他山之石可以攻玉——谈西草药的研究与利用
2007-08-27
一 天外有天
20年前,1987年4月,我东渡扶桑,开始了在日本东京药科大学的学习。翻开日本的生药学教材,第一页展示的是一张药用植物资源分布图,与国内同类课本不同的是,这张图的覆盖范围包括了全世界。地球上迄今分布有植物超过50万种(含低等植物),其中药用植物超过7万种(中国有1.2万多种)。日本生药学教材中介绍的不少西方药用植物,许多种植物在国内教科书中未曾提及,学名也是专业辞典中查不到的,这的确让我耳目一新。
2006年,母校北京中医药大学50周年校庆,我以“敢问路在何方?”为题,应邀作了一次学术讲座。开讲前我作了一次问卷调查,请包括中药学专业高年级的本科生、研究生和年轻教师在内的约200名出席者列出“当今国际上最畅销的10种植物药”。不无遗憾的是,竟没有人能够答对其中3种。在大多数的答卷中,却都提到了原产在北美洲、而欧美人少用的西洋参。正确答案应当是:紫椎菊、大蒜、贯叶金丝桃、水飞蓟、银杏叶、锯叶棕、乳蓟子、卡瓦胡椒、月见草、越桔等。
会后我翻阅了国内新近出版的中药资源相关教材,包括西医药院校使用的生药学教材,其中对西方植物药及西方传统药物使用历史,几乎很少涉及或只字未提。
在全球经济一体化的今天,我们研究中药,但是对西方植物药不可不闻不问。
二 两个CM定义与国际天然药物市场
提到CM,大多数中国人一定会联想到Chinese Medicine (中医或中药)。但在西方国家,人们首先想到的是Complementary Medicine (补充/替代医学)。在此医学领域中,人们又会将植物药与传统医学加以区分。在传统医学之下,再分为三个单元,印度医学(Ayvetic medicine)、中医学(TCM)和其他传统医学。
翻开欧盟的法规,对植物药的定义是这样的:(1)由任何一种或几种药材组合、具有活性成分的制成品;(2)由任何一种或几种药材原料组合、具有活性成分的制成品;(3)由药材与药材原料组合、具有活性成分的制成品。
依此定义,中药是世界植物药的构成部分,中医也是国际替代医学部分不可分割的一部分。
一份国际植物药市场销售额数据表明,美国约占29%,中国约占25%,德国约占18%,日本约占12%,法国约占10%,印度约占5%。
以上数据可以看出,目前国际天然药物市场是以西方植物药与植物提取物为主体的。
三 中外天然药物资源比较
中国是天然药物的生产大国,也是消费大国,人均资源相对匮乏。我们可以做这样一个比较。俄罗斯、加拿大、美国、南美洲、大洋洲和刚果占有65.7%的世界森林资源,而人口仅占世界人口的14.5%。中国仅占有4%的世界森林资源,人口却占了世界人口的22%。
今年夏天,我又去内陆进行了一次资源考察,野生资源的减少、生态系统的破坏令人担忧。在不解决资源的前提下盲目开发,将会成为历史的罪人。
1990年,我曾应邀去海湾国家阿曼讲学及考察药用植物,当看到当地珍稀的大漠植物时,我得出的结论是,这里的药用植物资源不值得开发;如果要向阿拉伯世界推广中医药,应当优先考虑的是针灸。
2000年,我曾经到西藏进行过一次药用植物资源考察,得出的结论还是当地多数植物品种不值得开发,也不能开发。记得萧培根院士曾经给我讲过这样的故事:1961年,他到西藏时,一盒无论什么牌子的香烟便可换取当地牧民从山上采集的一包约1公斤的冬虫夏草。时至2007年,1公斤的冬虫夏草在国际市场上已经卖到十几万港币,真是“物以稀为贵”呀。据环保人士估计,50年后地球上约有三分之一的植物将消失,许多珍贵传统药用植物资源日渐枯竭,作为人均资源相对匮乏的中国人更应当有这种危机意识。
