天然药物在现代医疗保健中的地位和作用
社会的发展,技术的进步,正在改变着人类的生存环境、工作方式和生活方式。人类健康和生命的疾病谱也在发生明显变化。现代医疗保健要求由单纯疾病治疗向预防、保健、治疗、康复相结合的模式转变。天然药物在现代医疗保健中具有重要的地位和作用。中医药学是一个伟大宝库,蕴藏着防治疾病、关注健康的奥秘。采用现代科学技术,实现中药现代化和国际化,将为人类现代医疗保健做出重大贡献。
一、现代医疗保健的需求为天然药物的发展提供了广阔空间
1.现代疾病的发展要求医疗模式的改变。
几千年来,人的平均寿命只有20至30岁,甚至于100年前,工业化国家的平均寿命也只有40岁多一点。而现在人们的寿命更长了,在许多国家中男人的平均寿命是70岁,女人为77岁。寿命的延长,除了卫生与营养因素外,主要应归功于医疗保健,特别是药物。
纵观制药工业近100多年的发展进程,经历了两次药学革命。1860年Pas--teur发现细菌,开始了第一次药物革命;相继Ehrlich提出化学治疗理论,发现阿司匹林、胰岛素、磺胺药、抗生素、皮质激素、抗精神病药等,完成了其历史使命。磺胺药的合成,青霉素的发现,链霉素的分离成功,因其对人类的突出贡献,它们的发现者分别于1939年、1945年和1952年获得了诺贝尔奖。1950年,Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型,揭开了第二次药学革命的序幕,其特征是分子生物学的崛起和现代生物技术的应用。在这100年间,新药研究开发取得了辉煌成就,推出了450余种新药,创造了规模巨大的世界制药工业,2000年世界药品销售额3730亿美元,为人类的生存繁衍和社会发展做出了无与伦比的贡献。
尽管药物研究取得了巨大成功,许多疾病的治疗方法也有了很大进步,但对于目前已知的30000种疾病,也只有1/3可以用药物真正地治愈;其余的可以治疗,但不能治愈。而且由于人类社会正在从工业社会向信息社会转变,使体力劳动减少,脑力劳动增强,生活节奏加快。生活方式和工作方式的改变,给人们生理上和心理上造成了新的压力,现代疾病对人类的健康和生命造成了极大的危险,诸如精神系统疾病、循环系统疾病、代谢紊乱疾病、肿瘤和艾滋病等现代疾病已经或正在取代以往流行最普通的疾病,如天花、伤寒、结核病、霍乱、白喉和小儿麻痹症等。据世界卫生组织(WHO)1997年发布的“世界卫生状况”报告,预计今后10年世界性新药研究将集中在以下10类药物的突破,即脑功能改善药,抗风湿性关节炎药,抗艾滋病药,抗肝炎及其他病毒性药,降血脂药,抗血栓药,抗肿瘤药,血小板激活因子拮抗剂,非甙类强心剂,抗抑郁、抗精神分裂和抗焦虑药等。
现代疾病对人类的威胁正在改变着疾病谱,要求医疗模式由单纯的疾病治疗向预防、保健、治疗、康复相结合的模式转变,各种替代医学和传统医学将发挥越来越大的作用。在这种背景下形成的“回归自然”的世界潮流,推动着国际社会对天然药物和营养药物需求的日益增长。
2.医疗保健的需求推动着天然药物市场的发展。
世界天然药物市场主要集中在美国、欧洲和亚洲三大区域。全世界植物药市场每年已达270亿美元。在过去的10年间,以植物制剂为主体的天然药物开始在西方走俏。美国在18世纪中叶开始使用草药。据美国《预防》杂志1998年调查,大约有6000万美国人服用中草药制品,其中大多数作为健康食品。1999年,美国天然药物(不含植物保健品)销售额为43亿美元,年增长率高达20%~22%。美国市场畅销的药用植物有20几种,前4位品种有紫锥花、大蒜、人参和银杏。1999年,最畅销的几种天然药物有金丝桃素(4500万美元)、银杏制剂(4000万美元)、松果菊(3800万美元)、缬草(2000万美元)和卡瓦根(1950万美元)等。美国天然药至今尚未正式取得合法药品地位,所有植物性治疗剂在美国市场上只能以“食品补充剂”(Food Supplements)销售。值得注意的是美国政府对草药的态度正在发生变化,如1994年批准的《饮食补充剂健康与教育法》,承认饮食补充剂可以预防和治疗疾病的事实,以灵活宽容的态度对待像草药这样一类在功效上是药,而在当前法律体系中又无法被批准为药品的产品。又如近期即将公布的《关于天然植物药品研究指南》,允许植物药在保证质量控制的前提下,可以多种成分混合制剂的形式进入临床开发,如果通过对照性临床试验证实其安全性和有效性,便可被FDA批准为新药。此外,美国卫生部正在着手编写有关植物药的标准,并将在2001年出版的《美国药典》(USP24)中正式收载24种植物制剂的质量标准。所有这些足以证明天然药物已获美国官方正式承认。
