生物技术在中药领域的应用现状、存在问题和对策
张 彩 霞
北京东菱医药生物科技有限公司
生物技术是一门应用生物科学研究成果以工程手段增加数量和提高质量从而满足人类日益增长的对生物制品需求的技术。三十年来，已在许多领域取得了巨大的进展，在中药领域中生物技术的应用研究也渐渐兴起，并在很多领域取得了可喜的成绩。但是，生物技术在中药领域中的研究在我国毕竟还只是刚刚起步，许多领域未曾涉及，在科研成果到产品的转化中还存在许多问题。
以下，将生物技术在中药领域应用现状、存在问题以及我们的对策一一进行阐述。
一、生物技术在中药领域的应用现状
1.生物技术在中药材培养领域的应用现状
(1) 中药的外植体培养和试管繁殖研究现状
, http://www.100md.com
迄今为止已有100多种药用植物经离体培养获得试管植株。苦丁茶、芦荟、怀地黄、枸杞、金线莲等中药进行了试管繁殖技术的研究。宁夏农林科学院枸杞研究所利用试管繁殖与嫩枝扦插相结合的繁殖方法繁殖出枸杞新品种“宁杞1号”和“宁杞2号”苗木一百多万株，加速了该品种的推广。
(2) 中药的液体培养研究现状
对三七、三分三、人参、西洋参、三尖杉、紫草、洋地黄、长春花、丹参、红豆杉等十几种药用植物建立了液体培养系统，并使有效成分达到或超过原植株。在此基础上，对长春花、三七、三分三、人参、紫草、红豆杉等进行了大规模培养的探索。对人参进行了10升体积的大规模培养，其化学成分(皂甙，灰分，金属离子，氨基酸)和药理活性(急性毒性，镇静作用，抗疲劳作用，抗高温作用，吞噬机能)与种植人参无明显差异，目前已作为美容保健品投放市场，这是我国中药生物技术产物第一个商品化的例子。
(3) 中药的毛状根培养和增殖技术的研究现状
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对甘草、丹参、黄芪、青蒿等多种中药建立了农杆菌转化器官培养系统。对黄芪毛状根的大规模培养技术和化学成分与药理活性进行了深入的研究，其药理作用的效价基本上与药用黄芪类似，皂甙、黄酮、多糖、氨基酸等含量类似于药用黄芪，而且粗皂甙和可溶性多糖含量稍高于药用黄芪。丹参毛状根的研究也证实七种丹参酮化合物不仅存在于毛状根组织中，约40%分泌到培养基中，而且丹参毛状根也具有形成水溶性酚酸类化合物的能力，其中丹酚酸A的含量是原植物的2.7倍。
(4) 对特殊生活类型药用植物的生物栽培研究现状
对名贵中药材“冬虫夏草”进行了人工栽培研究，其化学成分和药理功能与天然虫草基本相同，且虫草素的含量为天然的50倍。猪苓半野生栽培技术开发成功，该技术操作方便、投资少、收益大，可在生产上推广应用。此外，肉苁蓉、石斛、冬虫夏草等人工栽培或养殖技术也已取得一定进展。荒漠肉苁蓉、管花肉苁蓉、冬虫夏草、猪苓等药材的大面积推广试验也已列入计划。
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2.中药的基因工程研究现状
对水蛙素和黄芪毛状根进行了基因工程研究，在水蛭素Ⅲ(HV3)基因的合成、克隆、鉴定与表达方面取得了一定的进展。HV3分泌表达质粒PKSH在大肠杆菌中表达以后，表达产物分泌到细胞膜间质中，其抗血凝酶生物活性为10-14ATU/ml培养液。从黄芪毛状根cDNA文库中分离出一种葡萄糖甙转移酶基因，确定了它的核苷酸顺序，并在大肠杆菌中表达。此外，还有人研究了杜松烯合成酶基因在青蒿毛状根中的转移和表达。
3.中药的基因芯片研究现状
生物芯片是指能对生物分子进行快速并行处理和分析的固体薄型器，可以应用于中药成分的真伪鉴定、有效成分筛选及药理药效研究等领域。目前，我国已经成功地开发了中药鉴定和筛选的两种基因芯片。中药鉴定基因芯片，可以对中药材的产地、质量进行鉴定；中药筛选基因芯片，可以搞清楚中药的作用分子机理，筛选出中药的有效成分，减少副作用。