2003年,我到澳洲考察药用植物资源。澳洲人口仅有约2000万,而国土面积达769万平方公里(相当于中国国土面积的80%)。我提出建议,澳洲国土广袤,土质虽不肥沃,但栽培红花、熏衣草等菊科、唇形科的植物还是大有潜力的。可喜的是,目前,在澳洲的维多利亚省,中药栽培已经立项,并取得进展。
中医药的对外交流,资源互换应当是重点之一。外国也可以种植中药,特别是以提取原料为主的中药,不必过分强调“道地药材”;中国在面向世界传播中医药知识的同时,也应考虑因地制宜地引进国外药材资源。
四 自古中药有外来品
东西交流,自古有之。张骞通西域、郑和下西洋,把中国的丝绸、瓷器、樟脑、肉豆蔻、高良姜、生姜等介绍到了外界。马可波罗(Macro Polo) 的中国之旅行打开了东西方之间的贸易大门,交流物品中也包括生姜、肉桂、丁香等,后来成为欧洲人广泛使用的药物和烹饪用品。
翻开唐代的《新修本草》,我们可以见到不少外来药,其中有来自印度的丁香、胡椒;来自大食(今小亚细亚地区)的石榴、乳香、玛瑙;来自波斯(今伊朗)的茉莉、青黛;来自大秦(原罗马帝国)的素馨、郁金;来自西域的仙茅、芥子、马钱子;来自南洋的木香、槟榔等。
唐代李珣,祖籍波斯,生于四川,其家以经营香药为主业,著有《海药本草》,收药124种,其中介绍了一些经过海舶,自外国输入的药物,如阿魏、肉豆蔻、茅香、迷迭香、丁香、降真香、龙脑香、没药、安息香、胡椒、苏木、白茅香、沉香、郁金等。
鉴真和尚6次东渡扶桑,现仍完整保存于日本奈良正仓院的21箱60种药材中,有麝香、犀角、龙骨、肉苁蓉、大黄、甘草、芒硝等,这些药材都成为千余年来中日医药文化交流的历史见证。
金鸡纳(Chinchona)为茜草科植物,原产于南美洲的秘鲁、智利等地。1693年,金鸡纳传到中国,康熙皇帝本人曾用其治疗过疟疾,他把这个药又介绍给曹寅,即曹雪芹之祖,曹寅吃了这个药,疟疾也好了。
我们现今日常衣食中谁也离不开外来植物,如粮食中的玉米、番薯、马铃薯;水果中的西瓜、葡萄、胡桃、番石榴、番木瓜;蔬菜中的大蒜、胡萝卜、洋白菜、洋葱、西红柿、芦笋、花椰菜、西芹、荷兰豆、芫荽、西洋菜;农副产品中的棉花、烟草、胡椒、胡麻;从字面上看,含“西、胡、番、海、洋等”的舶来品比比皆是。
“你中有我、我中有你”,经济的全球化与贸易的国际化,使得自给自足的年代已成为过去。
五 西方也有悠久的植物药用史
西方国家同样也有着悠久丰富的植物药用历史。这一点,在目前国内的教科书中少有提及。
在伊拉克一座被挖掘的有6万年历史的古墓中,被发现有8种不同的药用植物,其中包括麻黄。
展开历史的画卷,我们还可以清楚地看到几座天然药物发展的里程碑:
在公元前约1500年的古埃及,“爱柏氏纸草记事”(The Eber Papyrus)中,就记载有芦荟、阿片、薄荷、桂皮、番红花、没药、蓖麻、大蒜等30余种药用植物。
公元前五世纪的希腊医学之父希波克拉底(Hippocrates 公元前460~377年)在其著作《希波克拉底文集》中,提出疾病是自然产生的现象,应当给患者服用药物,而不应使用巫术。该书收载约有400种药用植物,如桂皮、龙胆、大黄等;并将医学分为药疗、食疗与香疗三大体系。
公元40~90年,有“西方医学之父”之称的希腊医生,迪奥斯科理德(Pedanius Dioscorides)所著的《药物学》(De Materia Medica)中,记载了500种以上的药用植物,其中有很多现今依然很常用,如鸦片、麦角、桂皮、欧洲刺柏、芍药、牛蒡等。此书在欧洲植物学与药学方面的重要影响一直持续到公元17世纪。该书也是已知世界上第一本附有彩色插图的草药著作。
公元1世纪,古罗马药学家普林尼(Pliny)编纂的博物志中,收载了约1000种药用植物。
