珍稀動(dòng)物性藥材替代策略及其科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展

武文星,劉睿,2,郭盛,馬宏躍,2,趙明,2,曹鵬,2,段金廒,2

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué)/江蘇省中藥資源產(chǎn)業(yè)化過(guò)程協(xié)同創(chuàng)新中心/中藥資源產(chǎn)業(yè)化與方劑創(chuàng)新藥物國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心/國(guó)家中醫(yī)藥管理局中藥資源循環(huán)利用重點(diǎn)研究室,江蘇 南京 210023;2.動(dòng)物類中藥與功能肽國(guó)際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210023)

中藥資源是國(guó)家戰(zhàn)略資源,是人類健康用藥需求和中醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)與根本保障,中醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展有賴于中藥資源的高效利用和可持續(xù)發(fā)展[1-2]。動(dòng)物藥作為中藥資源的重要組成部分,是我國(guó)的特色重要戰(zhàn)略儲(chǔ)備資源,有“活性強(qiáng)、療效佳、顯效快、潛力大、應(yīng)用廣”的特點(diǎn),在臨床上具有不可替代的作用與地位[3]。隨著人口劇增,社會(huì)對(duì)中藥需求的增大,大量地開發(fā)利用、亂捕濫獵,加之自然災(zāi)害、生態(tài)環(huán)境的破壞,使許多藥用動(dòng)物資源處于瀕臨滅絕的境地,如羚羊角、熊膽、虎骨等珍稀動(dòng)物藥,其來(lái)源動(dòng)物均被列為國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)品種[4],藥用動(dòng)物資源的使用受到了極大限制。保護(hù)與可持續(xù)利用動(dòng)物藥資源,不僅是生態(tài)環(huán)境的需要,也是中醫(yī)藥存在和發(fā)展的保障。因此,積極尋找珍稀動(dòng)物藥的替代品,開展珍稀瀕危動(dòng)物藥資源合理開發(fā),是緩解珍稀動(dòng)物類中藥野生資源耗竭與資源可持續(xù)利用之間矛盾的主要手段。近年來(lái),圍繞珍稀動(dòng)物藥的替代品,相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者已進(jìn)行了大量研究并取得了顯著的成果,如人工麝香、人工牛黃等的成功開發(fā),對(duì)于保護(hù)這些瀕危動(dòng)物資源起到了至關(guān)重要的作用,積極開展珍稀瀕危動(dòng)物藥的替代品研究開發(fā)已成為中醫(yī)藥界共同關(guān)注和科技攻關(guān)的重要課題。

1 動(dòng)物藥形成與發(fā)展

1.1 動(dòng)物藥形成源流

動(dòng)物類中藥在我國(guó)有著悠久的應(yīng)用歷史和傳承,最早可追溯至戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,《山海經(jīng)·海內(nèi)南經(jīng)》就有動(dòng)物入藥的相關(guān)記載,如“巴蛇食象,三歲而出其骨,君子服之,無(wú)心腹之疾”,另外《山海經(jīng)·山經(jīng)》中記載有明確主治功效的藥物126種,其中動(dòng)物藥有68種,占54.0%,可治數(shù)十種疾病,如咸魚、青耕鳥、三足魚,食之可防治疾病,書中也記載了服食洗浴、佩戴涂抹等多種用藥方法[5]。我國(guó)現(xiàn)存最早的醫(yī)書《五十二病方》,共收載247種藥物,動(dòng)物藥有57種,占比23.1%,并按照獸、禽、魚、蟲4種分類法進(jìn)行分類,是我國(guó)最早對(duì)動(dòng)物藥進(jìn)行分類收載的書籍[6]。我國(guó)現(xiàn)存最早的本草專著《神農(nóng)本草經(jīng)》中記載動(dòng)物藥67種,占全書收載藥物365種的18.4%,如水蛭、虻蟲、阿膠、蚯蚓、螻蛄、白僵蠶、烏賊骨、龜甲、鱉甲等動(dòng)物藥,至今仍為常用藥[7]。

此后,歷代本草記載的動(dòng)物藥品種不斷增加,《本草經(jīng)集注》中藥品種較《神農(nóng)本草經(jīng)》增加1倍,其記載中藥總數(shù)為730種,動(dòng)物藥也增加至113種,并補(bǔ)充了藥物的采收、鑒別、炮制、制劑等內(nèi)容[8]。我國(guó)歷史上第1部官修藥典《新修本草》共收載藥物850種,其中動(dòng)物藥收載占15.1%,有128種[9]。至明朝時(shí)期,李時(shí)珍所著藥學(xué)巨著《本草綱目》,全書共收載藥物達(dá)1 892種,動(dòng)物收載多達(dá)462種,占總收載藥物的24.4%[10]。清朝趙學(xué)敏所著《本草綱目拾遺》載藥921種,動(dòng)物藥160種。歷代本草著作對(duì)動(dòng)物藥的記載,反映了動(dòng)物藥在中醫(yī)藥發(fā)展中的悠久歷史,日益豐富的種類更是反映了動(dòng)物藥在中醫(yī)藥傳承中的不可替代的地位?，F(xiàn)今,已知的我國(guó)藥用動(dòng)物共11門3綱141目414科879屬1 581種,其中陸棲動(dòng)物329科720屬1 295種,海洋動(dòng)物85科141屬275種[11]。見圖1。

