中药,是中医理论和临床经验指导下应用于预防、医疗和保健的天然药物及其制品。中药按加工工艺分为中药材、中药饮片、中药提取物和中成药;按来源主要分为植物药、动物药和矿物药,以植物药最为多见;广义中药可包括传统中药、民间草药、民族药、现代中药、洋中药等。

中药领域的研究内容宽广,涉及到多学科、多行业、多领域。依据药物研发的对象、目的和发展阶段,中药领域的研究内容可概括为中药基础理论、中药资源及可持续利用、中药药效物质基础、中药炮制、中药质量评价、中药生物功能、中药成药性、中药新药及临床研究等方面。

(1)中药基础理论研究

包括中药药性理论研究和中药配伍理论研究。

中药药性是通过对用药后的机体反应加以观察和归纳,而对中药作用的基本性质和特征的高度概括。其以人体为观察对象,研究的中药药性主要包括四气(寒热温凉)、五味(辛甘酸苦咸)、归经(脏腑经络理论)、升降沉浮(上升下降发散固涩)、毒性等。

中药配伍是指根据病情需要和药性特点,有目的地、有选择地将两味以上药物配合同用。主要研究药物配伍与药物间相互作用及应用规律,揭示君臣佐使、七情和合等配伍整合效应机制。

(2)中药资源及可持续利用研究

中药资源是中药行业的源头,中药资源学是研究中药资源的种类、分布、形成、蕴藏量、品质、保护与可持续利用的自然科学,内容包括中药资源的自然分布、道地药材和中药区划、中药材规范化生产、中药资源的调查、中药资源的开发与可持续利用、中药资源的保护。

(3)中药药效物质基础研究

中药药效物质基础研究可分为两方面：其一是参照经典的化学药物研发模式,采用活性导向分离或分离后逐一进行活性测试的策略,建立高通量筛选技术,获得具有新结构或生物活性的单体化合物,或进一步以此为先导化合物,进行生物转化、结构修饰、构效关系研究等;其二是以中药整体作用为切入点,建立适宜于中药作用特点的活性物质群发现方法,进行有效成分(群)筛选、中药复方拆分/重组研究、活性成分/组分发现等。

(4)中药炮制研究

中药材经过加工炮制后即成为可供中药生产和临床应用的饮片。中药炮制研究内容是指运用现代科学技术,探讨中药炮制的工艺、减毒增效的原理,评估中药炮制前后理化性质、物质基础以及临床疗效的变化,指导和促进炮制方法的改进,确保中药饮片质量稳定、安全有效。

(5)中药质量评价研究

中药质量评价研究主要探讨中药质量及其变化规律,建立质量评价方法,制定质量控制标准,概括起来为中药的真实性鉴定、有效性评价、安全性评价。真实性鉴定即药材的“真伪”鉴定,包括性状和显微鉴定、理化鉴定、DNA分子鉴定等;有效性评价主要是针对中药中有效成分、特征成分或指标成分的评价,包括定性、定量分析等;安全性评价包括中药内源性毒性成分分析及限量,外源有害物质如重金属、农药残留等的检测与限量等。

(6)中药生物功能研究

包括中药药理研究、中药毒理研究和中药作用机理研究。

中药药理研究。建立适宜的试验模型,依据经典的药理药效检测指标评估中药的活性。主要涉及中药神经精神药理、中药心脑血管药理、中药抗肿瘤药理、中药内分泌及代谢药理、中药抗炎与免疫药理、中药抗病毒与感染药理、中药呼吸药理、中药消化药理、中药泌尿与生殖药理等方面。

中药毒理研究。主要包括中药理论中所涉及的“十八反”和“十九畏”药性理论、重金属的毒性、古代文献中记载的中药毒性的分类依据、中药毒代动力学、临床药物安全性评价、动物与人体毒理一致性研究等内容。

中药作用机理研究。运用分子生物学、细胞生物学、系统生物学等技术手段,探讨中药在生物体器官、组织、细胞、分子水平上的作用关系,揭示中药多成分、多通路、多靶标的作用原理,阐明其在整体生物网络及细胞、分子水平上的调节作用。

(7)中药成药性研究

包括中药制剂研究和中药体内过程及代谢处置规律研究。

中药制剂研究。以中医理论为指导,运用现代科学技术,研究中药药剂的配制理论、生产技术、质量控制与合理应用等。中药制剂研究与工业化生产实践和 医疗用药实践密切相关,需要根据主治病症的病机、病位、病势等特点,设计速、缓释制剂,通过定位、定时等多元施药方法,提高中药临床疗效和最大限度地减轻药物不良反应。

