刘杰，熊亮，周勤梅，彭成，郭力

(1.成都中医药大学药学院，四川 成都 611137；2.成都中医药大学，西南特色药材创新药物成分研究所，四川 成都 611137)

“道地药材”始见于《牡丹亭》，《神农本草经》中所谓“土地所出，真伪陈新，各有其法”。《本草经集注》认为“诸药所生，皆有境界”[1]。历代医家很早就意识到了道地药材的重要性。唐朝《新修本草》书中记载：“窃以动植物生，因方舛性，春秋节变，感气殊功。离其本土，则质同而异”。孙思邈的《备急千金要方》称：“古之医者，用药必依土地，所以治十得九。”金代李杲在《用药法象》云：“凡诸草木昆虫，产之有地，失其地，则性味少异。”揭示了特定的生态环境对药材质量的影响[2-3]，强调区分产地，讲究道地的重要性。

道地性是多种因素综合作用的结果，涉及药材的种源、栽培技术、地理环境、采收时节以及加工炮制等多个环节。在中医药的发展历程中，医药学家结合看、摸、闻、尝及水试、火试的经验总结出了一些道地药材的简单辨别方法，如“潞党参”具有明显的狮子盘头和疣状突起；宁夏枸杞以个大饱满、皮薄色红、肉厚籽小、味甜微苦等为特点；茅苍术根茎上含有大量朱砂点；以及关防风的“蚯蚓头”、黄芪的“菊花心”等等。传统鉴别方法为药材质量保证提供了宝贵的经验[4-5]。但随着引种、产区迁移、种源变化以及混淆品、掺杂品、伪品的层出不穷，包括附子新兴产区的形成[6]、GAP基地与道地产区肉桂质量类似[7]、丹参代用品拟建议加入丹参新来源等[8]。简单的外观性状特征鉴别已不能满足市场和生产的需求。同时道地产区药材存在质量参差不齐现象，使道地性研究进展缓慢。技术的丰富带来了诸多新设想，研究人员应用DNA分子遗传标记、组织形态三维定量分析、中药化学指纹图谱和生物效价检测等新技术，从遗传物质、表观性状、物质基础和生物效能等方面揭示中药道地性的科学内涵，为中药道地性的研究提供参考。

1 DNA分子遗传标记

道地药材的形成过程是基因与环境的双重选择，特定代谢产物的表达证明基因是道地性形成的关键因素之一[9]。基因层次的探讨主要来自分子遗传标记，包括DNA分子标记和蛋白质分子标记[10]。从遗传物质出发，通过分析药材的DNA多态性，发掘具有高度特异性的DNA片段，并对其进行测序分析，从分子水平上揭示道地药材中遗传变异规律，进一步阐释道地药材的遗传成因。DNA分子标记因其适用性广得到更多的应用，一般包括：AFLP、ISSR、RAPD、ITS和rRNA基因序列分析技术等类型[11-12]。