1.2 動(dòng)物藥珍稀瀕?，F(xiàn)狀

早在1980年,我國(guó)正式加入“瀕危野生動(dòng)植物國(guó)際貿(mào)易公約”[12],為保護(hù)我國(guó)的野生藥材資源,國(guó)務(wù)院于1987年頒布了《野生藥材資源保護(hù)管理?xiàng)l例》,確立了野生藥材分級(jí)保護(hù)制度、采獵制度和經(jīng)營(yíng)管理制度等[13]。條例規(guī)定國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)的野生藥材物種分為三級(jí),一級(jí):瀕臨滅絕狀態(tài)的稀有珍貴野生藥材物種;二級(jí):分布區(qū)域縮小、資源處于衰竭狀態(tài)的重要野生藥材物種;三級(jí):資源嚴(yán)重減少的主要常用野生藥材物種[14]。根據(jù)這一條例,國(guó)家中醫(yī)藥管理局會(huì)同國(guó)務(wù)院野生動(dòng)植物管理部門及有關(guān)專家,共同制訂出第一批《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生藥材物種名錄》,共收載野生藥材76種,其中動(dòng)物有18種,包括一級(jí)保護(hù)物種如虎、豹、塞加羚羊、梅花鹿,二級(jí)保護(hù)物種如馬鹿、林麝、馬麝、原麝、黑熊、棕熊、穿山甲、中華大蟾蜍、黑框蟾蜍、中國(guó)林蛙、銀環(huán)蛇、烏梢蛇、五步蛇、蛤蚧[15]。1993年國(guó)務(wù)院頒布《關(guān)于禁止犀牛角和虎骨貿(mào)易的通知》,衛(wèi)生部隨后取消了《中華人民共和國(guó)藥典》中犀牛角和虎骨藥品標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)書面刪除所有處方中的犀牛角和虎骨成分[16]。

1998年出版的《中國(guó)瀕危動(dòng)物紅皮書》收載了我國(guó)592個(gè)瀕危動(dòng)物物種的詳細(xì)描述,其中具有藥用價(jià)值的瀕危動(dòng)物達(dá)53種[17];為進(jìn)一步加強(qiáng)瀕危藥材的保護(hù)與合理使用,藥監(jiān)部門2005—2018年陸續(xù)發(fā)布了《含瀕危藥材中藥品種處理原則》,對(duì)天然麝香、熊膽、豹骨、象牙、虎骨、羚羊角、穿山甲、稀有蛇類等瀕危野生藥材的使用作出了具體的要求與規(guī)定[13]。2017年版《瀕危野生動(dòng)植物種國(guó)際貿(mào)易公約》收載的原產(chǎn)于我國(guó)的藥用動(dòng)物共計(jì)140種,其中附錄Ⅰ43種,附錄Ⅱ87種,附錄Ⅲ10種[18]。2021年新調(diào)整的《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物名錄》共列入野生動(dòng)物980種,其中國(guó)家一級(jí)保護(hù)野生動(dòng)物234種、國(guó)家二級(jí)保護(hù)野生動(dòng)物746種,比1989年版新增了517種野生動(dòng)物,包括麝屬所有種、豹、虎、棕熊、黑熊等藥用動(dòng)物,另外《名錄》分別于2003年、2020年將麝類、穿山甲所有種調(diào)升為國(guó)家一級(jí)保護(hù)野生動(dòng)物[15]?！吨腥A人民共和國(guó)藥典》自2010年版開始已不再新增收載瀕危野生動(dòng)物藥材,而是引導(dǎo)用體外牛黃、人工麝香、人工虎骨等替代原藥材,2020年版《中國(guó)藥典》共收載動(dòng)物藥105種,與2000年相比,其收載比例已由9.47%下降至7.77%[17]。由此,動(dòng)物藥資源正面臨巨大的挑戰(zhàn),珍稀瀕危藥用動(dòng)物資源的保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展也將成為未來(lái)中醫(yī)藥行業(yè)的焦點(diǎn)問(wèn)題,動(dòng)物藥資源緊缺問(wèn)題亟待解決。