中药体内过程及代谢处置规律研究。主要研究中药活性成分(群)在生物体内的吸收、分布、代谢与排泄过程及规律,侧重于机体对中药的处置以及中药对机体中代谢酶系、转运体作用等内容。

(8)中药新药及临床研究

包括中药新药研究和中药临床研究。

中药新药研究。以临床有效验方、古方或名优中成药为源头,充分重视对源头复方的临床疗效评价,进而通过现代技术手段,研制相应的传统复方中药新药、组分配伍中药复方新药、天然药物或化学药物。

中药临床研究。以人(包括病人或健康志愿受试者)作为受试对象,在一定条件的控制下,科学地考察和评价中药对特定疾病的治疗、预防或诊断的有效性和安全性,主要涉及中药临床研究设计、衡量和评价,以及临床试验及临床验证过程等。

用文献计量学方法对国际中药领域近10年中受同行高度关注的重要成果(高被引论文)进行关键词的聚类统计,结合作者了解的研究进展,观察到若干热点研究方向。

(1)中药物质基础研究

中药是典型的复杂体系,包含种类众多、理化性质迥异、含量悬殊的化合物。其物质基础的阐明是中药质量控制、作用机理研究和中药新药研发的重要基础与关键。近年来,发展了多种方法与技术用于解析中药复杂体系的化学物质基础,如高效液相色谱(HPLC)、液相色谱-质谱联用分析技术(LC-MS/MS)、液相-核磁联用技术(LC-NMR);在此基础上,进一步发展了活性成分/组分/部位/复方筛选技术,如高通量/高内涵筛选、生物捕集与靶标亲和方法等,取得了可喜的研究成果,从中药中发现和分离了一批具有新奇骨架结构和高生物活性的新化学成分。中药物质基础研究由以往的单成分筛选模式逐步转向成分群的同步发现与评价模式,更加注重中药的多成分、多靶标作用特点,如成分(群)缺失/捕获—活性等效评估、系统生物学评估方法等。

(2)中药质量控制研究

中药质量控制一直是中药研究的难点和热点问题之一。近年来,中药质量控制取得了长足进步。在真实性鉴定方面,基于性状鉴定和显微鉴定发展了DNA分子鉴定与DNA条形码技术,并逐渐重视特征图谱或指纹图谱在真实性评价中的应用。在有效性评价方面,更加注重多指标成分同时定量分析,以及应用替代对照品等策略实现多成分质量控制方法的推广应用,同时重视中药指纹图谱技术在整体成分控制中的应用。生物活性测定方法在有效性评价方面逐渐受到关注。在安全性评价方面,对“有毒”中药进行系统毒理学研究,提出和制订安全的药物配伍、用药剂量和限度范围,规范中药临床应用。

(3)中药体内过程及代谢处置规律研究

在多数情况下,中药发挥药效作用的物质基础应在生物体靶器官/组织/细胞内达到有效浓度,因此解析中药在生物体内的物质基础及其吸收、代谢处置规律是揭示中药作用机理的重要基础。近年来发展的多成分整合药代动力学、中药生物等效性、代谢产物群分析、中药药代标记物等新方法、新策略为解析中药复杂成分的体内过程奠定了良好的方法学基础。中药及其所含成分调控药物代谢酶、转运体以及因此而引发的药物相互作用也是当前的研究热点。

(4)中药在重大疾病防治中的作用研究

对于肿瘤、心脑血管疾病、糖尿病、哮喘、神经系统等重大疾病的防治研究是现今中药研究关注的热点问题。与西药相比,中药通过多环节、多通路、多靶点的整体调控作用,在心脑血管病、糖尿病等慢性、多基因疾病的治疗过程中表现出显著效果。复方丹参滴丸、步长稳心颗粒、血脂康、地奥心血康、扶正化瘀片等中药复方制剂已逐步引起世界医药界的重视,国际化进展顺利。银杏、人参、丹参以及三七等中药材也是目前的研究热点。中药有效成分研究则主要集中在黄酮类、多糖类、皂苷类、生物碱类等。化学成分单体及其衍生物的活性也备受关注,如青蒿素、黄连素、雷公藤甲素、黄芩苷等。

