江維克,周濤,黃璐琦
1.貴州中醫(yī)藥大學(xué),貴州 貴陽 550025;2.中國中醫(yī)科學(xué)院,北京 100700
中醫(yī)藥是不斷完善、不斷更新、不斷提高的創(chuàng)新體系,中藥資源是中醫(yī)藥體系創(chuàng)新發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。秦漢時期的《神農(nóng)本草經(jīng)》記載藥味只有365種;兩晉時期《名醫(yī)別錄》收載有730種;唐代《新修本草》收載844種;宋代《嘉祐本草》收載1083種;明代《本草綱目》收載1892種;現(xiàn)代的《中藥大辭典》收載5767種;《中華本草》共收載8980種;1982—1987年進行的第三次中藥資源普查顯示我國中藥資源種類達到12 807種;正在進行的第四次全國中藥資源普查初步統(tǒng)計有13 000萬多種藥用植物[1]。中藥種類不斷擴展,伴隨和推動了中醫(yī)藥理論及中醫(yī)藥事業(yè)的成長、成熟和發(fā)展。本文通過對中藥藥性理論分析,結(jié)合藥用植物親緣關(guān)系等方面的研究,構(gòu)建中藥功效預(yù)測的理論和方法體系,并以第四次全國中藥資源普查中發(fā)現(xiàn)的蜘蛛抱蛋屬新分類群的功效預(yù)測為例,為尋找新的藥用資源、促進新分類群轉(zhuǎn)化為中藥材資源提供依據(jù)和范式。
中藥藥性是中藥功效的核心,是中藥秉承自然環(huán)境因素變化、運用中國哲學(xué)方法、用于調(diào)整人體狀態(tài)、便于臨床辯證使用、高度概括而形成的,包括自然屬性(形、色、質(zhì)、氣味及所含有的化學(xué)成分等)和效應(yīng)屬性(四氣、五味、歸經(jīng)、升降沉浮、毒性等)2個方面。自然屬性是效應(yīng)屬性的基礎(chǔ),效應(yīng)屬性是自然屬性作用于機體后產(chǎn)生效應(yīng)的高度概括[2]。
中藥藥性理論的形成和發(fā)展,得益于中國特有的象思維的方法?!跋蟆笔侵袊爬隙鴱V博的哲學(xué)范疇,指客觀事物表現(xiàn)于外在的現(xiàn)象、形象,以及表征之間的關(guān)系。象思維是通過取象比類的方法,對被研究的對象與已知對象在某些方面相通、相近或近似的屬性、規(guī)律、特質(zhì)進行充分關(guān)聯(lián)類比,找出共同的特征、根本的內(nèi)涵,以達到模擬、領(lǐng)悟、認(rèn)識為目的的方法。根據(jù)“象”的抽象程度,可以劃分為不同的層次:第一是物態(tài)之象,包括一切可以直接感知的、有形的實物之象,如中藥材的顏色、質(zhì)地、氣味等;第二是屬性之象,是從各種物態(tài)之象中抽象出來的某一方面的屬性的表現(xiàn),如中藥的四氣、五味;第三是本原之象,是反映各種屬性之象間的內(nèi)在聯(lián)系,揭示實物的本質(zhì)屬性,即意向、意思,更是意境,如中藥藥性中“療寒以熱藥、療熱以寒藥”;第四是規(guī)律之象,反映事物的各種本質(zhì)屬性間的種種必然聯(lián)系,可以推斷事物發(fā)展趨勢,亦叫“道象”,如中藥藥性中“諸花皆升、諸木皆浮”等[2-3]。