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4.中药DNA鉴定技术的研究现状
香港浸会大学中医药研究所成功开发了利用DNA基因检定技术结合等一系列尖端鉴定技术，为一种灵芝产品进行了鉴定，使产品达到国际认可标准。这种高科技的中药鉴定技术为中药现代化迈出重要的一步。
5.中药制剂生物技术的研究现状
我国科学家将传统的中医中药与先进的生物技术相嫁接，研制成功通过“剪断乙肝病毒的基因链”来治疗乙肝的中药生物技术制剂——甘必康胶囊，并获得了国家药品监督管理局的正式批准。中华医学会中医疑难病研究基金会糖尿病研究中心有机结合现代分子生物技术，在中药制剂中引入激光酶，成功研制了把中药直接导入胰细胞的治疗糖尿病的中药生物技术制剂——“胰岛再生灵”。
6.社会对中药生物技术的认识现状
许多中医药专家已认识到中药研究与生物技术结合的重要性和必要性。“2000年上海科技论坛”专题研讨会上，专家们提出：随着基因研究、转基因技术和克隆技术的发展，要实现中药现代化只有将中药同生物技术相结合。
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一些企业已意识到了生物技术和中医药结合所蕴涵的巨大商机，开始把眼光和资金投入这一领域。广州药业股份有限公司与解放军广州空军医院就合作研制“抗乙型肝炎病毒双质粒基因疫苗”项目正式签署了协议书。业内人士认为，此举标志着中药现代化与发展生物技术两大工程结合走出了坚实的一步。北京知金科技投资有限公司扩大对医药、生物技术企业或项目投资。
利用生物技术开发中草药的中试基地正式落成。哈润通产业集团开发公司与沈阳药科大学签订协议，在哈共同组建利用生物技术开发天然中草药的中试基地。中试基地的落成，会更好的连接技术开发与市场，使医药科研成果直接转入生产，从而较好地实现科技与经济相结合。
二、生物技术在中药领域应用中存在的问题
1.生物技术在中药中的应用还十分局限，除了在细胞工程和发酵工程方面有一定进展外，基因工程刚刚起步，酶工程和蛋白质工程尚未涉及，因此，进一步加强生物技术在中药基础和应用中的研究十分重要。
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2.由于生物技术在中药领域的应用研究刚刚起步，因此既熟悉中药学知识，又掌握生物学技术的人才极其缺乏。
3.企业和研究机构在生物技术在中药领域的应用研究方法，缺乏有力的资金支持。
4.作为新生事物，消费人群对中药生物技术产品缺乏了解，接受力差，导致了好不容易研制出的中药生物技术产品难以在社会上推广，制约了中药生物技术产品的研究开发。
三、发展我国中药生物技术产业的对策
1.继续加强生物技术在中药领域的应用研究
(1) 对目前紧缺的中药材展开工业化生产条件的研究
对目前紧缺的中药材，如名贵或大宗中药材野生资源(人参、杜仲、银新疆紫草、北细辛、华细辛、黄芪、蒙古黄芪、草苁蓉、荒漠肉苁蓉、管花肉苁蓉、黄连、山茱芭、铁皮石斛、霍山石斛、金钗石斛、剑叶龙血树、川贝母、梭新疆贝母、天麻、珊瑚莱、甘草、光果甘草、胀果甘草、巴戟天、黄檗、黄皮树、雪莲、金莲花、七叶一枝花、八角莲、云南红豆杉等植物和梅花鹿、马鹿、大壁虎、黑熊等)、资源再生的难度大的特殊生活类型的中药材(主要指寄生性药材如肉苁蓉、锁阳、冬虫夏草等，附生性药材如石斛，共生性药材猪苓等)、生长周期长的木本药材(黄柏、杜仲、厚朴、紫杉(紫杉醇的原料)、银杏等)、濒危野生动物类药材(主要指临床需用的虎骨、犀角、麝香、羚羊角等)，利用生物技术展开工业化生产条件的研究，使这些药材的资源能得到持续利用。
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(2) 建立药用动、植物基因库
