川芎為傘形科植物川芎Ligusticum chuangxiongHort.的干燥根莖,始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,被列為上品[1]。自宋代以來(lái),川芎就以川產(chǎn)者質(zhì)優(yōu)效佳,以彭州、都江堰、什邡、眉山等為主產(chǎn)區(qū),是四川著名的道地藥材品種。川芎臨床療效卓著,自古便有“頭痛不離川芎”之說(shuō),具有活血行氣、祛風(fēng)止痛的功效,在中成藥、中藥處方中應(yīng)用較多,藥用價(jià)值高。此外,川芎還可用于保健品、化妝品、飼料添加劑等,是國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)公布的可用于保健食品的中藥之一。其地上部分在主產(chǎn)區(qū)也常作為蔬菜食用。川芎在新藥研發(fā)、大健康產(chǎn)品研發(fā)及現(xiàn)代醫(yī)學(xué)臨床治療、康復(fù)養(yǎng)生等方面具有廣闊的開(kāi)發(fā)價(jià)值。
四川川芎栽培規(guī)模占全國(guó)95%以上,具有得天獨(dú)厚的資源及開(kāi)發(fā)條件。近年來(lái),隨著國(guó)家政策與地方政府的支持,川芎產(chǎn)業(yè)得到迅速發(fā)展。但重金屬超標(biāo)、精深加工匱乏等瓶頸問(wèn)題,制約了川芎產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。基于此,本文概述了川芎的資源現(xiàn)狀、化學(xué)成分、藥理作用、質(zhì)量控制及相關(guān)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等研究進(jìn)展,提出新的發(fā)展策略與方法,為川芎的高質(zhì)量發(fā)展提供科技支撐。
1 川芎資源情況及生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.1 資源概況
川芎主要依賴人工栽培,主產(chǎn)于我國(guó)四川、重慶等地[2]。四川產(chǎn)區(qū)川芎栽培規(guī)模占全國(guó)95%以上,主要集中于四川彭州、都江堰、什邡、眉山等方圓100公里的川西平原,尤以擁有“中國(guó)川芎之都”的彭州市產(chǎn)量最大。2015年,“彭州川芎”獲國(guó)家地理標(biāo)志農(nóng)產(chǎn)品登記保護(hù);2022年,彭州市川芎種植達(dá)4 000 hm2[3],其中敖平鎮(zhèn)擁有“中國(guó)川芎第一鎮(zhèn)”之稱,生產(chǎn)面積2 000 hm2以上,年產(chǎn)8 000 t以上,種植面積、產(chǎn)量及銷量均居全國(guó)第一[4]。2021年9月,彭州、什邡共建彭什川芎現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū),園區(qū)內(nèi)種植面積6 666.67 hm2,年產(chǎn)量約3萬(wàn)t[5]。都江堰是川芎傳統(tǒng)道地產(chǎn)區(qū),栽培面積約333.33 hm2左右,主要集中石羊鎮(zhèn)廣益村等地[6];彭山是近年發(fā)展起來(lái)的新產(chǎn)區(qū),川芎種植面積呈逐年增加的趨勢(shì),現(xiàn)達(dá)1 333.33 hm2以上,主要集中在謝家鎮(zhèn)等地[7]。目前,全國(guó)通過(guò)《中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》認(rèn)證的川芎基地有2個(gè),分別屬于四川新綠色藥業(yè)科技發(fā)展股份有限公司、四川新荷花中藥飲片股份有限公司,推動(dòng)了當(dāng)?shù)卮ㄜ阂?guī)范化種植水平。與川芎相關(guān)的地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品有2個(gè),分別為“都江堰川芎”與“彭州川芎”,后續(xù)各地區(qū)應(yīng)積極申請(qǐng)地理標(biāo)志產(chǎn)品,并充分發(fā)揮“國(guó)家地理標(biāo)志”的基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì),培育打造川芎地理標(biāo)志品牌,完善全產(chǎn)業(yè)鏈,使川芎產(chǎn)業(yè)成為當(dāng)?shù)靥厣?jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)。
1.2 品種與苓種繁育
“苓種無(wú)性繁殖”是川芎人工栽培的主要方法,苓種的品質(zhì)是影響藥材質(zhì)量的關(guān)鍵因素[8]。經(jīng)系統(tǒng)選育,已得到“川芎1號(hào)”“綠芎1號(hào)”“新綠芎1號(hào)”“新綠芎2號(hào)”“蜀芎1號(hào)”“蜀芎2號(hào)”等優(yōu)良新品種。近年來(lái)彭州、什邡等產(chǎn)區(qū)出現(xiàn)了壩區(qū)冷凍育苓的新方式,與傳統(tǒng)“高山育種、壩區(qū)栽培”所產(chǎn)山苓種相比,壩苓種所產(chǎn)藥材產(chǎn)量差異不明顯,具有節(jié)約成本、時(shí)間、勞動(dòng)力的優(yōu)點(diǎn)[9-10],但山苓種在抗病性、出苗情況、植株形態(tài)、藥材質(zhì)量等方面仍具有一定優(yōu)勢(shì)[9-12],有待進(jìn)一步深入研究二者的差異性。而在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中,產(chǎn)區(qū)芎農(nóng)所用苓種多為自繁自用的壩苓種或不同途徑購(gòu)買苓種,造成同一地區(qū)所產(chǎn)川芎藥材質(zhì)量及產(chǎn)量穩(wěn)定性、均一性較差。以上川芎選育的新品種,具有產(chǎn)量高、穩(wěn)定性和適應(yīng)性好等優(yōu)勢(shì),但未能進(jìn)行大規(guī)模推廣使用,且目前尚無(wú)為大面積生產(chǎn)提供優(yōu)良種源的川芎良種繁育基地或種質(zhì)種苗基地,后續(xù)可充分發(fā)揮地方企業(yè)在中藥材服務(wù)方面優(yōu)勢(shì),健全政企社農(nóng)合作模式,加強(qiáng)良種繁育技術(shù)推廣。
