“道地药材”的生物学探讨.doc

“道地药材”的生物学探讨 黄璐琦张瑞贤（北京100700中国中医研究院中药研究所） 摘要目的：对“道地药材”的生物学内涵、形成的生物学原理及研究时具有的生物学问题和方法等几个方面，进行了理论探讨。方法：采用分子生物学、居群遗传学和居群生态学的方法进行阐述。结果：通过对“道地药材”的生物学探讨，指出“道”是生物学上的“居群”，它的形成是由基因型和生境饰变共同作用的结果，具有数量、空间、遗传和药效等特征。结论：对目前已在开展的“道地药材”研究具有理论参考价值。 关键词 道地药材；生物学 道地药材是一个约定俗成的概念，是一个古代药物标准化的概念。它以固定产地生产、加工或销售来控制药材质量，保证了药材的货真质优，得到医者与患者的普遍认可。它的产生是以实践经验为依据，经得起临床的考验，有着丰富的科学内涵，已引起诸多学者的关注，并进行了有关的研究。这些研究无论是采用传统的方法或是现代科学手段，也无论是引种栽培、成分分析或提高临床疗效诸方面，都取得了很大的成绩，积累了丰富的经验。应该说，在几千种中药当中，道地药材是研究得比较深入的部分，但距离阐明药材道地性的科学内涵还相差甚远，还没有对中药学术的振兴产生重大影响[1]，究其原因就是没有从药材（除矿物药）来源于生物这一本质出发进行阐述。作者现仅从理论上谈谈个人的认识。在本文的讨论中，仅以生物药道地药材为内容（以下简称“道”），不涉及矿物药和合成药及生物药的加工、销售对其道地性的影响。 1 道地药材的生物学内涵 药材（除矿物药）来源于生物，都有着生物的内涵。生物是由基因（gene）、细胞（cell）、器官（organ）、有机体（organism）、居群（popu1ation）、群落（community）等6个主要的生物层组成的，这一多层次结构模式被称为“生物学谱”（bio1ogica1 spectrum）[2]。每一层次都有其自身的科学问题，有相应的研究方法，如细胞生物学和分子 生物学及其方法，人们在认识生物时都是从其所处的层次逐渐向宏观和微观两个方面发展，药材研究也不例外，如在药材的鉴定上，就有细胞层次的鉴定显微鉴定，器官层次的鉴定性状鉴定及有机体层次的鉴定基原鉴定。 如果进一步向宏观方向发展到居群层次研究药材，那就涉及到道地药材的研究。历代本草对“道地药材”的论述主要体现以下几个方面：①中医理论指导。②工艺技术的体现。③同种异地。④异种异质[3]。在这些方面中涉及生物学范畴的为后2种，并以同种异地为“道地药材”的基础，而异种异质指物种不同。在南北朝及其以前，这是道地药材形成的主要原因，唐宋以后，这种现象逐渐减少[4-5]，发展至今它早不作道地药材来看待，而是作为就地取材，扩大资源来考虑，因此，“道地药材”的生物内涵是同种异地，即同一物种因其具有一定的空间结构，能在不同的地点上形成大大小小的群体单元，其中如果某一群体产生质优效佳的药材，即为道地药材，而这一地点则被称为药材的“道地产地”。这个同一物种在不同地点上形成的群体单元，在生物学上就称为“居群”。因此，“道”在生物学上就是指某一物种的特定居群，这里的“特定”不是由研究者根据研究目的方便划定的，而是由一定的土壤、光热及阴湿等生境所决定的，有着比较稳定的边界，是一个比较稳定的“地方居群”（Loca1 popu1ation），是在特定的空间和时间里生活着的自然的或人为的同种个体群。 2 道地药材形成中的生物学原理 道地药材的形成有其历史条件、地理条件和生长的生境因子（土壤、气候）及人为因子等[6]，其形成模式有生境主导型、种质主导型、技术主导型、传媒主导型以及各种多因子关联决定型[7]，但与生物这一本质相关的模式只有前2种，其形成原理可解释为“道”所具有的有效成分含量高，临床疗效好等特征，是不同产地同一药材的不同表现。这种表现的差异正同进化生物学中的“变异”，是由自身的遗传本质基因型所决定的，受一定的生境条件影响。从生物学上说，“道”的形成应是基因型与生境之间相互作用的产物，可用公式表示： 表型：基因型十生境饰变 所谓表型，指“道”可被观察到的结构和功能特性的总和，包括药材性状、组织结构、有效成分含量及疗效等。这里的生境饰变（environmental modification），是指由生境引起的表型的任何不同遗传的变化。基因有产生某一特定表型的潜力，但不是决定着这一表型的必然实现，而是决定着一系列的可能性，究竟其中哪一个可能性得到实现，要看生境而定。因为，器官的生长和性状的表现，都必须依靠来源于周围生境的物质，在合适的生境中产生“道”所具有的特别表型特征。反之，在其它生境中该基因的这种调控则可能发生“弥散”（penetrant）[8]，出现一种不确立性，比如生长在东北三省、苏、皖、浙、鄂的一叶揪[securi11ega suffruticos