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1、国际热点植物药研究概况,陈虎彪北京大学药学院,21世纪人类社会面临人口增长、资源匮乏、环境污染以及人口老龄化、疾病谱改变、合成药开发周期长、投入高、风险大等诸多问题,促使人们将眼光投向毒副作用小、对一些疑难病、慢性病有特殊疗效的植物药的研究开发上来,从而掀起了一场“绿色革命”的浪潮。目前世界植物药市场销售额达300亿美元，并以每年20%的速度增长。植物药正以其独特的疗效和可靠的安全性逐步进入各国药物主流。,1998年全球销售量最大的20种药物中，10种为天然药物或其衍生物，如胰岛素、克拉霉素、共轭雌激素及多种血管紧张素转换酶（ACE）抑制剂，以及来源于真菌或植物的类固醇、地高辛、阿片样物质和氨
2、基糖所修饰的青霉素和头孢菌素等。世界天然药物市场主要在西欧、亚洲及美国。1999年欧洲植物药销售额为65-70亿美元；亚洲为45亿美元；美国为43亿美元，年增长率为20%-22%；其他地区为25-35亿美元。近几年美国畅销植物药有银杏制剂、金丝桃素、松果菊、缬草及卡瓦胡椒等。德国药学家最先研制出银杏标准制剂“强力梯保宁”，目前银杏制剂在全球销售额达20亿美元。该公司还最先开发出金丝桃素，其销售量居全球第一。,美国卫生部正组织有关植物药专家编写植物 药标准，拟在最新版美国药典（）中收载二十余种植物制剂的质量标准，这表明美国官方已开始重视中药。最有可能列入新版美国药典的品种为银杏、人参、松果菊、锯
3、叶棕、金丝桃素、缬草、-七叶皂苷、黑升麻、牡荆、猫爪草、白毛钩藤、卡瓦根、月见草油、洋蓟、葡萄籽提取物（白藜芦醇）、松树黄酮（碧萝芷）、大蒜粉与大蒜精油、甘草提取物、匙羹藤、辣椒素、姜黄提取物、罗布麻提取物、雪花莲提取物、刺蒺藜提取物和深海鱼油。用以上原料制成天然药物产品的销售额占美国天然药物市场总销售额的。,国际热点植物药,红豆杉 银杏 番荔枝红景天淫羊藿 缬草绞股蓝 沙棘 刺五加芦荟 月见草 松果菊苦瓜 贯叶金丝桃 卡瓦胡椒青蒿 千层塔（蛇足石杉）,红豆杉,1958-1980年,美国国家癌症协会(NCI)策划并实施了从 35,000多种天然植物物种中筛选抗癌新药的计划。1971年,Wani
4、等从太平洋红豆杉(Taxus brevifolia Nutt.)中分离得到紫杉醇(paclitaxel,商品名Taxol),紫杉醇因其较强的抗癌活性和独特的抗癌机理而被誉为90年代国际上抗肿瘤药三大成就之一。,抗癌机理：紫杉醇属有丝分裂抑制剂,能诱导和促进微管蛋白聚合,从而阻止肿瘤细胞繁殖。目前紫杉醇主要用于卵巢癌和乳腺癌的治疗,预计每年世界范围内紫杉醇的需求量可达数百公斤。资源：紫杉醇主要从红豆杉属植物中提取分离得到,但因红豆杉生长缓慢,而且各部位中紫杉醇含量均很低。如何解决紫杉醇来源成为世界研究的热点。,解决紫杉醇来源的几种途径,通过杂交培育生长快、紫杉醇含量高的红豆杉新品种,以其为原料提