1.3 川芎生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)
川芎傳統(tǒng)生長(zhǎng)期為270~280 d,一般立秋栽種,次年小滿至芒種期間采收[13],但目前由于勞動(dòng)力短缺、保證輪作水稻生長(zhǎng)時(shí)間等,大部分產(chǎn)區(qū)芎農(nóng)采取晚栽早采的方式,嚴(yán)重縮短了川芎正常生長(zhǎng)期[10]。川芎藥材產(chǎn)地加工方法為曬干或炕干,經(jīng)“二次加工”形成川芎飲片。從鮮川芎到藥材再到飲片的過(guò)程,不僅增加了生產(chǎn)周期及成本,也易造成污染和有效成分損失,進(jìn)而影響川芎臨床用藥的安全性和有效性[14]。目前,川芎的趁鮮加工已有相關(guān)研究,初步明確了川芎趁鮮加工具備可行性[15-16]。川芎產(chǎn)區(qū)藥農(nóng)一味追求藥材產(chǎn)量,在種植過(guò)程中盲目使用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,如以蕓苔素內(nèi)酯為主成分的產(chǎn)品“保美樂(lè)”及以氯化膽堿為主要成分的產(chǎn)品“神奇地王”;過(guò)度依賴化學(xué)農(nóng)藥和過(guò)量施用肥料,導(dǎo)致種植區(qū)域環(huán)境污染、重金屬超標(biāo)等問(wèn)題,加之川芎具有鎘富集特性,直接影響川芎藥材產(chǎn)量、品質(zhì)及安全性。目前在栽培過(guò)程中主要有施用生石灰[17-20]、硅肥[19,21]、微生物菌肥[21-22]、土壤改良劑[23-24]、鈍化劑[25]等降鎘措施,可在一定程度上減少川芎藥材的重金屬含量。
四川是我國(guó)川芎種植規(guī)模最大、產(chǎn)量最多、道地品質(zhì)公認(rèn)的地區(qū)。川芎種植端問(wèn)題是制約川芎產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵原因。一是人工成本過(guò)高。川芎產(chǎn)區(qū)種植模式仍以種植戶為主且主要依靠人工,據(jù)中藥材天地網(wǎng)數(shù)據(jù),川芎種植成本中人工費(fèi)用占50%以上且勞動(dòng)力短缺,導(dǎo)致川芎栽培呈現(xiàn)管理粗放、晚栽早采的現(xiàn)象。二是川芎育種研究亟待加強(qiáng)。由表1可見(jiàn),已有較多針對(duì)川芎產(chǎn)量、穩(wěn)定性等選育的品種,但川芎育種方式與藥材品質(zhì)、川芎種質(zhì)與藥材重金屬含量等的相關(guān)性研究尚不深入。
川芎各大產(chǎn)區(qū)逐漸興起的壩區(qū)育苓方式占比已達(dá)53%,而針對(duì)壩苓種與山苓種的質(zhì)量差異雖有一定文獻(xiàn)報(bào)道,仍有待進(jìn)一步深入研究二者真實(shí)差異性及內(nèi)在機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)川芎種質(zhì)也是影響川芎重金屬鎘含量的重要原因之一[26],揭示川芎鎘富集特性、改良川芎品種將是川芎優(yōu)良品種選育的重點(diǎn)關(guān)注方向。此外,川芎各產(chǎn)區(qū)栽培管理如栽培密度、肥料農(nóng)藥施用次數(shù)及施用量、種植采收時(shí)間等均有差異,進(jìn)一步加快川芎栽培管理的規(guī)范化、機(jī)械化進(jìn)程是提升川芎生產(chǎn)效率并實(shí)現(xiàn)川芎規(guī)?;a(chǎn)的關(guān)鍵。
2 川芎的化學(xué)成分與藥理活性研究
川芎的有效成分主要包含苯酞類化合物、酚酸類、生物堿類、多糖類4大類[27-28],對(duì)心腦血管系統(tǒng)[29]、神經(jīng)系統(tǒng)[30]、呼吸系統(tǒng)[31]及肝腎[32-33]等均有較好的藥理活性,主要表現(xiàn)為鎮(zhèn)痛[30,34-36]、抗炎[37]、抗氧化[38-40]、抗腫瘤[41-42]、抗凝血[43-44]、抗抑郁[45-46]、抗衰老[47-48]等作用,見(jiàn)圖1。
揮發(fā)油是川芎主要辛味部位[49],主要含有藁本內(nèi)酯為代表的苯酞類化合物[50],及香松烯、α-寧烯等萜烯類成分[51],藁本內(nèi)酯、洋川芎內(nèi)酯A與丁烯苯酞等苯酞類成分是川芎揮發(fā)油辛味的物質(zhì)基礎(chǔ)[49]。苯酞類化合物是川芎重要的活性成分[52],與川芎活血化瘀行氣、祛風(fēng)燥濕止痛的功效密切相關(guān)。目前已鑒定出單苯酞類衍生物70余個(gè),二聚苯酞類衍生物30余個(gè)[53],苯酞二聚體常以消旋體形式存在[54]。藁本內(nèi)酯、洋川芎內(nèi)酯H、洋川芎內(nèi)酯I、歐當(dāng)歸內(nèi)酯A等含量較高且具有良好的生物活性,是川芎引藥上行的物質(zhì)基礎(chǔ)。阿魏酸、綠原酸和咖啡酸等酚酸類成分的研究報(bào)道較多,具有抗氧化作用、抗血小板聚集、抗腫瘤和腦保護(hù)等多種藥理作用[55]。川芎中共分離得到40多個(gè)生物堿[56-59],均為小分子化合物且含量低,相關(guān)藥理研究主要集中在川芎嗪,具有抗腦缺血、抗心肌缺血、抗心肌炎、保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞、保護(hù)急性腎功能損傷等廣泛的藥理作用[60]。川芎多糖含量約為5.71%,主要由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖、鼠李糖、甘露糖等單糖組成[61-62],具有抑菌、調(diào)節(jié)免疫和抗氧化等功能。