1.3 珍稀動(dòng)物藥替代研究與發(fā)展現(xiàn)狀

在動(dòng)物藥資源緊缺、珍稀動(dòng)物藥瀕危狀況日益嚴(yán)峻的環(huán)境下,積極尋找珍稀動(dòng)物藥替代品具有極其重要的意義并值得持續(xù)深入推廣。中藥替代品在中醫(yī)歷史上由來(lái)已久,并不是一個(gè)新的概念。中藥替代品是指在正品缺貨或中藥基原屬于瀕危動(dòng)植物時(shí),根據(jù)臨床用藥方案采用藥效相同或相近的品種替換。在孫思邈《千金方》《千金翼方》中就有中藥替代使用的例子,如秦王續(xù)命大八風(fēng)散中用牡荊子,注云:“若無(wú),用柏子仁代”;動(dòng)物藥有以羊腎代替豬腎的用法,如《千金方》三因石子湯用豬腎,注云:“無(wú)精腎,以羊腎代之”。張仲景也曾提出“無(wú)豬膽,以羊膽代之”[19]。替代品形成的首要原因即為生態(tài)環(huán)境惡化、資源保護(hù)不力、規(guī)劃不系統(tǒng)、長(zhǎng)期過(guò)度獵殺、不科學(xué)采收方式及物種自身生物學(xué)特性造成了部分藥用資源瀕臨滅絕。另一原因?yàn)槲覈?guó)物種繁多,地域遼闊,自然資源豐富,可用中藥資源的品種多不勝數(shù),如鹿茸可來(lái)源于梅花鹿、馬鹿等;且用藥品種又有許多炮制品,中藥材同品種間可在臨床治療中靈活替代,都為珍稀動(dòng)物藥替代品的發(fā)展提供了更好的歷史背景和豐富的物質(zhì)環(huán)境。自1955年,郭鞏在天津藥學(xué)會(huì)上報(bào)告從牛膽汁制造人造牛黃的研究,此后我國(guó)醫(yī)藥工作在人工牛黃、人工麝香等珍稀動(dòng)物藥的替代品研究中取得了越來(lái)越多的成果,對(duì)珍稀動(dòng)物藥資源的保護(hù)與臨床用藥起了重要作用。見圖2。

2 珍稀動(dòng)物性藥材替代策略

“十四五”中醫(yī)藥發(fā)展規(guī)劃指出正確把握繼承與創(chuàng)新的關(guān)系,堅(jiān)持中醫(yī)藥原創(chuàng)思維,堅(jiān)持創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化、創(chuàng)新性發(fā)展,注重利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和方法,深入發(fā)掘中醫(yī)藥精華,在創(chuàng)新中形成新特色新優(yōu)勢(shì),促進(jìn)中醫(yī)藥特色發(fā)展。珍稀動(dòng)物藥替代研究的發(fā)展同樣需要與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)結(jié)合。在此思想指導(dǎo)下,同時(shí)結(jié)合近年來(lái)珍稀動(dòng)物性藥材替代的發(fā)展現(xiàn)狀,本文提出了野生藥用動(dòng)物馴化養(yǎng)殖替代策略、基于中醫(yī)藥理論的藥性、功效相似藥材替代策略、基于動(dòng)物種類親緣學(xué)的同種屬或近緣藥材替代策略、基于藥效成分組合的合成替代策略、基于生物學(xué)技術(shù)的合成替代策略等珍稀動(dòng)物藥替代策略,如圖3所示,以期為珍稀動(dòng)物藥資源替代品的研究開發(fā)及其可持續(xù)發(fā)展提供有益的借鑒與指引。

2.1 野生藥用動(dòng)物馴化養(yǎng)殖替代策略

千百年來(lái),中華民族在先賢智慧的指引下不斷認(rèn)識(shí)和利用具有藥用價(jià)值的野生動(dòng)物資源,保障了民眾的健康與繁衍,形成了內(nèi)涵豐富、獨(dú)具特色的動(dòng)物藥資源體系,但部分野生動(dòng)物品種由于人為原因或生態(tài)原因?qū)е路N群衰退、數(shù)量減少。1958年10月,《國(guó)務(wù)院關(guān)于發(fā)展中藥材生產(chǎn)問(wèn)題的指示》的通知明確規(guī)定“積極地、有步驟地變野生藥材為家養(yǎng)、家種,是發(fā)展中藥材生產(chǎn)和解決中藥材供應(yīng)問(wèn)題的另一項(xiàng)帶有根本性的措施”[20]。開展變野生種類為家養(yǎng)種類,發(fā)展大規(guī)模的養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè),以及藥用動(dòng)物資源的野生撫育等研究,可突破傳統(tǒng)的動(dòng)物藥生產(chǎn)模式,促進(jìn)生態(tài)環(huán)境改善,有利于重建或恢復(fù)藥用動(dòng)物資源種群的更替再生與開發(fā)采收之間的平衡。人工馴化養(yǎng)殖野生動(dòng)物資源可作為珍稀動(dòng)物藥替代的一大發(fā)展策略,可緩和有限資源與無(wú)限用藥需求之間的矛盾。自20世紀(jì)80年代以來(lái),在野生動(dòng)物保護(hù)方針政策的引導(dǎo)下,我國(guó)野生動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展,至今,熊、麝、梅花鹿等珍稀瀕危藥用動(dòng)物均已實(shí)現(xiàn)規(guī)模化人工養(yǎng)殖,在此基礎(chǔ)下,人工養(yǎng)殖林麝活體取香,人工飼養(yǎng)黑熊引流膽汁,人工馴化梅花鹿取茸技術(shù)較為成熟,已投入市場(chǎng)使用。以人工飼養(yǎng)繁殖逐步替代野外捕殺,可以有效解決野生資源枯竭和替代品研究尚未成功的情況下中醫(yī)臨床無(wú)藥可用的難題,是保障動(dòng)物藥供給的主要途徑。

