日前,中国中医科学院中药资源中心中药资源可持续利用项目组入选2024年“全国卫生健康系统先进集体”名单,该项目组深耕中药资源保护与可持续利用10余年,以科技创新破解时代命题——
守护千年本草,支撑可持续利用
将卫星遥感应用于中药资源普查、创立中药材生态种植理论、利用先进技术研发新药……这一系列的研究成果均来源于这样一支实力强劲的团队——中国中医科学院中药资源中心中药资源可持续利用项目组。项目组成立于2012年,成员的专业方向包括中药学、生物学、中药资源学、农学、地理学等学科,虽然背景不同,但他们聚集到一起,将中药资源保护与可持续利用作为自己的使命,践行“绿水青山就是金山银山”理念,用科技手段破解“中药资源家底不清、供给不足”等难题。项目组的创新实践不仅为中药资源可持续利用注入活力,更在乡村振兴、新药研发中书写了“中国方案”。
“摸清家底”:中药资源普查势在必行
项目组的诞生,源于一场覆盖全国的“中药资源大普查”。
2011年,第四次全国中药资源普查启动之初,普查团队发现,我国地域广阔,资源丰富的地方多为崇山峻岭,如果仅依靠传统调查技术方法,很难在有限的时间和预算条件下,完成普查既定目标。
“我们将国产卫星遥感、地理信息系统、分层抽样等现代技术方法应用到中药资源普查中,针对中药材野生资源量估算、多源异构数据信息统计汇总等,构建了天空地一体化的中药资源普查信息管理系统,为普查队员提供了先进技术,给普查工作带来了极大的便利,支撑了普查工作顺利实施。”项目组负责人、中国中医科学院中药资源中心副主任张小波说。项目组还先后到500多个县实地调研,牵头制定《全国中药资源普查技术规范》,建立全国中药资源普查标本实物馆库,搭建普查数据实物汇总和共享服务平台;开创国家中医药管理局中药资源管理人才研修班,通过组织4期研修班和12期普查技术培训班,为各省普查培养技术骨干1000多人;为全国2800多个县普查队提供技术服务,保障普查的顺利实施。
历时10年,项目组编纂《中国中药资源名录》,明确我国中药资源种类达18817种,制作1万多种资源的分布图集;基于264万个样方的调查数据,估算出中国药典中563种药材野生资源蕴藏量。基于1470多县的调查数据,明确我国中药材面积种植约8000万亩。
“这些数据系统地回答了我国中药资源‘有什么、有多少、在哪里’的核心问题,不仅为政策制定提供依据,更让国际社会看到中国在资源保护上的责任担当。”张小波表示。
生态种植:助力乡村振兴发展
项目组开创性地提出中药材“拟境栽培”生态种植理论,即中药材种植过程中,尽可能模拟药用植物野生生境,尤其是模拟道地药材原始生境,完成药用植物整个生长发育周期,从而确保中药药性。“拟境栽培”在平衡中药材生长发育和药效成分积累,保障中药材质量方面具有明显优势。
“拟境栽培”生态种植理论如何应用于实践,从而助力乡村振兴?项目组交出了一份亮眼答卷。
“我们针对全国832个贫困县开展中药材产业基础调查,为774个贫困县推荐适宜生态种植中药材目录。”张小波说,以安徽省霍山县霍山石斛为例,拟境栽培显著提升霍山石斛的品质,有效巩固脱贫攻坚成果与乡村振兴有效衔接,昔日贫困落后的太平畈乡已成为乡村振兴的样板。
项目组还协同陕西、云南等道地产区制定配套实施方案,依托农业合作社组织农户开展技术培训与分工协作,在适宜产区推广生态种植模式和技术体系;牵头编研《十四个集中连片特困区中药材精准扶贫技术丛书》等;研制了240项中药材生态种植和规范化种植技术规范。同时,项目组将生态种植基地与乡村旅游、科普研学、大健康产业有机衔接,助力脱贫攻坚和乡村振兴。
科技赋能:“硬核突破”药物研发难题
如何让中药资源与现代科技深度融合?项目组以中药合成生物学技术“硬核突破”药物研发难题,研制抗肿瘤中药活性成分制剂KH617。
“我们团队利用合成生物学技术,通过对来源于酵母以及三种不同植物的13个基因,在酿酒酵母体内进行19次基因编辑,获得KH617产量高达50-60g/L的酵母基因工程菌。目前利用合成生物学生产的注射用KH617已在开展I期临床,有望为更多晚期癌症患者提供新的治疗方案。”张小波说。
KH617是我国传统中药中的一种微量小分子化合物,目前主要从中药挥发油中分离获得,其含量不足1%,传统获取方式生产1公斤KH617需要5~10亩适宜的土地,经过一年的种植以及采收加工、分离提取获得,并且植物中存在诸多结构类似物,导致分离纯化难、提取成本高。利用合成生物技术生产1公斤KH617仅需占地0.1亩的发酵车间通过5~10天的发酵获得,与传统获取方式相比,具有含量高、纯度高、副产物少的特点,确保了高纯度原料的可持续获取。
项目组利用该技术整合及优化KH617合成途径,实现高效绿色生产,作为治疗晚期实体瘤的候选药物获得中美新药临床批件,并入选科创中国先导技术榜单。同时合成生物学技术也应用到了冰片、丹参酮等具有较强药理药效活性的中药小分子化合物的高品质、绿色高效生产,实现中药资源的“不种而获”,加速推动中药活性成分新药研制进程。
谈及未来规划,张小波表示项目组将聚焦完善中药材生态种植全链条单元技术体系,并针对中药材中高活性药效成分,开展“数据平台建设—合成网络解析—异源高效生产—活性筛选评价”的中药资源挖掘利用新模式研究,为中药资源的保护与可持续利用提供示范性解决方案。他们用行动证明,守护千年本草,不仅要传承匠心,更要以创新破解时代命题。
(责任编辑:高继明)