中国医科院医药生技所建立三种新药筛选平台并确定相关产物结构

中国医科院医药生技所建立三种新药筛选平台并确定相关产物结构

近年来，基于新作用靶点建立新的药物高通量筛选方法、模型的研究明显增多，中国医学科学院/中国协和医科大学（现更名为北京协和医学院）医药生物技术研究所在这方面取得卓有成效的进展：以表皮生长因子受体(EGFR)酪氨酸激酶（TK）为靶点，设计建立了其抑制剂的高通量筛选模型；研究建立了以人骨形态形成蛋白因子Ⅱ（BMP-2）为作用靶点的抗骨质疏松药物筛选模型；建立了由土壤真菌筛选抗凝血因子Xa的快速高通量筛选方法等，并利用这些新的筛选方法、模型筛选到了若干阳性菌株，分离、鉴别了一批次级代谢产物的活性和结构，发现了有活性的抗肿瘤、抗骨质疏松以及心血管病作用等的化合物。

EGFR在多种上皮性肿瘤中存在过度表达，如非小细胞性肺癌、乳腺癌、头颈癌等。EGFR的表达与细胞恶变，肿瘤的增殖、转移和肿瘤血管形成相关。

首先，研究人员进行了具胞内信号传导功能的表皮生长因子受体(EGFR)酪氨酸激酶的克隆表达及其抑制剂高通量筛选模型的构建研究。他们根据已知的EGFRcDNA序列设计编码了EGFR胞内酪氨酸激酶区的引物，并在引物的5’末端分别引入KpnI和HindIII限制性酶切位点,以人脐静脉内皮细胞总RNA为模板，通过RT-PCR获得编码EGFR胞内酪氨酸激酶的基因片段cDNA。将其插入大肠杆菌表达载体pET-30a，获得重组质粒pET-TK，将其转化至大肠杆菌BL21，测序结果与已知E-GFR基因编码序列比较完全一致。进一步研究结果表明,所表达的重组EGFR-TK主要以包涵体的形式存在。研究人员对包涵体重组蛋白进行复性，并采用组氨酸亲和层析柱纯化，同时对蛋白进行酶学性质的研究，终于构建成功酪氨酸激酶抑制剂的高通量筛选模型。

研究人员将进一步对化合物和微生物菌株进行筛选，以获得具有EGFR-TK抑制活性的化合物，为新的抗肿瘤药物研究奠定基础。

其次，该所微生物新药筛选重点实验室的研究人员，建立了以人骨形态形成蛋白因子Ⅱ（BMP-2）为作用靶点的抗骨质疏松药物筛选模型，并深入进行了诺卡菌属菌株04-5195的鉴别及所产生的BMP-2上调活性物质的研究。

骨质疏松的发生是由于破骨细胞和成骨细胞动态平衡被打破，骨溶解超过骨形成所致。以往的研究与治疗方案大多是针对破骨细胞以控制骨质的损失，但大量的临床病例证明，促进骨的形成是治疗骨质疏松症的根本措施所在，也就是通过改善骨质的形成代谢，增强成骨细胞作用，最终达到恢复患者正常骨水平的目的。

成骨细胞的产生、增殖、分化受多种因素的调节，其中BMP-2在成骨细胞的分化过程中起非常重要的作用。研究人员建立了以人bmp-2启动子为作用靶点的促BMP－2上调的抗骨质疏松药物筛选新模型，以荧光素酶的表达量作为样品促bmp-2基因表达的检测指标。并应用该模型筛选了5000多个微生物发酵粗品和500个合成化合物，从中获得若干阳性发酵样品和化合物。

其中，菌株04-5195是从我国济南四方塔采集的土样中分离得到的一株放线菌。研究人员对其进行多相分类研究并与已知相关菌株比较，发现该菌株具有典型的诺卡菌属菌种的形态学特征；对其表型和基因型进行综合分析，表明该菌株为诺卡菌属的一个新种，将它定名为济南诺卡氏菌新种(Nocardia jinanensis sp.nov.)。进一步对该菌株进行扩大发酵，发酵滤液用型号为7.5×60厘米的X-5大孔树脂柱粗提取，50％和80％丙酮洗脱，分部收集并测定生物活性。活性部分合并浓缩后，经型号为3.5×30厘米硅胶柱分离，收集活性成分并经ODS柱多次纯化，直至得单一活性组分。研究发现，此单一活性组分为非Statin类化合物，最大紫外吸收波长在318纳米，具有高上调bmp-2启动子的活性。目前，研究人员正在对其结构进行解析。

此外，该所研究人员还与华北制药集团新药研发中心合作，建立了一个快速的高通量筛选方法，从大量土壤真菌代谢产物中筛选Xa因子抑制剂，并得到阳性菌株F03-766。

抗凝血药是一类干扰凝血因子、阻止血液凝固的药物，主要用于血栓栓塞性疾病的防治。凝血因子的级联活化是导致血液凝固的触发机制，其中因子X被激活为Xa是此过程的关键步骤。Xa因子只单纯促进凝血，没有凝血酶抑制剂的副作用，因而成为近年来抗凝血药物研究的热点之一。