5、取分离紫杉醇。从红豆杉枝叶中提取分离紫杉醇前体化合物进行半合成。化学全合成途径。组织培养和细胞培养。红豆杉树皮中能产生紫杉醇的内生菌的选育和发酵培养。虽然紫杉醇的全合成、半合成及生物合成均已获成功,但具工业化生产还有一定距离。,银杏,银杏(Ginkgo biloba L.)是我国的古老树种之一，为单科单属单种植物，特产于我国，是著名的“活化石”。近十多年来，银杏成为近代 植物开发的热 点之一。,活性成分：银杏黄酮、银杏内酯药理作用：扩张血管 降低血清胆固醇 血小板聚集因子 神经保护作用（PAF）的拮抗作用 抗缺氧作用 清除自由基作用 改善记忆 抗病毒作用,存在问题：我国有丰富的银杏资源，但在银
6、杏化学成分，药理作用的深入研究和开发利用上远不如法、美、日等国家。在银杏叶加工企业中，多数厂家存在银杏叶提取物的产品收得率不高，提取物中的有效成分含量低，达不到出口商品的要求等问题。措施：1.引进银杏叶提取物的制备工艺技术 2.以有效成分含量高的叶用品种建立采叶园 3.利用现代生物技术进行黄酮及银杏内酯的 工厂化生产,番荔枝,番荔枝由于其独特的抗肿瘤作用而倍受关注。自从第一个番荔枝内酯uvaricin从紫玉盘属植物(Uvaria acuminata Oliv.)中分离得到以后,迄今已有约130个番荔枝内酯类成分自番荔枝科的番荔枝属、紫玉盘属、哥纳香属、暗罗属等7属植物中得到。,抗癌机理：番荔枝
7、内酯作用于线粒体内膜上的呼吸复合体I-NADH:辅酶Q氧化还原酶,通过抑制该酶的活性干扰细胞能量代谢而发挥抗癌作用,这与常规抗癌药物大多以DNA为靶点不同,引起人们的极大兴趣。我国番荔枝科植物分布于南方各省,已有学者对紫玉盘属及番荔枝属植物进行化学研究和抗肿瘤活性研究。为了进一步探索番荔枝内酯及其衍生物在生物化学、医学、药学和农业领域的应用,大量研究工作有待完成。,红景天,红景天（Rhodiola rosea L.）系红景天科红景天属植物，是一种适于特殊地区开发的环境适应药用植物。该属全世界有96种，我国有70多种，主要分布在前苏联远东地区及中国东北、西北、西南等高寒地区。,活性成分,红景天主
8、要含有香豆素类，黄酮类和苷类等有效成分。其中红景天素，红景天苷及苷元有明显的抗缺氧、抗疲劳、抗衰老、双向调节等作用。本世纪70年代被前苏联学者定为“适应原样”药物，是继人参、刺五加、绞股蓝之后，可供寻找抗衰老、补益强壮，防治神经系统、心血管系统疾病的又一值得重视研究的天然药物。,药理作用,对中枢神经系统的作用。红景天制剂有类似人参对大脑和脊髓功能的兴奋作用。也有报道红景天具镇静作用。抗衰老作用。红景天素能增强机体消除自由基的能力，阻止过氧化反应，延缓细胞衰老。抗缺氧作用。红景天的醇提取物对多种缺氧模型均能明显提高动物对缺氧的耐力。抗毒、抗癌作用。红景天能对抗破伤风毒素等各种细菌毒素及改善布鲁氏
9、杆菌疫苗的免疫反应。红景天对肿瘤细胞具有相对选择性作用。毒理实验表明，红景天毒性很小。,红景天属植物在我国种类多、分布广，但目前仅对红景天和高山红景天等少数种进行开发利用，致使这些种资源日趋枯竭。红景天属植物资源有待更深入、更细致的多学科综合研究，利用现代生物技术解决资源问题，注意保护野生资源，才能更合理、更有效、更广泛地开发利用它。,贯叶金丝桃,贯叶金丝桃(Hypericum perforatum L.)为近年世界最畅销的草药之一。贯叶金丝桃在欧洲作为民间草药用于治疗创伤,历史上称为“治伤草药”。德国用作抗抑郁药已有百余年历史。80年代,Muruelo等报道了其活性成分金丝桃素和伪金丝桃素具
