利用分子生物學技術開發與鑑定中藥
陳潮宗 侯庭鏞 中國醫藥大學中國醫學研究所
摘要： 歷代中醫學者不斷致力鑽研，以求突破，將現代分子生物學技術應用於中藥品，必可發展屬於這一世紀的科學化中醫藥。在分子生物學技術鑑定中藥包含動、植物藥材鑒定，以藥材的DNA晶片做為藥材鑑定的工具，因藥材的DNA分子不會受土壤、氣候等外界因素影響，有高度的準確、穩定性；同時分子生物學技術可以開發中藥，如「黃耆」、「丹參」之新藥效研究；還有利用生物技術栽植珍貴藥材，都有成功的經驗。目前以分子生物學技術作為中醫藥的突破口，為中醫藥研究和開發帶來新的契機。
關鍵字：分子生物、中藥、生藥學、DNA晶片、DNA指紋、DNA序列
一、前言 有鑒於分子生物學技術如火如荼的應用於西方醫學，中醫藥雖為古傳之醫學，但歷代中醫學者仍不斷致力鑽研，以求更新的突破與思維，在現代稟持著同樣的心態，如能將分子生物學技術應用於中藥品，必然有所展獲；目前分子生物可以用於中藥鑑定、中藥品管，讓中藥品質更加穩定，每味藥材就如同有了身分證一般，而且透過科學成分之分析，檢驗出新的成分與效用，開發新藥、舊藥新用法……，發展出屬於這一世紀的科學化中醫藥。
二、分子生物學技術鑑定中藥 分子生物技術應用於生藥學，稱之為—「分子生藥學(molecular pharmcognosy)」，是在分子層面研究生藥的鑑定、生產栽培和成分分析的一門科學(1)。 中藥生藥學傳統上用形態和解剖學特徵分類，從基源、性狀、顯微及理化進行辨識，但是許多中藥經過炮製加工難以用觀察的方式辨識真偽，或辨別其優劣，在加上品種、氣候、地理位置影響藥材的栽種，藥材中有效成分的含量不一，醫者開立藥物時可能會因為藥材有效成分含量的問題，影響治療的結果，如果藥物利用分子生物技術，做一有效的品質管制，確保療效及用藥安全，對醫者與患者都增加了許多保障。
分子生物學技術鑑定中藥，可包含動、植物藥材鑒定方面，應用到分子生物技術包括電泳技術、生物免疫技術和DNA分子遺傳標記技術，其中DNA分子遺傳標記技術包含1.PCR反應的方法(包括隨機擴增多態DNA、任意引物聚合鏈反應、微衛星DNA、擴增片段長度多態和毛細管PCR)。2.限制性片段長度多態和PCR產物的RFLP分析。3.DNA測序。4.高特異性鑑別。5.DNA晶片或基因晶片鑑別。並以電腦分析這些天然中藥與身體生理的變化與相關度，在Yan X.等(2)的研究中是可行且成功的。
三、藥材DNA晶片的製作與應用 DNA晶片的多用途性，令人讚嘆，在1996年底，美國AFFYMATRIX公司創造了世界上第一塊基因晶片(3)，這一片是生命科學研究方法上的革命，能較系統地分析真核細胞的基因表達；而利用DNA晶片(DNA chip)或基因晶片(Gene chip)鑑別是進幾年的研究重點(4)，在西方醫學DNA晶片有用來檢驗癌症，因為每一種癌症的DNA序列排列都有其特性，同樣的中藥材也可以製作DNA序列，因不論是何種細胞，其DNA分子都是由G、A、C、T四種鹼基構成，四種鹼基排列組合成不同的順序，DNA分子作為遺傳的直接載體，不會受土壤、氣候等外界因素影響，每一個體含有相同的遺傳信息，DNA分子信息量大，穩定性好，而且不用對鑑定的藥材有太多的生物學研究背景情況，依據此做為藥材鑑定，較方便、科學的方式。 先找到所需鑑定中藥材之特異性DNA片段，以這個片段做為標準晶片，再將其他需要鑑定藥材的樣品與標準晶片進行比對，最後用雷射共聚焦顯微掃描進行檢測，就能同時快速、自動化、分析大量基因；由於這類晶片成本低廉，應用廣泛，成本效益高，不過尚在實驗研究階段。目前已有進行「貝母」的特異性序列與鑑別晶片的實驗研究，尚有苦地膽(5)、寧夏枸杞(6)、人參(7)、高麗紅參、西洋參、三七、桔梗等藥材，進行DNA序列鑑定；香港浸會大學利用DNA晶片鑑定方法得到「寧夏枸杞」與非寧夏枸杞的序列(6)；王建云利用測序方法比較「雞內金」與偽品「鴨內金」的DNA序列，未來此技術廣泛運用後，便可防範諸多問題。
四、分子生物學技術開發中藥 DNA序列在中藥開發中的應用，大致可分為兩大類：一類是以電泳技術和雜交技術為核心的分子標記技術，如RFLP(restriction fragment lengthpolymorphism)技術，DNA指紋 (DNA fingerprinting)技術等。另一類是以DNA擴增技術和電泳技術為核心的分子診斷技術，如RAPD(random amplified polymorphic DNA)技術。
