2016-2020年NSFC資助的（H.3201）中藥資源科學項目概況及熱點分析*

杜建平，曾 靜，任 薇，夏能能，阮文佳，吳偉梅

（廣東省第二中醫院（廣東省中醫藥工程技術研究院），廣東 廣州 510095）

中藥是中醫防病治病的物質基礎，是一種有限、不可再生的資源，作為我國獨特的衛生資源、潛力巨大的經濟資源、具有原創優勢的科技資源、優秀的文化資源、重要的生態資源，中醫藥日益受到國家和世界各國的重視。國家更是通過印發《中醫藥發展戰略規劃綱要（2016-2030 年）》把中藥資源直接提高到了國家戰略資源地位。中藥資源學作為中藥學科分支學科，是研究中藥資源的種類、數量、分布、時空變化和科學管理的自然科學，其研究的核心是藥材的產量和質量[1]，是多學科、跨學科并兼有管理性質的綜合性邊緣學科，作為創新藥物的源頭和基礎的基礎，其在國家自然科學基金（national natural science foundation of china,NSFC）資助的中藥基礎研究中占有重要的地位。因此，充分研究NSFC立項的中藥資源學科發展動態，無疑對推動中藥資源學基礎研究發展具有重要作用。八爪魚采集器是一款無須編程能力，簡單操作即可采集任意網頁數據的通用性網頁采集軟件。PyCharm Community Edition 軟件是JetBrains 打造的一款Python IDE，其所帶的Jieba 分詞工具可高效分割中文文本。BDP 個人版是免費在線數據分析免費網站，可以實際地圖形式分析和展示與地理位置相關的數據。WordArt 是一個文字云生成在線免費網站，可對文本中出現頻率較高的詞匯以視覺化的形式呈現，是熱點聚焦較為適用的工具。 基于此，本文擬通過八爪魚采集器（V8.2.2.111911版本）采集2016-2020年NSFC立項資助中藥資源項目，利用Excel2016 統計分析項目資助數量、金額、依托單位等，以及通過BDP 個人版官方網站對立項省份分布作圖，并將研究對象、項目名稱Jieba分詞詞頻結果導入Word Art官方網站在線熱點詞云圖繪制以聚焦研究熱點，以期為中藥資源學科進一步發展提供參考依據。

1 資料與方法

1.1 納入和排除標準 納入2016-2020 年NSFC“H.醫學科學部”、一級學科“H.32 中藥學”中所資助的二級學科“H.3201 中藥資源”項目，資助類別不限，排除重復、信息不全或無法獲取的項目。

1.2 研究方法①于2022 年1 月21 日登錄“八爪魚采集器（V8.2.2.111911 版本）”軟件，于首頁采集框里輸入國家自然科學基金項目查詢（https://www.izaiwen.cn/)、國家自然科學基金項目查詢（V2.0 正式版）（http://fund.keyanzhiku.com/Index/index.html）網址，生成采集設置（即依次點擊“H.醫學科學部”、“H.32中藥學”、“H.3201 中藥資源、批準年份2016-2020年”），采集并導出包含項目名稱、項目批準號、省份、負責人、依托單位、資助金額、批準年份、資助類別、關鍵詞、研究成果等Excel 數據庫。②采用Ex‐cel2016 數據透視表分析年度立項項目資助數量、金額、依托單位、省份等，并對資助數量、金額作圖展示；③通過BDP 個人版官方網站（https://me.bdp.cn/home.html）對立項省份分布作圖展示。④通過PyCharm Community Edition軟件利用Python中jieba分詞工具撰寫分詞代碼及Microsoft Word2016 的宏代碼程序對項目名稱進行分詞，并通過Excel2016 數據透視表對研究對象、項目名稱分詞結果進行詞頻統計后在Word Art 官方網站（https://wordart.com/）在線導入詞頻前100位的詞匯進行熱點詞云圖繪制，其中詞匯在云圖中顯示越大，表示該詞出現比重越大。

