杜興麗 施明毅

摘要：中藥質量安全問題直接關系到中醫(yī)藥的發(fā)展，中藥材從種植到使用的整個環(huán)節(jié)中，都需要嚴格把控。中藥溯源建設的目的在于讓中藥材流通環(huán)節(jié)透明化，把控質量關口，讓消費者放心用藥。通過文獻查閱，學習中藥溯源新的研究成果，探討在溯源體系中，如何使用DNA條形碼技術快速方便地進行中藥材真?zhèn)蔚蔫b定，并做淺顯的討論。文中所提到的DNA條形碼技術是質量控制方法中的一種，此方法能夠方便準確的檢測動植物藥材的真?zhèn)蝺?yōu)劣。

關鍵詞：DNA條形碼技術；中藥溯源；質量安全

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）12-0238-04

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Application of DNA Barcode Technology in Traceability of Traditional Chinese Medicine

DU Xing-li， SHI Ming-yi

（Chengdu University of Traditional Chinese Medicine， Chengdu 611137， China）

Abstract： The quality and safety of traditional Chinese medicine is directly related to the development of traditional Chinese medicine. The whole process of cultivation and use of traditional Chinese medicine requires strict control. The purpose of traceability construction of traditional Chinese medicine is to make the circulation of traditional Chinese medicine transparent， to control the quality of the pass， and to reassure consumers of medication. By consulting the literature and learning the new research results of TCM traceability， this paper explores how to use DNA barcode technology to quickly and conveniently identify the authenticity of TCM in the traceability system， and makes a simple discussion. The DNA barcode technology mentioned in this paper is one of the quality control methods， which can conveniently and accurately detect the quality of animal and plant medicinal materials.

Key words： DNA barcoding； traceability of traditional Chinese medicine； quality safety

從我國近些年來所監(jiān)測到的藥品不良反應報告來看，中藥不良反應約占17.3%[1]，觀近代中藥材市場，存在許多影響藥材質量的行為，在種植環(huán)節(jié)有種子種源出現差錯，采摘部位，時間等出現問題；在加工環(huán)節(jié)，存在人為的不按操作方法操作，或人為的摻雜、摻假等行為，在運輸環(huán)節(jié)，運輸裝卸不規(guī)范，導致藥材走油、霉變等現象[2]，在銷售環(huán)節(jié)，商家為了牟利，而故意以次充好等劣跡。以上所述問題使得中藥材從治病之藥材，轉變成了致病的藥材，嚴重的貽誤了患者的病情，甚至可能危害人們的生命。

中藥溯源體系建立的主要目的是實現藥材流通過程的追蹤，監(jiān)控中藥材各個環(huán)節(jié)的操作過程，加強中藥材安全質量管理，實現中藥材的來源、去向、責任的追究督查，為中藥材的監(jiān)管加上保險鎖。在此過程中，中藥材真?zhèn)舞b定環(huán)節(jié)需要依靠諸多的中藥質量鑒定方法，如：形態(tài)性狀鑒定、化學成分鑒定、分子生物學鑒定、DNA條形碼技術等，其中，DNA條形碼技術能夠在無法了解到藥材完整信息的情況下，區(qū)分藥材的種類。

1 中藥溯源體系

1.1 中藥溯源體系建設背景

中醫(yī)治病救人的關鍵在于“醫(yī)”和“藥”的結合，中藥材是重要的組成部分，保證中藥材的安全，讓消費者放心是拓展中醫(yī)中藥發(fā)展的關鍵因素之一。在互聯網迅速席卷各行各業(yè)的時代，傳統(tǒng)的中藥行業(yè)也不例外，中醫(yī)藥行業(yè)O2O模式[3]的興起，讓該行業(yè)有了新的發(fā)展方向。同服裝行業(yè)和電子產品行業(yè)一樣，中藥材也興起了網絡銷售的模式。網絡銷售方式（如：淘寶等店鋪銷售、大型公司網站銷售、微信銷售等）節(jié)省了中藥材流通成本，然網絡方便商家與消費者的同時，也讓中藥材的質量更加難以鑒別。