中藥藥效物質(zhì)不明確是制約中藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題,通過(guò)系統(tǒng)開(kāi)展中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究,厘清與川芎功能屬性緊密相關(guān)的化學(xué)物質(zhì),是川芎進(jìn)行質(zhì)量控制、臨床應(yīng)用及深度開(kāi)發(fā)利用的前提。然而,目前相關(guān)研究尚未深入,針對(duì)細(xì)胞、通路及基因組方面的研究較少,有待加強(qiáng)針對(duì)川芎藥效作用機(jī)制方面的深入研究。
3 川芎質(zhì)量控制研究
《中國(guó)藥典》2020年版收載了川芎的性狀、顯微鑒別和理化鑒別,對(duì)其醇溶性浸出物進(jìn)行限定,并以阿魏酸作為川芎的質(zhì)控成分,其量采用高效液相色譜法(high performance liquid chromatography,HPLC)進(jìn)行測(cè)定且規(guī)定不得少于0.10%[1]。除傳統(tǒng)性狀鑒別外,薄層色譜法[63-64]、HPLC法[65-66]、氣相色譜質(zhì)譜法[67]、HPLC-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)[68]等,傅里葉變換紅外光譜鑒定法[69]、紙噴霧質(zhì)譜法[70]、太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)[71]、仿生感官智能分析[72]、Insertion/ Deletion分子標(biāo)記[73]等現(xiàn)代新型鑒別方法也逐漸用于川芎的鑒別。阿魏酸廣泛存在傘形科、毛茛科等多種中藥材中,僅以此作為川芎的質(zhì)量控制指標(biāo),特征性不強(qiáng)且難以全面評(píng)價(jià)川芎藥材質(zhì)量。文獻(xiàn)研究常基于多指標(biāo)對(duì)川芎藥材質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)[74-76]。揮發(fā)性成分作為川芎的主要有效成分之一,揮發(fā)油類成分是川芎主要辛味部位,其總含量可作為川芎質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)之一;此外,研究表明藁本內(nèi)酯、洋川芎內(nèi)酯A等成分含量較高[75],既是川芎揮發(fā)油辛味物質(zhì)基礎(chǔ)[49],也是川芎作為“使藥”引藥上行的物質(zhì)基礎(chǔ)[77]。針對(duì)目前川芎藥材商品規(guī)格等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)理化指標(biāo)且存在飲片標(biāo)準(zhǔn)缺失的問(wèn)題,研究發(fā)現(xiàn)川芎藥材外觀性狀藥材個(gè)重、最大直徑、表面及斷面顏色與內(nèi)在成分阿魏酸、藁本內(nèi)酯、洋川芎內(nèi)酯A含量存在相關(guān)性[78-79]。
據(jù)文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì),2004—2017年川芎重金屬鎘相關(guān)數(shù)據(jù),鎘超標(biāo)率高達(dá)87.99%[80]。而2017年中國(guó)商務(wù)部重點(diǎn)藥材流通報(bào)道,川芎出口總量位居我國(guó)中藥材出口第9位,查詢中國(guó)海關(guān)數(shù)據(jù),川芎2017年出口量為4 614.57 t,此后出口量逐漸下降,年出口量不足3 000 t,見(jiàn)圖2。川芎藥材重金屬鎘超標(biāo)成為制約川芎走向國(guó)外市場(chǎng)的壁壘。近年來(lái)川芎多次因重金屬超標(biāo)而遭到國(guó)外拒絕,曾6次出口均因重金屬問(wèn)題被銷毀[81]。針對(duì)以上問(wèn)題,中藥材進(jìn)口國(guó)相繼制定了極為嚴(yán)苛的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn),以限制中藥材的進(jìn)入,嚴(yán)重阻礙了我國(guó)重要國(guó)際化貿(mào)易,損害了中藥的國(guó)際形象。
