Transcript 分子生药学研究动态
中兽药开发的思路及其标准的制定 黄璐琦 中国中医科学院 1 中兽药的概况 中兽药开发的思路 中兽药标准的制定 中兽药分子鉴定的质量控制模式 2 中兽药的概况 3 《司牧安骥集》记载：“昔神农皇帝，创置药草八 百余种，流传人间，救疗马病。”这虽然是一种传说， 但也反映出我国古代便认为兽药同样起源于“尝百草” 的神农，与人药同源。我国最早的药物是以植物为主， 所以后世的有关著作便叫“本草”。此外，后世所出 现的本草学也为人畜所通用。 李时珍的《本草纲目》，喻氏兄弟的《元亨疗马集》 相继出现，代表了兽医学发展的水平。 4 系统的阐述了自 古以来中兽医的 基本理论，中兽 医常用药物234种， 常见疾病和处方 246种。 5 中兽药的应用现状 从大家畜（牛马）为主转向中、小畜禽（猪、 羊、禽等）以及鸟兽鱼虫等特种经济动物； 从个体治疗为主转向群体或集约化防治； 从防治结合为主转向以防为主； 从防治疾病为主转向既要防治疾病又要提高 生产性能等。 6 随着这些转变和畜禽养殖业的日益兴旺，中 兽药从应用的深度和广度两方面又重新得到 了扩展。 兽药行业是养殖业的服务行业，目前国内中 兽药占兽药市场份额仅20%左右。据行业统 计表明： 国内每年禽用兽药的交易额在180多亿元左右， 猪用兽药的交易额在25亿元左右，再加上草食 家畜、渔业等兽药合计为200~250亿元人民币， 由此可见兽药行业的市场容量非常大。 7 我国的中兽医药行业的现状 现有的2586兽药生产厂家中，有2000多家生产 各种中兽药制剂4000余种。 而现有的大部分国营兽药厂受资金、人才等因 素限制，技术设备更新缓慢，产品老化，不能 适应现有的市场需求，面临关停并转或勉强维 持的局面。 根据农业部规定，2005年国内兽药厂将由现在 的2586家按5:1的比例缩减，都必须通过GMP 8 认证。 中兽药的开发和研究现状 经过多年年的临床实践证实,运用天然中草药 防治病毒性疾病取得了丰富的经验： 黄芩、黄柏和柴胡对肝炎病毒有较好抑制作用。 金银花、连翘和板蓝根对流行性感冒病毒有效。 天花粉、淫羊藿、紫花地丁和甘草对艾滋病毒有 抑制作用。 板兰根和大黄对呼吸道合胞疹病毒有较强的抑制 作用。 9 近年来，国内外研究者已从中药中筛选出了大 量有效成分，其中有很多已被开发应用到兽医 临床： 人参所含的皂苷类物质，对马立克病毒有抑制作用。 连翘的提取物金丝桃素对流感病毒具有抑制作用。 黄芪中的黄芪多糖对流感病毒、人疱疹病毒、新城 疫病毒和传染性支气管炎病毒等都具有抑制作用。 10 中药渣以及一些非药用部位中含有许多有用 成分，对兽医疾病防治有很大的潜在作用。 五味子醇提残渣中含有免疫增强作用的粗多 糖和苯丙素类木脂素等， 提取总苷后的三七药渣中含有50%的三七多 糖， 提取苷草酸后的甘草渣中含有7.89%的甘草 多糖， 小柴胡颗粒中黄苓药材提取后药渣中含有 70.3%的的黄苓苷。 11 中兽医药在无公害养殖，参与国际市场畜产品 竞争中的优势 中药的自身优势与畜禽健康养殖 中药具有多方位调节和治疗作用，可提高动物 机体的免疫力和抗应激能力。在休药期用中兽 药替代西药防治疫病，中长期使用具有低毒副 作用，可有效降低体内的药物残留，同时还能 促进生产性能的发挥，从而满足日益严格的食 品安全需要。 中兽医药参与畜禽防疫大有可为 12 目前我国兽药研究开发能力弱、产品科技含 量低。新兽药的研究与开发主要以仿制为主， 这将严重制约着兽药行业的发展，特别是在 加入WTO后，我国大部分一、二类兽药由 于涉及知识产权问题，难以再生产。因此开 发创新我国自有特色的知识产权的新兽药已 成当务之急。 中药非药用部位和药渣的开发利用是中兽药 行业资源化利用的低碳经济模式。 13 中兽药开发的思路 14 中兽药开发的思路 我国动物性食品的生产和消费将进入全面提 升的阶段,即:动物性食品品质的提高,兽药残留的 严格控制,兽药对环境和生态的影响等, 市场将呈 现对安全、高效、低毒的天然药物和动物专用药 物的高度需求。因此，弘扬具有民族特色的传统 中兽医学，开发具有独立知识产权的新中兽药， 具有广阔的前景。 