人工養(yǎng)麝,有效緩解了麝類藥用資源緊缺的現(xiàn)狀。麝香是麝科動(dòng)物林麝MoschusberezovskiiFlerov、馬麝M.sifanicusPrzewalski、原麝M.moschiferusLinnaeu等雄性個(gè)體香囊的干燥分泌物,是我國(guó)傳統(tǒng)中藥,目前野麝資源已被明文禁止,天然麝香價(jià)格居高不下,麝香資源的可持續(xù)供給,是目前亟待解決的問(wèn)題,人工養(yǎng)麝是實(shí)現(xiàn)麝香可持續(xù)利用的最有效的途經(jīng)之一。莊學(xué)本于1956年首次提出養(yǎng)麝活麝取香的設(shè)想；1957年我國(guó)第一座養(yǎng)麝場(chǎng)在阿壩藏族自治州理縣建立完成,并開始了人工養(yǎng)麝的試驗(yàn)。此后掀起了養(yǎng)麝熱潮,山西、內(nèi)蒙、廣西等地區(qū)陸續(xù)建成一批養(yǎng)麝場(chǎng)[21]。1959年,馬爾康市養(yǎng)麝場(chǎng)首先實(shí)現(xiàn)了活麝取香[22]。60多年來(lái),我國(guó)科研院所、高等院校、養(yǎng)麝場(chǎng)等科技人員從野麝活捕、馴養(yǎng)繁殖、活體取香等方面進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究,取得了大量研究成果[23]。目前,人工養(yǎng)麝已基本具備大規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的條件。

馴化養(yǎng)殖,有效解決了珍稀藥材熊膽的生產(chǎn)供給和黑熊資源保護(hù)。熊膽為熊科動(dòng)物黑熊SelenarctosthibetanusCuvier和棕熊UrsusarctosL.的干燥膽,具有清熱，平肝，明目的功效,現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,熊膽在治療肝膽疾病、中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病、眼科疾病等方面具有顯著成效。傳統(tǒng)熊膽的采收方法是獵殺取膽,造成了野生黑熊和棕熊資源日漸減少,1989年《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物名錄》將黑熊和棕熊列為國(guó)家Ⅱ級(jí)保護(hù)動(dòng)物,不得隨意捕殺[24]。1983年,活熊取膽汁技術(shù)由朝鮮傳入中國(guó),此后通過(guò)膽囊造瘺手術(shù)從膽囊內(nèi)引流熊膽汁經(jīng)干燥制成的熊膽粉逐漸進(jìn)入市場(chǎng)[25]。次年,國(guó)家批準(zhǔn)建立黑熊養(yǎng)殖場(chǎng),同時(shí)為減少取膽過(guò)程對(duì)黑熊的傷害,我國(guó)以無(wú)管引流技術(shù)替代有管引流技術(shù),有效避免熊體膽囊炎癥的發(fā)生,同時(shí)也保證了熊膽汁的質(zhì)量與產(chǎn)量的穩(wěn)定性[26]。1988年衛(wèi)生部召集專家在成都召開“引流熊膽藥用審評(píng)會(huì)”,認(rèn)為人工引流熊膽與天然熊膽內(nèi)在質(zhì)量基本相同,可供藥用,同年《關(guān)于下達(dá)“引流熊膽”暫行管理辦法的通知》規(guī)定熊膽粉可作為傳統(tǒng)熊膽的替代品入藥,保障了野生熊類資源的可持續(xù)發(fā)展[27]。目前,經(jīng)國(guó)家林業(yè)主管部門批準(zhǔn)的黑熊養(yǎng)殖企業(yè)達(dá)68家,存欄量約30 000頭,已形成特色資源產(chǎn)業(yè),保障了全國(guó)中藥制藥企業(yè)的原料需求和臨床用藥需求,黑熊養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)已納入國(guó)家發(fā)改委《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》鼓勵(lì)類產(chǎn)業(yè)范疇。

2.2 基于中醫(yī)藥理論的藥性與功效相似藥材替代策略

現(xiàn)代研究顯示,功效、性味相似的同類往往具有相似的藥理活性,且其作用機(jī)制、部位等也具有一定的相似性,因此在一些瀕危藥材缺乏時(shí),可在中醫(yī)藥理論指導(dǎo)下,用性味、歸經(jīng)、功效、主治相似且藥用資源豐富的藥材進(jìn)行替代。塞隆骨代替虎骨,即是一個(gè)成功的例子?；⒐切詼?味甘、辛,歸肝、腎經(jīng),具有祛風(fēng)通絡(luò),強(qiáng)筋健骨的功效,國(guó)務(wù)院于1993年5月發(fā)布《關(guān)于禁止犀牛角和虎骨貿(mào)易的通知》,全面禁止了虎骨的貿(mào)易[16]。塞隆,系倉(cāng)鼠科動(dòng)物高原黔鼠的藏語(yǔ)名,俗稱“瞎老鼠”,藥用其干燥骨骼,故稱塞隆骨。其性微溫、味咸,歸肝、腎經(jīng),具有祛風(fēng)散寒除濕,通絡(luò)止痛,補(bǔ)益肝腎的功效,藏族用治風(fēng)濕病。中國(guó)科學(xué)院西北高原生物研究所張寶深教授經(jīng)過(guò)對(duì)青藏高原特有的塞隆干燥全骨提取藥物有效成分的研究證明塞隆骨與虎骨療效接近一致[28-29]。1990年6月,塞隆骨被國(guó)家衛(wèi)生部批準(zhǔn)列為第1個(gè)國(guó)家一類動(dòng)物新藥材,是目前較理想的虎骨代用品。