建立药用动、植物基因库，利用生物技术开展对中药品种的鉴定研究。如最常用的贝母、白芷、大黄等，人们对这些基源植物“种”间的划分有很大差距。选择合适的DNA分子遗传标记技术方法，对以上中药的形态、孢粉、生化、染色体等进行多方面研究，使中药基源植物“种”及“种内等级”的划分更科学。
(3) 大力开展中药基因芯片的开发研究
由于基因芯片研究的重要性，及其可以带来巨大的商业价值和应用前景，国外从80年代起就开始研制生物芯片，而我国科学家从1997年才开始对生物芯片有所了解，目前国内仅有浙江江南生物科技有限公司一家进行中药基因芯片的开发研究。
(4) 加强次生物质代谢途径调节的研究
大部分中药中含有的次生代谢产物是其药理作用的物质基础，因此加强次生物质代谢途径调节的研究显得非常重要。建立有效的研究方法是加强这一研究的先决条件。
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(5) 重视“培养药材”的药理毒理研究
“培养药材”在培养过程中往往会发生多种变异，因而除了进行化学分析以外，以其进行药理和毒理实验，是中药生物技术应用的重要前提，同时也是进入市场成为商品不可缺少的基本环节。
(6)开展动物类药材生物技术的探索
占中药13%的药用动物药材极为紧缺，因此展开对药用动物(如虎、海马、穿山甲、熊、麝、犀牛等)生物技术培养的条件的探讨，对动物类药材资源供应和野生动物资源保护意义重大。
2.加强中药生物技术研究的组织和实施
(1) 提高对开展中药生物技术研究重要性的认识，应该与中药(复方)作用机理和药剂研究同列为振兴中药研究的三个重要内容。
(2) 增加对中药生物技术的投资力度，在攀登、攻关、863、自然科学研究基金、地方、企业等不同层次上设立专项研究基金，以支持中药生物技术研究。
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(3) 有关部门组织制定中药生物技术基础和应用研究的规划，在不同时期推出相应产品投放市场，以推动中药现代化研究。
(4) 在有基础有条件的研究单位建立中药生物技术国家重点实验室或研究中心，开展示范研究，以补充我国目前缺少的专业研究内容。
(5) 在国家生物技术学会中建立中药生物技术专业委员会，以示对这一研究的重视。
(6) 建立国家中药生物技术重大项目孵化器
在政策环境、技术基础较好的地区尽快建立5—10个中药生物技术国家重大项目的孵化器，配合具有自主知识产权、独特性的重大技术项目的实施，加速商品化、产业化进程。力争在5—10年内开发出一批具有自主知识产权和国际竞争力的重大中药生物技术产品，走出一条中药生物技术成果转化的成功之路。
(7) 加强国际合作，积极从国外中药生物技术研究先进的国家吸取经验，如日本、韩国。
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(8) 高度重视中药生物技术复合型人才的培养和引进
我国中药生物技术人才严重短缺。第一要重视人才的培养。在中药学专业本科阶段，增设专门的生物技术课程，课程的内容包括相关领域的综合性知识。在研究生阶段，要开设有关管理和经营方面的课程，大力培养中药生物技术产业化人才。还要特别重视在职教育，及时拓展新知识，注意培养既懂科技又懂经营与管理的两栖人才。第二要重视人才的引进。我国有大量的中药专业留学生在海外从事生物技术工作，国家有关部门应制定明确的有关鼓励和吸引海外留学生归国服务的具体政策措施。
(9) 选择创新项目，制定战略规划，参与国内、国际市场的国际竞争。
总之，我国中药的现代化研究已经迫在眉睫。生物技术的兴起为中药现代化研究提供了良好的机会和方法，重视和加强中药生物技术研究是我国中药现代化的迫切需求。只有将中药同生物技术相结合，才能实现中药现代化，尽快把中药推向国际市场。, 百拇医药
