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编号:10259418
分子细胞生物学为中医药现代化打下了良好基础
http://www.100md.com 《医学与哲学》 2000年第6期
     作者:施洪飞 张宗明

    单位:南京中医药大学 98级博士生,江苏 南京 210029

    关键词:

    医学与哲学000616分类号:R2-03 文献标识码:A 文章编号:1002-0772(2000)06-0040-03

    1 分子细胞生物学的研究成果成功诠释了中医基础理论

    1.1 从分子水平说明了中医的整体思想

    分子细胞生物学深入到了机体的微观世界,打破了组织器官的局限,从分子水平辩证地研究整体的功能和联系。它应用还原方法对生命进行研究,从细胞超微结构及分子水平阐明生命的物质基础,再经综合分析过程利用现代系统论、控制论、信息论和协调论等学说,把“孤立”的物质与组成整体的所有器官联系在一起,把局部的作用和整体的健康状况联系在一起,这种建立在大量实验基础上的辩证的整体观不仅与中医的整体观有相似之处,而且比中医对整体的认识更客观、清晰。分子生物学在充分实验根据上形成的反馈论、信息论等,发展完善了中医的五行生克关系。分子细胞生物学的方法既证明了中医的整体观,又使中医在客观化、定量化上与综合—演绎的方法联系在一起,填补了中医缺乏微观还原的空白,使中医的抽象思维建立在实验科学研究的基础上[1]
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    中医学把疾病看成是整体协调受到了干扰,分子遗传学认为表现型是基因型与环境(即调整基因的外界因子)相互作用的结果。一个基因可能引起不同的表现型(一因多效)。即使是主基因效应非常典型的单基因经典遗传病,其表现型(如疾病)的最终实现,也需要很多别的基因参与。同一个表现型(复杂性状)很可能也与一个以上的基因有关,如哮喘至少与基因组中的5个位点有关,糖尿病Ⅰ型很可能与近10个位点有关[2]

    1.2 从分子水平说明了中医的阴阳学说

    1973年美国生物学家Goldberg根据cAMP、cGMP这一对环苷酸对细胞功能的相互对抗、相互制约,保持一定比例关系和相对平衡作用,提出了生物控制的阴阳学说,认为这就是东方阴阳学说的物质基础。近年来我国对cAMP、cGMP与中医阴阳学说的关系亦进行了研究,多家文献报道:阳虚者cGMP水平升高、cAMP/cGMP比值下降;阴虚者cAMP水平升高、cAMP/cGMP比值升高;进而分析cAMP、cGMP与阴虚、阳虚的关系,见阳虚者主要表现出副交感神经系统活动加强的证候;而阴虚者主要表现出交感神经系统活动加强的证候。由于环核苷酸是传递细胞信息、调节细胞代谢、影响细胞功能的重要物质,对某些疾病的发生、发展和治疗具有重大意义,所以把环核苷酸看作是阴阳的物质基础之一,在临床上具有很大的实用性。
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    1.3 从分子水平说明了中医的脏象学说

    分子遗传学研究表明基因是生物遗传的基本单位,基因的表达与调控直接影响着细胞的增殖与凋亡,决定着人体的生长发育、衰老和生殖遗传,这与中医脏象学说关于“肾藏精、主生长发育与生殖”以及“肾为先天之本”之间有着许多的内在联系,可以较完善地说明中医有关肾的生理和病理。

    1.4 从基因水平说明了中医学的内邪说

    人体本身的邪气一直是中医药对疾病的重要解释之一,中医注重内因和养生祛邪等已被实验证明是有效的。基因病说有两个要素:一是基因相关论,即人类的疾病都直接或间接与人类的基因有关,都是外因通过内因而起作用。二是基因修饰论,即讫今所有的药物,除了直接杀灭病原的药物外,都是直接或间接地通过影响、调整、修饰和改善人类基因的表达与产物的功能而产生效用的。基因病说与内邪说的异曲同工,在理论上提供了中医药学与现代生命科学结合的可能性。
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    1.5 从分子细胞水平发展了中医辨证方法

    微观辨证学是近年来从中医诊断学中开拓出来的一门新兴学科,它是随着现代光学、声学、电子学特别是现代数学和分子生物学进入辨证学,使传统的宏观唯象辨证进展到与实验研究及微观、微量、超微结构的检测观察高技术相结合的水平。

    以研究较为深入的脾虚证为例。以超微结构检测表明:脾虚气滞证患者胃粘膜中胆碱能神经末梢中Ach小泡的数目明显多于脾气虚证;脾气虚患者外周血淋巴细胞明显增大,胞核常染色质比例增高,核仁变大,线粒体体积增大,粗面内质网增多而胃粘膜主壁细胞线粒体密度明显缩小[3]。采用组织化学染色和免疫法测定法对慢性胃痛脾虚证患者胃粘膜肠化生分型及胃粘膜与血浆环核苷酸含量测定,发现肠化生率、结肠型肠化生率和不全性肠化生率在良性胃病与胃癌之间、在脾气虚与脾虚气滞之间均有显著性差异,提示cAMP量变是引起虚证胃粘膜肠化生和胃癌的物质基础。