(5)中药药理作用及机制研究

中药的免疫调节、细胞保护、抗炎、抗氧化、诱导肿瘤细胞凋亡等药理作用及机制研究,是中药药理研究领域的热点。相关机制及信号通路研究主要涉及细胞因子、一氧化氮、脂质过氧化、氧化应激、NF-kappa B、TNF-alpha等。此外,中药复方多成分、多靶点协同作用的药理作用机制研究是中药现代化和国际化的“瓶颈”之一。近年新兴的系统生物学、生物组学、网络药理/生物学等技术为中药整体作用机制的研究提供了重要的新思路、新模式。

(6)遗传药理学研究

近年关于遗传多样性、单核苷酸多态性、基因型、遗传药理学的研究是中药领域的前沿内容之一。单核苷酸多态性能够改变个体对中药的代谢及中药结合的受体蛋白的特性,决定了药物是否对个体有效,是否能引起不良反应。因此,单核苷酸多态性对中药的临床用药、个体化治疗具有重要意义。

将中国中药研究放在世界背景下,可以基于以下3组统计数据评估中国中药研究在国际上的地位：在2002–2011年的10年间,中国中药研究发表的SCI论文从283篇增加到2 081篇,世界排名一直稳居首位,并且遥遥领先于第2名的美国。2011年中国中药领域的SCI论文是美国的4.5倍。从表征学术影响力的被引频次指标来看,2002年中国不敌美国,屈居第2名,但是从2003年开始,中国中药研究的国际影响力超过美国,并且以明显的优势一直保持世界第1的头衔,2010年中国中药领域的被引频次是美国的3倍。从受国际同行高度关注的高被引论文指标来看,2002年中国仅有8篇,而美国有19篇,2003年中国超过美国,此后的若干年中国逐渐拉开了与美国的距离,2008年以后中国以明显的优势锁定了冠军的地位,2011年中国中药领域的高被引论文(102篇)是美国(56篇)的近2倍。中国中药领域的研究无论从研究规模(论文数量)还是从学术影响力(被引频次)来看,学科优势明显,国际地位不断提升。国际学术影响力大和研究成果丰硕是现阶段中国中药研究发展的特点之一。中药是我国的特色医药卫生资源,我国在中药研究领域具有世界领先的自主创新能力和国际比较优势。统计数据表明,一些经济发达国家近10年对中药的研究也呈现出不断上升的发展态势。这一现象表明,国际社会对中药的认知度在逐渐提高,中药正在国际范围内显示出独特的优势和广阔的发展前景。中国要在今后长期保持优势,引领世界中药研究,还需要进一步提高自主创新能力,将有限的研究资源聚集到开拓性、实用性的研究方向上,用高新尖的研究和成果向世界展示中国中药研究的雄厚实力。

近年来,中国学者在Science、PNAS等国际知名杂志上发表的高影响力中药研究论文越来越多。例如,陈竺教授课题组用现代理论和方法解析了中药复方黄黛片“君、臣、佐、使”的配伍原则,开展了As₂O₃和复方黄黛片治疗白细胞的多中心临床研究,研究成果被数家主流网站和报纸报道,国际著名科学杂志Science作了特约采访,Nature China将其选为2008年度来自中国大陆和香港的10大突出科学研究成果之一,是2008年度中国百篇最具影响力的国际学术论文(PNAS, 2008, 105, 4826-4831)。又如,国际权威医学期刊Ann. Intern. Med. (2011, 155:217-25)发表我国学者研究结果,证实传统中药汤剂(麻杏石甘汤和银翘散加减方)可以显著降低甲流发热持续时间,其效果与达菲相仿或有优效趋势。屠呦呦研究员有关抗疟药物青蒿素的研究,获得了2011年拉斯克临床医学研究奖,青蒿素的发现缓解了亿万人的疼痛和苦恼,在100多个国家拯救了无数人的生命。Nature于2011年12月出版增刊Traditional Asian Medicine,介绍了中国和日本的传统医学的发展情况,认为利用科学技术探究在中国和日本实践的传统医学,有助于从迷信中甄选出有效的疗法,而且草药疗法几千年的整体分析方法或许还能对现代医学有所启迪。