10、有抗逆转录病毒的作用,其后又有对HIV具抑制活性的报道。,金丝桃属植物约有400种,广泛分布于世界各地。我国有50余种,其中大部分是特有种,一些种类在我国民间有悠久的使用历史。虽然国产特有种类多,但大部分未作化学研究,因而有较高的研究价值,可望发现新化合物及成分新分布,深入地研究其有效成分将对国产金丝桃属植物资源的合理开发与可持续利用起到促进作用。,淫羊藿,淫羊藿(Epimedium grandiflorum Morr.)作为传统的补肾壮阳中药,因其独特的成分和显著的生物活性而备受重视。,我国是淫羊藿属植物的分布中心，迄今已报道有27种和4变种.淫羊藿主要含有异戊烯基取代的黄酮类化合物,如各种
11、淫羊藿苷等。淫羊藿能够促进蛋白合成，改善肾病患者生存质量;能够促进骨生成;可以直接扩张心脑血管,增加心脏及脑的血流量;能够增强肌体细胞免疫功能,具免疫活性,可用于AIDS 病的辅助治疗;此外,淫羊藿还具有雄激素样作用。,绞股蓝,绞股蓝(Gynostemma pentaphyllum Makino)属植物现有 13种4变种,广泛分布于东南亚,我国有11种4变种,其中7种为我国特有,秦岭和长江以南15个省的野生资源相当丰富。其中,以长江南岸,神农架和星斗山的质量最好。民间用于止咳祛痰。药理和临床研究证明,绞股蓝具有多种生理功能。,活性成分：Nagai 等1976年首先从该植物皂苷中水解得到人参二醇
12、和2羟基人参二醇。此后,又先后从绞股蓝中分离出八十余种皂苷,均为与人参皂苷相似骨架的达玛烷型;其中绞股蓝皂苷3,4,8,12分别同人参皂苷Rb1,Rb3,Rd,F2 结构相同。药理作用：抗肿瘤。增强免疫功能。抗衰老。降血压。护肝。降血糖。绞股蓝安全性极高,小鼠口服剂量达10g/kg 仍测不到LD50值。临床也未见到副作用的报道。,应用：绞股蓝广泛的药理作用促进了临床上各种剂型的研究。目前主要有:总甙片、冲剂、胶丸剂,用其提取物制备的糖浆剂、口服液,酒剂;用原植物制成的精制茶、烟剂、袋泡剂等,剂型的质量控制也有进展。近几年又出现以其为主要原料的保健品,如“古蓝可乐”、“绞股蓝啤酒”等。展望：目前
13、绞股蓝药理研究仍处在对原料药和粗制剂研究的水平,对有效成分的药理活性缺乏深层次阐明,对其有效单体的提取,其研究正在进行中,临床研究也有待规范。,沙棘,沙棘(Hoppophae rhamnoides L.)又名黑刺,醋柳等,为胡颓子科沙棘属的落叶灌木或乔木,分布于欧亚大陆温带、寒温带及亚热带高山区。我国的东北、华北、西北和西南等地区是沙棘属植物的主要分布区,共有4个种和5个变种。现代研究表明,沙棘富含多种营养成分和抗肿瘤、增强免疫力的生物活性物质。,活性成分,沙棘含有多种维生素(A,B,B2,B12,E,F,K,P,C)和氨基酸,还含有槲皮素、异鼠李素、山奈酚等30多种黄酮类成分。从沙棘叶和果中
14、还分离出熊果酸、齐墩果酸、谷甾醇、香树精等三萜甾体类化合物。沙棘的果肉、种子、果皮、茎皮和叶中均含有脂肪油、有机酸和挥发油成分。此外,沙棘还含有大量的微量元素。,生理功能：抗肿瘤。护肝。祛痰、止咳、平喘作用。抗衰老。抗血栓。应用：沙棘植物的各个部分均可利用,已开发成功的药品、保健品、食品等种类繁多。沙棘的生态适应性极强,具有很高的经济价值和优异的生态效益。我国沙棘种类和品种丰富,西藏沙棘是特有种,其果实较大、汁多,可溶性糖类和油润程度均高于其它沙棘。因此,加强种质资源的研究,选育果实大、产量高的优良品种,是开发沙棘资源的一项重要工作。,刺五加,刺五加Acanthopanax senticosu
