道地药材产地溯源研究(1)
[摘要]道地药材极具中医药特色，是公认的品质优良的药材。古籍的记载及现代研究均认为，产地是道地药材形成的一个重要原因。由于道地药材盲目引种导致的质量下降，生产及销售等环节可能存在的伪劣药材，增加了中药材安全事故发生的风险。中药材安全事故频发不仅影响了中药材市场出口海外，更威胁到中医临床用药的安全性。因此迫切需要建立中药材可溯源系统，提供便捷的药材流通环节信息记录以及追溯功能。该文综述了道地药材可溯源的多种技术方法，并提出基于二维码及网络数据库建立道地药材溯源系统的实现方法。
[关键词]道地药材； 溯源系统； 二维码；数据库
我国历代医家十分重视中药材产地，在总结药性变迁与地域环境关系的基础上，提出了 “道地药材”之说。道地药材是极具中医药特色的一个整体性概念，也是中医临床长期实践中公认的品质优、疗效佳的中药材[1]，道地药材与其特有的遗传背景、生态环境、文化背景以及中医药理论有关[2]。《神农本草经》记载“土地所出，真伪新陈，并各有法”，陶弘景在《本草经集注》所写“诸药所生，皆有境界”，李时珍在《本草纲目》也有说明“动植形生，因地舛性……离其本土，则质同而效异”。药材由于土壤、气候、温度、光照等生态因子的不同，而导致品质上的差异[3]，揭示道地药材质量与产地密切相关。不少道地药材均冠以地名，如阳春砂、宣木瓜、茅苍术、岷当归、关黄柏等，既有地域的概念，又有文化的内涵。几千年来中医药历经数代人的总结、提炼，逐渐形成了类似“四大怀药”、“浙八味”等“安全、有效、稳定、可控”的道地药材，奠定了道地药材在中医药领域的核心地位。
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中药材的需求激增，野生中药资源尤其是道地中药材锐减，很多道地药材从野生变为家种。道地药材无序异地移栽是导致药材质量下降、“古方失效”的一个重要原因。曾报道，国内市场出现多品种、大宗的劣质中药材，均是由原植物异地引种的人工栽培品的品质变异导致。为解决这一问题，国内学者根据气候相似性原理，以气温、相对湿度、降水量、日照时数、极端最低温度、极端最高温度的1 km2的栅格气候数据库、1∶400万的土壤数据库和1∶100万的基础地理信息数据为基础，利用聚类分析和空间分析技术，建立了“中药材产地适宜性分析地理信息系统”(TCMGIS-I)[4]。该系统将影响药材生长的环境因子进行了量化和综合分析，能科学、快速、准确地分析出与药材道地产区最为相近的地区，结束了依靠传统经验和单个药材、单个气候因子、单个产地分析的低效、准确性差的做法。该系统首次利用GIS和完善的数值分析方法，解决了中药资源产地适宜区的地理空间分布问题，对于GAP基地选择具有重要意义。TCMGIS-I系统已经成功应用于西洋参、锁阳、唐古特大黄、青蒿等多种药用植物的产地适宜性评价[5-9]。
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然而，中药材生产中也存在很多的隐患，近年药材掺假事件频发，药材安全问题日益严重，大多数的中药因质量问题而难以迈出国门。溯源技术是探寻样品来源地的一种方法，最早是1997年欧盟为应对“疯牛病”问题而逐步建立并完善起来的食品安全管理制度。道地药材产品溯源是记录和追溯从中药材源头到各流通环节信息，保证中药材安全的一种高效措施。建立道地药材产地溯源技术体系不仅能保障药材真伪，而且在每个流通过程中实现对药材种子、种植、生产及销售过程的溯源查询，实现道地药材统一规范的信息管理。应用此技术可以追踪各环节关键信息，在此体系下一旦有假冒伪劣药材出现，可快速追溯存在问题的环节，满足消费者的知情权和选择权，尽可能避免中药材安全事故。本研究对道地药材产地溯源研究进行综述，以期为市场监管提供依据。
