分子生物学与中医药现代化

分子生物学与中医药现代化 关键词：分子生物学中医药现代化 中医药学在几千年的历史长河中，为中华民族的繁衍生息，为人民群众的生命健康作出了 不可磨灭的贡献。在即将到来的 21 世纪，医学作为一门自然科学与人文科学的融合正成为潮 流。中医药学以其辩证的整体观、构成论的研究方法、辨证论治的治疗模式以及属于天然植物 药的中药所特有的低毒性、确切疗效、无耐药性并具整体调节和双向调节效应等方面的优势， 在国际上引起了持续升温的中医热。但是，中医药学要真正走向世界，就必须充分利用现代科 学技术的发展成就，完成自身的现代化，以适应快节奏、高标准的现代生活的需要。近年来， 围绕着中医现代化的课题，国内外开展了大量的临床和实验研究，取得了可喜的成绩，特别是 在中医诊断的规范化方面、微观辨证研究方面取得了重大进展。而分子生物学作为一门新兴学 科，因其既反映了细胞的微观分子结构，研究了生命物质基础，又反映了人的整体水平的功能 规律，而成为当前生命科学中最重要和最具活力的学科。以分子生物学方法来研究中医中药， 阐明两者之间的内在联系，共同揭示生命现象的本质，对于促进中医药学科的现代化无疑是具 有现实意义的。 1 中医学的整体观与分子生物学 中医学具有朴素的唯物论和辩证法思想，中医理论的阴阳五行学说、脏象学说以及药物四 气五味与归经的理论，无不体现了朴素的整体观、系统论和控制论观点，其构成论的整体思想 是中医的特色和优势，贯穿着中医临床和实践。而自本世纪五十年代建立起来的分子生物学， 从分子水平辩证地研究整体的功能和联系，即应用还原方法对生命进行研究，从细胞超微结构 及分子水平阐明生命的物质基础，再经综合分析过程，利用现代系统论、控制论、信息论和协 调论等学说，把“孤立”的物质与组成整体的所有器官联系在一起，把局部的作用和整体的功 能联系在一起，把局部的病变和整体的健康状况联系在一起，把人体与自然界联系在一起1 ， 这种建立在大量实验基础上的辩证的整体观不仅与中医的整体观有相似之处，而且比中医对整 体的认识更为客观、清晰。分子生物学在充分的实验根据上形成的反馈调节论、信息论等，比 中医学中反映在五行生克关系等中的朴素的控制论、信息论思想更具有现代性和实用性。引入 分子生物学方法研究中医，既不会脱离中医的整体观，又能使中医从客观化、定量化上与综合 演绎的方法联系在一起，填补中医缺乏微观还原分析的空白，使中医的抽象思维建立在深 刻的实验科学研究的基础上；同时，分子生物学的辩证的整体观、系统论等方法论，有利于中 医从朴素的方法论尽快地转到现代辩证的方法论上来。 2 中医理论研究与分子生物学 近年来的研究表明，从分子水平去研究中医，不仅证实了中医理论的科学性，而且能有机 地沟通功能与物质之间的联系。中医以阴阳学说来解释生命运动变化的对立统一性，如何从客 观入手，揭示阴阳学说的物质基础和一般规律?过去曾从植物性神经交感神经系统和副交 感神经系统机能变化进行了不少研究。1973 年美国生物学家 Goldberg 根据 cAMP、cGMP 这一 对环核甘酸对细胞功能的相互对抗、相互制约，保持一定比例关系和相对平衡作用，提出了生 物控制的阴阳学说，认为这就是东方医学的阴阳学说的物质基础2 。近几年来我国对 cAMP、cGMP 与中医阴阳学说进行了研究。不少文献报道阳虚者 cGMP 水平升高，cAMP/cGMP 比 值下降；阴虚者 cAMP 水平升高，cAMP/cGMP 比值升高。进一步分析 cAMP、cGMP 与阴虚、阳虚 的关系，可见阳虚者主要表现副交感神经系统活动加强的临床证候；而阴虚者主要表现为交感 神经系统活动加强的临床证候。