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三叶青研究和生产现状及发展对策

2020-12-25周昌和杜向标刘守赞蒋玲苔王嘉一潘洁渝楼莹莹郑炳松

浙江林业科技 2020年6期
关键词:浙江研究发展

李 者 ,周昌和,杜向标,刘守赞,白 岩,蒋玲苔,王嘉一,潘洁渝,楼莹莹,郑炳松

(1.浙江农林大学,省部共建亚热带森林培育国家重点实验室,浙江 杭州 311300;2.浙江农林大学 林业与生物技术学院,浙江 杭州 3 113003;3.龙泉市林业局,浙江 龙泉 323700;4.龙泉市城区林业工作站,浙江 龙泉 323700;5.浙江农林大学植物园,浙江 杭州 311300)

中药三叶青,学名三叶崖爬藤Tetrastigma hemsleyanum,为葡萄科Vitaceae 崖爬藤属Tetrastigma藤本植物,全株均具有药用价值[1],多以块根入药,味微苦,性平,具有清热解毒、消肿止痛、化痰散结的功效,可用于小儿高热惊风、百日咳、疮痈痰核和毒蛇咬伤[2]。清代《植物名实图考》中记载“石附子(即三叶青)俚医以治小儿,退热、止腹痛,取浆冲服”[3];《浙江民间常用草药》记载“清凉解毒、祛风化痰功效,可治小儿风热,惊风、疝气痛、咳嗽、发烧及口腔炎等;治蛇咬伤”[4];《全国中草药汇编》中记载三叶青可治疗小儿发热惊厥、毒蛇咬伤、肺炎、肝炎[5]。

近年来,有研究表明,三叶青具有抗肿瘤的药效,引起了人们的极大关注,产业发展迅速,并于2018 年,与铁皮石斛Dendrobium officinale,灵芝Ganoderma Lucidum,番红花(中药名西红花)Crocus sativus等并称为“新浙八味”[6]。与此同时,暴露出了三叶青野生资源稀缺、人工引种种植混乱、特征成分不明等问题,亟待解决。为了三叶青产业能健康快速地发展,本文采用整合文献、分析网络数据和实地考察等方法,对三叶青自2009-2019 年底近十年的研究和发展现状进行整理并归纳总结,提出解决方案,以期为三叶青产业的提升提供借鉴。

1 三叶青研究进展

1.1 三叶青药用价值

研究表明,三叶青的主要有效成分为黄酮类、三萜类、甾体类、酚酸类和脂肪酸类化合物[7],安全无毒,且副作用小,被称为“植物抗生素”。近年来,以三叶青中的黄酮、多糖以及未标明成分的提取物为研究对象,发现其可有效抑制肺癌[8-10]、肝癌[11-14]、乳腺癌[15-16]、食管癌[17]、结肠癌[18]细胞的增殖和迁移,如:浙江艾克野生植物有限公司研制出以三叶青块根为原料,可抑制肿瘤细胞的金丝地甲胶囊[19],与鳖甲消癥汤联合,一个疗程后瘤体稳定缓解率可达到66.7%[20]。三叶青用于白血病治疗也有较好的效果[21-22];还可用于治疗病毒性脑膜炎等疾病[23]。

目前,尽管在三叶青中发现了多种不同种类的化合物,但是,研究者们认为,其抗炎、退热等起效快的有效成分却没有明确对应;三叶青抗肿瘤效果良好,但研究多数使用其提取物,具体指标性成分和药物起效及代谢等过程有待进一步探究。这些问题未解决,在一定程度上阻碍了其进入《中华人民共和国药典》,进而影响了产业进程。

1.2 三叶青栽培技术

三叶青为阴生于山谷的濒危药用植物,故而对其人工栽培技术的研究对三叶青产业的发展至关重要。其中,以对影响三叶青生长的光照条件的研究较多,结果表明,采用光照强度调控(遮荫70%左右)[24-26]、光质调控(红蓝光质)[27-29]、光周期调节(光照12 h·d-1)[30-31]等措施,均有利于三叶青的生长以及代谢产物的积累。在三叶青生长过程中,所施用的肥料种类对其生长也至关重要。研究表明,施用不高于0.5 g·kg-1的氮肥有利于三叶青的生长[32],以硝态氮(NO3--N)形式施用对黄酮积累更有益[33]。

1.3 三叶青组培技术

三叶青组织培养技术日臻成熟[34]。诱导愈伤组织产生和进行继代培养的最佳条件为,培养基采用MS、30 g·L-1蔗糖、2.0 mg·L-16-BA 和0.2 mg·L-1NAA 混合配方,光源为日光灯,培养温度为28℃。如果配合采用9∶1 或7∶3 红蓝混合光源,可提高三叶青干物质的含量。向倩倩等[35]利用农杆菌C58C1 菌株建立起三叶青毛状根培养体系,得出毛状根中的黄酮含量为2年生三叶青块根中黄酮含量的1/5。