1.3 數據規范化處理 首先對上述兩個網站爬取結果數據去重，查對，避免數據錯亂或遺漏。通過比對上述兩個網站獲取結果數據發現項目關鍵詞不能相互對應，且不能完整反映項目研究內容，故決定以項目名稱分詞作為項目全貌進行熱點分析，并通過對比關鍵詞，結合停用詞庫[2]去除停用詞，刪除“研究”、“技術”等含義廣泛的詞，合并同義詞項如“機制”和“機理”，“藥材”和“中藥”等，以及人工細查核驗確定最終分詞結果。

2 結果

2.1 項目資助數量與金額2016-2020 年NSFC 中藥資源學科資助項目總數分別為65 項、66 項、67 項、56項、55 項，合計309 項，立項總數總體平穩略下降；其中地區科學基金項目、國際（地區）合作與交流項目、聯合基金項目、面上項目、青年科學基金項目、應急管理項目、優秀青年科學基金項目分別為71 項、2項、3 項、115 項、115 項、2 項、1 項，立項主要集中于面上項目、青年科學基金項目、地區科學基金項目。見表1。其中，面上項目2018 年立項總數最高峰為27項、2016-2018 年平穩略上升，2018-2020 年呈下降趨勢；青年科學基金2016-2019 年立項總數逐年下降，2020年趨于回暖；地區科學基金基本呈下降趨勢。

2016-2020年NSFC 中藥資源領域項目資助金額分別為2280 萬元、2336 萬元、2690 萬元、2554 萬元、2276 萬元，以2018 年為分界線，2016-2018 年資助金額顯著增加，2018-2020 年資助金額顯著降低。其中地區科學基金項目、國際（地區）合作與交流項目、聯合基金項目、面上項目、青年科學基金項目、應急管理項目、優秀青年科學基金項目總金額分別為2457萬元、45萬元、754萬元、6388萬元、2342萬、20萬元、130 萬元，合計12136 萬元，其中面上項目資助金額最大。見表2。2016-2020 年面上項目資助金額表現一波三折，2018年資助金額達到峰值，但總體呈下降趨勢，地區科學基金立項資助金額表現出總體略下降趨勢，青年基金資助金額總體趨勢向上，2019年資助金額最低，但2020年表現出高峰值。

表2 2016-2020年NSFC中藥資源領域資助金額（萬元）

2.2 項目依托單位及地區分布2016-2020 年國家自然科學基金資助中藥資源領域的依托單位共計113個，其中學院和大學共計97 個，科研院所15 個，藥用植物園1 個。2016-2020 年中藥資源資助金額前10的依托單位中，研究所2 個，高等院校8 個，其中又以中醫藥高等院校為主。其中金額排名前三的分別為中國醫學科學院藥用植物研究所（28項，1319萬元）、中國中醫科學院中藥研究所（27 項，880 萬元）、成都中醫藥大學（9 項，515 萬元），且主要在面上項目、青年基金方面立項。云南農業大學（10項，344萬元）均為地區科學基金。見表3。

表3 2016-2020年NSFC中藥資源項目資助金額排前10的依托單位情況（項，萬元）

2016-2020年NSFC 中藥資源資助項目地理共分布21 個地區，立項地區分布較廣，除了西北地區（新疆、青海）外，基本分布，其中立項數排名前十的地區分別為北京74 項、云南28 項、浙江22 項、江蘇21 項、上海15 項、廣西13 項、四川11 項、福建11 項、陜西11項、廣東10 項，主要集中在華東、華南地區。見圖1。其中北京資助總金額為3024 萬元，包括8 個單位，中國醫學科學院藥用植物研究所28 項、中國中醫科學院中藥研究所27 項、北京中醫藥大學7 項、首都醫科大學6 項、中國醫學科學院藥物研究所2 項、北京大學2 項、核工業北京地質研究院1 項、中國中醫科學院醫學實驗中心1項。

