效途径之一。

2.2 从民族药、民间药中开发新资源

在历史的长河中，在与大自然的斗争中，由于民族性，地域性和传统性的不同，世界不同地区的人民都依托自己的药用植物资源，积累了十分丰富又互有异同的医药应用经验，形成了不同的传统医药体系。了解民族药、民间药的应用，对于启发我们的思路和开发医药资源有着积极的意义。我国丰富的民族药资源，据统计,我国其他民族地区尚有藏药2294 种, 蒙药1342种, 傣药1200种, 苗药1000种, 维药600种, 彝药及羌药各百余种，这些民族药所使用药用植物的有效成份具有高含量、高活性、无污染等品质[5]。近年来从民族药、民间药中已开发出大量新药, 如南板兰根、龙血竭、云南萝芙木、雷公藤等等,并已形成一定规模的产品[6]。从云南彝族药中发掘出的祖传药物灯盏细辛, 用于治疗瘫痪、风湿等有很好的效果, 经研制成注射剂, 用于治疗脑血管疾病所致的后遗症瘫痪有明显疗效。东北长白山一老农用仙鹤的冬芽驱除绦虫, 效果较佳, 经系统研究, 挖掘出除绦作用很好的新药鹤草酚。

2.3 应用化学分类学原理寻找新资源，利用化学成分的转化及结构修饰开发新药

从活性物质中选择有特色、作用靶点明确的天然活性物质, 通过系统的构效关系和结构优化研究, 为研究开发新药提供目的化合物或候选药物分子[7]。在先导化合物的基础上进行系统的化学和生物学的结构修饰, 运用组合化学、生物技术转化、酶或微生物转化方法, 合成和建立天然活性物质类似物的化合物库,从中研发新药。这种研究路径相对于盲目合成、随机筛选的一般化学合成药物研究方式, 不仅可以节省大量的人力、

物力, 提高新药研发的成功率, 还可向我国的高通量药物筛选系统提供强大的样品库支撑。

有效成分的结构确定后，可再进一步检测其它天然产物中是否也存在该成分，如果含有该成分，就可以扩大含有该有效成分的天然产物资源。例如，川楝子的有效成分为川楝素，为驱虫有效成分，作用缓慢而持久，对猪蛔虫、蚯蚓、水蛭等有明显的杀灭作用。研究表明苦楝皮中也含有大量川楝素，因此可从苦楝皮制得驱虫药，起到与川楝子同样的效果。

2.4从古代医书本草中发掘新药

天然药物是从植物、动物和微生物等天然资源中开发出来的药物, 是药物的一个重要的组成部分。远古时代的原始人在寻找食物时, 意外地发现服用某些植物和动物后会引起不同的生理反应, 人类在以身试药、日积月累了大量的实践经验后, 开始利用这些天然物质来治疗疾病, 经过无数次的试验和失败,积累了宝贵文化遗产，即在入了医术中。如我国汉代的《神农本草经》记载了365 种药物, 其中主要是植物药, 也有动物药和矿物药; 明代李时珍编写的《本草纲目》共52 卷, 收载天然药物达1892 种, 处方12000 多条

[8]; 清代赵学敏又补充了1021 种[9]。这些古代医学著作，记载了大量药物资源，是医学研究的重要资料，我们可从中获得许多提示和参考。以这些医书为参考，而研究天然药物资源的作用，可起到事半功倍的效果。

2.5 从农副产品或工业废料中开发药物

农副产品是农业生产所带来的副产品，广泛进行人工生产的资源，由于已经掌握了大量生产的技术、经验、设备等，因而可保证足够的资源供应。这些农副产品往往具有生产成本较低，产品质量有保证，绿色、天然。农副产品包括农、林、牧、副、渔五业产品，这些产品中包涵了极其丰富的药用资源，若能利用好这些资源，无疑将为药物开发开辟一条宽阔的道路。如大麦是我国广泛栽培的农作物，将大麦洗净、浸泡4～6小时后，捞出，保持适宜温、湿度，待幼芽长至约0．5cm 时，晒干或低温干燥制成麦芽具有消食健胃、回乳消胀的作用，麦芽浸剂口服可使正常人血糖降低。

工业废料是工业生产中未能被利用的资源，长期以来，我们总认为废料是没有利用价值的废弃物，甚至认为是有害物质。事实证明，这种观点是错误的，工业废料中往往包含着大量被忽视的可用资源，如石膏是一种工业建材，有清热泻火、敛疮生肌、收湿止血等药效。若能利用工业废料制药，便算是变废为宝，带来极大的效益。