欧洲国家使用草药治病有着悠久的传统,至今已有700年历史。欧洲是世界最大的草药市场,1999年植物治疗剂与食品补充剂销售额总计达65亿~70亿美元。目前欧洲市场上销售额最高的植物制剂有缬草、月见草油、黑升麻、洋蓟、猫爪草、银杏、红三叶草等。近年来欧共体的植物药市场发展要快于化学药品,英国自1987年以来植物药的购买力上升70%,法国上升50%。德国是欧共体中使用草药最多的国家,年销售额达25亿~30亿美元,占欧洲市场的45%~50%,人均植物药消费37美元。德国是目前欧洲开发利用植物治疗药的“带头羊”,现已有几十种植物药进入医院处方药名单。德国药典早已收录十几种植物药的质量标准。以德、法、英为代表的欧洲制药先进国家在植物药的标准化制剂方面做了大量工作,如德国Schwabe开发的促进脑血管循环的银杏叶提取物制剂“Tebonine”就是一个典范。与美国不同,根据欧盟的指令,所有植物药(包含活性成分的植物原料和/或植物制剂)均作为药品对待,以处方药或非处方药在药房销售。值得注意的是包括草药在内的替代医学在欧洲受到普遍重视,如目前正在实施的由瑞士倡导(包括丹麦、芬兰、德国、意大利、挪威、西班牙、英国等在内)的COST计划,这是一项旨在证明包括草药疗法在内的替代医学的重要性、可行性、局限性的科研计划。预计欧洲在这方面近年将有大的长进。
以中、日、韩为代表的亚洲民族具有使用草药治病的悠久历史。1999年亚洲植物药总销售额为45亿美元。中国正在致力于中药现代化研究与产业化开发。世界其他地区天然药物市场销售额合计在25亿~35亿美元之间。可见,适应现代人类保健的要求,天然药物的开发与应用受到世界各国普遍重视。各大制药公司均设立天然药物研究开发机构。目前国际上约有170多家公司、40多个研究团体在从事传统药物的研究开发工作。国际上申请的中药和其他植物药专利数量迅速上升,1978年为5000件,1985年上升为30000件。
二、天然药物在现代医疗保健中具有不可替代的地位和作用
1.天然产物是现代新药发现的重要源泉。
大自然种类繁多的植物、动物和微生物,为人类造就了各式各样的化合物,这些天然产物是现代新药发现的重要来源。1805年从阿片生物碱中提纯吗啡,标志着单体化合物作为新药来源时期的开始。随后相继发现许多种优秀天然药物用于临床,例如从洋地黄中分离毛地黄毒甙和地高辛(强心药),从金鸡钠树分离奎宁(抗疟药),从古柯树分离可卡因(麻醉药),从颠茄分离阿托品、天仙子胺(解痉药),从柳树枝分离水杨酸(阿司匹林,解热镇痛药),从印度蛇根木分离利血平(抗高血压药),从巴西箭毒木分离筒简毒碱(肌肉松弛剂),从马达加斯加长春花分离长春碱和长春新碱(抗癌药)等等。
世界许多大型跨国公司创建初期都是从天然药物的研究开发起步的。如美国Merck公司创建于1891年,该公司是从1930年开始其研究计划的,但Merck家族却有两个多世纪的制药传统。第一家Merck工厂的目标是各种纯生物碱制剂,如1827年首次以商业规模生产吗啡(morphine),1836年首次生产可待因(codeine),1862年生产可卡因(cocaine)。瑞士Roche公司创建于1896年,早期的工作也是植物药的提取,代表性的成就是地卡罗(Digulum)、潘妥明(Pantopon)和保斯的命(Prostimin)。1904年Roche的科学家将紫花洋地黄强心甙制成标准制剂(即Digulum)治疗心脏病,这是植物药治疗史上一个非常有意义的工作;1909年Roche又制成含有阿片全碱的可溶性剂型(Pantopon),用于镇痛。这两个药物的出现才使Roche的名字开始为医药界所熟悉。1846年,人们偶然吃了非洲一种豆科植物的种子卡拉巴豆而中毒,后从中分离出活性成分毒扁豆碱(physostimine),因其能抑制胆碱酯酶可用来治疗重症肌无力。Roche的科学家合成了一系列毒扁豆碱同系物,发现其中一个化合物具有毒扁豆碱相同疗效,而又不影响血压。1931年Roche公司生产了这个药,商品名即保斯的命。