15、s(Rupr.et Maxim.)Harms与人参同属五加科,主要分布在我国的东北和华北,朝鲜和日本也有少量分布。本世纪60年代,前苏联科学家研究发现刺五加和人参有相似的药理作用和临床疗效。,活性成分,刺五加根含皂甙0.6%-0.9%,内有刺五加甙A,B,C,D,E,F,G,其中刺五加甙E的生物活性最强;还含有葡萄糖、蔗糖,碱溶性多糖和水溶性多糖,胡萝卜素,维生素C、E和芝麻素;刺五加叶中含有多种三萜皂甙。此外,根、根茎、果实和地上部分均含有挥发油。,药理作用：增强机体对非特异性刺激的作用(“适应原”样药物)。对神经系统的作用。对免疫系统的作用。对心血管系统的作用。抗肿瘤作用。应用：刺五加制剂
16、被确认是良好的强壮补益之剂,适宜常服。现已开发成功的刺五加片、刺五加糖浆、刺五加茶等能增强人体抵抗力,改善睡眠,增进食欲,增强记忆力,广泛用作治疗神经衰弱、高血压、低血压、冠心病等症。,芦荟,芦荟Aloe vera L.var.chinensis(Haw.)Berger.,因其味苦如胆,又名象胆,是百合科芦荟属的常绿植物,我国华南诸省有分布,并盆栽于全国各地。本世纪70年代,临床和药理研究发现芦荟有较好的抗癌作用。,活性成分：芦荟主要含有羟基蒽醌类衍生物，包括芦荟大黄素,芦荟苦味素和芦荟素A等。前二者药效以酸下剂及苦味胃肠强壮剂为主,后者有显著的抗癌作用。此外还含有糖类、氨基酸类、脂类和有机酸
17、、矿物质、无机元素等。药理作用:抗肿瘤。保护肝脏。抗胃损伤。美容护肤作用。此外,芦荟还有活血、软化血管功能,能调节人体新陈代谢;对感冒的过滤性病毒有缓解和中和毒素的作用;还有镇定神经功效;在减肥方面亦有显著疗效。,月见草,月见草(Oenothera erythrosepala Borb.),是柳叶菜科月见草属植物。月见草属植物全世界约有200种。20世纪30年代发现了月见草种子油含有人体必需的脂肪酸,如亚油酸,-亚麻酸,特别是60年代中期以来,发现了月见草能有效地防治动脉硬化、高血压、冠心病、血栓等疾病,因此引起国际上的高度重视。,月见草含月桂酸、肉豆寇酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、-亚麻酸、花生
18、素、辛酸、癸酸等有效成分。其中-亚麻酸是调节人体的体内脂质代谢最重要的不饱和酸，也是体内前列腺素的前体来源，具有抗衰老、防血栓、降血脂和防治动脉粥样硬化的作用。现已有用于治疗动脉粥样硬化、高胆固醇血症、肥胖症的制剂和皮肤化妆品问世。最新研究表明，月见草油还有抗肿瘤作用。由于月见草有广泛的药理作用，以月见草为主要原料的医疗和保健产品，包括药品、饮料、口服液、食品、化妆品等，具有很好的开发前景。,缬草,缬草(Valeriana officinalis L.)在欧洲已有悠久的应用历史，主要含挥发油，可作香料、药用及观赏，在欧洲和美国常用于轻、中度失眠。缬草及其制剂已被20多个国家药典收载，目前缬草提
