解碼中藥：跨出基因夢想第一步

對很多人來說，沿用了數(shù)千年的中藥，一直很神秘———藥吃下去了，病好了。但為什么好，什么東西起作用？不知道。專業(yè)人士將這個過程稱為“黑箱”。而為了打開它，幾十年來人們嘗試了各種辦法：引入化學(xué)分析、推動“指紋圖譜”……但大多成效不顯著。

現(xiàn)在，被認為是轉(zhuǎn)折性的“基因”來了。

兩個多月前，廣藥集團和中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院在北京釣魚臺國賓館聯(lián)合宣布，“丹參基因組框架圖”成功繪制完成。這是全球發(fā)布的首個藥用植物基因組框架圖，意味著廣藥集團在全球率先進入中藥基因時代。

一個叫做“中藥基因”的名詞首次進入人們的視線。隨后，“中藥基因”也成為各大報章及網(wǎng)絡(luò)不斷出現(xiàn)的高頻詞。不過，在這些喧囂和熱鬧背后，研究者仍保持著一貫的冷靜：這是為實現(xiàn)一個千百年的中藥夢想，而跨出的第一步。他們希望通過建立中藥基因庫，從不同以往研究的任何角度，解讀中藥遺傳信息的“無字天書”，破解中藥地道藥材以及中醫(yī)藥作用機理的神秘面紗。

中藥基因：

像解碼人類基因一樣前進

白云山丹參基因組的項目從5年前就已開始啟動，由廣藥集團旗下廣州白云山和記黃埔[61.500.90%]中藥有限公司與中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所合作進行。項目利用第二代高通量測序技術(shù)對丹參全基因組進行測序，并完成丹參基因組框架圖的組裝。目前測序深度已達丹參基因組大小的20倍，測序結(jié)果已覆蓋92%的丹參全基因組和96%的基因編碼區(qū)。

提及基因，很容易想起人類本身。不僅僅是人類，每種生物都含有各自的基因，而丹參作為其中一種生物，當(dāng)然也有它自己的基因。丹參基因組框架圖的繪制，就相當(dāng)于當(dāng)年的人類基因組計劃，只是此前針對的是人類，而這次測序的目標(biāo)是中國傳統(tǒng)的藥用植物———中藥。此前，國際上已經(jīng)完成了擬南芥、大豆、水稻、玉米、黃瓜等多種經(jīng)濟作物的全基因組測序。

人類基因組框架圖的完成，標(biāo)志著人類從此進入了后基因時代。如今，中藥也進入后基因時代。只是，和前基因時代相比，這個后基因時代能帶來怎樣的變革？

要解釋這個問題，又不得不回到人類基因。

打開“黑箱”：

中藥作用機理有望解碼

“人體中有幾千種酶，對人體攝入的東西進行調(diào)控?！睆V州中醫(yī)藥大學(xué)藥理學(xué)研究員、中藥學(xué)科碩士生導(dǎo)師奇錦峰一直專注于藥物代謝動力學(xué)研究。他說，其中有一種代號為CYP3A4的藥物代謝酶，參與了大約50%的臨床藥物代謝。它很容易被很多物質(zhì)抑制，被少部分物質(zhì)誘導(dǎo)。因此，美國FDA規(guī)定，每一種新藥的開發(fā)過程，都要以這種酶作窗口，來研究藥物代謝及藥物相互作用。

奇錦峰曾做過這樣一個實驗。給老鼠服下他汀類降壓藥，服完藥物后再馬上喝下大劑量的西柚汁，結(jié)果顯示，喝了西柚汁后，CYP3A4酶的活性被抑制。由于酶代謝的速度慢了，藥物的濃度會升高，藥效會更強。但對于高血壓患者來說，藥效強并不是一件好事，因為藥效過強會導(dǎo)致血壓被壓得很低，造成血壓極不穩(wěn)定。

然而，這只是生物化學(xué)水平上的研究，如何確定這個結(jié)論的正確性呢？

“這就需要進一步完成基因水平的研究，也就是在基因的表層面上進行實驗，來進一步印證?！逼驽\峰說，“如果被抑制的話，動物中提取的RNA就上升得慢，被誘導(dǎo)的話，就上升得快，差別就出來了?！?/p>

“21世紀(jì)的今天，所有人類疾病關(guān)聯(lián)的研究，最終讓人信服的，都要做到基因水平。不做到這一層面，沒有說服力。這也就是后基因時代與前基因時代的不同和進步之處?！逼驽\峰表示，從生命科學(xué)講，人類基因組研究的目的，就是要讀懂每個基因與某種疾病的種種關(guān)系，從而開發(fā)出能“修復(fù)”變異基因的新藥?！爱?dāng)然，要實現(xiàn)這個還需要很長的時間?！?/p>