图1 2009-2019 年三叶青文献类型和数量Figure 1 Literatures on T.hemsleyanumfrom 2009 to 2019

对三叶青的科学研究为产业发展提供了一定的理论基础,但目前关于三叶青的理论研究还不够全面,如图1 可见,对三叶青的研究多集中在药理、药化和生理方面的研究,对分子生物学相关研究仅以“三叶崖爬藤”之名发表于植物相关期刊[36],而对其药学方面的研究相关期刊涉及较少。研究方向较为单一且浅显,难以为产业的多层次、多方位发展提供有力依据。

2 三叶青产业发展现状及存在的问题

2.1 产品种类日渐丰富、产业发展宜进一步加快速度

对三叶青的研究起步较晚,因此,其至今未被收录进《中华人民共和国药典》,无法生产以其为主要成分的药品,这是制约其产业发展的关键问题。目前,仅在《浙江省中药材炮制规范》[2]中对三叶青进行了描述,其原药材仅进入浙江省医保,存在发展的地域差异。同时,三叶青不在卫生部《既是食品又是药品的物品名单》和《可用于保健食品的物品名单》中,因而限制了与之相关的保健品的生产,致使其相关保健品种类少之又少。令人欣慰的是,近年来,以三叶青为主要原料的金丝地甲胶囊、金芪片和中肝合剂等保健品,对于提升癌症术后患者的生存率和改善生活质量效果显著[20],并且逐渐在市场中占领了一席之地;目前,已有多家生物医药公司根据《浙江省中药材炮制规范》生产三叶青冻干粉,用于退热、抗菌、消炎,活性高、起效快。不仅如此,以三叶青提取物为主要原料的化妆品也陆续问世,如三叶青凝胶、洗手液和三叶青牙膏等,慢慢被民众所熟知。

图2 “新浙八味”论文量Figure 2 Papers on “New Zhebawei” in some academic websites

2.2 野生资源稀缺、引种和种植较为混乱

由于三叶青的药用效果良好,肿瘤抑制作用显著,因此,需求量不断增加,野生资源被过度采挖,现已成为一种濒危的药用植物。2011 年,浙江三叶青栽培品种被列入“浙江省首批农作物种质资源保护名录”。由于浙江三叶青生长周期长,野生资源恢复慢,给后续研究造成了一定的困难,也在一定程度上阻碍了三叶青产业的发展。

目前,浙江、江西、福建等地区开始人工种植三叶青。但是,因为引种混乱,致使市面上的三叶青来源混杂。黄真等[37]发现浙江和广西产三叶青在形态与水浸液都有不同,导管排列方式也有区别;彭昕等[38]发现云南等地区的三叶青相比浙江产三叶青块根较大,产量也较高;但浙江产三叶青块根的价格是云南、广西等地区的4~ 5 倍。由此可见,产地不同,质量差异较大,评价标准无法统一,为三叶青引种栽培和品质鉴定带来了困难。

同时,通过对浙江临安、遂昌、龙泉、黄岩、衢州等多家种植基地进行取样调查和访问调查后发现,三叶青人工种植方式也存在诸多问题,多数基地的栽培管理方法不科学。例如,在搭遮荫棚大田种植中,使用喷灌技术可使棚内保持较高的空气湿度,但夏季棚内高温,致使三叶青生长缓慢,高湿则容易发生病害。另外,浙江产三叶青种植年限长,需要3 年以上才可采收,管理成本高,又因为价格相对其他产地高,致使收购困难,很多种植户的积极性受到打击,产量和品质无法保证。

2.3 知名度低,民众接受度不高

三叶青主要产于浙江、湖南、广西和福建等地区,除这些地区之外,人们并不了解这种中药。文献检索显示,从1957 年起就有人对三叶青临床效果进行了研究[39]。但在中国知网、维普网、Web of Since 和Springerlink 等文献检索网站进行关键词搜索(图2)时发现,与“新浙八味”中其他药材相比,有关三叶青的论文数量相对较少,仅占1.06%~ 2.42%。在“新浙八味”中,三叶青的日搜索量(图3)仅占总搜索量的4.348%,说明群众对其接受度较低,影响了三叶青市场的活跃度。

2.4 三叶青产业发展滞缓,给价格带来冲击

图3 “新浙八味”日搜索量Figure 3 Daily search of “New Zhebawei”

