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植物细胞工程产品寻求“身份证”

来源:科学时报
摘要:“《新药审评办法》有关中药部分的修订和补充规定,还没有就用植物细胞培养的方法生产的中药材作出定位。也就是说,用植物细胞培养的方法生产的原料药应归为第几类新药、划分的界限是什么,没有人能回答。”近日,中国植物学会秘书长、中科院植物研究所教授叶和春在接受《科学时报》采访时说。多年悬而未决“近年来,随着......

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一个困扰研究人员多年的问题一直悬而未决。

  

“《新药审评办法》有关中药部分的修订和补充规定,还没有就用植物细胞培养的方法生产的中药材作出定位。也就是说,用植物细胞培养的方法生产的原料药应归为第几类新药、划分的界限是什么,没有人能回答。”近日,中国植物学会秘书长、中科院植物研究所教授叶和春在接受《科学时报》采访时说。

  

多年悬而未决

  

“近年来,随着科技人员的不断努力,植物细胞培养方法日臻成熟,并逐渐由实验室走向产业化。如紫草素、黄连素、人参皂甙、长春新碱、地高辛、利血平等药物均可用细胞培养的方法生产。可以说,此后会有越来越多的以细胞培养方法生产的原料药物加入医药行业。于是,此类原料药的研制与报批工作被提到我们眼前。”叶和春说。

  

叶和春和他的课题小组长期从事天然植物研发工作,从1992年开始就围绕紫草细胞培养物的开发进行了大量研究。早在2002年,叶和春就紫草细胞培养物究竟按几类新药进行研究与申报咨询过一些专家和“新审办”的有关人员,但专家议论纷纷,见解不一。

  

从紫草细胞培养物的生产过程看,它是用人工方法进行生产,好像符合中药新药第一类第一条,即中药材的人工制成品,但其最初的细胞种子仍由天然植物而来,与人工牛黄、人工麝香不同。从生产技术看,它虽然运用了人工发酵技术,与新药第一类第二条的“新发现的中药材”中对新菌类药材生产运用的技术规定一样,但又不属于新的菌类,而是天然植物细胞。从研究人员准备使用的原料看,是用有机溶剂或超临界方法得到的总提取物,比较符合中药新药第二类第二条对有效部位的规定,但该规定的有效部位是以天然药物等为对象的,没有包括植物细胞。

  

问题无法解决。最后,大家向国家食品药品监督管理局呈送了一份《关于应用植物细胞工程产品研制新药有关问题的请示报告》。但时隔几年,未有回音。

  

植物细胞工程的发展

  

所谓细胞工程,是指以细胞为基本单位进行培养、增殖或按照人们的意愿改造细胞的某些生物学特性,从而创造新的生物和物种,以获得具有经济价值的生物产品。它主要由两部分构成,其一是上游工程,包含细胞培养、细胞遗传操作和细胞保藏三个步骤。另一个则是下游工程,是将已转化的细胞应用到生产实践中去,以生产生物产品的过程。植物细胞工程就是针对植物细胞的工程技术,它是细胞工程的一个重要组成部分。

  

植物细胞大规模培养技术是近些年发展起来的一门高新技术。这种技术的优点在于:可实现工业化大生产,减少土地的占用;可不受季节、气候、昼夜等自然条件的限制而常年生产;通过自然和人工诱变筛选,得到高产细胞株,从而大幅度提高有效物质的含量;整个生产过程是在洁净无菌的条件下进行,培养基无毒无污染,使困扰中药界多年的农药残留、重金属含量超标等问题迎刃而解,有利于中药走向现代化。

  

而在《新药审批办法》颁布时,植物细胞培养技术还很不成熟,也不为大家所熟知,因而在规定新药类别时,没有被考虑进去。国家职能部门对植物生物技术还需要一个认识过程,但从国际发展趋势看需要及时解决这个问题。

  

有资料统计,在近几年美国FDA批准的31种新的抗癌药中,61%来源于天然产物、半合成品或以其为先导化合物的全合成品。当前美国已认识到,单一活性化合物的筛选和新药开发只是一个方面,而研究开发植物药的复合活性组分和复方也是重要的一个方面。因此,在美国,植物药的开发也是近年来选题的热点。