中藥寒、熱、溫、涼四氣,取象于天之四時,為中藥的“性象”。各藥秉受不同,故藥性有別。五味則取象于地,《黃帝內(nèi)經(jīng)》已有從“木生酸、火生苦、土生甘、金生辛、水生咸”到“酸生肝、苦生心、甘生脾、辛生肺、咸生腎” 的詳盡闡述。升降浮沉、歸經(jīng),是藥物作用的趨向性,如有氣厚味薄者浮而升,氣薄味厚者沉而降;同時與用藥部位、藥物質(zhì)地、生熟等因素也有關(guān)系。如“……大凡藥根有上、中、下,人身半已上,天之陽也,用頭;在中焦用身;在身半以下,地之陰也,用梢”。同時以五行為基本模型,應(yīng)用象的原理將色、味、氣、臟腑等加以推衍,如“凡藥色青,味酸,氣躁,性屬木者,皆入足厥陰肝、足少陽膽經(jīng);色赤,味苦,氣焦,性屬火者,皆入手少陰心、手太陽小腸經(jīng)……”,從而形成四氣-五色-五味-五行-臟腑相互關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[3-4]。
藥性是功效的基礎(chǔ),功效是對藥物治療作用的高度總結(jié)。醫(yī)家強調(diào)“藥性互參”“性效結(jié)合”,用取象的方法來分析其功能,使“象”成為某藥有某種功能的根據(jù)、原理,即把藥物的基本性能、功效與氣味厚薄、陰陽寒熱、采收時月、質(zhì)地色澤、入藥部位等相關(guān)聯(lián),認(rèn)為物從其類、同形相趨、同氣相求,得出“皮以治皮、節(jié)以治骨、核以治丸”“子能明目”“蔓藤舒筋脈,枝條達四肢” 等結(jié)論,如牛膝其節(jié)如膝,故能治膝脛之疾;麻黃生于寒冷地區(qū),具有祛風(fēng)散寒作用;蘆根、澤瀉等生于濕地或沼澤地帶,具有利濕、利尿等作用;杜仲多筋堅韌能堅筋骨;茯苓皮、生姜皮、桑白皮、大腹皮治皮之水腫等,顯示了象思維中“天人共通”的規(guī)律[3-4]。
藥用植物親緣學(xué)是在植物分類系統(tǒng)學(xué)、化學(xué)分類學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的?,F(xiàn)代植物分類學(xué)是研究有多少植物種類、揭示不同類群植物的起源、親緣關(guān)系和進化規(guī)律的綜合性基礎(chǔ)學(xué)科,也是對植物進行識別、鑒定的基本方法。植物分類的基本單位是“種”,即具有一定自然分布區(qū)域和比較穩(wěn)定一致的生理、形態(tài)特征的生物群(種群);根據(jù)親緣關(guān)系把一些具有一定共同性的種歸納成“屬”,再把具有一定相似程度的屬歸納成“科”,如此類推而成目、綱和門等不同分類階元的分類系統(tǒng)。親緣相近的種或?qū)俨粌H體現(xiàn)在形態(tài)、生境習(xí)性上的相似,同時還體現(xiàn)在生理生化特性的相似,含有相似的化學(xué)成分。因此,不同的次生代謝產(chǎn)物如生物堿、黃酮類、皂苷類、蒽醌類、萜類等在植物分類系統(tǒng)中有明顯的分布規(guī)律,也是親緣關(guān)系相近的物種具有相似的療效并經(jīng)常作為同一種藥材使用的原因,顯示出藥用植物的親緣關(guān)系-化學(xué)成分-療效(藥理活性及傳統(tǒng)療效)間的相關(guān)性[5-8]。
植物系統(tǒng)演化是指植物經(jīng)過千百萬年從祖先演進到現(xiàn)在狀態(tài)的過程。一般認(rèn)為同一類群的植物來自于共同的祖先,由于不同物種演化的差異,使得同一類群的不同物種在器官形態(tài)、組織細胞結(jié)構(gòu)、遺傳分子基因等方面存在從較為原始到較為進化狀態(tài)的差異,例如栝樓屬植物的系統(tǒng)演化中,葉的演化途徑是單葉全緣→單葉淺裂、深裂→3~5枚小葉的掌狀復(fù)葉→趾狀復(fù)葉;花的演化趨勢是兩性花→雌雄同株→雌雄異株,單花→單花花梗伸長→單花+花序→花序;種皮的演化方向是折皺或突起→具條紋→光滑[9]。通過對植物系統(tǒng)演化的研究,可以得到一個具有推測性的自然分類系統(tǒng),推測同一類群中物種間的進化順序和親緣關(guān)系的遠近,以及物種的分類鑒定特點和鑒定的難易程度。