公元131~200年,古罗马皇帝的御医盖伦(Claudius Galenus)著书20部, 总结了古罗马的医药体系,记述了约540种植物药、180种动物药和100种矿物药。由他倡导使用的植物浸膏制剂,至今仍被称为盖伦制剂(Galenical Pharmaceuticals)以区别合成制剂。其出现,大约相当于我国的东汉的张仲景时代。
此后,直到18世纪,西方的药物学知识主要集中在对天然动物药、植物药、矿物药的认识与积累阶段。进入19世纪,天然药物王国出现了几个亮点:
1804年,德国人从罂粟(Papaver somnifer?鄄um L.)中分离到吗啡(morphine);
1820年,法兰西人从金鸡纳(Cinchona succirubra Pav.)中分离到奎宁(quinine) 。
1920年,从麻黄(Ephedra sinica Stapf)中提取出麻黄素。
阿斯匹林的最早发现与印第安人有关,人们发现柳树皮和叶具有解热镇痛的功效。1838年,水杨酸即“阿斯匹林”的前身从白柳 (Salix alba L.)皮被分离出来。
从以上天然药物发现与发展的历史可以看出,整个西方国家在第二次世界大战之前,几乎还完全依赖植物治疗各种疾病。如战场上用大蒜于治疗伤口感染,许多治疗药物也都是植物来源的制剂。在第一次世界大战期间,英国军队就用稀释后的大蒜汁涂抹在代替棉花作敷料的泥炭藓上制成急救包,用来包扎伤口,有效地避免了感染。时至今日,依然有25%的西药、生化药品是直接或间接来源于药用植物,即从药用植物中提取出有效化合物直接应用,或者再经过结构改造成为新的药用化合物。
六 西草药迅速发展的20年
1928年,青霉素被发现,1943年开始大规模生产。抗生素的出现带来医药革命,促进了化学合成药物的迅猛发展,包括酊剂和草药提取物制剂的应用却持续下降。许多草药的活性成分还不清楚,人们怀疑某些草药根本不含活性成分。
随着西方医疗体系的立法,没有执照者不可非法行医。一时间,植物药少有人问津了。特别在二十世纪七八十年代之后,在西方的医药学院,药学研究内容多转向天然药物化学或者合成药物的研究,与植物药密切相关的生药学课程也名存实亡。
转瞬之间60年过去了,合成药物的两大弊端逐渐显现出来,不可忽视的化学合成药副作用和对某些疾病的束手无策开始困扰着人类。人们开始反思,传统的植物药再次受到青睐,回归自然的呼声日渐高涨。
现今在西方的药店与超级市场中,均可见到适用于咳嗽、感冒、消化不良、失眠等不同症状的各种保健食品与食品补充剂。
过去20年中,植物药的需求量急速、持续增长,但是我们也应当清醒地看到,这一增长,并不代表中药的增长。过去20年,是西草药迅速发展的20年。这一结论可以从以下四个方面看出:
1. 西方植物药市场销售额逐年上升
据统计,现今天然药物的市场需求量超过600亿美元,并且每年以7%的速度增加。预计到达2050年,市场需求将达到5万亿美元(The Times of India, 7-4-2000)。
目前国际天然药物市场,是以西方植物药与植物提取物为主体的。换言之,国际天然药物市场并不等于中药的市场,中药的市场也并不一定就是中国人的市场。
2.植物药相关法规陆续出台
传统医学和替代/补充医学在发展中国家和发达国家的相应政策相继出台(如2004年欧盟《传统药品法》、2004年美国FDA《植物药研制指南》等),其中已经制定有关政策的国家占32%,正在制定的国家占54%;尚未制定的国家仅占14%。