郝明干等[13]首次提出将AFLP结合 SCAR 标记的分子技术应用到中药材道地性的鉴别中，通过绘制不同产地中药材的AFLP指纹图谱证明遗传多样性，分析道地性产区药材的特异性差异带，进一步设计出特异性 PCR 鉴别引物和鉴定试剂盒，从分子水平上鉴定道地药材。王岚等[14]采用ISSR分子标记技术对17个居群川芎进行遗传背景分析，提出与生境、化学成分结合是道地性研究的新思路。ISSR分子标记已广泛运用于枳壳[15]、石斛[16]、党参[17]等道地药材的遗传多样性评价。肖小河等[18]研究证明RAPD技术在正确鉴别姜黄属不同种间群体的效果显著，对种内等级亦能进行有效的划分，可作为姜黄属药用植物的分类鉴定与道地性评价的新手段。结合聚类分析和化学图谱技术对冬虫夏草[19]、前胡[20]、广藿香[21]和当归等药材的道地性鉴别和形成机制进行了初步探索，特定遗传标记的确立成为了道地性研究的新方向。Hon等[22]也提出微卫星标记技术在鉴别人参植物学特性和起源上优势明显，可以在DNA水平的遗传分析上做到标准化。蔡朝晖等[23]对不同居群金银花的5S-rRNA基因间区序列变异和绿原酸进行分析，得出成分差异及道地性的成因皆为基因变异所致。周联等[24]以异地同种姜科药用植物阳春砂及市场流通品为研究对象，对其nrDNA内转录间隔区 (ITS)序列进行了测定和分析，发现6个阳春砂和绿壳砂的ITS-2序列完全一致，各样品的5.8 S序列也完全一致，差异在于碱基位点的ITS-1上，提出ITS-1序列分析可评判阳春砂的道地性。遗传物质是药材道地性形成的重要内在因素，各种DNA分子标记技术被逐渐应用于中药道地性研究。黄璐琦等[25]提出道地性是特定遗传背景、表性、时间及空间的综合交互产物，及其化学组成也有特征的自适应性。故结合化学成分、环境寻找道地药材特定基因，为道地性研究带来启发。

2 组织形态三维定量分析

三维重建是针对生物医学方面组织形态学二维资料的局限性而建立的对形态学参数和模型直观描述的技术。三角形面元以及NURBS (非均匀有理B样条)曲面的三维重建可实现复杂中药特征的三维重建与动态显示[26]。肖小河等[27]首次对中药组织三维动态及形态参数进行测定，描述了中药材麦冬的特征，刘峰群等[28]进一步综合应用显微图像分析、Mas-Ⅱ计算机图像分析系统，成功地鉴别了不同产地麦冬。此外，肖小河等还成功构建了郁金类中药(黄丝郁金、绿丝郁金、温郁金和桂郁金)的图像[29]，建立了黄连(多源道地药材)和姜黄属药用植物的显微鉴定模式识别系统[30-31]。冯建红等[32]利用等距抽样法对两个产地的防风体视学参数的测定，较客观地反映了各种组织的计量特征，已用于防风药材的产地鉴别。在凌秀华[33]的研究中发现福建和贵州太子参的区别表现在药材表面皱裙程度的不同，玉竹不同产地药材的横切面组织特征皆存在显著性差异。基于组织形态三维可获得的直观图像，形象反映其他鉴别方法难于识别的道地药材及其近缘品种和易混淆品种的区别。在研究道地中药性状鉴别过程中进一步结合计算机图像分析、显微图像分析等技术，是传统的鉴别技艺在现代的延续与创新，是更准确、客观地描述出道地性药材的鉴定特征的方法。

3 中药化学指纹图谱以及含量测定

中药化学指纹图谱是对中药化学成分信息的整体表征，是中药材质量控制和真伪鉴定的重要手段。其中，高效液相(HPLC)、红外光谱(IR)指纹图谱最为常用，除此以外还包括了薄层色谱(TLC)、紫外光谱(UV)、质谱(MS)和核磁共振(NMR)指纹图谱等[34-35]。结合化学计量学方法对中药道地性成分进行追踪，使得中药道地性研究具有一定的导向性[36]。