在網絡售賣的環(huán)境下，消費者很難在發(fā)現中藥材出現質量問題后，合理有效的維權，而因中藥材的質量問題影響病人的病情，或者使患者病情更加危重的現象，也有發(fā)生。同時，越來越多的假冒偽劣產品，讓中藥市場出現混亂，讓消費者無法放心，使醫(yī)患關系更難處理。

溯源體系的研究始于2002年，相比于國外在13世紀就有對天鵝的追蹤的記錄[4]，我國的溯源體系研究發(fā)展較晚，并首先應用于食品行業(yè)。在2011年4月，“中藥溯源”被納入商務部《全國藥品流通行業(yè)發(fā)展綱要（2011-2015）信息監(jiān)測及標準體系》，可見國家對中藥溯源建設的重視。整個溯源體系所涉及的關鍵技術有標識技術、追溯碼編碼技術、可追溯信息平臺數據同步技術、智能終端技術等[5]，這些技術的協(xié)同作用，才能實現完整的中藥溯源過程。2014年，國家商務部在和財政部決定支持9個省的中藥材流通溯源體系建設。2017年7月1日實施的《中華人民共和國中醫(yī)藥法》中，提出要加強中藥材質量的監(jiān)控，支持建立中藥材流通追溯體系。在持續(xù)深入的研究后，為解決中藥溯源過程中主體分散，難以管理[6]，提出了將區(qū)塊鏈技術運用到溯源體系的研究嘗試。醫(yī)藥安全關乎民生，保證中藥材的質量，中醫(yī)治病才能療效顯著。

1.2 中藥溯源系統(tǒng)簡介

中藥溯源系統(tǒng)集合了現代物聯網技術，整個系統(tǒng)貫穿“中藥種植、飲片加工、流通使用”等環(huán)節(jié)[7]，通過現代Internet網絡，以數據的方式，構建一個追蹤的平臺，此平臺包含了中藥材的種植、加工以及銷售使用。成都中醫(yī)藥大學在2016年提出的中藥材種植溯源系統(tǒng)包括了監(jiān)控子系統(tǒng)、種植子系統(tǒng)與查詢子系統(tǒng)（如圖1）[8]；在2017年，提出了中藥飲片溯源生產管理系統(tǒng)及方法，此方法包括了生產加工單元、質量檢查模塊、賦碼服務器和數據庫服務器[9]。從這些專利技術的研究來看，中藥溯源體系正處于不斷深入的研究中。

溯源體系通過采集記錄產品的全過程信息，并將所采集到的信息記錄到溯源團隊所開發(fā)的溯源軟件系統(tǒng)中，來強化質量安全管理，并進行風險的有效控制。中藥溯源系統(tǒng)要求規(guī)范化的生產管理模式，標準的追溯信息以及用戶能夠通過網絡及時查詢中藥材信息。其最終目的是讓消費者安心放心，是整頓中藥材市場混亂的有力手段，中藥溯源體系能夠實現對中藥流通過程中中藥所走路線和程序的監(jiān)控，讓中藥材的流通透明化，在藥材出現問題時，能夠迅速地通過數據庫，尋找到出現問題的環(huán)節(jié)，加以整改，或者追究責任。

1.3 中藥溯源系統(tǒng)存在的問題

中藥材溯源體系研究不超過二十年，如今，在進行試點的地區(qū)有四川、云南、湖南等多個省份，然而投入試驗過程中，也發(fā)現了諸多問題。①同種中藥材在不同的地區(qū)有著不同的名字，不同藥材同名等現象，造成在記錄時，系統(tǒng)中的不同用戶有不同的錄入行為；②中藥種類眾多，如今的溯源數據庫不能做到完整記錄；③溯源體系中的質量控制環(huán)節(jié)尤其重要，需要政府、企業(yè)以及消費者多方合作完成。