相应的法规与法典也在这一时期陆续出现,再次确定了植物药在国家医疗体系中的法定地位。《英国草药药典》(1983年版)收录英国常用草药84种;《欧洲药典》(第5版,2004年)收录植物药210个;德国草药专论《The Commis?鄄sion E Monographs》从1984年至1998年已经编撰出版了380篇植物药专论;美国膳食补充剂健康与教育法 (DSHEA 1994),使草药以食品添加剂身份取得了合法地位。自2000年(第24版)以来,《美国药典》(2005年的是第28版)收录植物药64 条,涉及55种药用植物如熊果、葛缕子、茴芹、穗花牡荆、母菊、穗花牡荆、红车轴草、紫锥菊、刺五加、小白菊、大蒜、姜、银杏叶、西洋参、北美黄连、人参、欧山楂、欧洲七叶树、甘草、法国滨海松、水飞蓟、异株荨麻、非洲李、贯叶连翘、锯叶棕、缬草、黑升麻、绒毛钩藤、姜黄、五色椒、波希鼠李、车前、番泻叶、小麦、南非醉茄等植物来源药品。
3.政府资助逐年上升
以美国NIH的资助为代表,替代/补充医学获得的财政预算明显大幅度增加。从1992年的200万美元,已经增加到了2005年的一亿两千万美元,增长了约60倍。但拿到此项资助者,多为西方植物药研究者。
4.研究论文大幅度增加
我们对过去20年中常用的30种西草药与30种常用中药的研究论文发表数量上进行了比较。可以看出,有关西草药的研究论文大幅度领先。研究论文是一个研究力度的重要指针,中药的研究应当加强使用国际学术界认可的语言,在国际杂志上多发论文,以便中医药在世界范围内的传播与竞争。
七 加强信息交流
医药产业是21世纪的朝阳产业,这一点似乎为众人所认同。近年来,国内的医药企业、医疗产品以及从业人员的数量都在大幅增加,而讯息交流的滞后严重影响着政府的决策和中医药发展的整体进程。应当看到信息也可转化为生产力,信息也是重要的生产力。
从2003年开始,受香港赛马会中药研究院的委托,我与萧培根院士共同组织了《当代药用植物典》的编纂。这是一项耗时四年的巨大工程,其主要目的是让世界了解中国的药用植物,也要让国人了解世界的植物药。
“博采古今,荟萃中西”是本书的特色。全书共分四册:东方篇两册、西方篇及岭南篇各一册。将先后以中、英文双语出版(中文版包括简、繁体版)。全书共收录500条目,涉及常用药用植物(含天然健康产品、天然化妆品、天然色素等)约800个种。
书中提供有古代文献与现代药物资料,包括药用植物资源、化学成分、药理作用与临床应用部分,并着重收集了近10年来海内外的最新相关研究进展,每篇均附有大量最新参考文献。书中不但有作者实地考察的最新收获,也有对老一代科学家宝贵经验的汇总,对各药物的深度研究开发提出独到见解作为评注。
随着编纂的进行和2006年来的陆续出版,本书已经引起了海内外医药学界的关注,并得到了来自多方面的支持,先后参加本项目的学人达到数十人。海外如英国、美国、日本、德国、澳洲、印度、新加坡、韩国等国学人者先后提供药材资料、照片、标本。项目的开展,本身就是一次国际间的大合作;著作的完成,也是集体智慧的体现。
我曾经到过一次四川的乐山,关于乐山大佛的来历,当地有这样一段传说:有一位老石匠在云游天下之前,交待两个徒弟要好好雕刻佛像。3年师傅归来,聪明伶俐的小徒弟抢先汇报:“我雕了1000尊佛像”,老师傅闻之大喜。大徒弟则慢吞吞的说:“我只雕了一座佛”,老师傅听后面带不悦。可当老师傅转过身观看,惊讶了,展示在他眼前的竟是一座70余米高的巨佛。1300年过去了,乌尤寺的千尊小佛早已面目全非,而乐山大佛依然巍峨矗立在岷江边。我常以这段美丽的传说自勉并激励课题组的成员们。从事中医药研究,既要发表国际一流的学术论文,同时也要潜心构建中西医药沟通的桥梁,这也是我们编纂《当代药用植物典》的动力之一。
八 生药学研究与国际交流
