測基因篩仙草

唐福林 余楊楊 狄瑤佳

華中科技大學(xué)生命學(xué)院“林下賦能——道地藥材健康產(chǎn)業(yè)助力鄉(xiāng)村振興”團(tuán)隊(duì)長期致力于科技創(chuàng)新推動(dòng)林下中藥材產(chǎn)業(yè)發(fā)展，研發(fā)大健康產(chǎn)品保障人民健康。團(tuán)隊(duì)構(gòu)建高通量優(yōu)良種質(zhì)篩選平臺(tái)和亞健康適應(yīng)癥的健康產(chǎn)品研發(fā)平臺(tái)，服務(wù)道地藥材種植與精深加工企業(yè)，支持山區(qū)林下特色資源產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)，助力鄉(xiāng)村振興，促進(jìn)農(nóng)民增收。

唐福林，華中科技大學(xué)社會(huì)學(xué)院社會(huì)學(xué)專業(yè)本科生；余楊楊，華中科技大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院建筑學(xué)專業(yè)本科生；狄瑤佳，華中科技大學(xué)社會(huì)學(xué)院社會(huì)學(xué)專業(yè)本科生，華中大記者團(tuán)總編

云南臨滄地處我國西南邊陲，全境重巒疊嶂，群峰縱橫。在山高谷深的地理環(huán)境中，一片片山林因勢而生，郁郁蔥蔥，生機(jī)盎然。在維系生態(tài)平衡的同時(shí)，這些林木也為許多名貴中草藥的生長提供了背陰、潮濕的優(yōu)質(zhì)生長環(huán)境。這片不曾被人們發(fā)現(xiàn)的角落，埋藏著脫貧致富的寶藏。

李東是華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院生物制藥專業(yè)的一名博士生。他與中草藥結(jié)緣于幼時(shí)：中學(xué)時(shí)住宿條件很差，他在初二就患上了嚴(yán)重的鼻炎。家人帶他前往縣城求醫(yī)，花了上萬元卻仍不見好轉(zhuǎn)。李東的家人聽說隔壁縣城有一位老中醫(yī)擅長治療鼻炎，抱著一線希望尋求幫助。沒想到不到兩個(gè)月的中藥調(diào)理，奇跡般地根治了他的鼻炎。

帶著對中醫(yī)藥研發(fā)的憧憬，李東選擇了生物技術(shù)專業(yè)，開啟了生命科學(xué)的探索。本科時(shí)期，李東在老師的指導(dǎo)下開始從事中醫(yī)藥技術(shù)的相關(guān)研究，那時(shí)他就已經(jīng)接觸臨滄道地藥材（又稱地道藥材，是優(yōu)質(zhì)純真藥材的專用名詞，指歷史悠久、產(chǎn)地適宜、品種優(yōu)良、產(chǎn)量宏豐、炮制考究、療效突出、帶有地域特點(diǎn)的藥材）。讀研期間李東轉(zhuǎn)向生物制藥專業(yè)，那時(shí)，他第一次前往臨滄實(shí)地調(diào)研，了解到當(dāng)?shù)氐闹兴幉馁Y源十分豐富，“林下賦能”核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)也由此形成。團(tuán)隊(duì)的研究重點(diǎn)在于通過科技創(chuàng)新推動(dòng)林下中藥材產(chǎn)業(yè)發(fā)展，助力道地藥材健康產(chǎn)業(yè)。

近些年來，中醫(yī)藥的價(jià)值已經(jīng)在許多醫(yī)療領(lǐng)域被發(fā)現(xiàn)，但仍有人對中醫(yī)治療提出質(zhì)疑。究其原因，是國內(nèi)中醫(yī)藥發(fā)展和應(yīng)用上存在著一些不協(xié)調(diào)的問題：在培育過程中，中藥材種質(zhì)退化，產(chǎn)品良莠不齊，進(jìn)入市場流通時(shí)，存在良劣藥混賣的狀況；在使用過程中，消費(fèi)者缺乏專業(yè)中醫(yī)的指導(dǎo)，難以做到對癥下藥。我國擁有巨大的醫(yī)療健康消費(fèi)市場，如何促進(jìn)中醫(yī)藥占據(jù)一席之地，加強(qiáng)國民對中醫(yī)藥的認(rèn)可？“林下賦能”團(tuán)隊(duì)給出了答案。