19、取物及其制剂在国际上十分畅销，销售额列植物药前十名。,松果菊为菊科松果菊属(Echinacea)植物，原产美洲，共8个种及数个变种。已开发成药品的主要有紫花松果菊(E.purpurea Moench)及狭叶松果菊(E.angustifolia DC.)两种,另外,淡紫松果菊(E.pallida Nutt.)也越来越被广泛地应用。现在欧洲及其它地方均有引种栽培。,松果菊（紫锥菊）,历史上，松果菊是印地安人的传统药材,直到1916年，紫花松果菊和狭叶松果菊才被列入官方药材。在欧洲，到本世纪初才引起重视,五十年代在德国达到顶峰，现已成为主流药。目前有250种产品含有该植物的原料。近年来,松果菊更是流
20、行,已连续几年跻身于国际十大流行生药的行列。作为一种免疫促进剂和免疫调解剂,松果菊类在国际上受到普遍重视,迄今发表的科学论文已逾400篇,并出版了“松果菊”的专著。我国仅在北京、南京、上海等地有引种栽培,对松果菊的研究则是刚刚起步,其研究资料主要来自国外报导。,活性成分,松果菊中含有的重要的药理成分可分为七大类：多糖、类黄酮、咖啡酸衍生物、挥发油、多聚乙炔、烷基酰胺和其它化合物。其中最值得注意的是在狭叶松果菊根中发现的高含量(5.9%)菊糖和在紫花松果菊地上部分中发现的高分子量(25,000-50,000)多糖,这些成分表现出显著的免役强化性质。,药理作用,松果菊主要用于刺激免疫系统，并可抗细
21、菌和病毒感染。它能抑制透明质酸酶的活性从而起到抑制病原体入侵机体的作用。并能刺激T-细胞，激活巨噬细胞消灭外来物。增加机体细胞天然存在的抗感染的化学物质-备解素的水平。同时还显示出其抗肿瘤和抗生素功能。,卡瓦胡椒,卡瓦胡椒（Piper methysticum G.Forster）又叫麻醉椒，原产于新几内亚一带。它的药用历史比大洋洲有文字记载的历史还早，至少有1500多年了。19世纪起，欧美科学家从化学、药理学、毒理学及临床医学等方面，多角度证明了卡瓦胡椒的有效成分是卡瓦内酯。它具有改善大脑机能、调节睡眠、减轻压力、缓解焦虑等多种功效。卡瓦胡椒制剂在欧洲和美国作为镇静剂和抗忧虑药非常流行。仅以美
22、国市场为例，1998年卡瓦胡椒被评为美国的“草药之星”，1999年创下销售额50亿美元的神话，在2000年全美健康食品评比中，又以463%的销售增长率排名第一。但是，英国药物管理局的资料显示，瑞士和德国共有6人因服用卡瓦胡椒而导致严重肝病，因此，卡瓦胡椒是否会导致严重的肝脏病变 值得进一步研究。,苦瓜,随着现代药理学的发展及对降糖植物的研究，葫芦科苦瓜 Momordica charantia L.以其明显的降糖作用及植物胰岛素的提取，成为人们研究的热点之一。,随着世界人口的老龄化，糖尿病已经成为一种常见病、多发病，在工业发达国家其发病率呈上升趋势。全世界约有1.2亿糖尿病患者，80%为非胰岛素
23、依赖型糖尿病(2型),其中我国有2 000万，美国有1 300万，日本有500万。由于糖尿病并发症引起的死亡人数在发达国家已是继心脑血管疾病、癌症之后列第3位，引起了世界各国的高度重视，纷纷对糖尿病的发病机制、药物防治等进行研究。,降糖成分：苦瓜主要含皂苷和多肽类物质（苦瓜素或称植物胰岛素）而有降糖作用，苦瓜的降糖作用较缓和而稳定。降糖机制：1996年Lollikar等发现，苦瓜苷可降低家兔血糖水平，其作用方式与甲苯磺丁脲相似。1980年国内有学者从苦瓜中分离得到一种由17种氨基酸组成的碱性多肽，命名为苦瓜素，并证明其可以直接作用于细胞，促进胰岛素分泌。国内也有学者发现苦瓜素除直接促进胰岛素分