15 中兽药开发的思路 中兽药研发的重点应放在组方、有效成分或部 位的提取分离、剂型改进、质量标准制定和药 效、安全性评价上，为中兽药的推广应用提供 理论和实践的基础。 16 首先，从立项方面来说 1．中兽药的研发以抗微生物药和抗寄生虫药为主, 加强抗病毒药、替代抗生素的抗菌促生长饲料 添加剂、绿色兽药的攻关研究。 2．防治对象立足畜禽等食品动物, 加强水产养殖 类、宠物和特种经济动物群的用药开发。 3．基于中兽医强调整体观念和辩证论治思想，继 续免疫调节剂和免疫增强剂方面中兽药的研发。 17 其次，中兽药的研发应重视新技术和新剂型的应用 1．将制剂的新工艺引入中兽药加工中 超微细粉末化技术用于中兽药粉碎，使药材成分的 溶出和起效更加迅速完全，提高生物利用度； 超声波提取有效成分省时、低温、提取率高； 超临界流体萃取技术(sFE)效率高、速度快、选择 性好，没有溶剂残留而且适于热敏物质； 以超滤为代表的膜分离技术高效、低耗，使用范围 广，易于操作控制； 喷雾干燥、冷冻干燥等浓缩技术改变了传统中药制 剂的形象。 随着制粒、包衣、固体分散物、β-环糊精包合物、 微型包囊技术等制剂新工艺的引入必将极大改善中 兽药加工的技术水平。 18 2．对剂型进行改进和创新 在《中华人民共和国兽药典》(2010年版)中收载的成 方制剂192种。 针对不同动物种类疾病治疗的需要,科学地、配套性地 开发针对性强、使用方便的新剂型,如牛羊用驱虫浇泼 剂、微乳剂、大丸剂;促生长埋植剂;奶牛用抗菌乳房注 射剂、乳头擦剂、腔道栓剂;仔猪用凝胶剂(舔剂)、滴 剂; 鸽子用丸剂;水产用微囊剂,泡腾、膨化剂等。 可溶性粉剂、胶囊剂、膜剂(包括透皮制剂等)、喷雾 剂(包括气雾剂)、控释制剂、缓释剂和靶向药物制剂等 将为中兽药新药的研究开发带来新的方向。 19 中兽药标准的制定 中兽药质量控制模式是指兽用中草药的品 质评价方法及其标准。 中兽药和人类所用的药材一样应当包括药 材、炮制加工后的饮片、各种中成药。 20 基源鉴定：应用分类学方法将各种植（动） 物药的来源鉴定清楚，是中兽药质量控制 工作的基础。但这一方法和标准一直采用 基于模式种概念的经典形态分类，具有较 大的局限性和片面性，对于近缘种，易混 淆品种的鉴定尤为棘手。 21 性状鉴定：以感观方式鉴别中兽药的外观 形态，色泽，质地，断面特征和气味等特 征，是对长期实践积累的中兽药鉴定经验 的总结。这种质量控制方式虽简便，快速， 有效，但主观性强，结果的准确性主要取 决于鉴定者的经验，对极易混淆的, 破碎， 粉末和腐烂等药材和饮片的鉴别往往难以 适从。 22 显微鉴定：运用解剖学知识并借助显微镜 对中兽药的组织构造，细胞形状以及内含 物，表面附属物等特征进行描绘，对于单 凭外观性状难以识别、多来源、破碎、粉 末药材和饮片等的鉴定应用价值较高。 23 理化鉴定：利用物理或化学方法,对中兽 药中的主要化学成分或有效成分进行定性 和定量分析，是鉴定中兽药真伪及品质优 劣的有效手段。 24 定性分析 定量分析 TLC HPLC 电泳 TLC-Sc GC HPCE LC-MS/MS 25 香薷药材的薄层色谱图 1. 百里香酚 2. 江西分宜 3. 江西新祺洲 4. 河北秦皇岛 5. 江西南昌6.江西樟树 7. 广西桂林 8. 广西平南 9. 江苏徐州 10. 内蒙古林西 11. 北京 黄芩药材的TLC（254nm）图谱 27 HPLC 色谱柱：正相、反相 检测器：UV、ELSD、MS、荧光、视差 适用于：黄酮类、皂甙类、生物碱类、香豆 素类等中强极性成分分析 GC 色谱柱：毛细管柱、石英柱 检测器：火焰检测器、热导检测器 适用于：挥发性成分 28 TLC-Sc 吸附剂：硅胶G、硅胶G254 检测器：UV-VIS，可用多种显色剂 适用于：多种有紫外吸收、有荧光、易显 色的成分 HPCE 色谱柱：毛细管石英柱 检测器：UV、MS 适用于：中强极性成分、水溶性、大分子 成分 LC-MS/MS 适用于：较复杂组分的定性、定量、结构 信息等。 30 生物鉴定：是利用中兽药对生物整体或离 体组织所起的药理作用，测定中兽药的效 价或作用强度的一种方法。 