由于环核甘酸是传递细胞信息、调节细胞代谢、影响细胞功能 的重要物质，对某些疾病的发生、发展和治疗具有重大意义，所以，把环核甘酸看作阴阳的物 质基础之一，在临床上具有很大实用性。 中医脏象学说认为脏腑之间存在着生理上的相互联系，病理上的相互影响。如心主血，肝 藏血，肝阳上亢可致中风，肝郁气滞可引起心血瘀阻。现代医学证明，高血压、动脉粥样硬化、 冠心病与肝关系密切。如肝脏对脂肪代谢过程亢进，可引起内源性甘油三酯水平升高，血浆低 密度脂蛋白(LDL)和胆固醇升高，肝脏释出较高脂肪时，促使血管内皮增生，并易形成高浓度 脂类过氧化物，血管壁内 cAMP 水平下降，前列腺 I2 合成减少，导致血小板聚集，血栓形成， 进而可致动脉粥样硬化，造成冠心病发生或发展。而很多降血压、降血脂、治疗冠心病的中药 都入肝经或心经，不少与调整血浆或血小板的环核甘酸有关3 。又如中医肾脏，具有藏精、 主生长发育和生殖的功能，肾精是肾主生长发育的物质基础，它包括“先天之精”和“后天之 精” ，二者相辅相成，密切配合，使肾发挥促进机体生长、发育和逐步具备生殖能力的生理效 应，故称“肾为先天之本” 。现代分子生物学研究证实，基因与人体的生长发育有密切关系， 基因是生物体内特定的 DNA 核甘酸片段，是生物遗传的基本单位，基因的表达与调控直接影响 着细胞的增殖与凋亡，决定着人体的生长发育、衰老和生殖、遗传，与中医“肾主生长发育” 之间有着许多内在联系4 。以上都说明中医脏象学说是有分子生物学基础的。 3 微观辨证与分子生物学 微观辨证学是近年来从中医诊断学中开拓出来的一门新学科，它是随着现代光学、声学、 电子学，特别是现代数学和分子生物学进入辨证学，使传统的宏观唯象辨证进展到与实验研究 及微观、微量、超微结构检测、观察高技术相结合的水平。运用分子生物学探讨辨证诊断指标 方面，目前对脏腑辨证中的脾肾辨证指标研究较多，如通过组织化学染色和放射免疫法测定， 对慢性胃脘痛脾虚证胃粘膜肠化生分型及胃粘膜与血浆环核甘酸含量测定，发现肠化生率、结 肠型肠化生率和不全性肠化生率在良性胃病与胃癌间、在脾气虚与脾虚气滞证之间，均有显著 性差异，提示 cAMP 量变可能是引起虚证胃粘膜肠化生和胃癌的物质基础5 。而肾虚的实质， 一般多表现为垂体与肾上腺、甲状腺、性腺系统功能下降，肝、脾核酸含量下降，碱性磷酸酶 减少，细胞内 DNA 合成和更新降低，以致影响 DNA 复制、RNA 转录和蛋白质的合成6 。应用 益肾养精的方药调治，能使上述改变恢复正常。因此，应用分子生物学以及其它学科的先进技 术和方法，在中医理论指导下，紧紧结合临床疾病、证候，就一定能够促进中医诊断的宏观与 微观的辩证统一。 4 中药开发研究与分子生物学 长期以来，中药以其确切的疗效、低微的毒副作用以及没有耐药性而受到人们的信赖，特 别是中药独特的双向调节和整体调节效应更成为当前研究的重点。随着分子生物学技术在中药 研究中的应用，必将使中药的开发应用进入一个新的阶段。 4.1 分子生物学为中药的品种鉴定和质量控制提供了机遇 我国中药材种类繁多，资源丰富，然而来源复杂，过去一直采用形态分类法来鉴别生物物 种，这种建立在宏观观测水平上的方法往往不完善，易致争议，从而为中医遣方用药中道地药 材采用带来困难。随着分子生物学及分子克隆技术的发展，现在可以根据遗传物质 DNA 在不同 生物个体的差异来鉴别生物物种，如利用限制性内切酶酶切片段长度多态性(RFLD)来研究品种 间、种属间的 DNA 的变异情况，从而揭示不同品种间的亲缘关系，为鉴别药材品种提供依据； 同时，这种方法也能为寻找新的药用资源提供线索7 。而聚合酶链式反应(PCR)技术的出现， 以其 DNA 扩增产物的专一性强、不需进行特殊纯化，而且高速、高效、优质和全部自动化的优 点，为中药材特别是贵重药材的鉴别带来了方便。