植物的形態(tài)性狀(如形狀、大小、顏色、質(zhì)地、氣味等)的差異歸根到底是在DNA序列上的差異引起的。DNA序列上的差異與生物體的發(fā)育時期、部位或組織無關(guān),甚至與其生死無關(guān)。任何時候、任何部位或組織都可以獲得相同的DNA信息。隨著獲取DNA序列技術(shù)的日益成熟,基于DNA性狀的分子系統(tǒng)演化、分子鑒定及揭示次生代謝產(chǎn)物積累的分子機制、分子調(diào)控及生物合成等研究得到迅速的發(fā)展。分子生藥學(xué)就是這種新思想、新方法、新技術(shù)在中藥學(xué)和生藥學(xué)領(lǐng)域的擴大應(yīng)用,不僅能解決中藥真?zhèn)舞b別上的一些難題,還在植物分類(特別是近緣物種的認(rèn)定、道地藥材的品質(zhì)評價及對中藥高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗性品種的培育、瀕危中藥資源的保護和持續(xù)利用等)方面具有很強的優(yōu)勢。例如,對12個貝母類藥材品種利用隨機擴增多態(tài)性DNA標(biāo)記(RAPD)技術(shù)進行研究,發(fā)現(xiàn)OPF-06引物擴增片段可以作為貝母屬的特征性片段,而引物OPF-05擴增片段可以作為貝母品種的標(biāo)記;通過對蒼術(shù)Atractylodeslancea(Thunb.)DC.遺傳結(jié)構(gòu)(包括遺傳多態(tài)性、個體遺傳關(guān)系及居群遺傳分化)的研究,表明遺傳因素是茅蒼術(shù)道地性形成的關(guān)鍵因素;利用分子標(biāo)記對山東產(chǎn)仁栝樓、糖栝樓、牛心栝樓的親緣關(guān)系進行分析,表明牛心栝樓更接近仁栝樓,說明對新發(fā)現(xiàn)的植物品種從分子水平進行植物分類更加快捷可靠[10]。
藥用植物化學(xué)成分的變化與物種、地理分布、生態(tài)環(huán)境、生長時間和植物的部位等密切相關(guān)。藥用植物親緣學(xué)認(rèn)為親緣相近的藥用植物生理生化特性相似、 含有相似的化學(xué)成分。現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為,相同或相似的化學(xué)成分具有相同或相似的藥理作用或藥效,如小檗科豪豬刺BerberisjulianaeC.K.Schneid的根含有小檗堿且根斷面黃色,因此具有與黃連相同的“味苦、性涼”的藥性和相似的“清熱解毒”功效。因此,可以通過化學(xué)成分的相似性來推測新分類群資源的性味功效。
從對植物或者某個器官外形、質(zhì)地、顏色、氣味、習(xí)性、生長環(huán)境等方面的觀察、體驗中,一方面根據(jù)陰陽五行相聯(lián)系的性狀、色、氣味、質(zhì)地等來分析其藥性、功效;另一方面又根據(jù)與已知對象在某些方面相通、相近或近似的屬性、規(guī)律、特質(zhì)進行充分關(guān)聯(lián)類比,確立類比推理的基礎(chǔ),用“物態(tài)之象”闡述“本原之象”,推演出植物或某個器官具有的藥性和功效。如青莢葉Helwingiajaponica(Thunb.) Dietr的莖髓,色白、體輕、捏之能變形、有彈性、易折斷、斷面平坦、無空心,與中國旌節(jié)花StachyuruschinensisFranch.的莖髓大小、性狀極為相似,共同作為小通草使用,具有甘、淡,寒的藥性以及清熱、利尿、下乳的功能。