24、泌外，还能与胰岛素受体结合，具有胰岛素作用，因此又称之为“植物胰岛素（P-insulin）”。,苦瓜的降糖作用,青蒿,20世纪70年代，我国科学工作者从菊科植物青蒿Artemisia annua L.中研究开发一类抗疟新药青蒿素。,青蒿素是从中药青蒿中提取的有过氧基团的倍半萜内酯药物。是高效、速效、低毒抗疟药。对疟原虫红内期有强大且快速的杀灭作用，能迅速控制临床发作及症状。青蒿素的作用机制尚不十分清楚，主要是干扰疟原虫的表膜线粒体功能。青蒿素经硼氢化钠还原再甲基化可制得蒿甲醚，其抗疟作用比青蒿素高6倍，复发率较低，油溶解度大，在中国已制成针剂使用。目前，世界青蒿素药物生产主要依靠我国从天然青蒿
25、中提取,产量受资源、环境和季节的限制，且生产成本高、产量低、难以满足市场需求。青蒿素虽已能人工合成，但成本高、难度大，也未能投入生产。近年人们试图通过植物组织培养技术来解决青蒿素的生产问题。,千层塔（蛇足石杉）,石杉碱甲（huperzine A,HupA,1)是中科院上海药物所刘嘉森等人从石松科植物千层塔Huperzia serrata(Thunb)Thev.的酚性部分获得的生物碱。石杉碱甲是高效的乙酰胆碱酯酶抑制剂，其抑酶活性为毒扁豆碱的3倍，并且对丁酰胆碱酯酶的抑制作用较弱。药理结果表明,石杉碱甲不仅是一高效、高选择性的可逆性乙酰胆碱酯酶抑制剂，并具有提高学习、记忆效果的功能，并且它的选择
26、性、生物利用度和改善工作记忆的作用高于已被FDA批准用于早老性痴呆症（Alzheimers disease,AD)治疗的药物他克林和E2020。因此说，石杉碱甲是临床治疗AD很有前途的新一代乙酰胆碱酯酶抑制剂。,综上所述，探索防治重要疾病如肿瘤、心脑血管疾病、糖尿病、肝炎、AIDS以及抗衰老、抗氧化和促进免疫功能的药物新品种、新资源的研究，是近年来药用植物新资源研究的热点。人们利用植物化学分类学的原理，从传统医药、民族医药中发掘、确定研究对象，借助现代植化研究技术,进行多方位的生物活性研究,取得了可喜成果。,存在问题及展望,我国与国外欧、美、日等先进国家相比，药用植物包括中药的开发和研究还有很
27、大的差距,主要表现在以下几方面：1).符合国际市场需求的现代中草药(即具有高质量、稳定的中药原料)缺乏市场竞争力。国际市场上,中草药的年成交额为300亿美元,而我国只有10亿美元，仅占3.3。这与我国丰富的药用植物资源极不相称。2).药用植物的开发和研究技术落后,低水平重复。3).药用植物的多样性受到越来越大的威肋。药用植物资源的过度滥采滥伐，使一些重要的药用植物处于濒危、绝灭的状态或边缘。针对上述问题，我国21世纪的药用植物学研究拟应集中在大力研究开发符合国际市场需求的现代中药；积极推广生物技术在药用植物研究中的应用；保护药用植物的多样性，重视对药用植物资源的可持续利用等三大方面。,目前世界科学家正致力于开发新天然药物，如从真菌“伪黑团壳”中分离出一种5环化合物，口服有胰岛素样作用；从雪花莲中得到的雪花胺，治疗老年痴呆症有效；大麻提取物可用于治疗多发性硬皮病；从角叉菜中制取的卡拉胶治疗肌营养不良症有效等。展望新世纪，世界天然药物市场前景无限光明，最终将形成年销售额几百亿乃至千亿美元的巨大消费市场。,谢 谢！,