31 中兽药标准的制定 32 中兽药指纹图谱的质量控制模式 中兽药的疗效实质上是中药内各种化学成分 协同作用的结果。 仅以中兽药中一，二个“有效成分”作为定 量指标，不能从整体上反映中药的内在质量， 不符合中医的整体观念。 建立从整体上综合评价中兽药质量的方法很 有必要，指纹图谱是中兽药质量控制的发展 方向. 33 指纹图谱的类型 试管反应 对照品 TLC 对照药材TLC NMR 指纹图谱 光谱指纹图谱 色谱指纹图谱 质谱指纹图谱 X 衍射指纹图谱 人工检索识别中药指纹图谱 无机微量元素 分子生物技 计算模拟识别系 指纹图谱 术指纹图谱 统中药指纹图谱 圆二色谱法 电化学指纹图谱 34 化学指纹图谱的定义 中兽药化学指纹图谱是指某种（或某产地） 中兽药材经适当处理后，采用一定的分析 手段得到的能够标示该中兽药特性的色谱 或光谱的图谱。 35 色谱指纹图谱 TLC HPLC－MS HPLC TLCS HPTLC 色谱指纹图谱 GC－MS CE SFC 36 指纹图谱的特点 具有良好的专属性、特征性 通过指纹图谱的特征性，能够有效鉴别样品 的真伪或产地。 通过指纹图谱主要特征峰的面积或比例的制 定能有效控制产品的质量，确保产品质量的 相对稳定性。 具有“共性”和“个性” 具有整体性和模糊性 37 指纹图谱的构建程序 研究构建指纹图谱五个过程： 建立（development，或叫制备） 分析（analysis） 比较（comparison） 评价（evaluation） 校验（verification） 38 检测方法 稳定性试验：主要考察供试品的稳定性。 精密度试验：主要考察仪器的精密度。取同一 供试品，连续进样5次以上，考察色谱峰的相对 保留时间、峰面积比值的一致性。RSD不得大 于3％。 重现性试验：主要考察实验方法的重现性。取 同一批号的供试品5份以上，按照供试品的制备 和检测方法制备供试品并进行检测，考察色谱 峰的相对保留时间、峰面积比值的一致性。 39 山楂指纹图谱的测定 河北兴隆 河南嵩县 河南林县 山西绛县 40 几种中兽药的高效液相指纹图谱 防风 黄芩 香薷 41 中兽药分子鉴定的质量控制模式 42 许多中兽药品种存在鉴定困难的问题，现 存的鉴定方法尚不能解决。DNA分子标 记方法的逐步成熟，使得中兽药材以客观 指标为依托的现代质量评价方法得到了有 益的补充。为中兽药走向国际市场提供良 好的技术保障。并以此为突破口来解决中 药品种鉴定中的一些难题。 43 分子鉴定中已涉及的标记种类 DNA测序技术 序列特异扩增区技术 （SCAR） 高特异性PCR技术 复杂扩增受阻突变体系（MARMS） 简单重复序列间区标记技术（ISSR） 简单序列重复标记技术 （SSR） 基因芯片技术 （Gene Chip） DNA生物条形编码（DNA Barcoding） 44 白芷：用于风寒感冒， 疮疡肿毒。治家畜疥 癣。《农圃便览》中 便有“治牛毛焦、不 食水草方：白芷、大 黄、菜子。共为细末、 用鸡子、水酒调匀灌 之”的记载。 45 Qi Baizhi Hang Baizhi Commercial Baizhi were usually be divided into four catagories: Qi Baizhi, Yu Baizhi, Hang Baizhi and 46 Chuan Baizhi Source ? 47 The botanical source of Baizhi was suspected to be A. dahurica Benth. et Hook. f. ex Franch. et Sav. A. formosana Boiss A. porphyrocaulis Nakai et Kitagawa 48 49 The four commercial Baizhi fall into the same series, their original wild plant was identified as A. formosana. 50 推广性 将本项目所建立的一 整套分子生药学的理 论和方法应用于白芷 种质资源的系统研究 中，该项研究成果已 获2002年中华医学科 技奖二等奖。 51