2 DNA條形碼技術在溯源體系中的應用

中藥溯源體系的關鍵在于質量控制技術，與傳統(tǒng)的質量控制技術相比，溯源平臺可用數據說話，在每一個環(huán)節(jié)后，設置標準的應當達到的數據指標（如：加工后的重量、顏色、形狀等），然在此環(huán)節(jié)，單純地采用稱量以及根據此前的數據記錄，難以準確的鑒定中藥材的質量，因此，不得不利用到質量檢測技術。

在此質量控制環(huán)節(jié)中使用DNA條形碼技術，能夠快速鑒別中藥材的基原生物，據研究表明，DNA條形碼技術能夠準確地實現生物之間的種屬鑒別，目前，該技術在法醫(yī)[10]、生物分類等領域有著廣泛的應用。

2.1 DNA條形碼技術概念

DNA條形碼是一段相對比較簡短的基因序列，此序列有足夠的變異、易擴增，能夠標準的快速識別物種。基因序列鑒別物種方法首次被提出是2003年，由加拿大保羅.赫伯特（Paul Hebert）及其同事提出[11]。通過生物技術得到DNA序列后，將它與已有的物種的DNA序列進行對比，來確定物種。《中華人民共和國藥典》正式收錄DNA條形碼技術做中藥材的鑒定方法是2010年版，第三增補版[12]。進行了大量的研究后，將植物類藥材的主序列定為內部轉錄間隔區(qū)2（ITS2），輔助序列為psbA-trnH，對于動物序列來說，以細胞色素c氧化酶亞基I（COI）為主序列，輔助序列則是ITS2[13]。

2.2 DNA條形碼技術鑒定過程概述

使用DNA條形碼技術鑒定中藥材，需要經過7個步驟有：樣品選定和采集、樣品鑒定、DNA提取、PCR擴增、DNA測序及校序、中藥材DNA條形碼獲得、結果判定。根據動植物藥材的不同，采用不同的方法，而分別就動植物藥材的不同藥用部位，又有不同的技術標準，對于珍稀藥材，特別是動物藥材，在采集樣本時，要格外注意不能給動物造成傷害。

進行DNA提取時，植物藥材需要抑制細胞內的多糖多酚等物質的氧化反應和去除多糖，對于質地堅硬的，則需要根據需要增加水浴時間或降低水浴溫度等；動物類藥材，需要考慮是否進行脫脂操作等。PCR擴增時，植物類藥材和動物類藥材所使用的擴增序列不同，最終將得到的結果，查詢標準的數據庫（如圖2），來驗證藥材的真?zhèn)巍＞唧w的操作指導，可參考《中華人民共和國藥典》2015版中的《中藥材DNA條形碼分子鑒定法指導原則》。

2.3 把關溯源關鍵環(huán)節(jié)

中藥溯源把控質量需要注意的關鍵環(huán)節(jié)有三個：①藥材在種植時，確保中藥材的種子[14]正確；②在加工過程中，確保不會混入偽劣產品，確保加工方式方法正確；③最終輸出成品，確保成品包裝正確，記錄的信息正確。

2.3.1 把關動植物藥材質量

中藥材中植物和動物藥材的應用最廣，也最多。保證動植物藥材的種源正確，尤其重要。溯源的源頭采用DNA條形碼技術鑒別植物藥材種源，已是一種成熟有效的技術。已運用到的藥材有大青葉、貫眾、板藍根等[15]。特別是對于常見藥材，例如甘草這類藥材，常見的就有光果甘草、甘草、刺甘草、刺果甘草等[16]不同種類，在種植環(huán)節(jié)，很有可能由于疏忽，而使種下的藥材從源頭上就發(fā)生了錯誤，采栽之后經過加工，就更難區(qū)分出它的種類，而輔以DNA條形碼技術，通過提取DNA并與標準的中藥材DNA條形碼鑒定系統(tǒng)甘草的標準DNA進行對比，則能夠快速的辨認出藥材的種類，保證藥農種植的種子是藥材真品無疑，如此，可做到溯源環(huán)節(jié)中確保藥材來源的正確。