研究人员建立了一种精确、快速的高通量的Xa因子抑制剂的体外筛选模型，从真菌次生代谢产物中筛选到一株阳性菌株F03-766。该菌株的发酵液经有机溶剂提取、硅胶柱色谱、ODS柱色谱、SephadexLH-20柱色谱及HPLC制备分离，得到4个活性化合物F03-766A、B、C、D，均对因子Xa有较强活性，其IC50分别是0.58微克/毫升、0.70微克/毫升、0.72微克/毫升、0.75微克/毫升。据悉，进一步的抗凝血评价工作正在进行之中。

医药行业发展前途大嘛？

药业是按国际标准划分的15类国际化产业之一，是世界贸易增长最快的朝阳产业之一。20世纪70年代，世界医药产业产值年均增长13%，80年代为8.5%，90年代为7.5%，预计 2001年-2010年间仍可维持在7％左右。自改革开放以来，我国医药业产值年均增长率在16.6％左右，"八五"期间是发展最快的5年（年均增长率为22%），"九五"期间仍保持了较高的发展速度（年均增长率为17％）。我国医药制药业总体规模在国民经济36个行业中排在18位～20位，属于中等水平。2001 年，我国医药工业总值为2770亿元，占我国GDP的2.9％； 2002年，我国医药工业总值为3300亿元，占我国GDP的 3.2％左右。医药行业整体呈现出良好的发展趋势。
根据2001年全国换发药品生产企业许可证的统计，目前我国原料药和药品制剂生产企业是5146家，其中包括1700 多家"三资"企业（世界跨国医药公司前20名都已在我国合资办厂）。国有及国有控股工业企业有1100家左右。按产值计算，股份制经济在全行业的比重已从"九五"初期的12％上升到目前的33.2%，"三资"经济从15%上升到18.8%，而国有经济比重则从55%下降到36.1%。医药行业所有制结构得到进一步调整，基本形成了以公有制为主体、多种所有制经济共同发展的格局。在5000多家医药工业企业中，有生物制药企业 200余家、中药生产企业1100多家和化学药品生产企业4000 家左右。至2001年底，可以生产化学原料药近1500种，总产量 43万吨，位居世界第2；能生产化学药品制剂34个剂型、4000 余个品种；还有我国的传统中药，也已逐步走上科学化、规范化的道路，能生产包括滴丸、气雾剂、注射剂在内的现代中药剂型 40多种，总产量已达37万吨，品种8000余种。另外，我国能生产疫苗、类毒素、抗血清、血液制品、体内外诊断试剂等各类生物制品300余种，其中现代生物工程药品20种；能生产预防制品约9亿人/份。我国还可以生产包括X射线断层扫描成像装置、磁共振装置等在内的医疗器械11000多个品种、规格；可以生产8大类1200多个规格的制药机械产品。
从我国医药企业的市场行为和品牌发展情况看，由于企业过度发展，数量众多，基本药物严重过剩，产品总量供过于求，而且著名药品品牌多数为境外品牌，其市场占有率高于国产品牌。从目前国内市场份额来看，"三资"企业产品占25％，进口产品占12％，国产品占35％，而大城市的大医院购进的"三资" 企业药品和进口药品高达60%～70%。可见，外资产品对中国医药币场有很大的影响。据统计，目前，在我国省级中医院应用的药品中，中药饮片、中成药和西药的比例为3：3：4，地市级的比例为2：3：5，县级比例为1.8：3：6.2。2001年。在我国药品币场中，西药、中成药、其它保健品和生物制品所占的比例大概分别为60％、25%和15％。而国内企业、"三资"企业和国外企业在我国药品市场中所占份额1999年分别为43.0％。 29.0%和28.0％，2000年分别为47.1％、30.0％和22.9％。 2000年与2001年，"三资"企业、国内企业和国外企业在医院药品市场中所占份额分别为30％、23％、47％和43％、35％、 22％。另据统计，2002年，在我国药品零售终端市场中，医院销售与药店销售所占比例分别为80％和20％，医院销售仍占主导地位。
我国医药行业存在的问题
我国医药行业自改革开放以来，虽有很大的发展，但也存在着不少问题。
我国药品生产企业存在"一小二多三低"的现象
"一小"指大多数生产企业规模小。据统计，目前我国 5000多家医药生产企业中，几乎90％为小型企业。2001年，国家500强大型企业中医药企业只有25家。据中国医药商业协会统计，2001年年销售额过50亿元的医药企业只有2家，过 20亿元的有10家，过10亿元的有23家，过亿元的有250家左右，其数量还不到医药商业企业总数的4％。
"二多"指企业数量多，产品重复多。在我国5000多家医药生产企业中，大部分企业名牌产品少，品种雷同现象普遍。以生物制药为例，仅α-干扰素就有深圳科兴、沈阳三生、安徽安科、天津华立达等10多家生产，IL-2则有9家生产。又如中药，牛黄解毒片全国竟有150余家企业生产。还有一些新产品，如克拉霉素、罗红霉素、阿奇霉素和左氧氟沙星等，重复生产、盲目扩大现象也十分突出，生产企业都在50家以上，以致这些新产品供大于求。而像维生素C等老产品也出现盲目扩大生产规模的问题，导致产品价格一降再降，甚至处于亏损边缘。