  

叶和春说,“国家食品药品监督管理局若能以紫草为试点,定下其所属类别,可以为将来解决类似问题或修改新药审批法规积累一些经验,以促进我国植物细胞工程这一高技术产业及整个医药事业的发展。”

  

挽救天然植物

  

国家相关部门应该重视天然药物的开发,叶和春认为还有一个重要的理由——资源环境的保护。

  

新疆紫草是传统中药,目前,药典中收录了新疆紫草、辽宁紫草、内蒙古紫草3种。其功能为清热凉血、解毒透疹、皮肤烧伤、冻伤等。临床以新疆紫草的疗效为最好。而新疆紫草的药用部位就是它的根。

  

叶和春有关新疆紫草的研究在“七五”就已立项,相继得到“八五”、“九五”计划经费支持,之后,得到了四川剑南春集团的支持。据叶和春介绍,之所以选这个项目,首先是因为紫草入药需要挖根,而且它又仅生长在3000米的高山上,新疆和西藏紫外线辐射很强,早晚温差大,属高寒多年生草本植物。然而,一味挖掘意味着杀鸡取卵。也有科研人员在温室里进行精心培育紫草,多次尝试都没有成功。紫草的色价很高,是绝好的天然色素——上世纪70年代,日本利用生物技术细胞培养获得成功,用来做口红,卖价高昂。

  

叶和春说,“日本研制的属硬紫草,与我们目前研制的不是一个品种,化学成分不一样,我们研制的是软紫草,临床效果最好,是我国特有的资源。”

  

新疆紫草的细胞培养,是将天然植物的种子消毒后,在无菌的环境下发芽获得实生苗,取其根、下胚轴、真叶、子叶作为外植体,接种于人工配制的培养基上,诱导它们脱分化形成具有无限分生潜能的细胞团——愈伤组织。由细胞培养而得的产物,经与天然植物化学结构的对比分析,除不含紫草素以外,其他5种成分完全相同。值得注意的是,紫草素衍生物的含量是植物根中的4~8倍。同时,该项目也解决了中药现代化的难题——质量化标准问题。

  

国内植物制药的“软肋”

  

有关专家指出,从药用植物研究开发药品并生产上市,需要多学科的合作,包括植物化学、药理学、毒理学和临床研究等。目前,国内作过一定化学和药理研究的植物只有1000余种,较为深入研究的不过200种,可见天然药物的研究开发和利用具有巨大潜力。

  

有资料显示,从天然药物中创制新药,我国也已积累了相当经验。新中国成立以来,我国创制的100余种新药及1985年以后新药审评批准的10余种一类新药,90%以上是利用植物资源创制的,说明这是我国创制一类新药的重要途径。同时,在我国植物药的开发中,中药二类新药可能在相当一段时期内是研制的重点和热点。

  

植物化学研究成果大部分与药物开发相关,以植物为原料开发新药。因此,在植物化学基础上开发新药的首要环节,是活性筛选和药理学的研究。这一环节正是我国新药研究开发过程中最为薄弱的环节,也是最重要的环节。国外的筛选方法、技术和模型都有了很大进步,用一周时间和少量人力就可筛选数千甚至上万种样品。被筛样品不仅是单一化合物,也包括多组分的混合物、天然药物提取物。这样,筛选工作反过来又追踪和指引化学工作,会加速植物药的开发。而我国基本上仍处在整体动物的筛选水平上,这就严重制约了我国的新药开发,也使我国一些天然药物的品种研究开发处于“跟踪”状态。

  

我国植物药提取、分离、纯化的工程化技术比较薄弱。我国植物药厂目前大部分具有提取设备,有部分厂具备树脂分离技术和设备,但进一步利用膜分离、低压柱层析、二氧化碳超临界萃取等技术和设备,尚未达到工程化的程度或尚处于初期未成熟阶段。

  

业内人士认为,随着我国植物药研究开发水平的提高,对所开发新药的有效部位、有效组分和活性化合物的含量要求的提高,必将要求工程化、规模化的分离技术的提高和设备的使用。因此,深入纯化工程技术和设备的研究也是必走之路。
作者: 2007-2-3
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