我国红豆杉药材人工培植研究及思考

贺宗毅 ，张德利 ，李 卿 ，邢康康 ，陈仕江

（1.重庆市中药研究院，重庆 400065； 2.重庆市中药资源学重点实验室，重庆 400065；3.中国中医科学院·中药资源中心重庆分中心，重庆 400065）

·专论·

我国红豆杉药材人工培植研究及思考

贺宗毅1，2，3，张德利1，2，3，李 卿1，邢康康1，2，3，陈仕江1，2，3

（1.重庆市中药研究院，重庆 400065； 2.重庆市中药资源学重点实验室，重庆 400065；3.中国中医科学院·中药资源中心重庆分中心，重庆 400065）

目的了解我国红豆杉药用资源培植及紫杉醇产能现状。方法 通过文献检索、业内人士提供信息和网络检索的方式，获得红豆杉培植基地信息，再进行实地调研。结果 对四川、重庆、云南、贵州、福建、浙江等13个省市的57个红豆杉人工培植基地及厂家进行了实地调研。红豆杉药用资源人工培植基地主要分布在我国东部、东南沿海及西南一带。品种以曼地亚红豆杉和南方红豆杉为主；育苗方式为实生苗培育和扦插法；经营方式以苗木售卖为主。结论 企业主要以提取紫杉醇前体物质出口为主，未发现紫杉醇全合成的厂家，因此市场上流通的紫杉醇原料及制剂仍将依赖于红豆杉植株提取。

红豆杉；紫杉醇；人工培植；思考

红豆杉 Taxusspp.又名紫杉，是红豆杉科 Taxaceae红豆杉属 Taxus植物的总称。《本草推陈》较早记载了红豆杉的功效：“紫杉可入药，叶及小枝为利尿通经药，用于肾脏病、糖尿病有卓效，用皮易引起呕吐，用木部及叶则不吐。”《东北药用植物志》中明确描述了红豆杉具有软坚散结、排毒解毒、温肾通经、利尿消肿等功效，并将红豆杉枝叶、茎列为抗癌主药。Wani等[1]首次从短叶红豆杉T.brevifolia分离出具有抗癌活性的成分——紫杉醇。经过近30余年的研究，紫杉醇药物除用于治疗晚期卵巢癌和乳腺癌外[2-4]，其药理作用已扩展到软组织肉瘤、消化道癌、非小叶性肺癌等[5-9]多种癌症的治疗。另外，紫杉醇在艾滋病、多发性硬化症[10]、类风湿关节炎[11]、药物涂层支架[12]等领域也展现了良好的治疗效果及应用前景。20世纪80年代末、90年代初，在美国和欧洲“紫杉醇热”的影响下，我国各地纷纷开发利用红豆杉资源，国外公司更是将中国作为红豆杉原料基地，引发云南、四川等地野生红豆杉资源遭受掠夺式采伐，致使红豆杉资源一度濒临灭绝。红豆杉被列为一级濒危保护植物后，疯狂采伐红豆杉的现象才被遏制[13]。近年来，国内外学者利用分子生物学[14-16]、胚胎学[17-19]、组织培养[20-22]等技术手段对红豆杉进行了种群结构、遗传多样性、功能基因克隆分析等多方面的研究，为研究该珍稀濒危药用植物代谢调控、种质资源的保护利用提供了研究基础。但现阶段紫杉醇医药原料仍来源于红豆杉植物，野生红豆杉资源仍面临着被偷伐的危险，形势严峻。为了解目前红豆杉药用资源和紫杉醇产能现状，本调查中对我国红豆杉药用资源人工培植现状进行了研究，并提出了相应的思路和建议，以期为紫杉醇原料的增产提供参考。

1 红豆杉人工培植现状

1.1 培植基地区域分布

以省市区县为行政区域将所有有效的人工红豆杉培植基地信息汇总，共有57个基地，结果见表1。红豆杉属植物主要分布于北半球温带至中亚热带地区。我国共有4种1变种，南方红豆杉在我国南方省份的500～2 000 m海拔地带均可培植[23]；东北红豆杉主要分布于吉林长白山地区，多生于海拔500～1 000 m的弱酸性土地带[24]；西藏红豆杉为喜马拉雅山特有种，主要分布于西藏2 000～3 500 m的地带[25]；云南红豆杉主要分布于云南西北及西部，四川西南部和西藏东南部等地[26]；中国红豆杉为我国特有种，南方各省1 000～1 200 m的高山上均有分布[27]；曼地亚红豆杉是以欧洲红豆杉为父本与东北红豆杉为母本的1个天然杂交种，是已筛选出的紫杉醇含量较高的优良品种[28]，在我国南方地区有大面积种植。由表1可知，重庆和四川红豆杉人工培植基地数量最多，共25个，占总基地数量的43.86%；福建省6个，占总基地数量的 10.53%；云南省5个，占总基地数量的8.77%；浙江省和山东省各4个；湖北省、湖南省和吉林省各3个；辽宁、贵州、陕西、江苏各1个。各省市对红豆杉培植的热情均较高。从行政地域分布来看，南方地区培植红豆杉的基地数量显著多于北方地区，且规模远大于北方（P＜0.01），这与南方温和、湿润的气候，符合红豆杉生长的生物学特性有关。