经验证明,对天然产物进行深入系统的化学与生物学活性研究,对于发现临床上有用的原型药物(Prototype drug)存在极大的机会;发现具有开发前景的结构新类型作为先导化合物(Leading compound),对其结构进行修饰和优化以发现新药,更是一条容易取得成功的道路。例如,从欧洲民间治疗肝炎的草药水飞蓟〔Silybum marianum(L.) Gaertn〕分离到具有保肝利胆作用的水飞蓟素;瑞士Sandoz公司从鬼臼毒素(podophyllotoxin)及其衍生物的研究,相继开发出两个抗肿瘤药物足叶乙甙(etoposide)和足叶噻吩甙(teniposide),分别作为小细胞肺癌和脑癌的首选药物;该公司还对麦角生物碱进行长期系统地研究,从欧洲麦角分离出麦角胺(ergotamine)和麦角新碱(ergonovine),将天然麦解碱α-麦角隐亭(α-ergocriptine)溴化,开发成功溴隐亭(bromocriptine),临床作为高泌乳素血症引起的闭经、乳溢综合症特异安全治疗剂;由Gedeon Richter公司开发成功的长春胺衍生物长春西汀(vinprocetine),1981年上市,用于调整大脑循环障碍引起的神经和精神症状;Lilly公司从对长春花碱衍生物的研究,开发成功广谱、高效、低毒的抗癌药长春地辛vindesine);美国国立肿瘤研究所(NCI)从紫杉科植物短叶红豆杉(Taxusbrevifolia)提取具有独特作用机制的抗癌活性成分紫杉醇(paclitaxel),后Sguibb公司参与联合开发,1993年以Taxol注册上市,用于卵巢、乳腺等各种实体肿瘤的治疗;中国从野生植物黄花蒿(Artmisia annua L.)分得抗疟有效成分青蒿素(arteannuin),对恶性疟和脑型疟效果显著,结构优化的衍生物蒿甲醚(artemether)和蒿琥酯(artesunate)抗疟效果更佳,耐受性更好。这些产品已上市多年,引起国际广泛注意。
2.天然药物在现代医疗保健中占有重要地位。
据统计,现在临床用药大约有一半是来自天然产物及其衍生物。世界上80%以上的人口以天然药物为其医疗保健的基本资源。
据美国《药物化学年报》报道,1984~1995年FDA批准生产(NDA)和1989~1995年FDA批准临床(IND)的抗癌药和抗传染性疾病药物(不包括生物制品),有60%是以天然产物为基源的,包括直接的天然药物,以天然产物为先导的半合成品和以天然产物为模型的全合成品。在1984~1995年批准上市的新药中:64种新抗菌药,来源于天然产物或其半合成品占78%;31种新抗癌药,来源于天然产物,半合成品和全合成品占61%;52种新降压药,来自天然产物的全合成品占48%;93种抗感染性疾病新药,以天然产物为基源的占63%。在1989~1995年批准临床观察的新药中:299种抗癌药,以天然产物为基源(不包括生物制品)的占61%。1994年供临床使用的87种抗癌药中,以天然产物为基源的占62%。另外,对1991年全球销量最好的几家制药公司的分析表明,一半以上公司的产品是以天然产物为基源的。以上这些数据足以说明天然产物在当前及以后的新药开发及临床用药中的重要地位。
近10年来天然产物化学研究取得了长足的进展,天然药物的研究开发取得了丰硕的成果。据文献报道,近年来世界各国开发成功植物药新产品124个。产品分布:欧洲占60.48%;美洲占18.55%;亚洲占16.13%;其他地区占4.85%。产品组成:单一植物总提取物或总成分为主占41.13%;单一天然化合物31个,占25%;多味植物药总提取物或总有效成分占10.48%;复合天然化合物占8.06%;原植物粉末占5.56%;其余占9.68%。成分类型:31个产品中,单一天然成分的类型依次为皂甙、生物碱、醌类、黄酮、鞣质、肽类、内酯、萜类等14类成分,其中以皂甙和生物碱组成的产品为主,分别占25.81%和16.13%。产品功效:抗癌药、杀(驱)虫药、心脑血管系统药、呼吸系统药、消化系统药、泌尿系统药、抗炎镇痛药、皮肤病药等18类,其中以抗癌药、杀(驱)虫药和心脑血管系统药为主,分别占12.10%、10.48%、8.87%。我们有理由相信,天然药物在21世纪将重铸辉煌,世界天然药物产业将更加繁荣兴旺。
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