1 产地溯源技术的研究方法及在生物领域中的应用
溯源技术在中药材上的应用研究日益增多，药材溯源技术中的传统方法如性状分析、化学成分TLC及HPLC分析等对研究道地药材产地起到了重要作用，但面对种类繁多的道地药材，迫切需要更加准确快捷的溯源手段追溯其产地。近代已经相继提出许多方法，如DNA鉴定技术、中药指纹图谱技术、同位素示踪技术、无线射频识别(RFID)技术以及条码技术等用于道地药材的溯源研究。
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1.1 基于分子生物学技术的产地溯源研究
遗传背景是道地药材形成的一个内部因素，近年来有很多遗传信息与产地相关性的研究。刘玉萍等[10]对广藿香叶绿体基因及核基因组基因片段的研究表明广藿香的基因序列与产地具有良好的相关性。张君毅等[11]通过扩增半夏rDNA基因片段发现半夏rDNA变异与其地理分布相关。韩建萍等[12]通过AFLP方法发现地理位置相近的栀子种群聚为一类。Hu等[13]通过ISSR分析发现唐古特大黄Rheum tanguticum的基因距离与地理距离存在显著的相关性。也有研究表明某些物种的DNA序列与其产地并不都存在良好的相关性[14]。分子生物学手段可以从一定程度上表明药材道地性与产地的相关性，大大促进了道地药材的深入研究。基于DNA分子的溯源技术常用于生物制品或污染源的鉴定。比如中药材的基原物种鉴定，以及通过常规方法鉴定困难的材料(如粉末)，均可通过DNA条形码鉴定技术简便高效准确地对中药材的基原物种进行鉴定[15-17]。通过SNP快速鉴定中药材物种[18]、肉类产品[19]，检验检疫对未知生物个体的检定[20-21]以及追溯致腐微生物[22]等。药用植物的产地和遗传信息的相关性需根据自身特点做相应的研究，因此，依靠分子生物学技术很难实现中药材的实时溯源需求。
1.2 基于中药指纹图谱技术的产地溯源研究, http://www.100md.com(廖保生 宋经元 谢彩香 韩建萍 陈士林)
[关键词]道地药材； 溯源系统； 二维码；数据库
我国历代医家十分重视中药材产地，在总结药性变迁与地域环境关系的基础上，提出了 “道地药材”之说。道地药材是极具中医药特色的一个整体性概念，也是中医临床长期实践中公认的品质优、疗效佳的中药材[1]，道地药材与其特有的遗传背景、生态环境、文化背景以及中医药理论有关[2]。《神农本草经》记载“土地所出，真伪新陈，并各有法”，陶弘景在《本草经集注》所写“诸药所生，皆有境界”，李时珍在《本草纲目》也有说明“动植形生，因地舛性……离其本土，则质同而效异”。药材由于土壤、气候、温度、光照等生态因子的不同，而导致品质上的差异[3]，揭示道地药材质量与产地密切相关。不少道地药材均冠以地名，如阳春砂、宣木瓜、茅苍术、岷当归、关黄柏等，既有地域的概念，又有文化的内涵。几千年来中医药历经数代人的总结、提炼，逐渐形成了类似“四大怀药”、“浙八味”等“安全、有效、稳定、可控”的道地药材，奠定了道地药材在中医药领域的核心地位。