針對藥材種質(zhì)退化問題，團(tuán)隊(duì)從源頭著手，建立高通量優(yōu)良種質(zhì)篩選平臺(tái)，對藥材進(jìn)行基因檢測。在該檢測平臺(tái)上，團(tuán)隊(duì)成員使用生物檢測技術(shù)，通過研究挖掘優(yōu)質(zhì)藥材的有效成分合成相關(guān)的特異標(biāo)記，進(jìn)一步對優(yōu)質(zhì)藥材種苗進(jìn)行高通量篩選，再結(jié)合組織培養(yǎng)和擴(kuò)繁技術(shù)，將優(yōu)質(zhì)種苗規(guī)模化生產(chǎn)，保證種下去的都是高品質(zhì)藥材，從源頭保證了藥材質(zhì)量。比起傳統(tǒng)用肉眼判斷，它的效率、準(zhǔn)確率和效益都更高。

以雪膽為例，雪膽三年才能長成藥材，其有效藥用成分是雪膽素，但藥效需要在第三年的時(shí)候才開始表達(dá)。團(tuán)隊(duì)在前期用基因檢測的方法把幼苗中的有效成分定位出來，并與前期錄入的優(yōu)質(zhì)雪膽基因進(jìn)行對比，保留優(yōu)質(zhì)幼苗，劣質(zhì)的則淘汰。藥材生長周期長、投入大，農(nóng)民用傳統(tǒng)方法種植出來的藥材良品率低，為了收回成本，種植者只能將這些藥材賤賣或者放任劣品流入市場，擾亂市場秩序。“林下賦能”團(tuán)隊(duì)所創(chuàng)建的藥材篩選平臺(tái)，使優(yōu)質(zhì)種質(zhì)組培擴(kuò)繁并在林下進(jìn)行廣泛種植，大大減少成本浪費(fèi)、提高良品率。經(jīng)過團(tuán)隊(duì)精心選育，培育出的雪膽中雪膽素含量達(dá)到2%，其售價(jià)可達(dá)原售價(jià)的1.5倍。當(dāng)?shù)亟璐藢?shí)現(xiàn)雪膽高品質(zhì)篩選和規(guī)模種植，農(nóng)民收益得到大幅提高。

針對精準(zhǔn)對癥產(chǎn)品的研發(fā)問題，團(tuán)隊(duì)成員將中醫(yī)藥理論與現(xiàn)代生物技術(shù)結(jié)合，解析藥材的成分靶點(diǎn)，探索發(fā)現(xiàn)藥材功效，建立“證候”導(dǎo)向的系列化產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)，根據(jù)不同亞健康人群證候分型對應(yīng)研發(fā)系列化健康產(chǎn)品。

醫(yī)圣張仲景在《傷寒論》中提到“證候”理論，他認(rèn)為每個(gè)人的體質(zhì)是有差別的，疾病的產(chǎn)生和個(gè)人體質(zhì)有極大關(guān)系，不同的證候可能對應(yīng)不同疾病，不同疾病也可以對應(yīng)多種證候。人的不同體質(zhì)，看上去雜亂無章，但是事實(shí)上是有一定靶點(diǎn)的。很多病癥，比如痛風(fēng)，患者可能表現(xiàn)出濕熱蘊(yùn)結(jié)，那么它的靶點(diǎn)是在脾胃或者肝上面；但有的患者表現(xiàn)出肝腎陰虛，那靶點(diǎn)可能就在肝和腎上面，不同證候的靶點(diǎn)既有重合又有區(qū)別。