3.1 高效液相色谱

高效液相指纹图谱是表征中药化学成分整体性和特征性的常用技术。陈皮为传统道地药材，是广东三宝之首、十大广药之一，据其产地的不同分为陈皮和广陈皮[37]，然在药典中的鉴别方式都是以其橙皮苷的含量来界定[38]。针对其道地性带来的价格和效果差异而产生伪品、次品的问题，罗艳等[39]研究人员建立了32批广陈皮药材和10批陈皮药材的HPLC指纹图谱，确定了17个共有峰、3个特征峰群，发现10批陈皮的共有模式并无特征峰A；且虽有特征峰群B、C，但二者的峰面积比例较32批广陈皮药材共有模式差异大，可作为道地性鉴别的重要条件。Miao等[40]对江油、布拖以及云南等产地的附子进行比较，发现江油道地产区附子有苯甲酰乌头原碱特征峰，同时提出苯甲酰新乌头原碱与新乌头碱、单酯型生物碱与双酯型生物碱的比例也可能是附子道地性标志之一。Wang等[41]建立了甘肃定西地区当归的HPLC指纹图谱，对比于其它产区的当归具有显著的差异性，可用于当归的道地性评价。苏建春等[42]建立了不同产地的黄芩的UPLC指纹图谱，初步分析构建了这几个批次黄芩的判别函数模型，且对黄芩的产地判别正确率达到了96.9%。金立阳等[43]通过对四川、广西两地泽泻的HPLC-MS/MS结合不同分析手段，筛选出6种主要差异性成分，并提出采用差异性最大的泽泻醇B的限量进行产地的区别。

3.2 红外光谱

红外光谱技术以其操作简单、无损化、检测速度快等优点而被应用于药材产地的鉴别。孙素琴等[44]通过对不同产区45批次的山药进行了红外指纹图谱的建立并结合聚类分析的方法，得出道地与非道地的分析模型的区别极为显著。Fan等[45]研究人员通过天麻的FT-IR测定，提出光谱耦合分析、成分分析和偏最小二乘-判别分析的结合可以作为不同产地天麻的鉴定手段。万洪善等[46]对姜黄红外指纹图谱结合模式识别和双指标分析，建立起分数评定方法可对不同产地姜黄进行鉴别。此外，研究者们应用近红外指纹图谱法对党参[47]、黄柏[48]以及苍术[49]等具有明显道地性的药材进行鉴别，为道地性药材的真伪优劣提供了参考。

3.3 太赫兹时域光谱

太赫兹时域光谱是新兴的以太赫兹波为基础发展而来的一种无损检测技术，已经运用于许多领域中。太赫兹时域光谱在中药的研究领域，大多数研究的是中药材中所含的代谢物，其在光谱范围内的低频振动和转动模式，为中药材的研究提供新的光谱特征信息和鉴别依据[50-52]。徐哲等[53]运用光谱匹配算法对不同产地的鸡血藤和大血藤进行了区别鉴定。张建等[54]运用双指标序列法分析太赫兹光谱，成功建立对不同产地、不同品种莪术的区分方法。田珺宏[55]基于可视化算法和自编码理论，建立了以川芎、羌活和贝母为例的产地、规格种类的鉴别方法。郭帅[56]也通过太赫兹频谱折射率和吸收系数的差别对牛膝、贝母等中药的产地进行鉴定。李小霞等[57]研究人员在对附子进行太赫兹分析时提出吸收系数同制样方法可以作为附子道地性鉴别需考虑的重要因素。

3.4 其它化学成分分析技术

随着仪器分析技术的快速发展，多种分析手段的联合应用也在不断加强，为中药质量的精准把控提供了有力的保障。李然等[58]应用GC-MS指纹图谱技术，结合聚类分析和主成分分析，建立了平江白术的质量控制的标准。黄璐琦等[59]通过GC-MS分析发现道地产区与非道地产区苍术挥发油中苍术酮、苍术素、苍术醇和β-桉叶醇的含量及比例上存在显著差异，进一步研究提出环境因子和遗传因子的共同作用是道地药材形成的关键因素。人参自古以来拥有“百草之王”的美誉，是东北三宝之首[60]，Yin等[61]通过对人参皂苷含量及其合成酶活性的研究，发现总皂苷含量与人参皂苷Re含量呈显著相关，进一步对其含量与HMGR、DS基因表达进行相关分析，可作为人参产地鉴别的新方法。Yuan等[62]应用电感耦合等离子体发射光谱法建立了数十个产区浙贝母的元素指纹图谱，发现镍元素为不同产区浙贝母中最具特征的元素，并可以作为鉴别浙贝母的方法。吴辉贵[63]首次将 CPMG 技术、STOCSY、二维 HSQC 和 HMBC 的结合应用于不同产区杜仲化学成分分析，建立了杜仲的核磁共振指纹图谱，并运用于阐释杜仲药材的道地性。王蔚昕[64]通过电子鼻技术分析了不同产地当归的气味，构建了较为准确当归道地产区的判别模型。