藥材質(zhì)量控制成分既要與中藥功能屬性密切相關(guān)。川芎藥材的主要藥效成分為藁本內(nèi)酯等苯酞類揮發(fā)性成分和阿魏酸等酚酸類成分,且與川芎藥效作用[82]、藥材等級(jí)[78]、藥材粉末顏色[72]、揮發(fā)油“辛味”響應(yīng)值[49]具有一定相關(guān)性。多數(shù)川芎藥材中的生物堿類成分川芎嗪含量顯著低于檢測(cè)限,含量極低不足萬(wàn)分之一[83-84],雖川芎嗪具有廣泛的藥理作用,但因其含量極低能否代表川芎藥材的主要活性成分還有所爭(zhēng)議,故將其作為川芎藥材的質(zhì)量評(píng)價(jià)成分還有待商榷。對(duì)川芎含量測(cè)定指標(biāo)成分的修訂仍有待進(jìn)一步研究,需要考慮川芎的安全性、有效性并兼顧可測(cè)性。對(duì)比各國(guó)/地區(qū)或組織對(duì)重金屬鎘的限量標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn),我國(guó)《藥用植物及制劑進(jìn)出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》鎘限量標(biāo)準(zhǔn)處于最為嚴(yán)格的水平。制定限量標(biāo)準(zhǔn)的目的是規(guī)范藥材種植、加工等生產(chǎn)過(guò)程,防止人為污染[85]。而研究發(fā)現(xiàn)川芎在栽培土壤鎘含量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),且基地大氣環(huán)境及灌溉用水均未受到污染的情況下,川芎藥材鎘含量仍會(huì)超出行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[13],表明川芎自身對(duì)鎘具有較強(qiáng)的富集能力。當(dāng)前關(guān)于川芎重金屬的研究主要集中在鎘污染現(xiàn)狀及降鎘策略,而忽略了鎘積累與生態(tài)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,在積極研究川芎降鎘措施的同時(shí),更應(yīng)該考慮基于用法用量及安全性評(píng)估來(lái)制定科學(xué)合理的川芎鎘限量標(biāo)準(zhǔn)。因此,全面提升對(duì)川芎質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的研究,完善川芎商品規(guī)格等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),制定科學(xué)合理的藥材標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于保證川芎臨床用藥安全、有效具有重要作用,同時(shí)能有效地規(guī)范川芎藥材市場(chǎng),實(shí)現(xiàn)真正的優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)。
4 川芎臨床研究及相關(guān)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀
4.1 川芎為主藥的處方及藥物制劑臨床研究現(xiàn)狀
川芎作為活血行氣、祛風(fēng)止痛的著名中藥,臨床常用于胸痹心痛、胸脅刺痛、跌撲腫痛、月經(jīng)不調(diào)、經(jīng)閉痛經(jīng)、癥瘕腹痛、頭痛、風(fēng)濕痹痛等。目前,以川芎作為處方藥味之一的中藥制劑在臨床應(yīng)用的研究報(bào)道主要集中在治療冠心病、心絞痛等心腦血管疾病[86]及抗偏頭痛[87]等臨床療效方面,見(jiàn)表2。
4.2 相關(guān)中成藥研究
4.2.1 《中國(guó)藥典》含川芎中成藥分析 川芎在《中國(guó)藥典》1963~2020年版均有記載,《中國(guó)藥典》2020年版收載含川芎的中成藥品種245種,占所載中成藥的16.8%,較《中國(guó)藥典》2015年版新增12種,其中川芎處方量占比超過(guò)15%的制劑有53個(gè),以天舒膠囊、天舒片、大川芎口服液等中成藥含川芎處方量最高,其次為舒胸片、舒胸膠囊、舒胸顆粒、腦安膠囊等,以活血、化瘀、通絡(luò)、調(diào)經(jīng)等功效為主(表3)。從劑型上分析,含川芎的中成藥品種共涉及11種劑型,主要為丸劑(80個(gè))、膠囊劑(54個(gè))、片劑(41個(gè))、顆粒劑(30個(gè)),其次為合劑(17個(gè))、膏劑(10個(gè)),而酒劑、散劑、酊劑、糖漿劑、搽劑數(shù)量較少,存在較大的劑型創(chuàng)新空間;從川芎入藥提取方式分析,主要提取方式為粉末入藥(41.6%),水煎煮(18.8%)、蒸餾提取+水煎煮(14.5%)次之,再次為乙醇滲漉提取(6.5%)、乙醇回流提取+水煎煮(5.3%)、乙醇回流提取(4.9%),另外12種提取方式合計(jì)僅占7.8%。
4.2.2 含川芎中成藥大品種產(chǎn)值分析 川芎飲片進(jìn)入《國(guó)家醫(yī)保目錄(2022)版》和《國(guó)家基本藥物目錄(2018版)》,有40種含川芎中成藥品種進(jìn)入《國(guó)家基本藥物目錄(2018版)》,占14.9%,主要分別在內(nèi)科、婦科、骨傷科用藥領(lǐng)域,其中內(nèi)科用藥22種、婦科用藥6種、骨傷科用藥6種、眼科用藥3種、耳鼻喉科用藥2種、外科用藥1種。經(jīng)藥融云數(shù)據(jù)庫(kù)查詢含川芎為主的中成藥大品種銷售情況,統(tǒng)計(jì)2015—2020年藥品全國(guó)藥店零售與醫(yī)院銷售總額,見(jiàn)表4。從2015—2020年數(shù)據(jù)來(lái)看,速效救心丸年藥店零售額與醫(yī)院零售額均逐年增長(zhǎng),是平均年銷售高達(dá)5億元的大品種,且上市26年以來(lái)累計(jì)創(chuàng)產(chǎn)值百億元。年均銷售額超5 000萬(wàn)元的品種分別為心腦康顆粒、通脈顆粒、益心舒片,其余年均銷售額超1 000萬(wàn)元的品種分別為活血通脈片、樂(lè)脈顆粒、復(fù)方川芎膠囊等,其功能主治主要為心血管類疾病如冠心病、心絞痛等。