, 百拇医药     2 分子细胞生物学的研究手段为中医药学提供了良好的方法

    2.1 电子显微镜学为中医药现代化作出了重要贡献

    电子显微镜突破了光学显微镜分辨率的极限,为现代生命科学研究提供了火眼金睛,同样也为中医药现代化研究立下了汗马功劳。仅以中国中医研究院超微结构研究室为例,从1978年创建至今,院内各所及兄弟单位运用电镜就完成了100多项中医药基础理论和临床研究课题的电子显微镜观察研究。该室电镜涉及的中医药研究包括中药形态的研究、以青蒿素为题的研究、针灸经络的形态学研究、皮肤的研究、肿瘤基础与临床研究以及肾虚痹证发生机理等中医证的研究等[4]

    2.2 分子生物学为中药学的研究提供了有力的武器

    根据遗传物质DNA在不同生物个体差异来鉴别中药品种。如利用限制性内切酶酶切片断长度的多态性来研究品种间、种属间的变异情况,从而提示不同品种之间的亲缘关系,为鉴定药材品种依据。PCR技术以其高速、高效、优质和全部自动化的优点为中药材特别是贵重药材的鉴别带来了方便。
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    利用分子生物学的既采用还原方法又辩证研究整体的综合方法,给从分子水平研究中药原理提供了良好的思想和方法。目前国内不少单位开展了中草药的分子药理学的研究,如丹参注射液使血小板cAMP升高,有抗血小板凝集作用;血蝎使血浆cAMP升高、cGMP降低,抑制血小板凝结,防止血栓形成;人参加强心肌收缩力,使心肌cAMP升高、cGMP降低等。日本山田氏等对有关癌的研究中明确了汉方药可以调控基因的表达,并诱导癌细胞的凋亡。

    运用基因工程和细胞工程技术可以进行中药良种的培育和新药的开发。一方面可以对药用植物品种实行遗传改造或构建新型的抗逆力强的优良品种,以加强中药高产、优质、多抗新品种的选育;另一方面,用基因工程技术培育出的抗病毒、抗虫害的新型中药能减少农药施用,杜绝农药和重金属的污染,可以增加中药使用的安全性,并促进中药出口[5]

    3 生物工程技术可使中药学率先实现现代化

, 百拇医药     3.1生物工程技术能够开发我国中药资源

    从天然药源的动植物中寻找新药,已成为国内外新药开发的热点。主要注重从天然动植物药源中寻找高流活性的药物单体或新型药物结构分子,同时也重视对微量生物活性物质的分离提取,以及应用生物工程技术进行大规模生产。利用海洋生物资源开发研制新药在国内外也方兴未艾。目前已建立了快速测定特殊生物活性物质的方法、受体及基因产物的分子药理实验方法,这为从天然药源(特别是中药)筛选新药提供了非常有利的条件。国内外都在发展针对天然药源特点的膜工程、酶工程、高效萃取技术、低温冷冻干燥技术、粉碎及生物制品化学修饰加工等生化工程技术,大大促进了天然资源药物生产的高技术化。大规模的发酵技术、细胞工程技术、高效生物器等都已被应用于生药资源的开发研究。

    3.2 我国中药生物工程技术已经有了良好的科研基础

    尽管各国科学家都开始了从中草药中寻找新的活性物质的工作,但对中草药特性的了解,对中草药有效药理成分、作用机理、治疗效果等方面的了解,我国占绝对的优势。我国高等院校、科研院所的广大科技人员进行了大量的研究工作,许多中草药的有效成分、药理特性和作用机理已搞清楚,成就是辉煌的,也为我国应用生物工程技术开发研制新药奠定了良好基础。
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    如蛇毒、水蛭、蝎毒、蚂蚁等有效活性物质的生物工程研究已取得可喜进展,大规模的细胞培养生产紫杉醇、青蒿素、丹参等生物技术研究正在进行中,冬虫夏草菌发酵工艺、中药栽培抗病虫害基因工程研究、植物基源药材中活性成分的代谢及基因调控等方面的工作都在蓬勃发展中。海洋生物中活性物质的分析分离及对其结构特点、药理活性、作用机理的研究工作都取得了重大突破。许多中药小分子活性成分在肿瘤、心血管疾病、肝炎、艾滋病、老年性痴呆等重大疾病治疗中已经发挥了巨大作用。