犀牛角是犀科動(dòng)物印度犀RhinocerosunicornisL.、爪哇犀RhinocerossondaicusDesmarest、蘇門犀RhinocerossumatrensisFischer等的角,味酸、咸,性寒,入心、肝經(jīng),具有清熱解毒，涼血止血，定驚安神的功效,但由于環(huán)境破壞和大量捕殺,野生犀牛數(shù)量急劇下降,我國(guó)已于1993年明令禁止使用犀牛角,作為藥用的犀牛角已成為歷史。水牛角為?？苿?dòng)物水牛BubalusbubalisLinnaeus的角,其味苦、性寒,歸心、肝經(jīng),具有清熱涼血,解毒,定驚的功效,與犀牛角同屬于清熱涼血藥,具有相似的藥性,且同屬皮膚衍化物的組織,具有相似的結(jié)構(gòu)和成分,自1977年版《中國(guó)藥典》收載水牛角之后,逐漸成為犀牛角的重要代用品,臨床上用水牛角替代犀牛角也取得了較好的效果[30-31]。熊膽與其他動(dòng)物膽汁如雞膽、豬膽,均性寒、味苦,具有清熱解毒，平肝鎮(zhèn)靜，明目去翳的功效?，F(xiàn)代研究表明其他動(dòng)物膽汁所含化學(xué)成分在種類上與天然熊膽具有相似性,主要含膽汁酸類成分,均有升高血小板和止血作用,且雞膽、豬膽等資源豐富、易采易得,可作為天然熊膽的替代品使用[32-33]。此外亦有豬蹄甲代替穿山甲[34]、靈貓香代替麝香[35]等,都取得了較好的藥用效益。

2.3 基于動(dòng)物種類親緣學(xué)的同種屬或近緣藥材替代策略

動(dòng)物在長(zhǎng)期的演化過(guò)程中,類群之前存在或遠(yuǎn)或近的親緣關(guān)系,親緣關(guān)系相近的物種由于遺傳上的聯(lián)系,其生理生化特性及所含的化學(xué)成分也相似[36]。因此,基于生物多樣性學(xué)說(shuō),利用形態(tài)學(xué)“品種相近,性效相似”原則,從同種屬或親緣關(guān)系相近的品種中尋找替代品,也是珍稀動(dòng)物藥替代品研發(fā)的有效策略之一。運(yùn)用中藥資源化學(xué)研究思路和方法,通過(guò)從自然資源近緣生物類群中尋找發(fā)現(xiàn)替代性資源,為珍稀、瀕危、緊缺動(dòng)物藥資源提供替代或補(bǔ)償,有利于協(xié)調(diào)珍稀動(dòng)物藥資源保護(hù)與利用的關(guān)系,有利于促進(jìn)中醫(yī)藥事業(yè)及中藥資源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[2]。近緣動(dòng)物替代品的使用,需經(jīng)化學(xué)成分分析、藥理活性比較和臨床療效評(píng)價(jià),并肯定其質(zhì)量可靠和可持續(xù)獲得,可推廣使用并替代,由此達(dá)到保護(hù)資源和擴(kuò)大藥用資源的目的。

羚羊角為臨床應(yīng)用廣泛的代表性珍稀動(dòng)物藥,由于棲息地喪失及過(guò)度狩獵,塞加羚羊數(shù)量驟減,已被世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)紅色名錄列為高度瀕危物種。自20世紀(jì)80年代以來(lái),國(guó)內(nèi)開展許多關(guān)于山羊角與羚羊角藥理作用比較的研究,研究表明,山羊角具有與羚羊角相同的藥理活性,但效應(yīng)強(qiáng)度存在差異,如羚羊角其解熱、抗驚厥作用優(yōu)于山羊角,而山羊角的鎮(zhèn)靜作用優(yōu)于羚羊角[37]。為進(jìn)一步確定山羊角對(duì)羚羊角的替代比例范圍,陳芙蓉等采用干酵母致大鼠發(fā)熱模型、戊四氮致小鼠驚厥模型,分別考察山羊角和羚羊角的作用效果,并作量效關(guān)系圖,研究發(fā)現(xiàn)在解熱與抗驚厥作用方面,山羊角替代羚羊角的比例范圍為6∶1～7.2∶1,可為復(fù)方制劑中山羊角替代羚羊角提供參考[38]。在物質(zhì)組成方面,本課題組前期應(yīng)用十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳膠內(nèi)酶切與液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)對(duì)山羊角中主要的蛋白質(zhì)類成分進(jìn)行分析鑒定,并比較其與羚羊角的蛋白質(zhì)組成差異,結(jié)果從山羊角中鑒定了140個(gè)蛋白質(zhì),其中52個(gè)為角蛋白及角蛋白相關(guān)蛋白,羚羊角共鑒定得到101個(gè)蛋白質(zhì),其中43個(gè)為角蛋白及角蛋白相關(guān)蛋白,表明山羊角與羚羊角的共性成分是以角蛋白為主的分子結(jié)構(gòu)相關(guān)蛋白,且兩者在蛋白質(zhì)種類構(gòu)成方面相似[39]。目前,山羊角作為羚羊角的替代品已成功運(yùn)用于衛(wèi)生寶丸、同仁牛黃清心丸、羚羊清肺丸、紫雪散、回光湯等中成藥中,臨床效果較好。