蜘蛛抱蛋屬AspidistraKer-Gawl.隸屬百合科。在第四次全國中藥資源普查試點工作中發(fā)現(xiàn)了9個新分類群。本文基于前述的理論和方法,對其作為中藥的藥性、功效進行推測。
3.1.1蜘蛛抱蛋屬植物的形態(tài)特征和系統(tǒng)分類 蜘蛛抱蛋屬是百合科(Liliaceae)鈴蘭族(Convallarieae)的主要類群之一。該屬植物為多年生常綠草本,根狀莖橫走,密節(jié);葉單生或2~4枚叢生或簇生于根狀莖上;花單生于總花柄的頂端,通常貼地生長,小而不顯眼;同一居群常僅少數(shù)植株開花,不易被發(fā)現(xiàn),且花肉質(zhì)樣,制成標(biāo)本后難以觀察、鑒定。該屬在1980年以前全球僅記錄到11種;現(xiàn)在該屬植物有155種,我國約有97種(劃分為3組18系),占世界蜘蛛抱蛋屬物種的64.7%,特有種約80余種,絕大多數(shù)植物分布范圍都極狹窄且處于瀕危狀態(tài)。廣西是我國蜘蛛抱蛋屬種類最多的省份,其次為貴州省。我國廣西和與之交界的越南北部地區(qū)為蜘蛛抱蛋屬植物起源、分布和分化中心。該屬植物的花部結(jié)構(gòu)多樣,特別是柱頭的特征和結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)演化的主要依據(jù)[11-12]。
依據(jù)傳統(tǒng)分類系統(tǒng),蜘蛛抱蛋屬的分組情況如下。
組Ⅰ:初生組Sect.Primihenae,柱頭稍膨大,結(jié)構(gòu)簡單,表面裂縫模糊;雌蕊位置高于雄蕊。
組Ⅱ:三線組Sect.Trilineares,柱頭頭狀、盾狀、蘑菇狀、杯狀和碟狀,結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜,表面具3條放射狀排列的棱脊線或縫線,邊緣全緣或3~8淺裂;雌蕊位置低于、等于或高于雄蕊;包含10系。
組Ⅲ:四線組Sect.Luridae,柱頭盾狀、十字形、近蘑菇狀或碟狀,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,表面具放射狀4條棱脊或先端叉狀縫線以及各種叉狀四溝、窩穴和突起,邊緣4裂、8裂至16裂;雌蕊位置低于或近等于雄蕊;包括8系。
3.1.2蜘蛛抱蛋屬植物的細胞學(xué)、孢粉學(xué)特征 蜘蛛抱蛋屬植物的染色體倍性變異有2x(2n=36,38)和4x(2n=4x=76)類型;其中2n=36的種其形態(tài)特征較為原始,表現(xiàn)為根狀莖較細,總花梗較長,鐘狀花被,雌蕊多為棒狀或蘑菇狀,柱頭表面較簡單、多具3溝槽、再在先端2裂,果實表面光滑或有瘤狀突起等;2n=38的種其特征較為進化,表現(xiàn)為根狀莖較粗、總花梗較短等[13-15]。
蜘蛛抱蛋屬植物的花粉粒為無萌發(fā)孔的長球形或球形,外壁飾紋可分為3類:鄒波狀、小芽孢狀和瘤棒狀,演化方向應(yīng)該為鄒波狀→小芽孢狀→瘤棒狀;同時花粉粒特征可以作為種間鑒別的依據(jù)之一[16]。