    3.3 生物技术工程在中药研究中可望取得的成果

    一是应用基因工程生产活性蛋白或多肽,如水蛭多肽、天花粉蛋白、蛇毒、蛇毒抗栓酶、蝎毒活性小肽等。二是建立起地道名贵中药的基因文库及质量标准体系,如人参、地黄、山药、枸杞子、贝母等。三是开发降血脂和抗真菌中药并阐明其作用机理,如通过克隆HMG-COA基因,并将其在大肠杆菌中表达,以之研究降血脂中药大黄、决明子等对HMG-COA基因表达产物的影响,开发出高效降血脂药物并阐明其机理。四是研制大蒜素脂质体靶向新制剂。五是生物加工合成和转化天然药物,如对抗瘤药物鬼臼素类化合物进行生物转化研究,探索鬼臼素抗癌药物VP16和VM23的生物合成和转化体系,同时对转化产物进行分离、鉴定和抗癌活性试验,开发出高效低毒的新型鬼臼素抗癌新药。六是用细胞工程生产和开发天然药物,如建立番茄枝内酯的细胞培养体系,筛选高产细胞株,开发抗癌新药。七是用发酵工程生产菌类中药。八是开发糖工程药物,应用生物工程技术对多糖类化合物进行分离纯化、结构的修饰、药效研究,研制开发新药物。
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    4 从哲学角度看分子细胞生物学及生物技术与中医药现代化的关系

    4.1 中医学与分子生物学的方法论及辩证关系

    中医学中具有丰富的朴素的唯物论和辩证法、朴素的整体观、系统论和控制论;具有丰富的生物钟学、时间治疗学、应激学、气象医学、心理医学等的雏型和萌芽。例如,中医理论中关于脏腑间相互制约的关系、脏腑与体表的关系、与季节气候的关系、与药物四气五味及归经的关系及与心理关系等的论述,就充分体现了上述思想。这些关系中医通过五行系统出色地把它们联系为一个有机的整体,用以解释生命现象,并指导临床实践。

    不难看出,这种方法由于带有很大的盲目性、猜测性和随机性,因而仍然没有摆脱自发的辩证法、朴素的方法论,显然已阻碍了中医药学的发展和前进。如果中医仍在自己的原有体系下孤军奋战,那么每前进一步将是极其困难的。如果我们把中医的方法论和分子生物学的方法论作一比较,就不难看到分子细胞生物学是建立在大量实验基础上的辩证的整体观和系统论,它比中医建立在五行基础上的整体观和系统论要精确得多;分子生物学对整体的认识是比较客观的、清晰的,比中医学笼统的、模糊的认识进步多了;分子生物学在充分实验基础上形成的反馈调节论、稳态论等是建立在现代控制论、信息论等基础理论上的,比中医行生克关系中的朴素的控制论、信息论要更高一筹。
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    4.2 “杂交方法和方法杂交”对中医药现代化的意义

    著名的单克隆抗体技术的问世在于出色地运用了细胞融合技术和组织培养技术(即材料的杂交、杂交方法),而该技术的深入发展则依赖于将细胞工程和基因工程的结合应用(即方法的杂交)[6]。单克隆抗体的成就寓示了一个科学的真理:科学的发展需要多种科学理论的相互渗透和各种科学技术的密切配合,简言之需要方法的杂交。可见中医药学的发展和现代化同样需要多种科学方法的杂交。杂交出优势,这在生物学领域早为人所共识,就中医药研究而言,应当应用包括生命科学在内的一切先进的科学理论和科学技术来发展完善自己,一定能够出现杂交优势,完全实现现代化。

    5 结语

    综上所述,分子细胞生物学的研究成果成功诠释了中医基础理论,其研究手段为中医药学提供了良好的方法,生物工程技术可使中药学率先实现现代化,以分子细胞生物学为主的多种科学方法的杂交将使中医药完全实现现代化。值得一提的是中科院遗传所人类基因组中心主任杨焕明教授、南京中医药大学原分子生物学教研室主任宋为民教授等科学家认为:以基因组作为中医药现代化的切入点时机已成熟,基因组学正是中医药现代化的最佳切入点[7]
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    (*指导老师)

    参考文献:

    [1] 吴启峰.分子生物学与中医药现代化[J].中国中医基础医学杂志,1999,5(3):11~13.

    [2] 杨焕明.基因组学——中医药学现代化的一个切入点[N].中国中医药报,1999-04-26.

    [3] 吴 煜.组织和细胞的超微结构在中医证研究中的意义及其前景[J].医学与哲学,1998,19(1):33~34.

    [4] 柳和培.电子显微镜学与中西医结合研究[J].中国中医基础医学杂志,1999,5(11):56~57.

    [5] 徐 琦.生物工程技术与中医现代化[J].中国中医基础医学杂志,1999,5(10):58~61.

    [6] 郭照江,汪美先.从杂交方法到方法杂交[J].医学与哲学,1987(10):23~25.

    [7] 宋为民,王明艳,徐 力.基因组学是中医现代化的最佳切入点[J].南京中医药大学学报,1999,15(4):193~195.

    收稿日期:2000-01-17, 百拇医药