2.4 基于藥效成分組合的合成替代策略

藥效成分組合是指在明確原藥材發(fā)揮藥效作用的功效物質(zhì)的基礎(chǔ)上,采用化學(xué)成分組合的方式,達(dá)到與原藥材相同或相近的一種替代策略。人工牛黃的研究便是該策略的經(jīng)典案例。牛黃是?？苿?dòng)物牛的干燥膽結(jié)石,生于牛的膽囊或膽管,廣泛用于中醫(yī)臨床,由于其資源緊缺,價(jià)格昂貴,無(wú)法滿足臨床需要。我國(guó)中醫(yī)藥工作者于20世紀(jì)50年代中期開始了人工牛黃的研發(fā)工作[40],1956年,中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部最先批準(zhǔn)天津中津制藥廠生產(chǎn)人工牛黃,其組方主要有膽紅素、牛膽汁乙醇提取物、膽固醇等,隨后北京同仁堂中藥提煉廠也開始生產(chǎn)[41]。1972年,中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部頒布人工牛黃質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)一了人工牛黃的配方,由0.7%膽紅素、12.5%膽酸、2%膽固醇等組成[42]。1995年修訂的人工牛黃質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)新配方增加了貝斯素、硫酸鋅,除去了硫酸鎂、硫酸亞鐵,以葡萄糖酸鈣取代磷酸氫鈣,某些組分在用量上也有所差異[43]。1998年頒布的人工牛黃質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其處方由貝斯素、膽酸、豬去氧膽酸、膽紅素、膽固醇、無(wú)機(jī)鹽等配制而成。在《中國(guó)藥典》2005年版中,將貝斯素按照實(shí)際組成明確為牛膽粉和?；撬醿晌?其組成比例為牛膽粉70%、?；撬?0%?，F(xiàn)今,《中國(guó)藥典》2020年版共收載2種天然牛黃替代品,分別為人工牛黃和體外培育牛黃。《中國(guó)藥典》規(guī)定人工牛黃由牛膽粉、膽酸、豬去氧膽酸、?；撬帷⒛懠t素、膽固醇、微量元素等加工而成;人工牛黃原料中的膽紅素由豬(或牛)膽汁經(jīng)提取、加工而成;豬去氧膽酸由豬膽汁經(jīng)提取加工而成;牛膽粉由牛膽汁加工而成;膽酸由牛、羊膽汁或膽浸膏提取、加工制成;膽固醇由牛、羊、豬腦經(jīng)提取、加工而成。體外培育牛黃則是以?？苿?dòng)物牛的新鮮膽汁作母液,加入去氧膽酸、膽酸、復(fù)合膽紅素鈣等制成;去氧膽酸由牛膽汁經(jīng)提取、加工制成;膽酸由牛、羊膽汁或膽浸膏提取、加工制成;復(fù)合膽紅素鈣由牛膽汁、膽紅素和飽和氫氧化鈣溶液加工而成。隨著各項(xiàng)科研技術(shù)的不斷發(fā)展,人工牛黃必將在藥品領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用,為人民健康做出貢獻(xiàn)。

此外,我國(guó)于1990年開始立項(xiàng)研究虎骨的人工代用品,中國(guó)藥品生物制品檢定所通過(guò)比較研究天然虎骨與其他非保護(hù)性動(dòng)物骨,研制出與天然虎骨指紋幾乎相同的人造虎骨[44]。經(jīng)檢測(cè),研制出的人工虎骨指紋圖譜與虎骨的幾乎相同,在蛋白質(zhì)含量、微量元素、等電點(diǎn)、旋光度等方面與虎骨相似，虎骨的藥理藥效指標(biāo)無(wú)明顯差異,可以替代虎骨。人工熊膽粉的研發(fā)同樣采用了藥效成分組合替代策略,雖然我國(guó)以無(wú)管引流技術(shù)替代有管引流取膽技術(shù),但引流熊膽仍會(huì)對(duì)動(dòng)物造成一定的損傷,引流的方式也引起社會(huì)輿論的廣泛關(guān)注與爭(zhēng)議。基于此,根據(jù)熊膽中關(guān)鍵藥效分成如牛磺熊去氧膽酸、牛磺鵝去氧膽酸、熊去氧膽酸等,組合配制合成人工熊膽粉,經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究在利膽、鎮(zhèn)靜方面的藥效與天然熊膽粉相似,可用于替代天然熊膽粉使用[45]。