同樣的道理，現(xiàn)代科學(xué)包括西方醫(yī)學(xué)，對中藥的質(zhì)疑就是，中藥是多成分的混合物，這一多種作用成分治療疾病的作用機理并不清楚。因此，除了臨床統(tǒng)計數(shù)據(jù)外，基本沒有辦法確定是哪一味中藥在起作用。也就是常說的，中藥的作用機理不明確。這就更需要從基因水平進行印證，如一種中藥的基因與某種疾病到底有何關(guān)系，中藥的基因如何“修復(fù)”病變的基因等等。當(dāng)然，要做到這點需要的時間更長。

迫在眉睫：

用基因解決藥材“斷糧”

首個藥用植物基因組框架圖一經(jīng)公布后，便引來一些猜疑：中藥的作用機理尚未研究清楚，就一味追求在分子生物學(xué)的層次研究基因，是不是太早？甚至有人說，中藥基因更像是一場商業(yè)炒作。

到底有沒有意義？確實，要弄懂中藥基因如何“修復(fù)”人類病變的基因，那是需要花幾十年甚至是幾百年才有可能做到的事。但對藥商來說，通過中藥基因來解決中藥材“斷糧”的問題，卻是迫在眉睫的事。

“在我們看來，研究中藥基因是中成藥產(chǎn)業(yè)做強做大的需要。”王德勤，廣州白云山和記黃埔中藥有限公司研發(fā)總監(jiān)，白云山丹參基因組框架圖的繪制工作她幾乎全程跟蹤?！坝捎谖覈兴庂Y源十分豐富，各地用藥品種和習(xí)慣不盡相同，因而對各種中藥資源進行品種基因圖譜的測定，建立統(tǒng)一的中藥材品種基因組圖庫，是一項十分重要且必要的工作?！?/p>

1997年開始，國務(wù)院18個部委聯(lián)合編制了《中藥現(xiàn)代化科技產(chǎn)業(yè)行動計劃》（綱要），令我國中藥產(chǎn)業(yè)得到極大的提高。再加上2003年非典以來，人們對于中藥的信賴，中藥材的消費量也大幅上漲。以板藍根為例，板藍根是一種用量極大且銷量一直在飛速增長的藥材。20世紀(jì)70年代板藍根許多療效已經(jīng)確定，年銷售量突破3000噸；據(jù)不完全統(tǒng)計，2006-2008年，全國板藍根累計銷量已經(jīng)達到60000噸左右。

一個中成藥品種從小做大，由弱及強，當(dāng)進一步做強做大時難免會遇到原材料制約的問題。這些問題可以是數(shù)量上的，而更多的還是質(zhì)量上。

“中藥材資源稀缺就已經(jīng)成為中醫(yī)藥發(fā)展一大制約因素，以后隨時可能面臨‘?dāng)嗉Z’問題。”王德勤說，目前中藥材中黃芪、甘草、三七等就面臨著嚴(yán)重供應(yīng)不足。如黃芪主要產(chǎn)地是在內(nèi)蒙古，由于先前過量采摘，再種植速度慢而引起供應(yīng)不足。

另一大問題，就是中藥材的質(zhì)量。王德勤表示，由于土地、水資源污染嚴(yán)重，如今許多優(yōu)質(zhì)中藥正瀕臨滅絕。也就是說，現(xiàn)在的草藥和五千年前“神農(nóng)嘗百草”所嘗的草藥已經(jīng)有很大差別。再加上中藥講究地道性，不同產(chǎn)地所生產(chǎn)出的質(zhì)量差別大。這些都制約中成藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

王德勤認為，只有解決了約束才能夠提高產(chǎn)量，確保質(zhì)量。中藥基因研究就是試圖通過信息解碼，掌握藥用植物的“基因密碼”，找出中藥里控制有效成分的功能性基因，從而培育新品種，大幅提高中藥材產(chǎn)量和質(zhì)量。

然而，不管是希望通過基因研究來讀懂中藥的作用機理，還是通過基因來解決中藥種植瓶頸，這都需要相當(dāng)長的時間，但可以說，丹參基因組框架圖的繪制也許就是為以上美好愿望所跨出的第一步。

“基因圖譜之父”

英國諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎獲得者約翰·薩爾斯頓爵士，被稱為“基因圖譜之父”。他是2002年諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎獲得者，英國頂尖科學(xué)家之一。他與華盛頓大學(xué)的沃特斯頓共同確定了世界上最早的基因圖譜。1990年開始基因排列，1998年完成了世界上首份動物基因圖譜。與此同時，1992年至2000年，作為劍橋大學(xué)桑格中心主任參與了人類基因圖譜計劃。2002年，與喬琪娜·費莉合著《生命的線索：科學(xué)、政治、倫理和人類基因組的故事》一書，并于當(dāng)年獲得諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎。

來源：羊城晚報作者：記者陸志霖 實習(xí)生吳淑惠 孫舒源

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