西方医学界目前不愿意选择中草药的一个重要原因,是因来源于自然界的很多产物质量不稳定。“安全、有效、可控”是评价中、西药物的共同标准。从这个意义上讲,质量决定中草药国际化的进程与命运。
生药学的主要任务与研究内容就集中在:资源、质量与品性评价。
近年,人们经常围绕“中药走向国际市场以何为重点”展开讨论。笔者以为,无论从事哪一行的学人,都应当以发展自身专业为重点,切不可“见异思迁”。
过去一些年,海内外一些从事生药学研究的人,纷纷改行转向了,致使现今出现了无人认药、伪药充斥市场的现象。
2006年,我曾应邀在Planta Medica上,发表过一篇题为“中药鉴定是中药标准化之基础”的综述文章,因为中药鉴定也是中药国际化的前提。
过去一些年,我们在香港通过与政府和中药业界合作,以“正本清源”为目标开展了一些生药研究项目。香港是国际贸易中心,也是中药进出的重要港口,约有26%的中药材经此地进出国门。为澄清市场混乱,我们先后在香港100间药材店,随机抽样调查超过1万个件中药材样品。在此实地调查基础上,研究编著出版了中、英文版的《香港容易混淆中药》。本书出版后,免费派发约2万册给中医药界,并同中药业界合作多次举行推展活动,令人欣喜的是,目前香港本地市场的混淆中药已经大为减少。与此同时,我们还编著出版了《香港中药材图鉴》(中、英文版),目标是“立标明真”。本书由世界科技出版社发行,也已成为中药鉴定这一领域的畅销书。
显微鉴别作为中药四大鉴定方法之一是200年前就已经开始应用的鉴定手段,但传统的学科不代表过时。显微鉴别仍是实用性很强的鉴定手段,结合其他学科的新技术、新进展对中药显微鉴别进行深入研究,同样可以获得良好的研究成果、发表很好的文章,老树是可以发出新枝的。例如,将显微鉴定与偏光法结合、与萤光法结合、与数学分析方法结合测定淀粉粒的研究、与MALDI-TOFMS激光质谱技术结合进行青风藤、附子、马前子的研究,都已经取得很好的进展。我们先后在相关领域排行第一的国际杂志(Microscopy Research and Technique;Journal of Mass Spectrometry;Ana?鄄lytical Chemistry)发表了系列研究论文。
近年来,海外欧美、澳洲的医药研究机构纷纷与我们联系,寻求在生药鉴定及相关领域的合作。这也说明了生药学是社会急需的学科,是供不应求的学科。
目前,我们正在与国际一流研究机构,如英国丘园、美国药典委员会、哈佛大学医学院通力合作,并与日本、韩国、新加坡、澳洲、台湾等国家与地区相关机构保持密切联系,共同为建设中药鉴定数据库与生药鉴定技术平台而努力。
九 不比较不知己所短,也不会知己所长———谈中药炮制研究
中药与西草药相比,特色何在?我个人认为,可以概括为两点:一是复方用药,二是炮制加工。
2000年来,中药的使用一直都在具有完整理论体系的中医理论与临床经验的指导下进行的,并且累积了大量有效的处方。这些处方使后人在新药的开发中得以启迪,这是中国人的“秘密武器”。
炮制作为中药的另一特点,“蒸、炒、炙、煅”是一般西草药所没有的。即使在东方应用中药的国家中,进行炮制也是不多见的。越南有一些,日本集中在地黄、附子等有限的几种,而韩国则是单打一,但一炮走红的红参(高丽参),为韩国开拓了品牌,带来了不可估量的经济效益。
两年前,我在世界卫生组织-草药协调论坛 (WHO-FHH)上提出了加强中药炮制研究的建议,得到了与会者的赞同。在香港卫生署的资助下,我们已经进行了当归和附子炮制的初步研究。2007年5月,来自中国、日本、韩国、越南、新加坡、香港等地的专家与政府主管在韩国首都召开炮制专题研讨会,讨论今后如何开展合作,加强中药炮制研究的议题。