4 生物效价评价

生物效价测定是依据临床功效对中药的内在质量进行评价，通过中药的主治和毒效，经由相关的药理作用直观反映中药品质[65]，是近年来发展用于结构复杂、理化方法不能测定其含量、或不能反映其临床生物活性的药物评价方法。目前，研究者们利用生物效价对板蓝根[66]、薏苡仁[67]和大黄[68]等多种药材的质量进行评价。肖小河等[69]首次提出将生物效价检测引入对道地中药研究中，并成功对不同产地黄连进行了准确的辨识[70]。陈二林等[71]从当归的活血角度出发，选择抑制血小板聚集为指标，利用生物评价模式对当归活血功效的差异性进行了考察，提出此法可以作为不同产地当归综合评价的依据。梁美美等[72]建立体外纤溶生物活性检测方法评价地龙产地和炮制方法带来的影响。王丛等[73]综合抗菌、抗病毒作用以及穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯的含量测定对不同产地穿心莲进行质量控制。Wu等[74]提出综合生物效价和生物标志物是对中药质量进行评价的新视角。该评价体系直接与临床疗效密切相关，是中药鉴别和质量评价“唯成分论”传统模式研究的补充和完善。在产区为主导的情况下，环境、基源、栽培技术、炮制加工等也对药材活性产生影响。生物效价评价作为道地药材的参考标准还需进行深入研究[65]。

5 讨论与总结

中药是一个多成分多靶点发挥作用的复杂体系，随着研究的深入，以临床为导向的中药“品-质-性-效-用”一体化研究已成为现代中药研究的关键[75]。道地药材即是医药学家基于中药临床疗效优选的产物。在“眼看、手摸、鼻嗅、口尝”鉴别的传承和发展基础上，应用DNA分子遗传标记、组织形态三维定量分析、中药化学指纹图谱和生物效价检测等新技术，从遗传物质、表观性状、物质基础和生物效能等方面揭示中药道地性的科学内涵，为科学研究者提供一定的参考。目前，道地性的研究仍然是中药研究中亟待突破的难点。它是一个综合因素作用后形成的复杂体系，研究虽然已发现多种道地性药材存在一定的特征性，但大多研究较为孤立和局限，未深入探究中药道地与差异之间的关联，因此形成一套道地性药材评判体系具有重要的指导意义。随着现代科学技术的发展，越来越多的分析技术可用于中药道地性多层次的研究，同时也将不断的融入其它的先进技术，如质谱成像技术、液相色谱-质谱-核磁共振(LC-MS-NMR)联用技术等。值得一提的是需要加强道地性的综合性评价和分析，通过从不同产地大样本量进行统计分析，以获得可靠的数据，不断追溯产生道地性的原因，揭示道地性差异的物质基础，将其与药效学评价相结合，进而系统全面地阐释道地性药材临床应用的优越性。

道地性药材是中医药的基石，是道地性理论的载体，充分体现中医药理论内涵。道地性的研究任重而道远。为传承中药道地性的精髓，推动中医药事业的发展，国家出台了《全国道地药材生产基地建设规划(2018—2025年)》，明确提出推进中药材规范化种植。文山三七[76]、集安人参[60]、江油附子[77]规范化种植带来的市场认可有力地证明了GAP基地建设的必要性。区域控制标准的统一，GAP规范化种植可有效地改善同一产区药材存在质量差异的问题。另外，存在道地药材产区变迁的中药材，如黄芩、丹参，姜黄和郁金等[78]，需加快对其进行本草考证，促进对道地药材新旧产区的评估认证，做到有迹可循、有理可依。