从系统生物学到生物系统学——试论中药研究思维方法.pdfVIP

第二部分药用植物资源利用与开发 227 从系统生物学到生物系统学……试论中药研究的思维方法 张铁军 (天津药物研究院，天津300193) 摘要：中医药学是一个复杂系统，系统学的要素、理论和规律贯穿于中药研究的 始终。本文从药物形成的三个环节分别论述中药研究中系统学的思维和方法的必 要性，提出以系统生物学理论和方法认识和研究中药原料形成过程、以化学系统 观指导药物制备过程和以生物系统学理论和方法认识和研究药物的体内过程的观 点，概略分析了中医药的系统论和西医药的还原论的异同，提出一元化的药学原 理的建立和大同药物学前瞻。 关键词：中药研究思维方法系统论还原论 中医药学是一个复杂系统，无论是理论体系还是研究对象都符合系统概念的 基本要素。近些年来，随着中药现代化进程的广泛推进，新思维、新方法、新技 术不断涌现，在对传统中医药的进行现代化提升的同时，也对中医药的科学体系、 思维方法产生巨大的冲击，进丽也引起广泛的学术争鸣。争论的焦点对如何继承 和发扬中医药学产生诘问，对一些研究思路和方法的真实性和科学性产生怀疑。 笔者仅从中药新药形成过程的诸因素的联系和规律性出发，按图索骥，提纲挈领 出中药研究应遵循的思维脉络，以期还以中药研究的真实性，并进而创造出真正 意义的中药新产品。 一、 中药新药形成过程的系统观 中药新药是一个复杂系统，这个系统还包含不同的分支系统。概而言之，中药 新药形成直至在体内发挥作用的整个过程应包括药物原料形成、药物制备及体内 过程三个阶段，即三个分支系统，每个分支系统又有自己的子系统和构成要素， 而各个分支系统之间密切联系并互为因果，共同构成中药新药的复杂系统。因此， 在中药新药研究过程中，应以科学的系统观，注重各因素的普遍联系性，并以整 体的综合效应为依据研究和评价中药的安全性、有效性及作用机制，对于中医药 的继承与发展及新药研究都具有非常重要的意义。 (一)、系统生物学指导的药物原料形成的系统观 系统生物学史研究生物亲缘关系、物种的发生、起源与演化过程的科学。他揭 示生物在形成过程中的客观规律，在中药研究中同样具有重要的指导意义。 中药原药材大多为生物有机体，其性昧、归经、功能主治是整个药材的化学物 质群总体属性的综合体现，即系统论中的“整体取性”，两绝非某一个单一化学成 分的单独作用。按照系统与进化植物学的理论和观点，动植物的化学成分(化学 性状)的种类、绝对含量和相对含量是由该种群在系统发育过程中的系统位置、 第二部分药用植物资源利用与开发 种群间的亲缘关系、化学成分的生源途径、地质历史(种群地理演进历史)及生 态历程(种群形成过程中的生态位的选择过程)以及整个个体发育过程的生态背 景所决定的。由于该过程中，生物种群之间以及与其所依存的态环境诸因素在时 空变化过程中的广泛性、复杂性和规律性，决定了药材品质的多样性。基于这种 认识，在新药研究中应秉承以下观点： l、自然界中没有两个完全一样的生物个体，因此也没有两个品质完全一样的 个体药材。大多数中药材(多基原药材除外)的生物学界定是一个“种”，但种内 尚有不同的分类阶元，如亚种、变种、变型(化学型、生态型)等。环境饰变虽 然构成新的分类阶元，一般也不会下传子代(获得性遗传除外)，但对次生代谢产 物的生物合成、有效成分的积累至关重要，进而影响药材的品质疗效。药物研究 和生产要求原料的“同质性”，而中药原料又存在质量的“多样性”。这既是一对 矛盾，又是一把“双刃剑”，药材基原的生物多样性造成药材品质不稳定，同时也 为优质品种选育提供多样的素材。关键在于在研究与应用过程中要客观面对、全 面认识和正确把握。 2、药材品质不仅取决于药材种质、个体发育过程及生态背景，还与该种的发 生、起源与演化过程相关。同一个属的不同种植物更具有一定的可遵循的规律。 大多数属是单元发生的，是一个自然的类群，具有同一个共同的祖先(祖种)，属 内不同种之间的差异无不打伤起源与演化过程中地质历史和生态差异的烙印。亲 缘关系相近的类群之间具有相似的化学成分；与祖种相近的类群更可能保留属的 原始化学成分，分布处于属的起源中心或原始种保存地；与祖种亲缘较远的进化 类群更可能含有较多样的新类型的化学成分，分布处于分布区边缘或分