4.3 川芎相關(guān)的大健康產(chǎn)品與其他衍生產(chǎn)品
4.3.1 保健食品 川芎雖未進(jìn)入藥食同源品種目錄,卻是可用于保健食品的中藥。經(jīng)藥智網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢,含有川芎的保健食品約82個(gè),見(jiàn)表5。從時(shí)間跨度來(lái)看,最早在1997年已經(jīng)批準(zhǔn)1款保健品,具有抗疲勞的保健作用。在隨后的十幾年,陸續(xù)出現(xiàn)了包括口服液、膠囊、顆粒劑、丸劑和片劑為主的幾十款保健品。根據(jù)保健功效對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品數(shù)量,可以看出含川芎保健食品總體以增強(qiáng)免疫力、美容、改善睡眠、輔助調(diào)血脂為主?!?/p>
品的開(kāi)發(fā)主要圍繞增強(qiáng)免疫力和去黃褐斑的美容功效為主,其次為調(diào)節(jié)血脂、改善睡眠等。
4.3.2 化妝品 川芎可抑制酪氨酸酶活性,具有潤(rùn)膚、美白祛斑作用[106-107],可作為天然添加劑應(yīng)用于化妝品中。國(guó)家藥品監(jiān)督管理局關(guān)于發(fā)布《已使用化妝品原料名稱目錄》的通告(2021年第62號(hào)),明確了“川芎根粉”“川芎根提取物”“川芎提取物”“川芎油”“川芎嗪”可作為化妝品原料。以“川芎”為關(guān)鍵詞,檢索國(guó)家藥品監(jiān)督管理局國(guó)產(chǎn)非特殊用途化妝品備案信息,共查詢到28種現(xiàn)行有效備案信息。產(chǎn)品形態(tài)包括精油、爽膚水、精華液、花露水等。
4.3.3 其他衍生品 川芎植株不同部位主要成分類型基本相似,但含量有差異,川芎根、莖、葉、花揮發(fā)油中相同成分共16種,均以藁本內(nèi)酯和新川芎內(nèi)酯相對(duì)含量最高[108]。其地上部位古稱“靡蕪”,占全株鮮質(zhì)量的75%,芳香四溢,常用作香草佩戴[109]。其化學(xué)成分與川芎藥材類似[110],含大量結(jié)構(gòu)新穎、生物活性顯著的苯酞類成分[111-112],其中藁本內(nèi)酯和丁烯基苯酞的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.064 2%~0.263 3%和0.005 7%~0.032 5%[112]。川芎苗葉在川芎產(chǎn)區(qū)有作為蔬菜食用的習(xí)慣,還出口韓國(guó)、日本、新加坡、越南等國(guó)[113];此外,可泡水代茶飲、用于保健品、美容化妝品、家畜青飼料、食用香料等[114];四川新綠色藥業(yè)公司獲四川省科技廳批準(zhǔn)建立“四川省川芎工程技術(shù)研究中心”,根據(jù)川芎的功效組方研制了系列大健康產(chǎn)品,如川芎牙膏、洗發(fā)水、面膜等;敖平鎮(zhèn)當(dāng)?shù)匾查_(kāi)發(fā)了川芎面、川芎香囊、川芎濃縮精華等產(chǎn)品,及燉品、酒飲、茶飲、拌菜等30余種川芎特色菜品[115]。
隨著中醫(yī)藥市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大和對(duì)中藥材的需求增加,川芎在藥物和大健康產(chǎn)品領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)利用逐漸增多。通過(guò)對(duì)川芎臨床研究及相關(guān)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀分析,可以看出川芎的應(yīng)用及開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀呈現(xiàn)以下特點(diǎn):(1)川芎的主要臨床應(yīng)用為心腦血管疾病、多種頭痛并常用于治療月經(jīng)不調(diào)、經(jīng)閉、痛經(jīng)等婦科疾病,據(jù)表2統(tǒng)計(jì),有效率在71.6%~98.5%。目前以川芎為主的中藥大品種銷售額逐年增長(zhǎng),功能主治仍以心血管疾病如冠心病、心絞痛等為主。(2)川芎是大量入丸散劑的典型中藥品種,以粉末形式入藥占41.6%;飲片的用藥形式由其“藥性”決定,且川芎揮發(fā)油類成分是川芎活血化瘀行氣、祛風(fēng)燥濕止痛的重要物質(zhì)基礎(chǔ),進(jìn)一步說(shuō)明川芎傳統(tǒng)以“油性大、香氣濃者為佳”的合理性;(3)川芎的應(yīng)用范圍逐漸拓展,除藥用外還廣泛應(yīng)用于保健品、化妝品、食品、中獸藥等多個(gè)領(lǐng)域。通過(guò)對(duì)川芎有效成分及藥理作用的進(jìn)一步分析,研發(fā)開(kāi)發(fā)川芎日化品、化妝品和保健品,進(jìn)一步顯示對(duì)川芎科研投入的增加,同時(shí)帶動(dòng)了市場(chǎng)需求、種植面積的增加;(4)川芎大健康產(chǎn)品開(kāi)發(fā)仍處于初級(jí)階段。以食品開(kāi)發(fā)為例,經(jīng)藥智數(shù)據(jù)查詢?nèi)藚?、三七?guó)產(chǎn)保健食品數(shù)據(jù)分別為1 059條、364條,而川芎僅82條;以化妝品開(kāi)發(fā)為例,經(jīng)藥智數(shù)據(jù)查詢?nèi)藚?、三七?guó)產(chǎn)化妝品數(shù)據(jù)分別為4 059條、234條,而川芎僅139條。
5 川芎相關(guān)專利分析