對于被稱之為“血肉有情之品”[17]的動物藥材，古籍中，記載的動物藥材包含了鳥獸蟲魚，如在《靈樞.癰疽》中記錄豕膏“殺蟲，治皮膚風，涂惡瘡”[18]。相比植物藥材來說，動物藥材更難采集，因此，一些商家為了盈利，摻雜混偽品的可能性也較植物藥材高，而利用DNA的唯一性，是行之有效的監(jiān)督檢測方法。例如對于金錢白花蛇的鑒定，此蛇具有祛風、通絡、止痙的功效[19]，然而它所存在的可能的混偽品有銀環(huán)蛇、赤鏈蛇、鉛色水蛇、赤鏈華游蛇、黃斑魚游蛇、中華眼鏡蛇、百花錦蛇、尖吻蝮等，所分布的區(qū)域覆蓋中國從北到南，從西到東的眾多省份（除內蒙古西部到新疆、西藏），而利用DNA條形碼技術，在最適宜的季節(jié)（4-8月）捕捉，同時在不同的時間和地區(qū)采集其他蛇類，實施測序擴增后使用Chromas、Clustal X軟件拼接，將所得序列與GenBank和BOLD中的記錄進行對比，最終能夠成功區(qū)分蛇的種類，確保所采集的金錢白花蛇的品質。

無論是植物藥材還是動物藥材，在加工后，分辨藥材的真?zhèn)问掷щy，此時使用溯源系統(tǒng)在此前階段存儲的數據，能夠追蹤到加工工序中，是否有差錯，然卻不能確保加工之中，是否加入了其他雜質藥材，此處DNA條形碼技術的使用，是驗證確認的過程，保證藥材加工后是真品，而溯源采集的重量、性狀等數據，可以驗證加工環(huán)節(jié)是否存在其他紕漏。

在最后銷售過程，檢驗人員或消費者通過掃描溯源系統(tǒng)生成的二維碼，就能知道藥材的DNA及其他數據信息，讓消費者放心用藥。

檢測環(huán)節(jié)就如同一個關卡，將整個溯源過程串聯起來，貫穿溯源的質量控制全過程。從藥材的生產到最終消費者使用，增加必要的中藥質量檢測，并將檢測到的信息記錄進入溯源系統(tǒng)。

2.3.2 把關溯源三個關鍵環(huán)節(jié)

總的來說DNA條形碼主要應用在三個環(huán)節(jié)：①種子種源的檢驗，采用DNA條形碼技術，能夠在中藥種子形狀混亂的情況下，不考慮種子的來源，做DNA抽樣檢測[20]，辨出種子的真?zhèn)吻闆r，并將信息錄入到溯源體系的數據庫中。②藥材加工過程，在加工過程中，驗證所加入的加工輔料是否正確，加工過程有沒有參雜其他偽劣替代品種，加工完成后，在此環(huán)節(jié)做DNA條形碼檢測，能夠確保中藥材加工后的產品正確。③最終輸出成品，這一個環(huán)節(jié)為溯源質量檢測的末端，用以確保最終包裝好，經過繁復的運輸后，沒有發(fā)生藥材的變質耗損，在銷售渠道上流通的是貨真價實的藥材，流通到消費者手中的中藥材是有療效的、高品質的，此處是消費者獲取DNA條形碼技術檢測結果的過程，將信息傳達給消費者，如此，DNA條形碼技術高效的幫助溯源體系實現最終目的——讓消費者安心放心。

2.4 貫穿溯源整個流程

中藥溯源所涉及的產業(yè)鏈包括了中藥農業(yè)、工業(yè)、商業(yè)以及服務行業(yè)，這些行業(yè)構成了整個中藥材流通的過程，DNA條形碼技術是將所得藥材的DNA條形碼信息經過檢測后，精準的錄入到溯源數據庫中，上傳至云端（如圖3），將DNA信息融入中藥材的其他信息中（如產地、性狀、采收情況、加工方式、負責人等），如此，DNA的獨一無二，保證了溯源碼的獨一無二。DNA條形碼就如同中藥材的標準防偽信息，在有條件進行DNA檢測的企業(yè)或組織，可進行DNA檢測后，通過溯源體系，追查到該藥材的流通信息，而沒有檢測能力者可以通過掃碼（如手機、智能終端等）追蹤到藥材信息，實現“掃一掃，知真?zhèn)巍薄?/p>