"三低"指大部分生产企业产品技术含量低，新药研究开发能力低，管理能力及经济效益低。从新药的研究与开发来看，开发一种新药，一般耗时10年左右，在西方发达国家耗资约需5亿～10亿美元，我国至少也要2亿～5亿人民币。但我国专用于新药开发的资金每年只有1000万～2000万人民币，加上制药企业自身投入的资金总计也不到医药工业产值的 1％，新药研制投入严重不足，直接导致新药的创新研制能力及制剂水平低下，创新药物很少。我国生产的化学药品97％都是仿制药，至2001年，我国自主开发获得国际承认的创新药物只有2个：青蒿素和二巯基丁二酸钠。目前，我国仍主要以引进仿制为主。这种状况导致了市场竞争的进一步恶化，使企业无法步入良性发展的轨道，从而限制了我国医药工业的发展。
　一部份医药工业企业未能达到GMP标准，严重阻碍我国药品进入国际市场
　我国推行GMP管理已经有近20年的历史，虽然取得了一定的成绩，但仍存在许多问题，如企业车间达不到GMP要求，生产技术人员的专业知识和生产技能不高，生产工艺及操作规程的制定和执行不够科学、严格、导致产品质量不高，不能很好地保障人们的生命健康、安全。据统计，截止2003年1月，只有1464家生产企业获取1892张GMP证书，还有4000家左右的制药企业必须在2004年6月30日以前通过GMP认证，否则只能被淘汰。而且已经通过GMP认证的少数企业。在执行标准时也存在一定的违规行为，这不仅制约了药品质量的提高，也严重阻碍了我国药品进入国际市场。医药企业应该积极导入ISO9000质量管理体系，提高自身准入市场的标准，依照GMP规范行事，以使自己的产品具有更强的竞争力，为进军国际市场积极创造条件。
我国药品的知识产权保护情况不容乐观
我国从1993年起开始对药品实施20年的专利保护。应该承认，几十年来我国医药企业已习惯了仿制别国药品，创新缺乏动力，创制新药的能力不强，同时由于知识产权保护观念淡漠，使我们本来就少的一些创新成果，也没有得到很好保护，这使得我们不得不咽下自己种下的苦果。例如，我国医药科技人员经过十几年艰苦奋斗于20世纪70年代开发成功新化学药物青蒿素。该药是我国医药领域的重大发明，也是我国医药领域1998年以前唯一一个得到世界承认的自主开发的新化学药物，曾获得卫生部和国家科技奖，在世界范围内具有重大影响。但由于我国当时还不具备知识产权保护的必要条件，当青蒿素的研究论文发表后，国外企业立即对其进行了结构改造并申请了专利。本来是我国的发明变成了国外的专利，我国每年仅此一项就有2亿～3亿美元的出口损失。又如，我国维生素C 两步发醇法制备技术的发明同样是一项具有国际先进水平的发明，却也由于知识产权保护意识不强，使1家本要用500万美元买下此项制备技术的外国企业在得知该技术没有申请专利后捡了个便宜，只花了几十元人民币就把论文买回去。几年之后，国外以这种低成本技术生产的维生素C向国际市场大量倾销，挤压我国维生素C的出口价格，给我国造成极大损失，致使一些国内生产企业陷入困境。因此，如何利用知识产权协定来激励、保护、发展我国医药事业已成为我国制药企业一个迫在眉睫的任务。
融资渠道单一，产业发展资金不足
制药业同其它行业相比有"四高"：高投入、高收益、高风险、高技术密集型，特别是现在的一些基因工程等生物工程制药产业。目前，我国高科技制药产业的资金来源除股东投入的股本金以外，主要依靠银行贷款，融资渠道狭窄。由于银行十分注重资金的安全性和流动性，高技术投资的风险使银行慎之又慎。因而制药企业融资能力明显不强，资金严重短缺。发展资金严重不足已经成为制药企业开发研制新药、更新设备、开拓市场的巨大障碍。
医药市场竞争无序，存在行业不正之风
随着市场经济的成形，我国医药市场出现了一些新的变化。药品购销各个环节利润分配不合理，加上同样产品由多个厂家生产，迫使企业纷纷采取高定价、高让利的促销手段。近年来，医院从药品销售企业进货的让利比例为药价的18％左右，而从药品生产厂家直接进货的让利比例已高达25％以上。药品市场环境持续恶化，药品价格持续攀升，极大地损害了广大患者的利益。而企业也迫于币场压力，把主要精力都用在市场竞争上，无力顾及技术创新。进入世界贸易组织以后，这种无序竞争和行业的不正之风再维持下去，我国制药企业将很难适应国际大市场。
综上所述，我国的医药行业近20年来虽得到了一定的发展，但也存在着不少问题。为了跟上世界医药业发展的步伐，整个行业必须扩大规模，关、停一些小的制药企业，避免重复建设，国家应通过相应的措施进行宏观调控，改变医药流通企业 "多、小、散、乱、差"状况，进一步完善相关制度，建立。健全适合我国国情的现代企业管理体系，以促进我国医药行业的进一步发展。
我国医药市场发展趋势
医药经济运行将继续呈现平稳增长的态势