北京东菱医药生物科技有限公司
生物技术是一门应用生物科学研究成果以工程手段增加数量和提高质量从而满足人类日益增长的对生物制品需求的技术。三十年来，已在许多领域取得了巨大的进展，在中药领域中生物技术的应用研究也渐渐兴起，并在很多领域取得了可喜的成绩。但是，生物技术在中药领域中的研究在我国毕竟还只是刚刚起步，许多领域未曾涉及，在科研成果到产品的转化中还存在许多问题。
以下，将生物技术在中药领域应用现状、存在问题以及我们的对策一一进行阐述。
一、生物技术在中药领域的应用现状
1.生物技术在中药材培养领域的应用现状
(1) 中药的外植体培养和试管繁殖研究现状
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迄今为止已有100多种药用植物经离体培养获得试管植株。苦丁茶、芦荟、怀地黄、枸杞、金线莲等中药进行了试管繁殖技术的研究。宁夏农林科学院枸杞研究所利用试管繁殖与嫩枝扦插相结合的繁殖方法繁殖出枸杞新品种“宁杞1号”和“宁杞2号”苗木一百多万株，加速了该品种的推广。
(2) 中药的液体培养研究现状
对三七、三分三、人参、西洋参、三尖杉、紫草、洋地黄、长春花、丹参、红豆杉等十几种药用植物建立了液体培养系统，并使有效成分达到或超过原植株。在此基础上，对长春花、三七、三分三、人参、紫草、红豆杉等进行了大规模培养的探索。对人参进行了10升体积的大规模培养，其化学成分(皂甙，灰分，金属离子，氨基酸)和药理活性(急性毒性，镇静作用，抗疲劳作用，抗高温作用，吞噬机能)与种植人参无明显差异，目前已作为美容保健品投放市场，这是我国中药生物技术产物第一个商品化的例子。
(3) 中药的毛状根培养和增殖技术的研究现状
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对甘草、丹参、黄芪、青蒿等多种中药建立了农杆菌转化器官培养系统。对黄芪毛状根的大规模培养技术和化学成分与药理活性进行了深入的研究，其药理作用的效价基本上与药用黄芪类似，皂甙、黄酮、多糖、氨基酸等含量类似于药用黄芪，而且粗皂甙和可溶性多糖含量稍高于药用黄芪。丹参毛状根的研究也证实七种丹参酮化合物不仅存在于毛状根组织中，约40%分泌到培养基中，而且丹参毛状根也具有形成水溶性酚酸类化合物的能力，其中丹酚酸A的含量是原植物的2.7倍。
(4) 对特殊生活类型药用植物的生物栽培研究现状
对名贵中药材“冬虫夏草”进行了人工栽培研究，其化学成分和药理功能与天然虫草基本相同，且虫草素的含量为天然的50倍。猪苓半野生栽培技术开发成功，该技术操作方便、投资少、收益大，可在生产上推广应用。此外，肉苁蓉、石斛、冬虫夏草等人工栽培或养殖技术也已取得一定进展。荒漠肉苁蓉、管花肉苁蓉、冬虫夏草、猪苓等药材的大面积推广试验也已列入计划。
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2.中药的基因工程研究现状
对水蛙素和黄芪毛状根进行了基因工程研究，在水蛭素Ⅲ(HV3)基因的合成、克隆、鉴定与表达方面取得了一定的进展。HV3分泌表达质粒PKSH在大肠杆菌中表达以后，表达产物分泌到细胞膜间质中，其抗血凝酶生物活性为10-14ATU/ml培养液。从黄芪毛状根cDNA文库中分离出一种葡萄糖甙转移酶基因，确定了它的核苷酸顺序，并在大肠杆菌中表达。此外，还有人研究了杜松烯合成酶基因在青蒿毛状根中的转移和表达。
3.中药的基因芯片研究现状
生物芯片是指能对生物分子进行快速并行处理和分析的固体薄型器，可以应用于中药成分的真伪鉴定、有效成分筛选及药理药效研究等领域。目前，我国已经成功地开发了中药鉴定和筛选的两种基因芯片。中药鉴定基因芯片，可以对中药材的产地、质量进行鉴定；中药筛选基因芯片，可以搞清楚中药的作用分子机理，筛选出中药的有效成分，减少副作用。