3.1.3基于分子研究的分類系統(tǒng)及親緣關(guān)系 從葉綠體基因分析表明,蜘蛛抱蛋屬植物的分化過程不超過1000萬年,是一個快速產(chǎn)生大量物種的典型類群,與開口箭屬的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系最近。蜘蛛抱蛋屬植物構(gòu)成一個單系類群,但屬內(nèi)物種的系統(tǒng)發(fā)育上呈輻射狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),不支持基于形態(tài)特征構(gòu)建的屬下分類系統(tǒng),即說明蜘蛛抱蛋屬植物有共同的祖先,屬內(nèi)物種間親緣關(guān)系無遠近、親疏之分。超過70%的蜘蛛抱蛋屬植物的核基因有過同源多倍化或異源多倍化事件,推測該屬通過頻繁的屬內(nèi)雜交,并伴隨多倍化、快速二倍化過程,形成復(fù)雜的拓?fù)渚W(wǎng)狀系統(tǒng)發(fā)育格局[17]。
蜘蛛抱蛋屬植物均含有單羥基的薯蕷皂苷元的甾體皂苷(包括蜘蛛抱蛋苷、新蜘蛛抱蛋苷等),另外還含有Δ25(27)-新五羥螺皂苷、螺旋甾烷醇等皂苷。例如,從四川蜘蛛抱蛋A.sichuanensis根莖和葉中分離得到了60個化合物(苷元種類多達26種)。不同物種植物間甾體皂苷母核有一定的變化,如四川蜘蛛抱蛋與卵葉蜘蛛抱蛋A.typica的化學(xué)成分相似,叢生蜘蛛抱蛋A.caespitosa的化學(xué)成分與四川蜘蛛抱蛋等植物的化學(xué)成分差異較大[18-20]。
卵葉蜘蛛抱蛋根部的不同溶劑提取物均具體外抗氧化能力,其中乙酸乙酯部位提取部分對·OH 和DPPH 自由基清除能力最強,明顯優(yōu)于抗氧化劑2,6-二叔丁基對苯甲酚(BHT)。蜘蛛抱蛋屬植物的甾體皂苷具有抗菌消炎的作用,與傳統(tǒng)認(rèn)為該屬藥材具有的清熱作用一致[21]。
3.3.1藥用歷史 蜘蛛抱蛋植物最早在清朝《質(zhì)問本草》中記載,稱“一帆青”,后《植物名實圖考》中以“飛天蜈蚣、哈薩喇”收載。但該屬植物在民間被廣泛作為藥材使用,如《衡山民間草藥》《貴州民間藥物》《四川常用中草藥》《廣西本草選編》《湖南藥物志》《福建藥物志》《云南中草藥》《云南思茅中草藥選》《全國中草藥匯編》《中華本草》等中均有記載,主要為蜘蛛抱蛋A.elatior、褐黃蜘蛛抱蛋A.lurida和卵葉蜘蛛抱蛋等較早被認(rèn)定物種,藥用部位為根莖,味辛、微苦,性微寒,具有活血止痛、祛風(fēng)散瘀、清肺止咳、利尿通淋、解蛇毒等功效,用于治療跌打損傷、風(fēng)濕痹痛、腰痛、胃脘疼痛、經(jīng)閉腹痛、肺熱咳嗽、淋砂、小便不利、毒蛇咬傷等。
3.3.2民間使用情況 在民間至少有14種蜘蛛抱蛋屬植物的根莖入藥,大多物種均為窄域分布。本屬植物都具有相似的生境和橫走根狀莖,節(jié)多節(jié)密,民間通常根據(jù)藥材的形態(tài)性狀命名為“蜈蚣”(如“飛天蜈蚣”“地蜈蚣”等);該屬植物藥材的功效主要集中在2個方面:1)治療風(fēng)濕骨痛、跌打損傷、骨折等;2)治療咳嗽、肺炎、肺結(jié)核等。此外,還有治療毒蛇咬傷的作用[22-23]。
3.4.1資源調(diào)查 第四次全國中藥資源普查試點工作中共發(fā)現(xiàn)9種蜘蛛抱蛋屬植物新資源[24-31]。將已知藥用植物九龍盤A.lurida、蜘蛛抱蛋A.elatior、卵葉蜘蛛抱蛋A.typica和9種新資源進行比較(見表1)。
表1 九龍盤、蜘蛛抱蛋、卵葉蜘蛛抱蛋和9種新資源的比較