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中药材的需求激增，野生中药资源尤其是道地中药材锐减，很多道地药材从野生变为家种。道地药材无序异地移栽是导致药材质量下降、“古方失效”的一个重要原因。曾报道，国内市场出现多品种、大宗的劣质中药材，均是由原植物异地引种的人工栽培品的品质变异导致。为解决这一问题，国内学者根据气候相似性原理，以气温、相对湿度、降水量、日照时数、极端最低温度、极端最高温度的1 km2的栅格气候数据库、1∶400万的土壤数据库和1∶100万的基础地理信息数据为基础，利用聚类分析和空间分析技术，建立了“中药材产地适宜性分析地理信息系统”(TCMGIS-I)[4]。该系统将影响药材生长的环境因子进行了量化和综合分析，能科学、快速、准确地分析出与药材道地产区最为相近的地区，结束了依靠传统经验和单个药材、单个气候因子、单个产地分析的低效、准确性差的做法。该系统首次利用GIS和完善的数值分析方法，解决了中药资源产地适宜区的地理空间分布问题，对于GAP基地选择具有重要意义。TCMGIS-I系统已经成功应用于西洋参、锁阳、唐古特大黄、青蒿等多种药用植物的产地适宜性评价[5-9]。
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然而，中药材生产中也存在很多的隐患，近年药材掺假事件频发，药材安全问题日益严重，大多数的中药因质量问题而难以迈出国门。溯源技术是探寻样品来源地的一种方法，最早是1997年欧盟为应对“疯牛病”问题而逐步建立并完善起来的食品安全管理制度。道地药材产品溯源是记录和追溯从中药材源头到各流通环节信息，保证中药材安全的一种高效措施。建立道地药材产地溯源技术体系不仅能保障药材真伪，而且在每个流通过程中实现对药材种子、种植、生产及销售过程的溯源查询，实现道地药材统一规范的信息管理。应用此技术可以追踪各环节关键信息，在此体系下一旦有假冒伪劣药材出现，可快速追溯存在问题的环节，满足消费者的知情权和选择权，尽可能避免中药材安全事故。本研究对道地药材产地溯源研究进行综述，以期为市场监管提供依据。
1 产地溯源技术的研究方法及在生物领域中的应用
溯源技术在中药材上的应用研究日益增多，药材溯源技术中的传统方法如性状分析、化学成分TLC及HPLC分析等对研究道地药材产地起到了重要作用，但面对种类繁多的道地药材，迫切需要更加准确快捷的溯源手段追溯其产地。近代已经相继提出许多方法，如DNA鉴定技术、中药指纹图谱技术、同位素示踪技术、无线射频识别(RFID)技术以及条码技术等用于道地药材的溯源研究。
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1.1 基于分子生物学技术的产地溯源研究
遗传背景是道地药材形成的一个内部因素，近年来有很多遗传信息与产地相关性的研究。刘玉萍等[10]对广藿香叶绿体基因及核基因组基因片段的研究表明广藿香的基因序列与产地具有良好的相关性。张君毅等[11]通过扩增半夏rDNA基因片段发现半夏rDNA变异与其地理分布相关。韩建萍等[12]通过AFLP方法发现地理位置相近的栀子种群聚为一类。Hu等[13]通过ISSR分析发现唐古特大黄Rheum tanguticum的基因距离与地理距离存在显著的相关性。也有研究表明某些物种的DNA序列与其产地并不都存在良好的相关性[14]。分子生物学手段可以从一定程度上表明药材道地性与产地的相关性，大大促进了道地药材的深入研究。基于DNA分子的溯源技术常用于生物制品或污染源的鉴定。比如中药材的基原物种鉴定，以及通过常规方法鉴定困难的材料(如粉末)，均可通过DNA条形码鉴定技术简便高效准确地对中药材的基原物种进行鉴定[15-17]。通过SNP快速鉴定中药材物种[18]、肉类产品[19]，检验检疫对未知生物个体的检定[20-21]以及追溯致腐微生物[22]等。药用植物的产地和遗传信息的相关性需根据自身特点做相应的研究，因此，依靠分子生物学技术很难实现中药材的实时溯源需求。
1.2 基于中药指纹图谱技术的产地溯源研究, http://www.100md.com(廖保生 宋经元 谢彩香 韩建萍 陈士林)