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4.中药DNA鉴定技术的研究现状
香港浸会大学中医药研究所成功开发了利用DNA基因检定技术结合等一系列尖端鉴定技术，为一种灵芝产品进行了鉴定，使产品达到国际认可标准。这种高科技的中药鉴定技术为中药现代化迈出重要的一步。
5.中药制剂生物技术的研究现状
我国科学家将传统的中医中药与先进的生物技术相嫁接，研制成功通过“剪断乙肝病毒的基因链”来治疗乙肝的中药生物技术制剂——甘必康胶囊，并获得了国家药品监督管理局的正式批准。中华医学会中医疑难病研究基金会糖尿病研究中心有机结合现代分子生物技术，在中药制剂中引入激光酶，成功研制了把中药直接导入胰细胞的治疗糖尿病的中药生物技术制剂——“胰岛再生灵”。
6.社会对中药生物技术的认识现状
许多中医药专家已认识到中药研究与生物技术结合的重要性和必要性。“2000年上海科技论坛”专题研讨会上，专家们提出：随着基因研究、转基因技术和克隆技术的发展，要实现中药现代化只有将中药同生物技术相结合。
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一些企业已意识到了生物技术和中医药结合所蕴涵的巨大商机，开始把眼光和资金投入这一领域。广州药业股份有限公司与解放军广州空军医院就合作研制“抗乙型肝炎病毒双质粒基因疫苗”项目正式签署了协议书。业内人士认为，此举标志着中药现代化与发展生物技术两大工程结合走出了坚实的一步。北京知金科技投资有限公司扩大对医药、生物技术企业或项目投资。
利用生物技术开发中草药的中试基地正式落成。哈润通产业集团开发公司与沈阳药科大学签订协议，在哈共同组建利用生物技术开发天然中草药的中试基地。中试基地的落成，会更好的连接技术开发与市场，使医药科研成果直接转入生产，从而较好地实现科技与经济相结合。
二、生物技术在中药领域应用中存在的问题
1.生物技术在中药中的应用还十分局限，除了在细胞工程和发酵工程方面有一定进展外，基因工程刚刚起步，酶工程和蛋白质工程尚未涉及，因此，进一步加强生物技术在中药基础和应用中的研究十分重要。
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2.由于生物技术在中药领域的应用研究刚刚起步，因此既熟悉中药学知识，又掌握生物学技术的人才极其缺乏。
3.企业和研究机构在生物技术在中药领域的应用研究方法，缺乏有力的资金支持。
4.作为新生事物，消费人群对中药生物技术产品缺乏了解，接受力差，导致了好不容易研制出的中药生物技术产品难以在社会上推广，制约了中药生物技术产品的研究开发。
三、发展我国中药生物技术产业的对策
1.继续加强生物技术在中药领域的应用研究
(1) 对目前紧缺的中药材展开工业化生产条件的研究
对目前紧缺的中药材，如名贵或大宗中药材野生资源(人参、杜仲、银新疆紫草、北细辛、华细辛、黄芪、蒙古黄芪、草苁蓉、荒漠肉苁蓉、管花肉苁蓉、黄连、山茱芭、铁皮石斛、霍山石斛、金钗石斛、剑叶龙血树、川贝母、梭新疆贝母、天麻、珊瑚莱、甘草、光果甘草、胀果甘草、巴戟天、黄檗、黄皮树、雪莲、金莲花、七叶一枝花、八角莲、云南红豆杉等植物和梅花鹿、马鹿、大壁虎、黑熊等)、资源再生的难度大的特殊生活类型的中药材(主要指寄生性药材如肉苁蓉、锁阳、冬虫夏草等，附生性药材如石斛，共生性药材猪苓等)、生长周期长的木本药材(黄柏、杜仲、厚朴、紫杉(紫杉醇的原料)、银杏等)、濒危野生动物类药材(主要指临床需用的虎骨、犀角、麝香、羚羊角等)，利用生物技术展开工业化生产条件的研究，使这些药材的资源能得到持续利用。
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(2) 建立药用动、植物基因库