从药物研发的发展趋势来看,多成分组合药物将在未来治疗药物中占有重要地位,复方药物设计已经成为新兴的药学研究前沿,美国食品药品监督管理局批准的已上市化学药物复方制剂在2012年达到22个。中药临床疗效确切,预防保健作用独特,治疗方式灵活,费用相对低廉,特别是随着健康观念变化和医学模式转变,中药越来越显示出其独特的优势。中药,尤其是中药复方,是组合药物的天然模板,具有广阔的发展和应用前景。

近年来,国家政策持续支持中药科技发展,资金投入逐年增大。《国家中长期科学和技术发展纲要(2006–2020)》把中医药列为重点领域及其优先主题之一,《国家“十二五”科学和技术发展规划》明确提出应充分发挥前沿技术的引领作用和中医药的原创优势。国家于2008年启动“重大新药创制”科技重大专项计划,2011年又持续启动“重大新药创制”科技重大专项“十二五”计划,科技投入达到历史最高点。国家自然科学基金委自1990年代以来对中医药基础研究的支持力度也不断加大。

与此同时,我国中药产业的发展日新月异、蓬勃向上。2012年我国医药产业完成产值18 255亿元,同比增长21.7%。其中,中药饮片1 020亿元,增长26.4%;中成药4 136亿元,增长21.3%,中药占医药产业总产值近三分之一。此外,国际植物药市场也呈现出了快速增长势头,在现有每年销售额300亿美元的基础上,正以平均10%的年增长率快速增长。2011年美国草药和植物药市场销售总额达52.8亿美元,在全球经济形势低迷的现状下,近8年一直呈正态增长。

然而,由于中药成分复杂、作用机制尚不完全清楚、质量均一性难以控制、缺乏合适的实验动物模型,中药的发展也面临巨大挑战。

(1)中药研究应挖掘和发挥传统理论及其优势

当前中药研究的主流模式,依然是参照化学药物的研发模式,即分离单体、测试活性、阐释机理、开发新药。这种基于还原论的研发模式虽取得了一定进展,但从根本上看,不能真正解决中药的问题。中药研究应该在继承中医药理论的基础上,利用现代技术及手段进一步丰富中药理论,发扬中药优势,彰显中药特色。

(2)中药研制与生产应制订国际化的质量标准

质量标准是国际化的“通行证”,而中药没有国际标准,中国要在中药领域引领世界,当以标准先行,急需建立符合中药特点的质量评价模式与方法,形成和建立国际认可的、能有效保障中药功效与安全性的质量控制理念、科学研究方法和实用检测手段。

(3)中药药效物质基础研究思路和方法亟待突破

基于活性导向的分离与高通量筛选模式不完全符合中药作用特点,应该从整体观出发,突破现有的中药药效物质基础研究思路和方法,建立创新的研究策略,发现和辨识代表中药疗效的主效成分群或等效成分群或优效成分群,进一步基于发现的主效/等效/优效成分群,进行质量控制和新药研发。

(4)中药资源的合理保护利用和可持续发展值得重视

合理保护是为了更好的利用。中药资源是中药产业发展的源头,我国有着“世界之最”的中草药资源。目前,中医药发展正处在自身命运的十字路口,中药资源保护和利用的问题成为中医药发展过程中最为重要的问题之一。如何促进中药材种植和流通的规范化,如何合理进行中药资源开发,已成为重要战略课题。利用无度,保护不利,就可能成为中医药发展的最大障碍。

(5)中药临床试验和安全性评价亟待加强

中药产品在国外药品注册方面已取得阶段性进展,但如何依托中国的资源优势,开展国际认可、规范化的多中心、随机、双盲对照中药临床试验仍是未来发展的重点之一。同时,中药的不良反应问题往往被忽视,如何保障合理用药、安全用药,完善不良反应监测与应对,是临床研究的重点。

(6)中药基础理论的现代科学内涵需要深化

中药基础理论是中药区别于植物药和天然药物的重要标志,如何用现代方法表征中药药性理论、道地性、炮制、方剂配伍等理论的化学基础、生物学基础,是中药现代化必须解决的科学问题。

综观过去10年,中药研究开创了新局面,中药产业蓬勃发展,国际认同度逐步提升。展望未来,要想突出中药特色,在传统基础上推陈出新,应从中药方剂出发,重视中医的个体化治疗,重点研究中药复方的药效物质基础、药效作用机理、配伍作用机制。中药的国际化在于需求,中药的现代化在于创新,随着研究的不断深入,多学科技术进一步渗透,中药行业必将焕发新的活力。