蟾酥為蟾蜍科動(dòng)物中華大蟾蜍BufobufogargarizansCantor或黑眶蟾蜍BufomelanostictusSchneider的干燥分泌物,具有良好的抗腫瘤活性,由于工業(yè)活動(dòng)、現(xiàn)代化耕作、環(huán)境污染,中華大蟾蜍的生境遭到破壞,種群急劇萎縮。課題組借鑒人工麝香、人工牛黃成功替代經(jīng)驗(yàn),目前已成功實(shí)現(xiàn)對(duì)蟾酥色胺類化合物及其季銨鹽的合成,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其具有較好的鎮(zhèn)痛、抗炎活性,為人工合成蟾酥奠定了基礎(chǔ)[46-47]。藥效成分組合替代策略的關(guān)鍵是明確原動(dòng)物藥材的獨(dú)特療效物質(zhì)基礎(chǔ)。由于動(dòng)物藥成分的復(fù)雜性,大部分珍稀動(dòng)物藥藥效成分尚未明確,仍需大力開展動(dòng)物藥物質(zhì)基礎(chǔ)的研究,在此基礎(chǔ)上對(duì)藥效成分進(jìn)行提取、分離、純化,為基于藥效成分組合的人工合成藥材提供基礎(chǔ)。

2.5 基于生物學(xué)技術(shù)的合成替代策略

隨著現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)包括生物轉(zhuǎn)化、酶工程、細(xì)胞組織培養(yǎng)、類器官、3D打印等方法的發(fā)展,基于生物技術(shù)合成替代品已成為行業(yè)的研究熱點(diǎn)。如Bergmann等[48]將通過(guò)化學(xué)合成的寡聚脫氧核苷酸,通過(guò)相關(guān)酶的連接,最終得到了全長(zhǎng)為226 bp的水蛭素基因,該合成基因與β-半乳糖苷酶作為1個(gè)融合蛋白得到了表達(dá),并表示該蛋白的表達(dá)產(chǎn)物具有水蛭素的生物活性。申同健等[49]通過(guò)對(duì)水蛭素HV2的氨基酸序列的分析,設(shè)計(jì)并合成了水蛭素基因,并在酵母中的α因子表達(dá)系統(tǒng)中進(jìn)行表達(dá),最終通過(guò)純化得到純水蛭素。經(jīng)驗(yàn)證,其N-端的氨基酸序列與天然水蛭素完全相同,且具有較強(qiáng)的抗凝血和抑制凝血酶的活力。水蛭素的成功合成,提示了合成生物學(xué)在珍稀動(dòng)物藥替代品的尋找研發(fā)方面具有廣泛的應(yīng)用前景。考慮到人工引流熊膽對(duì)動(dòng)物的傷害,研究人員根據(jù)熊膽的化學(xué)成分,采用體外培育生物轉(zhuǎn)化的方法,將家禽雞膽粉體外轉(zhuǎn)化為熊膽粉,得到的人工熊膽粉具有與天然熊膽粉相似的鎮(zhèn)靜利膽藥理作用,有望替代天然熊膽粉[50]。季慶治等[51]提出了利用酶催化法的方法合成熊膽粉的主要活性成分,在7α-羥基類固醇脫氫酶以及氧化型輔酶的作用下,可以通過(guò)家禽膽汁的結(jié)合態(tài)鵝去氧膽酸得到結(jié)合態(tài)的熊去氧膽酸。

類器官(Organoids)是近年新興的技術(shù)手段,隨著3D培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展,類器官被進(jìn)一步描述為模仿哺乳動(dòng)物原始組織的體內(nèi)結(jié)構(gòu)和多譜系分化干細(xì)胞形成的具有一定組織形態(tài)的三維結(jié)構(gòu)[52]。研究學(xué)者曾將蛇類的毒腺分離并嵌入到基底膜提取物中,添加“通用型”哺乳動(dòng)物類器官混合培養(yǎng)基,使蛇類毒腺的類器官啟動(dòng)初始擴(kuò)展,最終培養(yǎng)出毒腺類器官[53],從中可以得到啟發(fā),未來(lái)也可嘗試?yán)眠@類技術(shù)培養(yǎng)出分泌關(guān)鍵療效物質(zhì)的動(dòng)物藥類器官,以此替代珍稀動(dòng)物藥。生物技術(shù)公司Pembient采用角蛋白和犀牛DNA生產(chǎn)出一種干燥粉末,可利用3D打印技術(shù)將這種粉末制成固體材料,且這種材料和犀牛角幾乎完全相同,同時(shí)該公司也嘗試將這項(xiàng)技術(shù)用于仿造瀕危動(dòng)物的其他部位,比如象牙或穿山甲的鱗片[54]。這些技術(shù)的發(fā)展都將為珍稀動(dòng)物藥替代使用提供新的研究策略和技術(shù)手段,未來(lái)人工合成的發(fā)展趨勢(shì)將可使瀕危藥用動(dòng)物資源從傳統(tǒng)的自然獲得逐步轉(zhuǎn)向走產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)道路。

