生物工程技术作为二十一世纪高新技术的核心，对人类解决面临的食物、资源、健康、环境等重大问题发挥着越来越大的作用。大力发展生物工程技术及其产业已成为世界各国经济发展的战略重点。生物工程技术包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等。生物工程技术在医药卫生、人类健康长寿、新型药物、新型疫苗、新的疾病诊断技术、重大疑难疾病的治疗以及基因治疗等方面，发挥越来越重要的作用，将为世界新医学开辟新途径。可以预见，生物工程技术在中医现代化的进程中也将发挥它的重大作用。

1机遇与挑战

中医药是我国巨大的医药宝库，是中国人民在长期与疾病斗争过程中积累总结出来的宝贵经验，在中国人民的健康事业中起着重要的作用。我国拥有世界上最丰富的中草药资源。现已查明动物、植物性药源超过1万余种。中医药有数千年的悠久历史，在长期的实践中形成独特的理论体系并积累了丰富的临床经验，使中草药作为重要的天然药源宝库受到世界瞩目。利用中草药开发研制新药是我国的优势，在当今知识产权越来越重要的时代，我们更应抓住机遇，发挥我们的优势，开发出具有我们自己特色的新型药物。现在西方国家在研制新药方面已把目光瞄准我国传统中草药，试图从中草药中发现新的活性成分、新的单体，创制出新型药物，我们更应把握时机，自己来开发这一领域。若想中医药实现现代化，要想打开国际市场，与世界接轨，就必须在中药研究中应用高新科技，特别是生物工程技术。新药研制的新动向是：从天然动植物(包括海洋动植物)中发现新的活性成分，新的单体或新的化合物分子模型，创制出新型药物。而在这方面的研究工作中是离不开生物工程技术的。应用生物工程技术可以大大提高中药中活性成分的含量。在研制开发新中药的过程中，对活性成分的分离纯化，活性成分结构的测定，构效关系的研究，有效活性部位的修饰，定向诱导有效活性成分的生成，新剂型、新工艺的研究等都需要应用生物工程技术。另外，在中药的出口过程中，中药的毒副作用，农药残留物，重金属含量超标等问题是非常难以解决的问题，酶工程和抗病虫害基因工程技术在解决这些问题方面，可以发挥巨大的作用。

生物工程技术的应用，可以更好地开发我国生药资源和挖掘中医药这一巨大宝库。自己研制疗效好、特异性强、毒副作用小的新型药物，更好地促进天然药物生产的高技术化，革新我国的医药产业，增强我国医药在国际市场的竞争力。生物工程技术在中医药研究、新药研制中的应用，具有重大的现实意义和深远的战略意义^［1～4］。

2生物工程技术应用于中医药研究是时代的要求

应用生物工程技术研究动植物药物是当今国际上动植物药物研究的主要发展方向，美国、英国、法国、加拿大、日本等发达国家均开展了重要天然药物的生物合成，细胞培养技术和毛状根培养方面的研究，对一些天然药物代谢途径中关键酶基因表达调控的研究，也在广泛进行中。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是方兴未艾。特别是生物工程技术的进步，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，为从天然药源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、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。大规模发酵技术、细胞工程技术、高效生物反应器等一些生物工程技术也得到迅速发展。尽管各国科学家开始重视从中草药中寻找新的活性物质，但对中草药特性的了解，对中草药药理、有效成分、作用机理、治疗方法等方面的了解，我国仍占有绝对优势。解放以来，我国高等院校、中医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、作用机理已搞清楚，这为我国应用生物工程技术开发研制新药提供了良好的条件。因此，加强中药生物工程技术的研究，将我国中医药研究推进到一个崭新阶段，开创中药生物工程研究的新时代，实现中药现代化，这是时代赋予我们的光荣任务，具有重要的战略意义^［5～8］。

目前对于具有重要药用价值的动植物药开发产品，无论是国际市场，还是国内市场都有着大量的需求。例如抗癌药物紫杉醇、抗疟药物青蒿素、抗癌药长春花碱均供不应求。近年来世界各国均广泛开展这些药物的细胞工程研究，期望建立稳产高产的细胞株和大规模细胞培养体系，以解决供需矛盾。对于具有良好药效的动植物蛋白、多肽、低分子活性化合物、细胞工程产物，如具有抗凝血作用的水蛭多肽，具有催产作用的天花粉蛋白，镇痛、抗凝血作用的蛇毒，抗肿瘤、抗风湿药物的雷公藤内酯，抗癌药物鬼臼毒素衍生物VP₁₆和VM₂₆，用于治疗心血管系统疾病的银杏内酯和银杏黄酮，抗癌和调理人体免疫机能的中药冬虫夏草、灵芝、茯苓等都具有广泛的市场需求。具有极强抗癌活性的番木鳖碱、长春碱、长春新碱、喜树碱；抗艾滋病作用的甘草甜素，大黄中的蒽醌类化合物等，其开发潜力极大。