以“川芎NOT日本川芎”為關(guān)鍵詞在incoPat專利數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索,截至2023年9月6日,共檢索到54 446件川芎相關(guān)專利,進(jìn)行簡(jiǎn)單同族合并后,共計(jì)43 833個(gè)專利族,其中中國(guó)專利38 239件,占世界川芎專利的87.24%,其次為日本1 372件、韓國(guó)1 201件。川芎整體研發(fā)歷程可從川芎專利申請(qǐng)數(shù)量得以反映,由圖3-A可知:2004年至今,全球川芎專利申請(qǐng)數(shù)量呈現(xiàn)逐年加速增長(zhǎng)的趨勢(shì),2015年達(dá)到歷史最高峰,專利申請(qǐng)數(shù)量為4 691件,此后逐年緩慢下降;此外,中國(guó)川芎專利申請(qǐng)數(shù)量均高于其他國(guó)家、地區(qū)和組織,成為全球川芎專利申請(qǐng)的主導(dǎo)力量。
專利技術(shù)結(jié)構(gòu)可以折射出產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展方向和關(guān)注焦點(diǎn),通過(guò)對(duì)國(guó)際專利分類號(hào)(International Patent Classification,IPC)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),川芎涉及的主要技術(shù)集中在醫(yī)藥領(lǐng)域(A61)和食品領(lǐng)域(A23)。以小類來(lái)看,A61K、A61P的申請(qǐng)最多,分別占全部專利申請(qǐng)總量的46.10%、43.07%,可認(rèn)為是核心技術(shù)領(lǐng)域,其余領(lǐng)域申請(qǐng)占比率不足5%,見(jiàn)圖3-B;進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)IPC小類專利累計(jì)授權(quán)率(圖3-C),可直觀看到川芎產(chǎn)業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),川芎相關(guān)測(cè)試或分析材料授權(quán)率最高,為64.05%,其次分別為化合物或藥物制劑26.1%、醫(yī)用配制品25.76%??梢?jiàn),當(dāng)前川芎的活躍技術(shù)類別主要為A61K、A61P,表面川芎中藥材、中藥飲片、中藥配方顆粒、中成藥等是當(dāng)前川芎的技術(shù)研發(fā)熱點(diǎn),但在保健品、化妝品等領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)力度不夠,與前文結(jié)果一致,技術(shù)創(chuàng)新亟需在大健康產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和精深加工領(lǐng)域補(bǔ)齊產(chǎn)業(yè)鏈短板。
6 川芎產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問(wèn)題及發(fā)展策略
6.1 發(fā)展策略
川芎產(chǎn)業(yè)鏈可劃分為三大產(chǎn)業(yè)支柱,第一產(chǎn)業(yè)主要包括川芎種植與初加工,第二產(chǎn)業(yè)主要包括川芎的精深加工、產(chǎn)品研發(fā)等,第三產(chǎn)業(yè)主要包括川芎相關(guān)的康養(yǎng)保健、文旅服務(wù)。首先,制定專項(xiàng)支持政策。針對(duì)川芎農(nóng)業(yè)缺乏科技水平、種植生產(chǎn)仍不規(guī)范等問(wèn)題,政府應(yīng)就川芎苓種繁育基地建設(shè)、國(guó)家級(jí)川芎產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)等出臺(tái)相應(yīng)的政策支持;針對(duì)川芎種植區(qū)域相對(duì)集中在成都平原,而成都平原作為四川打造高水平“天府糧倉(cāng)”確保國(guó)家糧食安全的主場(chǎng)地,政府應(yīng)充分發(fā)揮好引導(dǎo)作用,出臺(tái)相關(guān)政策保障川芎生產(chǎn)用地,鼓勵(lì)水稻與川芎輪作模式,協(xié)調(diào)好種藥與種糧的關(guān)系。其次,加大科技引領(lǐng)。針對(duì)川芎種植勞動(dòng)成本過(guò)高且勞動(dòng)力加速流失的問(wèn)題,加強(qiáng)川芎機(jī)械化種植、采收研究并形成推廣應(yīng)用。再次,加大基礎(chǔ)研究投入。針對(duì)川芎重金屬鎘超標(biāo)問(wèn)題、種質(zhì)易退化、質(zhì)量差異大、非藥用部位未充分利用、保健產(chǎn)品開(kāi)發(fā)初級(jí)階段等問(wèn)題,應(yīng)積極搭建科研創(chuàng)新平臺(tái),針對(duì)川芎重金屬富集效應(yīng)機(jī)制、育苓復(fù)壯微生態(tài)機(jī)制、非藥用部分資源開(kāi)發(fā)、毒理安全性等開(kāi)展深入研究,為川芎合理應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)制定及大健康產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)夯實(shí)基礎(chǔ)。
6.2 存在問(wèn)題及解決方法