我国1990年-2001年每年的医药工业总值分别为392、 502、634、746、862、1060、1251、1400、1630、1946、2332、2700 亿元，年均增幅达19.5％；1990年～2001年每年的药品总销售额分别为151.42、176.67、208.13、231.34、373.91、464.04、 532.03、607.29.776.87.922.90、1084.5、1260亿元，年均增幅达21.7%。2002年，我国医药工业总值为3300亿元，增幅也达18.8％，高出国民经济增幅10多个百分点。医药行业"十五" 发展目标是：医药工业总产值年平均递增12％左右。能保持如此高的发展速度，当然是有理由的。
人口的自然增长是药品市场需求增加的基本因素： 2000年，我国人口有12.95亿，到2005年我国人口将达13.3 亿，人口净增长将对医药产品产生新的需求。而且2000年第5 次全国人口普查数据显示，我国老年（60岁以上）人口接近1.3 亿，约占人口总数的10％，中国已步入老龄化国家的行列。未来老年人口将以每年3％左右的幅度增长，预计到2005年我国老年人口的总数将达到1.6亿，占总人口数的11.52％；2025 年将增加到2.8亿，占总人口数的17％；到2050年将超过4 亿，占总人口数的27％，并达到顶峰。目前，老年人口的药品消费已占药品总消费的50％以上，人口的老龄化进一步促进药品消费。
人民生活水平的不断提高，进一步促进了药品需求：我国1990年～2001年每年的人均用药水平分别为13、15、18、 20、31、38、43、50、62、74、85、99元。目前，我国的药品消费水平还很低，而中等发达国家人均药品消费额已在40美元～50美元之间。但从以上数字可以看出，随着国民经济的持续发展，人民生活水平的不断提高，我国人均用药水平也在逐年上升。通过对广大农村市场的进一步开拓，中国药品市场也将呈现出更大的发展空间。
药品消费结构将发生新的变化
用药结构渐趋合理：新的医疗保险制度的实施及新的 "医改"方案的出台，将对我国药品结构调整产生重大影响，现代生物技术药物、天然药物、海洋药物将可能挑战常规化学药物的地位。疗效好、价格低廉是患者用药时必须要考虑的两个因素。因此，高城低价的药品销售量会继续增加，占据较大的市场份额。零售市场也正在日趋扩大。目前，全国医药市场的批发、零售结构正逐渐发生变化，医药商品零售额的比重已由过去的5％提高到15%以上，少数地区已上升到20%～30％。预计这种势头随着医疗制度的改革和处方药与非处方药分类管理制度的实施还将进一步扩大。
非处方药品将进入快速发展阶段：药品分类管理将带来药品需求结构的变化。我国非处方药市场销售额十分可观， 1990年为2.5亿美元（折合人民币19.1亿元），1994年上升至 10.10亿美元（折合人民币83.8亿元），4年内增长3倍多。 1996年，我国非处方药市场销售额升至13亿美元（折合人民币 107.9亿元），已成为世界非处方药市场销售额增长最快的国家。据统计，2001年，我国非处方药市场销售额已过240亿元，占药品销售总额的20％。虽然目前我国人均非处方药消费低于全球人均非处方药消费水平，但随着医疗制度改革的深入，人们自我药疗意识的不断增强，以及药品分类管理制度的进一步实施，我国非处方药市场已显现出强劲的发展势头。有关专家预计，到2005年，我国的非处方药销售额可望达600亿元， 2020年我国将成为全球最大的非处方药销售市场之一。
药品价格渐趋合理
前几年，我国药品价格虚高的现象比较严重，但今后几年这种现象将会基本扭转。受国家对药品价格调控力度加大以及市场竞争加剧的双重影响，药品价格近年来持续走低。据国家统计局数据显示，自1997年以来，国家计委先后10次降低中央管理药品价格，降价药品达200多个品种。中、西药品零售价格指数涨幅从1996年的8.8％逐步下降到2000年的0.3%， 2001年为-1.5％，首次出现负增长。2002年，药品价格指数进一步降低，1月～3月分别为-2.7%、-3.4%、-3.7%。药品属需求弹性较大的商品，价格下降，需求量也会有较大幅度增长，但对行业而言销售量增长是否能抵消价格下降造成的销售收入减少将直接影响医药行业的经济效益。从短期效应来看，价格下降的效应超过了需求增长的效应，确实对医药企业业绩产生了较大负面影响，有些企业生产难以为继，有些企业不得不申请计委重新定价。据有关方面消息，国家计委正在就医药价格问题咨询各方意见，笔者认为不排除出台新政策的可能，而新的政策必然会充分考虑上几次降价的负面效应，最终使药品价格更趋合理，在老百姓受益的同时，医药企业利益也能得到保障。
医药企业数量将大幅度缩减，经营规模逐步扩大