團(tuán)隊(duì)根據(jù)中醫(yī)理論，運(yùn)用多種技術(shù)解析藥材的成分，探索藥材的功效，再使用計(jì)算機(jī)算法模擬，讓藥材的成分和疾病的靶點(diǎn)相對應(yīng)，據(jù)此研發(fā)出更精準(zhǔn)針對證候的健康產(chǎn)品。

以濕熱蘊(yùn)結(jié)型高尿酸為例，團(tuán)隊(duì)篩選出針對濕熱蘊(yùn)結(jié)的藥材金線蓮，用金線蓮解析靶點(diǎn)后，發(fā)現(xiàn)金線蓮里面有針對該病癥的79個(gè)有效成分。濕熱蘊(yùn)結(jié)型的高尿酸有700多個(gè)靶點(diǎn)，金線蓮只有20多個(gè)成分可以對濕熱蘊(yùn)結(jié)的靶點(diǎn)起作用。團(tuán)隊(duì)從藥材數(shù)據(jù)庫中篩選、匹配其他藥材，直到把濕熱蘊(yùn)結(jié)型高尿酸的靶點(diǎn)都覆蓋住。團(tuán)隊(duì)據(jù)此研發(fā)出的金線蓮深加工大健康產(chǎn)品在投入使用后，治療痛風(fēng)精準(zhǔn)有效，獲得病友廣泛好評。

在成績背后是成員們遇到困難時(shí)的咬牙堅(jiān)持。7年間，“林下賦能”團(tuán)隊(duì)深耕祖國大地，穿梭于云南臨滄的深山農(nóng)田和充滿著精密儀器的實(shí)驗(yàn)室中。為了將成果應(yīng)用到田間地頭，成員每年都要進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，一去就是兩三個(gè)月，最長時(shí)曾在臨滄待了半年。山區(qū)的物質(zhì)條件較為艱苦，但團(tuán)隊(duì)成員毫無怨言，相反，他們覺得自己做的事情很值得。

在項(xiàng)目后期，為了獲得精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，團(tuán)隊(duì)需要分離生物樣本的有效成分。許多生物樣品具備特殊性，通過實(shí)驗(yàn)做出來之后需要立刻檢測有效成分，過了幾個(gè)小時(shí)，數(shù)據(jù)便失去了準(zhǔn)確性，所以團(tuán)隊(duì)經(jīng)常會(huì)在實(shí)驗(yàn)室待到凌晨。

2019年6月，因一次意外停電，團(tuán)隊(duì)保存在冰箱的生物樣本融化，幾乎全部損壞，半年的辛苦付諸東流，“那是我們最大的一次波折，好幾個(gè)月的辛苦都白費(fèi)了，但也只能再來。”團(tuán)隊(duì)成員回憶說。

攻克了技術(shù)難關(guān)后，團(tuán)隊(duì)迅速在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行推廣應(yīng)用，多年科研的心血終于成為現(xiàn)實(shí)。對當(dāng)?shù)匕傩諄碚f，“林下賦能”團(tuán)隊(duì)提供的篩選技術(shù)能提高良品率、減少成本浪費(fèi)、大幅提高收益。對當(dāng)?shù)厣a(chǎn)企業(yè)和政府部門來講，中藥材深加工生產(chǎn)線得以建立，吸引了大量青年返鄉(xiāng)再就業(yè)與再創(chuàng)業(yè)。“林下賦能”團(tuán)隊(duì)也憑借該項(xiàng)目在第八屆“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽紅色筑夢之旅創(chuàng)意組賽道中獲得金獎(jiǎng)。

不僅如此，他們的努力還有更深遠(yuǎn)的價(jià)值回饋。后續(xù)，他們將推動(dòng)和中藥材企業(yè)進(jìn)行合作，基于中藥材基因測序以及利用證候定向疾病靶點(diǎn)的優(yōu)勢，開發(fā)針對特定病癥的藥品或者保健品，“林下賦能”團(tuán)隊(duì)期望把創(chuàng)新技術(shù)推廣到更多中藥材培育、加工中，繼續(xù)推進(jìn)健康中國建設(shè)。

責(zé)任編輯：賈倩穎