建立药用动、植物基因库，利用生物技术开展对中药品种的鉴定研究。如最常用的贝母、白芷、大黄等，人们对这些基源植物“种”间的划分有很大差距。选择合适的DNA分子遗传标记技术方法，对以上中药的形态、孢粉、生化、染色体等进行多方面研究，使中药基源植物“种”及“种内等级”的划分更科学。
(3) 大力开展中药基因芯片的开发研究
由于基因芯片研究的重要性，及其可以带来巨大的商业价值和应用前景，国外从80年代起就开始研制生物芯片，而我国科学家从1997年才开始对生物芯片有所了解，目前国内仅有浙江江南生物科技有限公司一家进行中药基因芯片的开发研究。
(4) 加强次生物质代谢途径调节的研究
大部分中药中含有的次生代谢产物是其药理作用的物质基础，因此加强次生物质代谢途径调节的研究显得非常重要。建立有效的研究方法是加强这一研究的先决条件。
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(5) 重视“培养药材”的药理毒理研究
“培养药材”在培养过程中往往会发生多种变异，因而除了进行化学分析以外，以其进行药理和毒理实验，是中药生物技术应用的重要前提，同时也是进入市场成为商品不可缺少的基本环节。
(6)开展动物类药材生物技术的探索
占中药13%的药用动物药材极为紧缺，因此展开对药用动物(如虎、海马、穿山甲、熊、麝、犀牛等)生物技术培养的条件的探讨，对动物类药材资源供应和野生动物资源保护意义重大。
2.加强中药生物技术研究的组织和实施
(1) 提高对开展中药生物技术研究重要性的认识，应该与中药(复方)作用机理和药剂研究同列为振兴中药研究的三个重要内容。
(2) 增加对中药生物技术的投资力度，在攀登、攻关、863、自然科学研究基金、地方、企业等不同层次上设立专项研究基金，以支持中药生物技术研究。
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(3) 有关部门组织制定中药生物技术基础和应用研究的规划，在不同时期推出相应产品投放市场，以推动中药现代化研究。
(4) 在有基础有条件的研究单位建立中药生物技术国家重点实验室或研究中心，开展示范研究，以补充我国目前缺少的专业研究内容。
(5) 在国家生物技术学会中建立中药生物技术专业委员会，以示对这一研究的重视。
(6) 建立国家中药生物技术重大项目孵化器
在政策环境、技术基础较好的地区尽快建立5—10个中药生物技术国家重大项目的孵化器，配合具有自主知识产权、独特性的重大技术项目的实施，加速商品化、产业化进程。力争在5—10年内开发出一批具有自主知识产权和国际竞争力的重大中药生物技术产品，走出一条中药生物技术成果转化的成功之路。
(7) 加强国际合作，积极从国外中药生物技术研究先进的国家吸取经验，如日本、韩国。
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(8) 高度重视中药生物技术复合型人才的培养和引进
我国中药生物技术人才严重短缺。第一要重视人才的培养。在中药学专业本科阶段，增设专门的生物技术课程，课程的内容包括相关领域的综合性知识。在研究生阶段，要开设有关管理和经营方面的课程，大力培养中药生物技术产业化人才。还要特别重视在职教育，及时拓展新知识，注意培养既懂科技又懂经营与管理的两栖人才。第二要重视人才的引进。我国有大量的中药专业留学生在海外从事生物技术工作，国家有关部门应制定明确的有关鼓励和吸引海外留学生归国服务的具体政策措施。
(9) 选择创新项目，制定战略规划，参与国内、国际市场的国际竞争。
总之，我国中药的现代化研究已经迫在眉睫。生物技术的兴起为中药现代化研究提供了良好的机会和方法，重视和加强中药生物技术研究是我国中药现代化的迫切需求。只有将中药同生物技术相结合，才能实现中药现代化，尽快把中药推向国际市场。, 百拇医药