圖1 2016-2020年NSFC中藥資源資助項目地理分布

2.3 研究對象2016-2020 年NSFC 中藥資源研究對象詞匯出現較大比重的有：丹參、人參、三七、地黃、鐵皮石斛、白木香、甘草、當歸、黨參、廣藿香等，其依次出現頻次分別為29 次、14 次、14 次、8 次、6 次、5次、5次、4次、4次、4次。見圖2。

表4 2016-2020年NSFC中藥資源項目立項數排前10的地區分布情況

圖2 2016-2020年NSFC中藥資源資助項目研究對象

2.4 研究熱點2016-2020 年NSFC 中藥資源領域標題詞匯出現較大比重的有：機制、調控、分子、品質、生物合成、轉錄因子等。其中，機制出現170次、調控出現82 次、生物合成出現67 次、轉錄因子出現28 次等。見圖3。

圖3 2016-2020年NSFC中藥資源資助項目名稱熱點詞匯

3 討論

3.1 項目資助數量及金額分析

2016-2020年NSFC 中藥資源學科立項總數總體平穩略下降，總體資助金額顯著降低，可能是中藥資源學科發展在這個時期內遇到了瓶頸，但2018 年獲資助項目數量和經費均達峰值，表明該學科在2018年可能受政策導向或研究熱點受到了較大關注。青年基金立項總數2016-2019年在下降，2020年趨于回暖，且其資助金額在顯著增加，說明國家自然科學基金委近年來不斷加大青年基礎研究的支持力度，為推動中藥資源學科基礎發展、培養青年科研人才奠定了基礎。用于加強對部分邊遠地區、少數民族地區等科學研究基礎薄弱地區科技工作者的支持的地區項目資助在2016-2020 年均有獲得，但立項數量及資助金額均在下降，表明了邊遠地區科學研究基礎的薄弱，NSFC 正不斷降低對邊遠地區的科研支持。另外，近5 年中僅有1 項國際（地區）合作與交流項目，直接表明了該學科在國際科學界的學術影響力的微弱狀態，為提高中國的科研質量和國際競爭力，建議NSFC大力支持國際合作研究，借助國際上優勢單位的研究力量開展聯合攻關，以有效推進我國中藥資源學基礎研究的快速提升，提升學術影響力，持續擴大我國中醫藥產業的國際影響力。

3.2 項目依托單位及地區分布分析

從獲資助依托單位分析，涉及依托單位共計113家，高等院校是獲資助主體單位，表明高等院校是中藥資源學科研究的主要力量，主要可能是因為NSFC是高等院校研究型人才培養重要途徑，因此申請及立項的數量也會相對較大。而排名靠前的分別為中國醫學科學院藥用植物研究所、中國中醫科學院中藥研究所等，主要是因為其具有扎實中藥資源學研究底蘊，在該領域具有占有主導地位，因此立項的幾率也是較大的。從資助省份分布來看，涉及地區分布較廣，但分布不均衡，較多分布于經濟實力、科技力量、學術資源豐富而雄厚的華東（如浙江、江蘇、上海等）、華南地區，或擁有中草藥資源居全國首位的云南省，其在2016-2020年共獲得中藥資源學項目28項，但均為地區科學基金項目，NSFC 立項資助，無疑是為云南開發創新藥物，形成并擁有自主知識產權的新藥品種，增強云南中草藥現代化產業的核心競爭力，并盡快走向世界奠定了極為有利的基礎。而科研實力、研究基礎均較薄弱的西部地區（如甘肅、寧夏等）較少分布，且主要集中在地區科學基金，而新疆、青海西北地區立項為零。因此，未來，有必要加強地區的交流與合作，期望能以強帶弱，促進各省均衡協調發展。