我国医药业长期被企业多、规模小、成本高、效益低等顽疾所困。加入世界贸易组织后，市场竞争加剧，一些企业将被兼并、重组，一些企业将不得不退出市场，中国医药市场"版图"也将重新划分。这种优胜劣汰的结果是医药企业数量逐年减少。 2001年已淘汰占制药企业总数10％左右的小型制药厂，2002 年可再淘汰10％左右的小型制药厂。据有关专家预测，"十五" 以后，中国医药企业将减少25％-35％。国家对医药行业"十五"发展的企业组织结构目标也调整为：在现有大型企业集团的基础上，通过股票上市、兼并、联合、重组等方式，着力培育 10个左右销售额达50亿元以上的大型医药企业集团，这些企业年销售额占全国医药工业企业销售总额的30％以上，其主要产品具有与国际跨国公司相抗衡的能力；培育5个～10个面向国内外市场多元化经营，年销售额达到50亿元以上的特大型医药流通企业集团；建立40个左右面向国内市场或国内区域性市场、年销售额达到20亿元以上的大型医药流通企业集团，这些企业的销售额占到医药行业销售总额的70％以上；建立10个在国内外知名的医药零售连锁企业，每个企业拥有分店1000个以上；建立一批区域性医药零售连锁企业，每个企业拥有分店100个左右。随着企业改革的深化和行业结构的调整，今后几年，一大批以上市公司为主体的大公司、大集团将脱颖而出，它们通过联合、兼并、重组实现超常规的资源汇聚、资产增值和资本扩张，形成强大的实力，可望在全球化市场竞争中立于不败之地。
医药市场结构继续向多元化、多层次方向发展
医药市场的经济结构多元化：按产值计算，医药行业中股份制经济在全行业的比重已从"九五"初期的12％上升到目前的33.2％，"三资"经济从15％上升到18.8％，国有经济从 55％下降到36.1％。医药行业所有制结构得到进一步调整，基本形成了以公有制为主体、多种所有制经济共同发展的格局。医药企业中国内企业、"三资"企业、外国企业在我国药品市场所占份额1999年分别为43.0％、29.0％和28.0％，2000年分别为47.1％、30.0％和22.9％。国内药品市场在国有医药经济为主导的前提下，各类型的集体经济、股份经济以及"三资"和 "合作"经济都在共同发展。这种多元化的医药经济结构，对活跃医药市场大有好处。
3.5.2医药市场的构成多层次化：它包括以招标为特征的开放性市场、以医药合同为基础的半开放性市场、以国家计划为基础的封闭性市场和以自由购销为特征的零售市场，都是以药品市场为导向，充分体现供求关系、价值规律。
药品需求多样化：随着生活水平的提高，人们对药品和保健食品购用量越来越大。有资金支持的购销者对高档药品、新药有特殊偏爱，而中、低层次的购销者仍占据大部分药品市场份额。在资金的投向上，购销者在产、供、销、研、用的方面有不同投入比重，构成了新的购销格局。如全国最近两年医药大类销售就呈现以下变化：老年人、妇女、小儿用药量有所上升，成年人用药量有所下降；新品种需求量上升，老品种需求量下降；保健药品、名特优成药用量上升，一般药材、成药用量下降；合资药用量上升，进口药用量下降。
医药现代物流发展进一步加快
近年来，我国医药行业的毛利一直在下降。目前国内药品批发行业的平均毛利率为12.6％，而平均费用率却达到 12.5％。2002年1月～9月，我国医药商业平均纯利润率仅有 0.59％。美国医药批发行业的平均毛利率为5％，平均费用率只有3％～4％，平均商业纯利润率达到1%～2%。我国现在从事药品批发的企业多而小，近17000家批发企业中销售额超过10亿元的只有10家，超过50亿元的只有3家-6家。而我国12万家零售企业中，最大连锁店年营业额也只有5亿元。这种物流费用居高不下、纯利润率低、批发企业数量多而小的状况维持下去，如何面对外资的冲击？由此可见，发展现代物流已经成为我国医药行业的当务之急。现代物流是信息化时代的产物，随着医药流通体制改革的深入，加快发展医药现代物流是应对国际竞争的一项重要手段。党的十五届五中全会指出：要大力发展现代物流。这是从我国经济发展战略高度提出的一个重大问题，我们要提高认识并高度重视这项工作。商业企业的竞争，关键就在物流，高效率物流配送是商业企业取得成功的关键。发展医药现代物流一定要结合中国国情，与实施GSP和业务流程重组相结合，要注意先进性和适用性并重，以引进现代物流管理技术为支撑，必须是软、硬件兼备，而不只是建设大仓库。我们要学习国外先进经验，结合实际，快速发展现代物流，实行规模化、规范化、集约化经营，努力实现"降费增效"的目标。
市场竞争将更趋激烈化
随着全球经济一体化的发展和我国加入世界贸易组织，国内医药市场成为一个国际性的竞争市场已勿庸质疑。国内企业将面对大型跨国企业而不仅仅是国内其它企业的挑战，如果不进行改革并加速国际化进程就会在竞争中被淘汰出局。就现阶段医药市场而言，竞争还刚刚开始，因为外资准入仍有诸多限制，国外商品进入还有关税壁垒。现阶段外商投资中国市场只能以合资、合作方式进行，并有投资比例限制，而国外同类药品进入中国市场也因关税高导致价格偏高而丧失一定竞争力。几年后，上述情况将会改变。庞大的中国医药市场将吸引外国大公司巨资的不断投入，中国将成为全球主要的原料药及制剂生产基地，药品进出口贸易将急剧增长，药品价格悬殊的现象将荡然无存，医药市场竞争将更趋激烈化。