6.2.1 風(fēng)險(xiǎn)防范重金屬鎘超標(biāo),保證川芎藥材質(zhì)量安全 川芎自身對(duì)重金屬鎘具有較強(qiáng)的富集作用,加上種植年限的增加、農(nóng)投品的濫用及土壤污染嚴(yán)重等原因,導(dǎo)致川芎重金屬鎘超標(biāo)現(xiàn)象普遍。據(jù)報(bào)道,川芎鎘檢出量最高可達(dá)1.49 mg/kg,最高超標(biāo)約30倍[26],遠(yuǎn)超《中國(guó)藥典》2020年版標(biāo)準(zhǔn)、綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、歐盟標(biāo)準(zhǔn)及世界衛(wèi)生組織標(biāo)準(zhǔn),給川芎產(chǎn)品安全性和產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展帶來(lái)了不利影響。目前在川芎生產(chǎn)上已有多種措施來(lái)降低川芎鎘含量,如施用生石灰[17-20]、硅肥[19,21]、微生物菌肥[21-22]、土壤改良劑[23-24]、鈍化劑[25]等措施,但存在降鎘效果不穩(wěn)定、難以推廣、易導(dǎo)致二次污染等問(wèn)題。川芎重金屬鎘超標(biāo)是制約川芎走向國(guó)際市場(chǎng)的壁壘。一方面,通過(guò)建立合理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范川芎的種植與加工,大力推行生態(tài)種植,加強(qiáng)土壤污染防治與修復(fù),減少化肥農(nóng)藥的使用,實(shí)行輪作;另一方面,從川芎種質(zhì)資源角度解決川芎產(chǎn)業(yè)困境,通過(guò)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究厘清川芎對(duì)重金屬鎘富集效應(yīng)與機(jī)制,篩選川芎低鎘富集能力新品種。此外,應(yīng)加強(qiáng)川芎重金屬鎘風(fēng)險(xiǎn)防范與評(píng)估,結(jié)合川芎用法用量及自身鎘富集效應(yīng)合理看待川芎安全性問(wèn)題,制定合理的川芎鎘限量標(biāo)準(zhǔn)。
6.2.2 以經(jīng)典名方研究為契機(jī),加大川芎新藥開(kāi)發(fā)力度 據(jù)《健康中國(guó)行動(dòng)(2019—2030年)》數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),全國(guó)現(xiàn)有高血壓患者2.7億、腦卒中患者1 300萬(wàn)、冠心病患者1 100萬(wàn),心腦血管疾病等4類慢性病導(dǎo)致的負(fù)擔(dān)占總疾病負(fù)擔(dān)的70%以上,成為制約健康預(yù)期和壽命提高的重要因素。基于“血中氣藥”川芎的新藥研發(fā)與此社會(huì)背景極為相應(yīng)。《藥品注冊(cè)管理辦法》2020年版增加了古代經(jīng)典名方注冊(cè)單獨(dú)分類和人用經(jīng)驗(yàn)評(píng)價(jià)證據(jù),并明確指出古代經(jīng)典名方中藥新藥注冊(cè)申報(bào)要求。2018年以來(lái),國(guó)家中醫(yī)藥管理局先后發(fā)布《古代經(jīng)典名方目錄(第一批)》《古代經(jīng)典名方目錄(第二批)》,其中分別含川芎的經(jīng)典名方有14個(gè)和11個(gè)。關(guān)于經(jīng)典名方中川芎的本草考證已有詳細(xì)報(bào)道,為后續(xù)川芎經(jīng)典名方研發(fā)工作提供了一定背景資料。后期應(yīng)關(guān)注與加強(qiáng)川芎溫經(jīng)湯、桃紅四物湯、小續(xù)命湯等創(chuàng)新經(jīng)典名方的基礎(chǔ)研究,整體提高在中藥創(chuàng)新藥、中藥改良型新藥、院內(nèi)制劑等方面的應(yīng)用程度。
6.2.3 注重川芎功能定位研究,優(yōu)化川芎大健康產(chǎn)業(yè)體系 川芎除在藥用方面外,其應(yīng)用范圍包括保健品、化妝品、食品、中獸藥等多個(gè)領(lǐng)域,覆蓋范圍較廣,但大健康產(chǎn)業(yè)仍處于初級(jí)階段,其保健食品及相關(guān)領(lǐng)域?qū)@臄?shù)量較少。川芎雖在其產(chǎn)區(qū)有食用歷史及食用習(xí)慣,但多以其地上部分幼苗作為蔬菜食用,川芎根莖藥效強(qiáng)且會(huì)有一定的食用禁忌,需進(jìn)一步開(kāi)展系統(tǒng)的安全性評(píng)價(jià)研究,確定合理的功能定位和保健應(yīng)用。因此,可結(jié)合川芎產(chǎn)業(yè)特色優(yōu)化川芎大健康產(chǎn)業(yè)體系:(1)可充分開(kāi)發(fā)利用非藥用部位。目前,中藥的非藥用部位的開(kāi)發(fā)主要集中在臨床應(yīng)用、新藥發(fā)現(xiàn)及替代用、茶飲及保健品、日化用品或畜牧養(yǎng)殖等方面,如據(jù)三七花、葉具有消炎止痛的作用開(kāi)發(fā)的相關(guān)產(chǎn)品已被應(yīng)用于清咽潤(rùn)喉,人參葉、杜仲葉作為人參、杜仲藥材的替代用藥被載入《中國(guó)藥典》2020年版等。而川芎地上部分約占全株鮮質(zhì)量的75%,與川芎藥材化學(xué)成分類似且在其產(chǎn)區(qū)具有較長(zhǎng)的食用歷史,但目前僅有少量川芎幼苗在其產(chǎn)區(qū)作為蔬菜食用,有待加強(qiáng)對(duì)非藥用部分的合理開(kāi)發(fā)。(2)健全川芎產(chǎn)業(yè)鏈條,提高產(chǎn)品精深加工和成果轉(zhuǎn)化能力。川芎的產(chǎn)品體系仍以中藥材、飲片與配方顆粒、中成藥為主,其他衍生產(chǎn)品形式較為單一,產(chǎn)品附加值較低且存在推廣渠道窄、營(yíng)銷策略弱等問(wèn)題。需要充分重視川芎抗氧化、美容美發(fā)等作用,開(kāi)發(fā)系列護(hù)膚產(chǎn)品、日化產(chǎn)品;此外,川芎揮發(fā)油質(zhì)量分?jǐn)?shù)約1%且含大量藥效成分,精油或復(fù)方精油等香療、香氛產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)也是川芎大健康產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的新途徑。