3.3 研究對象分析

本次研究發現，2016-2020 年NSFC 中藥資源學科研究對象主要為植物藥（如丹參、人參、三七等），較少研究動物藥（如水蛭/螞蟥），而對礦物藥的研究基本為零。其中，植物藥又尤以具有活血化瘀、消腫止痛、養心安神等功效的丹參為主要研究對象，2016-2020 年NSFC 中藥資源學科涉及到丹參的項目共有27 項，分別為5 項（2016 年）、5 項（2017 年）、5項（2018年）、4項（2019年）、8項（2020年），平穩遞增趨勢。丹參基原植物作為理想的藥用植物研究模式植物，其基因組小、染色體數目少、世代周期短、繁殖方式多樣，生態適應能力強[3]，尤其是近年來丹參基原植物野生資源的短缺和栽培種質質量不穩定等問題的凸顯下，丹參主要活性成分--丹參酮和酚酸類化合物的生物合成及調控機制成為了當下研究熱點。本次研究可見，NSFC 資助下，學者們主要集中研究了轉錄因子對丹參主要活性成分--丹參酮和酚酸類化合物生物合成調控研究，擬通過轉錄因子調控關鍵酶基因誘導丹參酮、丹酚酸類化合物生物合成。由于，丹參轉錄因子對丹參酮和酚酸類化合物的轉錄調控作用廣泛而復雜[4]，可共同響應多種信號途徑、調控多個合成途徑，因此，篩選與丹參活性成分生物合成與積累相關的轉錄因子并進行功能機制研究可作為今后研究的重點。另外，結合當下研究表明[5]，丹參活性成分生物合成過程中特異表達的miRNAs、選擇性剪接轉錄后調控對活性成分生物合成影響較大，而本次研究發現，學者們在脅迫應答、miRNAs 功能、選擇性剪接機制等方向上缺乏深入研究，因此，也充分建議廣大學者未來開展挖掘和解析miRNAs 功能、選擇性剪接機制等研究，以期全面解釋丹參活性成分合成的轉錄后調控機制, 利于促進丹參活性成分的進一步積累。另外也建議NSFC加大動物藥基礎研究資助力度，對動物藥的藥用有效成分，復方配伍規律等組織多學科聯合攻關。

3.4 熱點研究方向分析

通過2016-2020 年NSFC 中藥資源科學項目名稱熱點詞匯云圖可看出，機制（如“調控機制””、“分子機制”、“形成機制”等）是NSFC 立項的主要方向，熱點研究內容重點集中在分子水平上研究中藥生物合成與調控、中藥資源品質與評價、轉錄因子等，同時出現多學科和新興技術手段交叉研究。

3.4.1 中藥生物合成與調控研究

中藥生物合成與調控是以中藥有明確活性的藥用活性成分為對象，通過發掘藥用植物基因資源，克隆鑒定活性成分次生代謝關鍵酶基因，解析其生源途徑和調控機制，并在微生物中人工創建代謝途徑，進而利用合成生物學策略獲取中藥活性成分；其不但可揭示中藥活性成分形成和積累的分子機制，也可是中藥資源可持續利用的重要途徑，目前已被國際認為是最有潛力的資源獲取方法之一[6]。由于生源途徑的解析是闡明“有效成分如何產生”的根本，中藥有效成分生源途徑的闡明可為開展中藥有效成分生物合成調控提供良好的基礎。因此，2016-2020年學者們聚焦高活性中藥資源開發所面臨的“生物合成途徑不明”和“代謝調控效率低”兩個關鍵科學問題，深入探索了中藥有效成分生物合成基因調控研究、中藥有效成分生物合成途徑解析及調控等。而熱點云詞“基因、功能、關鍵酶、關鍵酶基因”等表明中藥有效成分生物合成基因調控研究以藥用植物次生代謝途徑關鍵酶基因克隆與功能分析為主，如“三七皂苷R1生物合成相關木糖轉移酶基因的克隆和功能研究（2019 年，面上項目，編號：81973414）”。當然熱詞“miRNA”的顯示，也表明了中藥有效成分非編碼基因的調控也受到了學者的愈加重視。但由于生物合成下游途徑上關鍵基因挖掘困難，導致大多數中藥活性成分生物合成途徑至今尚未完全闡明，合成結果不可預測等[7]，因此解析更多中藥有效成分生物合成途徑仍是未來中藥資源合成生物學重點研究方向和待解決的關鍵科學問題。