图4 三叶青2014-2019 年统货价格波动Figure 4 Price of unified T.hemsleyanum during 2014-2019

三叶青产业链终端发展滞缓,影响了原药材的供应价格。由图4 可知,2014 年和2015 年,三叶青统货价格平稳在250~ 300 元·kg-1之间。2015 年下半年,除河北安国药材市场外,在其他三大药材市场(河南禹州、江西樟树、安徽亳州)上的三叶青统货价格呈下降趋势,2018 年稳定在100 元·kg-1左右。2019 年5 月份后亳州药材市场、玉林药材市场和安国药材市场上的三叶青统货价格都有小幅度上涨。初步分析其原因是,三叶青产业发展存在明显的地域限制性,民众接受度不高;市场销售途径较少,市场需求量低;又因三叶青育苗容易,品质评价标准不统一,市场准入门槛低,种植户连年增多,供求不平衡,致使近年来价格逐渐下降。

3 三叶青研究及产业发展对策

3.1 加强三叶青研究的深度和广度,为三叶青产品深度研发奠定坚实基础

Nature公布的科学热词排行榜,癌症于2017 年和2018 年连续两年位于榜首。三叶青作为具有抑制癌细胞作用的药用植物,具有很高的研究价值。如图5 所示,有关三叶青的文献数量在逐年增加,在2010 年后的9年中,论文数量呈跨越式增加。说明研究人员对三叶青的重视程度不断提高,也为其投入了大量精力。但是这些研究结果还远不足以满足产业发展的需求。因此,应注重三叶青研究的深度和广度。首先,应加强对三叶青药理和毒理的研究,明确三叶青提取物的作用机理,为有效成分的研究打下基础;其次,加强对三叶青特征性有效成分的研究,明确其抗肿瘤、抗病毒和清热的具体成分;同时,关注对于不同体质的人群可能会产生不同的副作用;最后,加强产品的深度开发,例如提取物的精准产品研发。只有如此,才有可能让三叶青早日进入《中华人民共和国药典》,为三叶青市场的健康快速发展提供保障。

3.2 科学种植,精深加工,推进三叶青产业快速发展

三叶青产业发展依靠高质量、统一标准的货源、完善的供货渠道以及销售渠道。要解决目前三叶青种植业中存在的问题,就必须加大野生资源的保护力度,保证种植技术的科学化和规范化。首先,可采取封山育林、建立保护区的方法保护三叶青野生资源;也可通过收集野生三叶青种质资源建立种质资源库的方式对其野生资源进行保护。其次,提高三叶青的种苗质量,统一标准。目前,三叶青的主要繁殖方式为扦插,但扦插方法普通存在不易结块根的问题,白岩等[40]研究出了解决三叶青扦插不结块根问题的方法。洪霞等[41]在三叶青的扦插研究中发现,有无成对叶片是扦插成活的关键,且在种植时以控根容器中种植3 株为最佳。最后,仿生种植,提升原药材质量。林下仿野生种植三叶青是近年来较为流行的方法,不但可以利用竹林、经济林和果树的林下空间,还可以减少栽培管理措施,产出的药材品质也最接近野生三叶青,且产量较高,尤其是吴学谦等[42-43]发明的三叶青袋式栽培法,操作简单,可在毛竹Phyllostachys edulis林、果树等经济林下或光伏板下灵活使用。

以上措施均为平面栽培,是在袋口或盆口或缽口上的单层栽培,其空间利用和土地利用率低,难以在栽种地缺乏的城镇环境中种植,亦无法兼顾城市的美化和绿化工作。白岩等[44]对三叶青进行了柱式立体种植方式研究,可有效减少占地面积,提升种植效率。同时,亦可充分利用三叶青较高的观赏价值,作为景观中的重要耐阴绿植,与多种植物搭配,美化环境,赏心悦目。多层次研发三叶青新产品,增加其附加价值。在当今形势条件下,三叶青产业发展可以偏向保健品研发和化妆品研发方向。例如,研发类似金丝地甲胶囊和金芪片等具有抗肿瘤、抗病毒和提高免疫力效用的保健品,提高癌症患者的生活质量,延长寿命。此外,三叶青具有抗炎、抗病毒的作用,可以针对这一特点研发祛痘类的保湿水、乳液,具有消毒作用的洗手液和灌洗剂等化妆品或日化产品。

3.3 科研和产业联动,增加核心竞争力

图5 1957-2019 年三叶青论文数量变化Figure 5 Literatures on T.hemsleyanum during 1957-2019

近年来,三叶青产业得到了较大发展,但是目前还属于比较小众的药用植物,不为人们所熟知,这也是阻碍三叶青产业快速发展的一个现实原因。因此,正确把握三叶青入选“新浙八味”这一契机,挖掘三叶青的药效,加快产品的深度研究,丰富研发产品类型,提升其知名度和民众接受度,实现弯道超车,以增强其核心竞争力。综上所述,三叶青产业发展机遇与挑战并存。在国家和党中央强调中医药工作要“传承精华、守正创新”的大背景下,三叶青产业迎来了产业发展的春天。本文建议加强科学研究力度,推动产业进程,希望可以为三叶青科研产业链的健康发展提供借鉴。

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