DNA條形碼技術的應用涉及數據庫的建立、中藥材基原物種的鑒定、道地藥材的鑒別以及中藥溯源體系的研究[21]，已有實驗表明，無論是種子，還是經過加工后的中藥飲片等成品，在質量鑒定中，均能利用所得的DNA片段，與標準片段進行對比[22]，成功的區(qū)分出偽品、混偽品以及所攜帶的雜質。此處，我以蒼術為例，簡要的介紹在溯源體系中，如何利用DNA條形碼技術，實現溯源全過程的追溯。

中國藥典上記錄，蒼術的功效有治療水腫、夜盲、濕焦中阻[23]等，是藿香正氣水、國公酒等藥材的重要組成成分。然，蒼術的混偽品有朝鮮蒼術、白術，野生蒼術逐漸減少，許多種植戶開始種植蒼術。蒼術的種植首先要解決的，便是正確的使用蒼術種源[24]，此時，蒼術幼苗沒有形態(tài)，無法通過形態(tài)鑒別， DNA條形碼技術的作用在于鑒別蒼術的種苗是否正確，選出正確的種苗種植后，將種苗的DNA信息上傳至溯源平臺。在蒼術采摘加工后，為防止加工過程中混入了混偽品，加工后用DNA條形碼技術的采集成品的DNA信息，來鑒定成品的真?zhèn)?，同樣，將所得的信息上傳至溯源平臺，與種源的DNA信息相對比，可以得出是否是在溯源所記錄的種植戶處所購買的蒼術。在銷售環(huán)節(jié)，消費者通過唯一標識碼，就可以得到含有蒼術類藥品經歷的所有過程的信息。如果消費者在使用過程中出現問題，可以將所購買的產品帶到能夠進行DNA檢測的機構，進行檢測，將得到的DNA條形碼信息與溯源數據庫中的信息進行對比，得到該蒼術產品流通過程中的信息，來查找問題環(huán)節(jié)。

3 總結與展望

DNA條形碼技術作為中藥材質量鑒定的新技術，通過與標準DNA數據庫進行對比，能夠做到迅速準確。鑒別所用的資料保存在數據庫中，可作為溯源的永久保存材料。

溯源體系是一個記錄和追蹤的體系，檢測把控好藥材的質量關，才能保證整個溯源體系最終實現它的功能——讓消費者用上放心中藥。溯源體系能夠給中藥材的種植戶、加工工廠、運輸人員以及銷售商加一把監(jiān)管的鎖，使其在需要對自己行為負責的條件下，更加重視操作的規(guī)范。

在中藥質量檢測的重要環(huán)節(jié)，運用DNA條形碼技術，輔以其他鑒定手段，得到準確的鑒定結果，并記錄鑒別信息到溯源的數據庫中，本身也是在豐富DNA序列的數據庫，結合已有的數據庫，可為DNA條形碼技術在溯源中的應用提供有利條件。

然新的技術也必然有新技術的局限性，中藥材的種類眾多，在溯源中的質量監(jiān)控環(huán)節(jié)，依靠單一的DNA條形碼技術，難以實現整體藥材質量的把控。如今的科學研究，主要關注于植物和動物藥材的DNA條形碼的追蹤溯源，而對于菌類的中藥材，研究的較少，另外，礦物質藥材不存在DNA，因此，無法使用此方法進行追蹤溯源，然礦物藥材同樣存在摻假或劣質產品。對于動植物藥材，DNA無法區(qū)分入藥的具體部位[25]，也是一項必須要結合其他鑒別方法的原因。

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【通聯編輯：謝媛媛】