3.4.2 中藥資源品質與評價研究

從項目名稱熱詞“品質、質量、評價”可以發現，品質研究是中藥資源學科基礎研究熱點之一。縱觀2016-2020年中藥資源學科品質研究相關項目，發現其大部分集中在中藥品質形成、評價、區劃等研究中。其中又以中藥品質形成機制研究為重點，采用多組學和相應分子生物技術，探索基因遺傳分化、環境生態因子（逆境脅迫和環境微生物）與品質的相關性，但相關研究[8]表明現階段對中藥根際土壤的微生物宏基因組的認識和應用還較為淺顯。較少部分研究從環境單方面角度研究道地藥材（如霍山石斛、滇雞血藤、長白山雞爪苓等）道地性，缺乏從“環境+遺傳”[9]兩大方向綜合深入探討。極少研究從中藥次生代謝途徑解析其品質形成，主要可能是因為次生代謝途徑的生物合成過程始終貫穿著初生代謝和次生代謝相互交叉，影響因素較多，且涉及多學科如微生物學、分子遺傳等較復雜的實驗方法，導致對生物合成機制較單一代謝途徑的研究要復雜和困難的多[10]。未來應建立整體研究策略解析中藥品質特征，揭示中藥品質物質內涵形成機制，調控中藥有效成分生物合成，進而實現中藥品質保障與提升。

3.4.3 轉錄因子研究

轉錄因子本質是蛋白質，是轉錄調控最重要的成員，可靶向結合藥用植物代謝途徑中關鍵結構基因非編碼區域，參與植物生長發育、信號轉導、代謝調控及抗逆反應等各個關鍵環節[11]，調控藥用植物代謝特質和形態特質，從而影響中藥有效成分的積累和特定生物學性狀塑造[12]。因此，從轉錄因子入手，為實現中藥“優形、優質”、種質資源保存、選用乃至品質提升與遺傳育種提供了重要的切入點。從2016-2020 年NSFC 中藥資源科學項目名稱熱詞中可看出，中藥資源學科基礎研究中涉及到轉錄因子的研究眾多，主要集中在WRKY 類轉錄因子、MYB類轉錄因子、b HLH 類轉錄因子等，而研究對象主要集中在丹參、人參、青蒿等少數物種，研究內容主要集中在通過轉錄因子調控藥用植物有效成分生物合成分子機制研究，擬通過增強轉錄因子調控植物次生代謝途徑酶基因表達，整體激活中藥有效成分生物合成途徑，實現中藥有效成分高效合成和定向積累。總的來說，涉及的中藥較少，研究內容較為單一。而文獻研究表明[5,13]，轉錄因子眾多，功能相似或相左，其許多相關功能未得到鑒定，轉錄調控作用廣泛而復雜，調控機制未完全解析，且大部分藥用植物生物合成途徑及具體調控的靶基因也尚未完全闡明[14]。因此，厘清各轉錄因子的調控機制，并深入研究藥用植物中轉錄因子調控活性成分生物合成是未來的研究重點。

4 結語

通過本次研究可知，2016-2020 年NSFC 資助的中藥資源領域研究立項項目數量及金額略下降，主要集中在高等院校，立項地區發展呈現不均衡，丹參、人參、三七等是重點研究對象，中藥生物合成與調控、中藥資源品質與評價、轉錄因子等是研究熱衷領域，有學科交叉特點。因而，今后的中藥資源科學項目申報中，廣大學者可從藥性理論為切入點，結合分子生物學、生物學、生態學等學科領域，多組學技術手段，全方位、多層次推進中藥資源生物合成、品質等相關研究，但也應注重理論及技術方法的原始創新。但本研究也存在一定局限性，如對項目分詞采用程序代碼因沒有精準的相關專業術語文本詞庫納入，可能造成部分項目名稱分詞不精準，且由于缺乏2021 年中藥資源科學立項數據，目前只能較為粗略的分析中藥資源科學領域科研全貌，未來仍需結合大量國內外文獻拓寬熱點研究角度及深度，以期為該領域科研人員展示更為全面的學科發展態勢。