3 藥用動(dòng)物資源可持續(xù)發(fā)展與動(dòng)物性藥材保障供給前景展望

《中醫(yī)藥發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃綱要(2016—2030年)》指出中醫(yī)藥作為我國(guó)獨(dú)特的衛(wèi)生資源、潛力巨大的經(jīng)濟(jì)資源、具有原創(chuàng)優(yōu)勢(shì)的科技資源、優(yōu)秀的文化資源和重要的生態(tài)資源,在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用[55]。隨著我國(guó)新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化深入發(fā)展,人口老齡化進(jìn)程加快,健康服務(wù)業(yè)蓬勃發(fā)展,人民群眾對(duì)中醫(yī)藥服務(wù)的需求越來(lái)越旺盛。因此,在充分利用資源的同時(shí),也要保護(hù)資源和環(huán)境、保護(hù)生物多樣性和生態(tài)平衡,特別要注意對(duì)瀕危和緊缺中藥材資源如珍稀瀕危動(dòng)物藥資源的利用和替代,防止其流失、退化和滅絕,保障中藥資源的可持續(xù)利用和中藥產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

新修訂的《中華人民共和國(guó)野生動(dòng)物保護(hù)法》第二十八、二十九條規(guī)定“對(duì)人工繁育技術(shù)成熟穩(wěn)定的國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物,經(jīng)科學(xué)論證,納入國(guó)務(wù)院野生動(dòng)物保護(hù)主管部門制定的人工繁育國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物名錄”“利用野生動(dòng)物及其制品的,應(yīng)當(dāng)以人工繁育種群為主,有利于野外種群養(yǎng)護(hù),符合生態(tài)文明建設(shè)的要求,尊重社會(huì)公德,遵守法律法規(guī)和國(guó)家有關(guān)規(guī)定。野生動(dòng)物及其制品作為藥品經(jīng)營(yíng)和利用的,還應(yīng)當(dāng)遵守有關(guān)藥品管理的法律法規(guī)”，體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)珍稀動(dòng)物藥資源替代問(wèn)題的重視程度。中醫(yī)藥科研工作者應(yīng)當(dāng)抓住當(dāng)前的政策機(jī)遇,積極開發(fā)研究珍稀動(dòng)物藥資源的替代品,減輕醫(yī)藥市場(chǎng)對(duì)珍稀動(dòng)物藥資源的依賴,減輕對(duì)生物多樣性和生態(tài)環(huán)境的壓力,為中藥資源的可持續(xù)利用創(chuàng)造良好的條件。

珍稀動(dòng)物藥替代品的研究,已取得一些成功的案例,部分動(dòng)物藥長(zhǎng)期緊缺的情況得到了有效的緩解,但與此同時(shí),也產(chǎn)生了一些需要重視的問(wèn)題。一是采用近緣動(dòng)物和類效動(dòng)物資源進(jìn)行替代時(shí),當(dāng)前主要以物種種群存量大的動(dòng)物替代種群存量較小和瀕臨滅絕的動(dòng)物,應(yīng)盡量避免動(dòng)物藥資源替代過(guò)程中發(fā)生新的物種匱乏與瀕危。二是人工制品雖然在一定程度可以替代天然藥物,但其療效與副作用仍需進(jìn)一步深入考察。國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局在《關(guān)于牛黃及其代用品使用問(wèn)題的通知》中對(duì)牛黃及其代用品的使用做了一系列規(guī)定:對(duì)于國(guó)家藥品標(biāo)準(zhǔn)處方中含牛黃的臨床急重病癥用藥品種,包括安宮牛黃丸等42種和國(guó)家藥品監(jiān)督管理部門批準(zhǔn)的含牛黃的新藥,可以將處方中的牛黃以培植牛黃、體外培育牛黃替代牛黃等量投料使用,但不得以人工牛黃替代;其他含牛黃的品種可以將處方中的牛黃以培植牛黃、體外培育牛黃黃或人工牛黃替代牛黃等量投料使用[56]。在藥物副作用方面,《中國(guó)藥典》中天然牛黃與人工牛黃都沒(méi)有特殊的副反應(yīng)說(shuō)明,而體外培育牛黃在注意事項(xiàng)里有特殊說(shuō)明:“偶有輕度消化道不適”。

綜上所述,野生藥用動(dòng)物馴化養(yǎng)殖和珍稀瀕危動(dòng)物藥的替代資源研究與開發(fā)是國(guó)家重大任務(wù),藥用動(dòng)物馴化與規(guī)范化規(guī)?；B(yǎng)殖是平衡動(dòng)物保護(hù)和健康需求矛盾的根本途徑,馴化養(yǎng)殖和類效物質(zhì)替代是解決動(dòng)物藥資源供給的有效策略。通過(guò)同道學(xué)者、企業(yè)家和管理者的共同努力,不斷踐行基于野生藥用動(dòng)物馴化養(yǎng)殖替代策略、基于中醫(yī)藥理論的藥性與功效相似藥材替代策略、基于動(dòng)物種類親緣學(xué)的同種屬或近緣藥材替代策略、基于藥效成分組合的合成替代策略、基于生物學(xué)技術(shù)的合成替代策略等珍稀動(dòng)物藥替代策略與途徑,以期為寶貴的藥用動(dòng)物資源可持續(xù)發(fā)展和動(dòng)物性藥材的保障供給做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。