川芎產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展需要整合地方政府、企業(yè)、高校及科研機(jī)構(gòu)等多方力量,對(duì)川芎全技術(shù)鏈、全產(chǎn)品鏈、全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行綜合性創(chuàng)新,形成以川芎種植、初級(jí)加工為第一產(chǎn)業(yè),精深加工、產(chǎn)品研發(fā)為第二產(chǎn)業(yè),康養(yǎng)保健、文旅服務(wù)為第三產(chǎn)業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)動(dòng)新型產(chǎn)業(yè)體系。做“精”農(nóng)業(yè)。加速建立如川芎科技小院、川芎研究院等創(chuàng)新科研平臺(tái),重點(diǎn)研究川芎重金屬鎘風(fēng)險(xiǎn)防控、種質(zhì)易退化等生產(chǎn)實(shí)踐中突出問(wèn)題,強(qiáng)化川芎種子種苗基地、規(guī)范化生產(chǎn)基地建設(shè),做好川芎良種選育、規(guī)范化種植、綠色生態(tài)種植等并形成示范推廣,從源頭保障川芎藥材優(yōu)質(zhì)性與安全性。做“強(qiáng)”工業(yè)。強(qiáng)化川芎源頭質(zhì)量建設(shè),積極推進(jìn)川產(chǎn)道地藥材川芎全產(chǎn)業(yè)鏈管理規(guī)范及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提升示范工程研究,提升川芎產(chǎn)品品質(zhì);培育領(lǐng)軍龍頭企業(yè),推動(dòng)川芎產(chǎn)品工業(yè)制造的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí),提高生產(chǎn)規(guī)模與質(zhì)量一致性;重視精深加工,深入開(kāi)展川芎趁鮮加工及飲片炮制加工技術(shù)創(chuàng)新研究,開(kāi)發(fā)系列有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的川芎凍干、壓制等新型飲片;加強(qiáng)川芎配方顆粒國(guó)家、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)研究,促進(jìn)川芎配方顆粒產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化、標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化、國(guó)際化發(fā)展;將經(jīng)典名方二次開(kāi)發(fā)、名老中醫(yī)驗(yàn)方、重大疾病的防治重點(diǎn)相結(jié)合,推動(dòng)川芎新藥的研制開(kāi)發(fā);組建川芎產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,支持產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,加快川芎大健康產(chǎn)品研發(fā)。做“特”第三產(chǎn)業(yè)。加快建設(shè)川芎品牌的理論、文化、策劃、交易、服務(wù)等軟實(shí)力,同時(shí)增強(qiáng)品牌發(fā)展與知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)。結(jié)合鄉(xiāng)村振興和生態(tài)康養(yǎng),深化校地企合作,打造川芎農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化示范區(qū);注重川芎道地產(chǎn)區(qū)歷史文化內(nèi)涵挖掘創(chuàng)新工作,打造川芎主題康養(yǎng)小鎮(zhèn)、文旅示范園區(qū),加快推進(jìn)中藥材(川芎)博物館、康養(yǎng)館、主題民宿等融合項(xiàng)目。在政策引導(dǎo)、政府支持下,聯(lián)合科研單位、地方企業(yè)力量,以農(nóng)業(yè)為基本依托,延伸川芎產(chǎn)業(yè)鏈條、產(chǎn)業(yè)融合、技術(shù)創(chuàng)新,構(gòu)建川芎現(xiàn)代全產(chǎn)業(yè)鏈體系,推動(dòng)川芎產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展與鄉(xiāng)村振興。
參考文獻(xiàn)(略)
來(lái) 源:李 巧,何沛煜,張定堃,裴照卿,陳依培,黎 智,鄭 川.川芎產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展策略分析 [J]. 中草藥, 2024, 55(8): 2771-2784.
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