补益类中药的抗缺氧作用

文章来自~《中外医学研究》2021年第35期

作者：刘笑琪① 牛晓骥② 胡金萍②

【摘要】 氧能为机体提供能量，缺氧可影响人体多个系统，直接或间接造成机体死亡。抗缺氧药物的研究成为预防机体死亡的重要课题。目前中医及西医均对缺氧有了一定认识。近年来，研究发现中药在抗缺氧方面有较好作用，其中补益类中药表现突出，中医扶正固本治疗原则得到很大体现。临床中用于抗缺氧的补益类中药主要有黄芪、红景天、人参、西洋参、当归、枸杞6味。本文对这6味中药的抗缺氧损伤研究进行综述。

【关键词】 补益类中药 抗缺氧 综述

缺氧是指组织因氧供不足或用氧障碍而致的病理反应，严重可致死，临床多表现为头晕、头痛、耳鸣、呼吸困难、恶心、呕吐、心慌、气短、口唇甲发绀等。近年来，中医药以作用效果高、不良反应小的特点，在抗缺氧防治中应用越来越广范，而补益类中药尤为突出。有研究发现，在缺氧的防治中，使用频率在前20的单味中药中，补气活血类中药的应用率可达70%以上；其次为活血化瘀类中药，应用率在40%以上，使用率较低的为滋阴类中药[1]。临床中用于抗缺氧的补益类中药主要有黄芪、红景天、人参、西洋参、当归、枸杞6味。本文就这6味补益类中药近几年的抗缺氧作用研究现状综述如下。

1 中西医对缺氧的认识

1.1 中医对缺氧的认识

在中医里并没有缺氧这一概念，但可根据因缺氧表现出的临床症状将其归入中医学不同病名中，如“眩晕”“头痛”“喘证”“心悸”“血症”“耳鸣”“虚劳”等证。中医认为缺氧成因大多与气虚、气滞、痰浊、淤血、阴虚等有关。中医认为疾病的成因不外乎内外两种因素，缺氧亦如此，其外因为天地之气致病，即外在自然及 社会 环境；内因为人之气不足致病，即气之产生不足及损耗过度；血为气之母，故当机体血生不足时，同样会导致气不足；此外阴阳平衡也是缺氧产生的原因之一；但总的来说，缺氧产生的病机始终与“气”有关[2]。涉及的脏腑有肺、心、脑和肾等[3]。中医药对缺氧的防治以补气活血、益气健脾、活血化瘀、豁痰开窍等为原则[4]。

1.2 西医对缺氧的认识

只要能导致血液内氧饱和度降低，造成缺氧性疾病的条件均可视为缺氧的病因。现代医学认为缺氧的形成原因不外乎两种：氧供不足及用氧障碍。常见的有：肺部疾病、心血管疾病、贫血、中毒、周围血管病供氧障碍等，此外高原空气稀薄也会导致缺氧。西医治疗缺氧的原则有：增加氧分压供氧，增强血液携氧能力，改善心、肺、脑功能等。用于改善机体缺氧的西药有激素类药物、广谱抗菌药物及降压类药物等。但这些常用药物的不良反应较大，临床应用受到极大限制。