此外，各种蛋白电泳分析如聚丙烯酰胺凝胶 电泳(SDSPAGE)等以及中药血清学鉴别为制定中药质量标准提供了可能性。 4.2 分子生物学促进了中药作用机理的研究 中药治病的物质基础，是通过其所含的生物活性分子而发挥作用，中药复方含多种生物活 性成份，即是一种植物中药，也常含多种化学成份，可能是某种或多种成份从各个方面调节病 体内的多个环节，使之逐渐恢复平衡，这种整体调节及双向调节的效应是西医所不及的。利用 分子生物学的既采用还原方法又辩证研究整体的综合分析方法，从分子水平研究中药作用原理， 对促进中药开发有重要意义。国内不少单位开展了中草药的分子药理学研究，如丹参注射液使 血小板 cAMP 升高，有抗血小板聚集作用；血竭使血浆 cAMP 升高，cGMP 降低，抑制血小板聚 集，防止血栓形成。人参加强心肌收缩力，使心肌 cAMP 升高，cGMP 降低7 。而对生理性肾 虚的老龄大鼠肝组织 DNA 甲基酶活力及甲基化水平进行的研究，发现补肾中药能明显提高大鼠 DNA 甲基酶活力和 DNA 甲基化水平，从而具有延缓衰老的作用，这就为从基因表达与调控角度 阐述补肾中药延缓衰老的机制提供了依据和启示8 。日本学者山田等在对有关癌的研究中， 明确了汉方药可以调控癌基因及抑癌基因的表达，并诱导癌细胞的凋亡9 。国内乔氏在中药 治疗内毒性休克机制的研究中发现，超量一氧化氮形成是引起温病营血分证病理变化的主要因 素，补肾益气凉血方药和清热解毒方药均能减轻内毒素的致病作用，减少肿瘤坏死因子的产生， 抑制诱导型一氧化氮合酶基因表达及一氧化氮超量形成，从而减轻一氧化氮对机体的病理损伤； 补肾益气凉血方药还具有提高糖皮质激素水平及增强网状内皮系统功能的作用10 。 4.3 分子生物学有利于中药的培育和新药开发 当前我国采用的中药绝大多数为栽培品种，长期栽培的品种有许多难以解决的问题，如品 种种质老化，病毒寄生蔓延，种植费时、费工，繁殖系数低，难以适应生产基地生产药材的需 要。运用分子生物学中的基因工程和细胞工程技术，就能使这些问题迎刃而解。它一方面可对 药用植物品种实行遗传改造，或构建新型的抗逆力强的优良品种，以加强中药高产、优质、多 抗新品种的选育；另一方面，用基因工程技术培育出的抗病毒、抗虫害的新型中药能减少农药 施用，杜绝农药和重金属的污染，从而增强了中药使用的安全性，并促进中药出口11 。 而利用 80 年代建立的转基因器官培养技术和反义技术等分子生物学技术，不仅可以保护 濒危药物，同时对有效成分明确的各种中药可进行有效成分的生物工程生产，从而促进新的生 物制品的开发。 综上所述，自二十世纪五十年代建立起来的分子生物学迅猛发展，成为当今生命科学中最 重要同时也最具活力的学科，它已经渗透到了社会各个领域。它的发展，为中医药学理论与实 践的研究提供了难得的机遇。在保持和发扬中医理论和临证特色的基础上，充分利用分子生物 学的综合分析方法及先进技术手段，结合现代科学特别是现代医学的发展成就，使中医药研究 有质的飞跃，最终实现中医药现代化。 参考文献 1 汪建.试论中医.西医与分子生物学的方法论及三者的辨证关系.医学与哲学， 1984，(12)：14 2 Goldberg nD et al:Advance in cyclic nucleotide research,(3):155,1973,New York 3 陈奇.分子生物学与中医药研究.江西中医药，1985，(1)：57 4 张晓文，等.从基因角度探讨“肾主生长发育”的本质.中医药研究，1996，(3)：12 5 郭振球.论中医诊断学的发展.安徽中医学院学报，1988，(3)：2 6 郭振球.微观辨证学研究的回顾与展望.中医药信息，1990，(6)