3.4.2藥性、功效推測 蜘蛛抱蛋屬不同物種植物的根莖及葉等部位形態(tài)很相似,龍勝蜘蛛抱蛋等9種新分類群資源的根莖性狀與已知藥材九龍盤、蜘蛛抱蛋、卵葉蜘蛛抱蛋相似:根莖橫走,稠結(jié)密須,形如百足,善走;味辛、微苦,辛味則發(fā)散,善祛風(fēng),辛生肺,歸肺經(jīng);苦屬寒,苦生心,心主血脈。
龍勝蜘蛛抱蛋等9種新分類群資源與九龍盤、蜘蛛抱蛋、卵葉蜘蛛抱蛋等在傳統(tǒng)分類系統(tǒng)中均屬于三線組或四線組植物,親緣關(guān)系極其相近;分子生藥學(xué)研究顯示,該屬的屬內(nèi)物種伴隨頻繁的屬內(nèi)雜交,形成復(fù)雜的拓?fù)渚W(wǎng)狀系統(tǒng)發(fā)育格局,各物種間的親緣關(guān)系相近且復(fù)雜。根據(jù)藥用植物親緣學(xué)原理,龍勝蜘蛛抱蛋等9種新分類群資源與已知的藥用植物一樣,也具有以皂苷類成分為主的相似的化學(xué)成分,具有相似的消炎等藥理作用。
蜘蛛抱蛋屬植物的根莖是我國西南、中南地區(qū)民族民間常用的藥材,自采自用,具有悠久的歷史,常冠以“地蜈蚣”“九龍盤”“趕山鞭”等名稱,常見于當(dāng)?shù)夭菟幨袌?。蜘蛛抱蛋屬植物形態(tài)相似,物種的鑒定困難,物種分布區(qū)域比較狹小或同一個地方物種不多,因此可以肯定:1)在民間悠久的藥用歷史中,其“地蜈蚣”“九龍盤”“趕山鞭”等藥材一定是多來源的;2)大量蜘蛛抱蛋屬物種在被發(fā)現(xiàn)命名以前,民間已經(jīng)被作為藥物使用,并且名稱也大多為“地蜈蚣”“九龍盤”“趕山鞭”等。
因此,可以推測,新發(fā)現(xiàn)的龍勝蜘蛛抱蛋等9種新分類群資源與已知藥材九龍盤、蜘蛛抱蛋、卵葉蜘蛛抱蛋一樣,根莖是主要的藥用部位,具有味辛、微苦,微寒,歸肺經(jīng)的藥性和祛風(fēng)散瘀、活血止痛、清肺止咳、利尿通淋、解毒的功效。
對于新分類群資源,在確定其分類地位的基礎(chǔ)上,依托“屬”內(nèi)物種的親緣相近,形態(tài)性狀、生理生化相似的關(guān)系,根據(jù)法象藥理的思維和藥用植物親緣-化學(xué)成分-功效-藥性關(guān)聯(lián)性來預(yù)測新分類群資源的中藥藥性和功效,不僅解決了新分類群資源能否藥用和具有哪些功效的問題,還增加了新的中藥資源,有利于緩解中藥資源匱乏的壓力。
新分類群資源的發(fā)現(xiàn)是第四次全國中藥資源普查的顯著成果之一。對新分類群資源的功效推測研究,促進了成果的轉(zhuǎn)化,使新分類群資源的優(yōu)勢能迅速轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)新資源的優(yōu)勢。同時,也是對中藥藥性、功效形成規(guī)律和理論的深刻認(rèn)識,以及在中藥資源研究中的有益實踐。本文以蜘蛛抱蛋屬新分類群資源的中藥藥性和功效推測為例,為新分類群資源的中藥功效預(yù)測的方法體系的使用提供了具體的范式,為新分類群資源的進一步研究、開發(fā)利用提供參考。
正是這種取象比類和藥用植物親緣-化學(xué)成分-功效-藥性關(guān)聯(lián)性的存在,為中藥材多來源品種的合理性提供了支持,如《中華人民共和國藥典》2015年版中的山銀花、三顆針、淫羊藿、大黃、黃連、川貝母、天南星、石斛等基原為同屬多種植物。這種關(guān)聯(lián)性的存在,也為中藥材不斷吸納新分類群資源、中藥材的種類不斷發(fā)展壯大提供了保障,為新分類群資源創(chuàng)新性地開發(fā)利用提供了依據(jù)。