2 补益类中药的抗缺氧防治

2.1 补气固本类中药

2.1.1 黄芪 味甘，性温，被称为补气之圣药，多用于体虚之人。陶文迪[5]研究发现，黄芪水提取物可能通过减少缺氧导致的自由基及代谢产物的过度生成及氧化应激使常压密闭小鼠存活时间延长。黄芪注射液能抑制缺氧缺糖/复氧复糖大鼠海马神经元凋亡，可能与其对凋亡相关蛋白Bax及B淋巴细胞瘤-2基因（Bcl-2）的作用有关[6]。黄芪甲苷还可通过抑制NF-кB通路保护缺氧心肌细胞，且作用呈浓度依赖性[7]。杨萍等[8]建立乳鼠原代心肌细胞H/R模型，检测炎症因子高敏C反应蛋白（hs-CRP）、肿瘤坏死因子-a（TNF-a）的浓度，同时检测到血红素加氧酶（HO）-1表达上调，证明黄芪甲苷可通过抗炎作用保护缺氧心肌细胞。曹昌霞等[9]发现黄芪可能通过促进血管内皮生长因子（VEGF）、促红细胞生成素（EPO）、缺氧诱导因子（HIF）-1a的表达，维护细胞膜和细胞器的结构和功能，从而保护缺氧心肌细胞，且发现黄芪及红景天合剂的抗氧化作用强于单味药物。

2.1.2 红景天 性平，味涩，被广泛应用于急性高原反应的防治[10]。钟晓勇等[11]发现红景天甙能提升缺氧PC12细胞活力及能量代谢水平，主要通过mTOR-4EBP1通路实现。皇甫志敏等[12]发现红景天甙可以通过抑制氧化应激反应和细胞凋亡途径改善小鼠慢性间断性缺氧肺损伤。王渊博等[13]发现大株红景天注射液能通过保护线粒体的形态与功能保护缺氧心肌细胞。有研究发现红景天还可能通过ERK信号通路对缺氧心肌细胞结构及功能进行保护，发挥保护缺氧心肌细胞的作用，具体机制正在进一步研究中[14]。红景天能促进低氧状态下内皮细胞肾上腺髓质素（ADM）、降钙素受体样受体（CRLR）及HIF-1a的表达，保证人脐静脉内皮细胞的增殖[15]。红景天还可通过抑制脑细胞线粒体膜通透性转运孔（MPTP）的开放，抑制神经元细胞凋亡发挥其抗缺氧作用[16]。范能全等[17]发现红景天在剂量为0.02 mg/L时可明显延长斑马鱼低氧耐受时间。

2.1.3 人参 性温，味甘、微苦，是我国传统名贵中药材，有大补元气的功能。有报道通过常压耐缺氧实验及急性脑缺血性缺氧实验发现复方人参合剂能增强小鼠的耐缺氧能力，并呈现一定剂量依赖性[18]。Lim等[19]发现人参皂苷Rb1能通过清除过量氧自由基保护海马CA1神经元。娄婷婷[20]发现人参皂苷Rg1、Re、Rf、Rb1、Rc和Rb2可能通过对SIRT1/PGC1a信号通路的干预实现其抗缺氧功能。研究发现人参皂苷Rb1能使缺氧Wistar乳鼠心肌细胞自噬力降低，提高AMPK通路相关蛋白活性，提升细胞存活率[21]。杨佳丹等[22]发现人参皂苷Rg3在降低骨骼肌线粒体内丙二醛的含量同时增高锰超氧化物歧化酶的含量，提高骨骼肌线粒体对自由基的消除作用和供能效力。董学峰[23]建立C57BL/6小鼠的慢性间歇性低氧（CIH）模型，分组后腹腔内注射高、低剂量人参皂苷Rg1，发现人参皂苷Rg1可减轻慢性间歇性缺氧小鼠肺小动脉损害，其机制可能与减少HIF-1a、VEGF和内皮素（ET）-1的表达有关。

2.1.4 西洋参 性凉，味甘、微苦，有补气养阴之效。王晓坤等[24]建立三种不同条件作用下的缺氧小鼠模型，分别给予一定剂量的西洋参总皂苷，观察发现西洋参总皂苷均可以明显延长缺氧小鼠的存活时间，提示西洋参总皂苷能提高缺氧小鼠模型的耐缺氧能力。王琛等[25]从内质网的角度进行研究，发现西洋参总皂苷能减轻内质网应激造成的心肌损伤，一定程度上能维持心肌细胞内的钙浓度及心肌正常舒缩功能，减少细胞凋亡。研究发现西洋参能通过增加线粒体自噬，保护缺血缺氧再灌注损伤的人肾皮质近曲小管上皮（HK-2）细胞[26]。毕卓悦等[27]研究发现不同剂量的西洋参总皂苷均可延长缺氧小鼠的存活时间，高浓度较低浓度的效应更强。