在新藥開發的同時，要建立中藥DNA資料庫，利用DNA分子標記技術找出藥中有效成分DNA的分佈規律，利於尋找、開發與利用新藥，同時也用於鑑定藥材。有學者應用RAPD分析法對木藍屬(Indigoferae) 8種生藥進行鑒定研究，效果較好，證明RAPD分析法是一種有效的中藥鑒定方法(8)；人參與西洋參雖同為參類，但經實驗提取重複DNA(repetitive DNA)，其中有５個DNA指紋序列能夠明顯鑑別出這兩種參，而且西洋參產地有中國、美國、加拿大，經由AP-PCR產生的DNA指紋圖譜幾乎一致，說明PCR在人參鑑定上的穩定、準確性。(9) 隨著分子生物學技術的發展和對各種生物的分子遺傳特徵研究的深入，更深一層的研究傳統中藥材；如黃耆味甘，微溫。入脾、肺經。功效有補氣升陽，固表止汗，托瘡生肌，利水退腫，以分子生物研究黃耆多糖增強免疫能力的機轉，實驗中黃耆多糖能促進人臍靜脈內皮細胞(HUVEC，為體外培養的)表面與淋巴細胞黏附，IL-1與TNF有協同增強作用，以這樣的機轉增強免疫功能(9)；又如丹參味苦，微寒。歸心、心包、肝經。功效有活血祛瘀，涼血清心，養血安神。在丹參的藥性研究中，丹參能促進骨折癒合過程的前膠原基因與TGFβ1，來促進骨折癒合；丹參促進細胞中的AgNOR數量絕對或相對增多，而AgNOR數量是細胞的分裂與增值活性的指標，所以丹參能夠促進組織細胞修復再生作用(9)；諸如此類的研究，提高了分子生藥學的價值，同時也提昇了經濟效益。
五、利用生物技術栽植珍貴藥材 珍貴藥材其珍貴之處在於產量少，如冬蟲夏草、人參、靈芝等等，利用現代生物技術培育，例如有冬蟲夏草菌和天蜜麻環菌發酵培養生產，以及人參和紫草的組織培養生產有用的次生代謝產物(9)，都有成功的經驗，但是牽涉藥理作用，必須慎重其事。
六、結論 中藥使用已經有千年歷史，但是在Ruan C.(10)認為近五十年對於中藥的分子生物層面研究仍顯不足，在Sung CL.(11)研究認為亞洲的病患對於西方醫療較無信心，反而對於中藥治療較為信賴，反觀中醫藥如果未能利用分子生物學技術與西方醫療做溝通，那西方醫療也只將中醫藥的治療歸於心理因素層面(11)，而不能夠接受中醫藥之理論。 充分利用分子生物技術將選定的中藥或中藥複方進行鑑定，建立其基因圖譜，並開發出具有國際水平的創新藥；從基因中找出與疾病的關聯，對中醫藥理論有深入全面理解的基礎，以分子生物學技術作為突破口，為我國中醫藥研究和開發帶來新的契機。
七、參考資料 1.謝宗萬：《分子生物學》評介，中國中藥雜誌，大陸，2001;26(3):216-217。 2. Yan X., Zhou J. Xu Z.：Concept design of computer-aided study on traditional Chinese drugs, Journal of Chemical Information & Computer Sciences, 1999; 39(1):86-9。 3.陳秋、夏永鵬、邱宗蔭：分子生物學在中藥新藥開發中的應用思路，中國臨床藥學與治療學，大陸，2003;8(6):601-603。 4.楊光明、蔡寶昌、王明豔、潘揚：分子生物學技術在中藥鑑定中的應用，世界科學技術—中藥現代化高技術應用，大陸，2001;3(4):29-34。 5.曹暉、畢培曦、邵鵬柱：中藥苦地膽的DNA指紋鑑定，中藥材，大陸，1996;19:608-611。 6.Kalin Y. B, Zhang. H. W, Leung. H W. Yeung, et al.：Differentiation of Lycium barbarum from its Related Lycium Species using Random Amplified Polymorphic DNA., 2001, (57)：379-381。 7.曹暉、劉玉萍：分子標記技術在人參藥材鑑定上的應用，中藥材，大陸，1997;20(10):534-535。 8.張榮：用RAPD分析法鑒定木藍屬生藥，中國中藥雜誌，大陸，1997;22:72-4。 9.黃泰康、王米渠：中醫分子生物學—分子中醫學，中國醫藥科技出版社，大陸，2003：184-197。 10.Ruan C.：Hemostasis and thrombosis research in China, Chinese Medical Journal,1999; 122(10): 883-6。 11.Sung CL.： Asian Patients’ distrust of western medical care: one perspective, Mount Sinai Journal of Medicine, 1999; 66(4):259-61。
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