中药炮制的主要目的是解毒与增效。香港规管中药名单所列了31种毒剧中药,其中多数是没有经过炮制的。以附子为例,在过去近20年间,由附子引起的中毒事件统计近5000宗。这一数字显示,中药炮制对于保障中药使用安全至关重要。
经过对香港市场调查,目前有65%的生药都经过炮制的目前,《中国药典》收载542种中药材,有炮制记述的超过70%。
“炮炙”,从字面上讲,都离不开火,这也反映了人类历史上火的使用对于中药加工技术的影响。现今很多加工方法是不用火的,因此,用“炮制”一词属于广义,更能体现中药加工方法的多样化。《本草纲目》称炮炙为“修治”,日本沿用此称谓。人们日常所说的“遵古炮制”强调的是一种严谨的工作态度。其实,“遵古炮制”中的“古”是不存在的。因为古代的炮制方法很多,理论也不统一,同时也不是一成不变的。两千年来,炮制工艺不断改进提升,尽管进程缓慢,但从未停止过。
从现今市场上所卖的炮制药材来看,南北炮制方法不一、内陆与香港不一;炮制的辅料:如酒与醋等也不统一;炮制工艺有机械的、有手工的,整个规程均未做到统一。
随着中药用量的增加,中药GMP的开展,成规模的中药生产成为可能,炮制的规范化也已经具备了条件。从保障中药安全有效的角度看,中药炮制的规范化已经到了不得不做、非做不可的程度了。
关于中药炮制的研究,笔者认为可以先选择一些容易中毒的常用品种进行探讨,如附子、马钱子、半夏等;一些可以改变药性与增强药性的中药,如地黄(鲜、干、熟)、姜(鲜、干、炭)、当归、三七、人参、山药、何首乌等。
中药炮制的研究方法则可以从生药鉴定、成分比较、药理、毒性作用机理的探讨到质量控制标准的制定。不同中药的炮制工艺可能不同,因此有必要针对不同品种分别建立标准操作程序 (SOP)。
当然,还要注意规范辅料使用,特别是要限制硫磺熏蒸,规范命名卷标等具体问题。
十 结语:他山之石,可以攻玉
在上古时代,埃及与希腊等西方文化古国的医药知识,似乎比中国更丰富。在汉代至清代,中医药学居于国际领先地位,其特点在于中医理论与中药复方。伴随着东学西传,西学东渐,世界民族医药知识也相互交往,相互渗透。1940年后,抗生素出现带来的医药革命,促进了化学药品的发展,占据了当今医药体系中的主流地位。1980年后,随着回归自然在全球范围的兴起,西草药的研究开发再次蓬勃发展。
事实上,植物王国中有不少中西药的共同药源:从毛地黄 (Digitalis purpurea L.) 中提取得到具有强心作用的洋地黄毒(digitoxin);从欧洲红豆杉(Taxus brevifolia Nutt.)中分离得到具有抗癌作用的紫杉醇;从贯叶金丝桃(Hepericum perforatum L.)中提取出具有抗抑郁作用的提取物;从银杏(Ginkgo biloba L.)叶中制备出治疗心血管疾病的提取物;从青蒿(Artemisia annua L.)中发现的抗疟药青蒿素等。这些植物药均与传统中草药有着密切,甚至共同的来源关系。
“同中有异,异中有同”。除去上述共同的物质基础外,也可从差异中寻找资源。中西草药的品种差异、部位差异、用法差异,从比较中可以得到启迪,东西方草药之间确有很多可以相互交流的信息、相互借鉴的技术、方法与思路。
中草药与西草药有着共同的化学物质基础,相似的药理作用机理,共同的医疗保健使命,也接受着共同的挑战与命运,因而更容易相互借鉴与沟通。超越时空,东西文化的冲突与融合,必将对中西草药的发展起到大的推展作用。
中药如何走向国际市场?靠宣传,靠形象,更要靠数据。中药以西草药作为载体进入国际市场成为现实,让西方人有机会自身体会中药的效果与魅力,逐渐接受中医药。(作者:香港浸会大学中医药学院赵中振)