2.6利用现代科学技术研究药物有效成分、开发新药

天然药物的研究主要是要对药物有效成分的研究, 包括分离纯化、结构测定、结构改造和生物活性测试等，了解发挥作用的有效成分，才能有效开发、研制出可靠地药品。在开展天然药物研究时, 无论是哪种天然产物,包括动植物的粗提物, 微生物发酵液, 只有经过生物测试发现有活性者, 方能开展深入的化学分离和分析, 而且在分离过程中始终把有活性的组分作为目标, 直至分出有效的单体化合物[10]。如果只选择疗效确定的天然产物,以分离纯化有效单体开始，而不踪生物活性, 那么 盲目分离得到的单体可能并非活性化合物,有活性的化合物也完全有可能在落后的生物测试中“ 漏筛”,那么药物的疗效作用就无法发挥，大量

有效资源则遭到浪费。对药物有效的化合物单体进行结构鉴定,并选用适当的药理模型开展进一步试验, 进行活性评价及作用机理探讨, 寻找作用靶点。将药物结构和作用机理有机地结合起来, 以阐明其活性,才能为新药研发奠定基础[11]。

现代科学技术对于天然药物的开发利用带来了巨大的变化: 首先, 利用现代科学技术许多天然药物的活性物质被提纯和鉴定, 以有效单体为原料的制剂逐步取代了用药材经过初步加工制成的丸丹膏散。 这样不仅克服了生药含量不稳的问题, 使药效明显提高, 还减小了副作用。 对于天然药物进行化学研究更为重要的意义是对于有效成分进行化学结构的改造, 从而改变药物的性质, 产生高效低毒的新药[12]。 例如, 我国在70 年代从中草药黄花蒿中发现的新颖抗虐药青蒿素, 对于抗氯喹的虐原虫株有特效, 但是在水、油中都不溶解, 无法用于临床。通过现代科学技术结构改造合成了300 多种衍生物, 发现蒿甲醚和蒿乙醚这两种化合物不仅溶于油, 抗疟效果还分别提高6 倍和3 倍, 目前蒿甲醚已开发成为可以肌肉注射的针剂, 尤其适用于恶性脑性疟疾的抢救。生命科学对于新药研究的另一个重要影响就是在分子水平上阐明各种疗效已经确定的天然药物的作用原理，可能扩大天然药物的应用范围, 甚至可能为目前药效不理想或者完全无药治疗的疾病提供新的治疗药物。中药栝楼的有效成分天花粉蛋白在国内临床上一直用于引产, 近年来在弄清天花粉引产的作用原理是细胞毒的基础上,已有把它试用于艾滋病人的治疗。如果常用的数千种中草药的作用原理都能得以阐明, 相信会产生许多新型的特效药物, 让中华民族具有数千年历史的瑰宝对于全人类作出更大的贡献。

参考文献：

[1].曾海静, 古丽娜·沙比尔. 天然药物资源生态危机与可持续发展[J]. 中医药导报,2005, 11( 8): 54256.

[2].聂红. 浅谈中药资源的开发与可持续利用[ J ]. 江苏中医药, 2002, 23 (6) : 4

[3].周 寅, 张红菱, 赵 颖，天然药物资源的研究与保护[J]，武汉工业学院学报，1009-4881(2010) 03-0057-05

[4].熊增芳、韵海霞、侯永芳、舒孝和，天然药物的开发及应用前景[J]，安徽农学通报, (2007)20- 81 - 03

[5].李继珩. 天然药物开发应用前景[J]. H eraldofMed icine, 2002, 21( 8).

[6].裴盛基. 关于我国民族药研究与新药开发的探讨(上) [J]. 云南中医学院学报, 2007, 30( 3): 124.

[7].郭爱花，天然药物的研究方向探析[J]， 山西中医学院学报, 2006

[8].罗少华,郑向宇,厉伟兰,王纯梅，天然药物的研究开发[J]，时珍国医国药, 2002

[9].罗少华,郑向宇,厉伟兰,王纯梅，天然药物的研究开发[J]，时珍国医国药, 2002

[10].曾宪可,杜冠华，天然药物的开发和利用[J]，天然药物的开发和利用，(2001) 05- 0257- 04

[11].于德泉.展望从天然产物创新药物研究[J].中国医学科学院学报, 2002, 24( 4) :335.

[12].赵锐.谈谈天然药物与中药的新产品开发[A]: 2001 年全国药用植物与中药院士论坛及学术讨会论文集

[C].2001.