3中医药现代化，开发与创新并举

近十几年来，随着生物工程技术飞速发展，我国在这方面也取得了可喜的进步。我国中药材主要由动物性、植物性基源(包括海洋生物)和矿物质组成。动物性基源活性成分的基因工程已经启动，如蛇毒、水蛭、蝎毒、蚂蚁、鳖等有效活性物质的生物工程研究已取得可喜的进展。有些进入药理，临床试验阶段，有些作为新药在临床得到实际应用，有些作为保健品得到广大人民的认可。大规模的细胞培养生产紫杉醇、青蒿素、丹参等生物工程技术研究工作正在进行中，冬虫夏草菌发酵工艺、中药栽培抗病虫害基因工程研究、植物性基源药材中活性成分的代谢、基因调控等方面研究工作都在蓬勃开展中。

在动植物基源及海洋生物中发现许多有用的活性物质，其中包括各类小分子次生代谢产物以及肽、核酸、蛋白质等大分子化合物，并对其结构特点、药理活性、作用机理等方面进行了大量研究工作。这为中药生物技术研究提供了非常有利的条件。我国的生物技术研究工作者也积极参加中药现代化的研究工作，无论在多肽药物基因工程、中药小分子细胞工程，某些活性成分高效表达载体的研究，分离和培养中药活性物质的细胞株，代谢调控酶及基因调控机理的研究，植物性药源生物技术研究，中药材栽培生长中防治病虫害基因工程研究，真菌类药材发酵工艺，培养条件的研究等都取得长足的进展。这些中药生物技术研究工作，无论在国内和国际上都处于领先地位，为我国进一步开展中药生物技术研究提供有利条件，是进一步进行中药现代化研究的坚实基础。

在中医药长期研究中，发现大量中药活性物质，特别是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发挥了巨大作用。我国在蛇毒抗栓酶，蝎毒小分子多肽的分离鉴定，水蛭抗凝多肽的生物技术，鳖酶工程水解，蚂蚁、蜂毒、蜈蚣等活性成分及基因工程研究上都取得了可喜的进展。有的分离纯化了活性物质，有的完成基因工程表达载体的构建，有的进入药理临床试验阶段，并在临床治疗中发挥奇特的疗效。在植物性药源细胞工程生产药物的研究中，通过高产细胞株的筛选及培养过程中代谢调控等研究，建立了抗癌新药紫杉醇和抗疟新药青蒿素优化生产工艺，黄芪毛状根转基因和培养技术的研究，地黄栽培中抗病虫害生物工程技术的研究，虫草菌丝发酵工艺的研究。通过药用植物细胞培养解决一些名贵药材资源问题，如人参皂甙、柴胡皂甙、喜树碱、长春花碱、香豆素、银杏内酯、银杏黄酮等细胞工程技术的研究，多糖类如猪苓多糖、银耳多糖、香菇多糖、芸芝多糖等生物技术研究。在海洋生物资源的开发研制方面，如抗老年疾呆症新药藻原酯、抗血脂、抗栓新药甘糖酯，强心新药海葵素，抗肿瘤新药鲨鱼软骨素，抗病毒新药海鞘素和治疗骨质疏松新药海藻多糖络合物(钙)等研究方面都取得很大的成绩。有些新药和保健品已在我国人民医疗保健方面发挥了巨大作用，有的已经出口，打入国际市场并享有盛誉^［9～11］。

4开拓新思路，研究新方法

生物工程技术的迅猛发展，为我国中医现代化的实现提供了优良的条件，这方面的研究工作，有的已取得了一定的成果，有的正在进行研究，有的正在启动中。介绍一些中药医药现代化、生物工程技术应用前景的动态状况。

4.1活性蛋白质或多肽的基因工程生产

对已确定化学结构，并进行了系统药效学研究且获得肯定疗效的中药活性物质(主要是动植物性基源的活性多肽，蛋白质)，如水蛭中具有抗凝血作用的水蛭多肽，天花粉中催产活性成分天花粉蛋白和治疗各种疼痛的蛇毒，抗血栓的蛇毒抗栓酶，全蝎中的蝎毒活性小肽，应用基因工程技术克隆这些蛋白质或多肽基因，构建高效表达体系，开发研制I类新药，开创和研制具有我国中医药特色，具有独立知识产权的新医药。

4.2道地名贵中药基因文库的建立及道地性和质量标准研究

选择一些具有道地性且名贵的出口中药，如人参、地黄、山药、枸杞子、贝母、川贝等，提取入药部位的mRNA，构建cDNA文库，对其cDNA文库进行大量分析，筛选出有用蛋白基因，进而克隆这些基因，建立我国自己的基因储备。同时对这些药材进行遗传分子标记研究，