第一章 总论
中药生物技术(biotechnology of Chinese traditional medicine)是运用现代生命科学理论和工程技术研究中药有效成分、资源、鉴定和作用机制等的一门学科。它是新兴的由多学科交叉融合形成的知识体系,是以中药学、药学、生物科学为理论基础,以生物工程和生化工程为技术手段,并与中药产业和中药资源产业发展紧密结合而形成的学科门类。本书主要介绍了以下内容:中药细胞工程的技术原理与方法,中药有效成分的代谢调控,发酵培养、生物转化与次生代谢产物的产生,中药有效成分生物合成途径相关基因的克隆与表达,道地药材的基因鉴定,中药品质改良与种质资源保藏以及中药生物技术产品的质量控制等。
中药是药物的一个重要组成部分。自古以来,我国劳动人民在与疾病做斗争的过程中,通过以身试药等途径,对中药的应用积累了丰富的经验,形成了独具特色的中药文化,与中医一起构成了中华民族传统文化瑰宝,是中华民族五千年来得以繁衍昌盛的一个重要原因,也是全人类的宝贵遗产。
我国拥有世界上最丰富的中药资源,共计l2807种。其中药用植物有11146种,药用动物l581种,药用矿物80种。同时我国又是一个中药生产大国,据不完全统计,全国有中药材生产基地600多个,每年约有500多万亩土地种植中药材,产量约40万吨。全国有近700家中成药厂,生产4000多种中成药,有40多种剂型。与此同时还有1500余个加工厂生产中药饮片。全国中药经营企业达3万余个。不可否认,中药是我国巨大的医药宝库,在我国已形成了蓬勃的发展态势。随着国际开发利用天然药物的趋势日益增强,有限资源大量消耗,有些药用植物、药用菌丧失了合适的生存环境,减弱了中药资源的再生能力,甚至衰退或濒临灭绝,一些优良种质正在消失或解体。我国在中药资源保护力度、中药生产的标准化建立、销售、研制和开发水平上与世界发达国家仍有很大的差距。中药生产以往的粗放式经营与管理导致的乱采、乱挖使生态环境遭到严重破坏,有些野生药用植物,特别是那些珍贵物种已处于濒临灭绝的窘地。在《中国植物红皮书》第一卷中,有近l00余种药用植物被列为濒危珍稀植物,其中包括具有很高临床应用价值的野生冬虫夏草(Cordyceps sinensis)、人参(Panax ginseng)、天麻(Rhizoma gastrodia)、杜仲(Eucommia ulmoides)、肉苁蓉(Herbacistanchis)、黄芪(Astragalus membranaceus)、平贝母(Bulbus fritillaria US—suriensis)、黄连(Coptis chinensis)等。目前我国中药虽然仅占世界市场份额的3%~5%,可是某些中药已出现了资源枯竭问题。如果中药的市场份额提高10倍,资源问题会更加突出。为此,我国广泛开展了药用植物的人工栽培研究工作,以期扩大药源性植物的种类和数量。但栽培中药材的“道地”性问题、标准化问题以及农药残留量和重金属含量等问题一直是中医药界争论的焦点。有些珍贵中药材的人工栽培面临的困难很多,如人参(Panax ginseng)、雪莲(Saussurea involucrate)、黄连(Coptis chinensis)、杜仲(Eucommia ulmoides)等按常规育苗周期非常长;有的繁殖系数小,再生能力低,如肉苁蓉(Herbacistanchis)、麻黄(Ephedra sinica)和番红花(Carthamustinctorius)等;还有的由于易感病毒造成品质退化,有效成分含量降低,如地黄和太子参等。因此从中药可持续发展战略角度看,中药资源的保护应列为首要考虑的问题之一。另外,中药加工工艺比较落后、标准化进程缓慢,导致中药从选材、加工到生产出现一系列目标产物的品质多样性或不确定性等问题,使我国的中药产品失去了国际市场竞争力和生命力。
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