2.2 补血固本类中药

当归，性温，味甘、辛，为补血之圣品，有养血活血之功。当归的抗缺氧功能可能与其降低心肌耗氧量，保护线粒体及细胞膜的作用有关。当归中的黄酮类和苯酞类两种化学成分均具有较强的抗氧化作用[28]。田苏阳[29]提取到纯化当归多糖P-ASPO，同时发现当归多糖有清除体外自由基超氧自由基（O2-）、羟基自由基（-OH）及DPPH保护。另一提取物阿魏酸也有此作用。霍礼超等[30]研究发现当归多糖P-ASP可增高核转录因子红系2相关因子2（Nrf2）蛋白的表达，减少心肌细胞凋亡，保护缺氧心肌细胞。石皓等[31]发现当归挥发油可影响Akt/mTOR通路，减少细胞自噬，减轻缺氧细胞损伤。范智文等[32]研究当归补血汤对缺氧乳鼠心室肌的作用时，发现缺氧心肌细胞的活力及存活率明显提升，中高剂量较低剂量组效果明显。作用机制可能与抑制miR-34a蛋白表达相关。研究发现当归补血汤对缺氧导致的胰岛内皮细胞功能紊乱有保护作用[33]。

2.3 滋阴补气类中药

枸杞，性平，味甘，有滋补肝肾之效。安巍等[34]发现不同品种的枸杞均有提高小鼠耐缺氧的能力。严文英等[35]在缺氧环境下分组培养HK-2细胞，检测线粒体膜电位变化及细胞Ca2+含量，得出枸杞多糖可通过改善线粒体功能及抑制细胞自噬蛋白的表达以减少细胞凋亡，减轻缺糖缺氧HK-2细胞的损伤。此外枸杞多糖还能对凋亡相关蛋白及通路发挥作用，保护缺糖缺氧的小鼠海马神经元细胞[36]。唐愈盛[37]体外建立人脐静脉内皮细胞（HUVEC）细胞缺氧模型，发现不同缺氧时间下未经枸杞多糖干预的HUVEC细胞皱缩程度均高于干预组，其机制可能与保护血脑屏障有关。马琳等[38]发现100和50 mg/L的枸杞多糖能通过保护线粒体功能，减轻过氧化反应，提高细胞存活率，发挥抗缺氧作用。李亚萍[39]选取101名试验对象，将其分为51名慢性阻塞性肺疾病（COPD）稳定期患者及50名 健康 者两组，以不同剂量的枸杞多糖对COPD患者进行干预，COPD患者外周静脉血中HIF-1a表达水平较服用枸杞多糖前下降，其作用可能与枸杞多糖能抑制HIF-1a的表达有关，此次研究还发现，低剂量的枸杞多糖效果反而高于中、高剂量，与多数中药作用效果相反。

此外具有抗缺氧作用的补益类中药还有刺五加、党参、山药、白术、甘草、五味子、麦冬、沙参、冬虫夏草等。

长远以来，中医对缺氧缺乏系统认识。研究发现中药及其提取物可通过其补气、滋阴、生血功能增强机体耐缺氧能力，且临床应用效果较好，多数高浓度作用高于低浓度。中药对缺氧造成的机体多个系统损伤均有保护作用，其中循环系统、神经系统对缺氧反应最大，故研究多集中在这两个系统。目前研究方向主要为建立缺氧模型，予以中药干预后，检测模型相关蛋白含量及表达情况，记录目标细胞存活量及模型的存活时间，研究方式比较单一。未来可对补益类中药持续研究，可向研究中药成分之间的相互作用方向发展。

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Anti-hypoxia Effect of Tonic Chinese Medicine

LIU Xiaoqi, NIU Xiaoji, HU Jinping.

[Abstract]Oxygen provides energy for the body, hypoxia can affect many systems in the body, directly or indirectly causing the death of the organism. The study of antihypoxic drugs has become an important subject to prevent body death. At present, both traditional Chinese medicine and western medicine have a certain understanding of hypoxia. In recent years, studies have found that traditional Chinese medicine plays a good role in anti-hypoxia, among which the tonifying traditional Chinese medicine plays a prominent role, and the principle of strengthening the foundation of traditional Chinese medicine has been greatly embodied. In clinical use of anti-hypoxia tonifying traditional Chinese medicine mainly includes astragalus, rhodiola, ginseng, American ginseng, angelica sinensis, Chinese wolfberry six kinds of traditional Chinese medicine. In this paper, the anti-hypoxia injury studies of these herbs in recent years are reviewed.

[Key words]Tonifying traditional Chinese medicine Anti-hypoxia Review

doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2021.35.053

文献标识码A

文章编号1674-6805（2021）35-0185-04

*基金项目：青海省中医院院内课题项目（2019YN07）

①青海大学 青海 西宁 810016

②青海省中医院

（收稿日期：2021-04-26）

本文地址:http://www.dadaojiayuan.com/zhongyizatan/77511.html.

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