表1 红豆杉人工培植基地现状

1.2 培植基地面积分析

以培植基地所在市区县的培植总面积为单位进行统计分析，结果见表2。可知，经实地调查的培植基地总面积为9 628.2 hm2，南方地区红豆杉培植面积显著大于北方（P＜0.01）；而南方地区的重庆、江苏地区呈现迅猛发展的态势，这与当地政府的引导及实力企业的介入密切相关。研究发现，红豆杉培植从以个体户、私人企业为主的小规模培植逐渐向大型民营企业和政府引导下的上市公司过渡，尤其是在红豆杉下游产业链的延伸领域，当地政府参与帮扶的力度越来越大；在红豆杉培植分工上，每个省市的个体户和部分私人企业主要从事红豆杉实生苗或扦插苗的繁育，为资金实力雄厚的企业提供红豆杉树苗或药用资源。虽然红豆杉资源人工培植的发展态势较好，但每个省市均未形成红豆杉-紫杉醇产业技术联盟，力量分散。

表2 基地面积统计分析

1.3 培植品种

由表1可知，除云南省以培植云南红豆杉为主、东北以培植东北红豆杉为主外，其他各基地培植的红豆杉种类以南方红豆杉和曼地亚红豆杉为主，其中培植曼地亚红豆杉的基地有43个，占总基地数量的75.44%；培植南方红豆杉的基地有28个，占总基地数量的49.12%。各省市以培植曼地亚红豆杉为主，这一结果与曼地亚红豆杉中紫杉醇及其前体含量高相关。

1.4 培植基地经营方式

目前，红豆杉培植基地主要的营收方式有红豆杉苗木出售、苗木+盆景、苗木+盆景+生态旅游+林下养殖、苗木+盆景+中间体原料和苗木+盆景+工艺品。其中所有培植基地均有苗木出售；而“苗木+盆景”的培植基地有 47个，占 82.46%；采取“苗木 +盆景+生态旅游+林下养殖”方式的有 2个，占3.51%；采取“苗木 +盆景+中间体原料”方式的有2个，占3.51%；采取“苗木+盆景+工艺品”方式的有1个，占1.75%。结果表明，培植基地为了获得经营性收入，均广泛出售自家的苗木或盆景，或发展其他副业，尽可能地赚取利润，而从红豆杉植株提取紫杉醇的企业少，有些企业的生产线仍在筹建中，即使有紫杉醇生产线，也由于没有足够的红豆杉资源，因此每年只能保持数月的生产周期。说明紫杉醇原料仍供不应求，其来源受制于红豆杉资源。

2 紫杉醇产能调研

紫杉醇分子结构复杂，分子中有众多功能基团和立体的化学特征[29]，目前全化学合成仍无法进行规模化生产。化学半合成[30]是以红豆杉枝叶中所含的紫杉醇类似物或前体物经过复杂的化学反应，转化为紫杉醇[31]。半合成法在本质上与直接提取紫杉醇的方法没有区别，依然给野生红豆杉植物的生存及生态环境带来极大的威胁和破坏，利用红豆杉细胞离体培养生产紫杉醇一直被认为是解决紫杉醇药源问题的较有希望的途径之一[32]，具有不破坏野生植物资源和不污染环境的优势[33]。但该方法因植物细胞遗传与生理的不稳定性、褐化现象[34-35]，使得在培养过程中高产细胞系不能实现高效表达，同时对反应器及培养条件要求较高、价格昂贵等，均是利用该方法工业化生产紫杉醇急需解决的问题。利用微生物发酵生产紫杉醇是解决紫杉醇药源较有效、较有前景的方法之一[36]。Stierle等[37]首次从短叶红豆杉中分离出1株可产紫杉醇的安德鲁紫杉菌Taxomyces andreanae后，已有30余种产紫杉醇的真菌被分离，其中绝大多数属于子囊菌或半知菌。随后发现的产紫杉醇真菌小孢盘多毛孢菌Pestalotiopsis microspora产紫杉醇的得率为 60 ～ 70 μg／L[38]， Brevibacterium sp.得率达400 μg／L。科研工作者通过野生菌株的筛选、诱变育种选育及遗传技术手段改造基因工程菌种等，不断获得产紫杉醇能力越来越高的菌株[39]。与其他方法相比，微生物发酵法具有规模大、成本低、易工业化的特点，只要选育到1株产紫杉醇的工程菌株（发酵菌丝体及发酵液中产紫杉醇的含量不低于1 mg／L），即可通过大规模液态发酵法实现紫杉醇原料的产业化[40-41]。

紫杉醇是目前发现的唯一可促进微管聚合和稳定已聚合微管的药物[42]。1992年，紫杉醇针剂上市，2000年后该产品保护期结束。目前，我国具有生产紫杉醇针剂批文的药厂有80余家，由于受资源的限制，保持生产的只有哈药集团生物工程有限公司、海南中化联合制药工业股份有限公司等。企业主要以提取紫杉醇前体物质出口为主，尚无紫杉醇全合成的厂家。

由表3可见，目前我国部分省市具有产出紫杉醇的能力且产量差距较大。年产100 kg及以上的产区只有重庆和上海。20世纪80年代末、90年代初产能较强的云南省由于受到红豆杉资源保护的限制致其产能严重萎缩，现原料年产能20 kg。目前，我国紫杉醇的年总产量有661 kg，总产值1 833.4万美元。

3 思考及建议

沿重庆、四川、陕西、云南、贵州、湖南、福建、江苏、浙江一线，考察分析具有实际规模的57个红豆杉人工培植基地[43]。由表1可知，红豆杉人工培植基地面积大小不一，介于0.7～2 400 hm2，以个体户及民营企业培植为主，以培植曼地亚红豆杉和南方红豆杉为主。除云南红豆杉在云南有大面积培植外，中国红豆杉、东北红豆杉和西藏红豆杉在考察区域内未见大规模培植。由于红豆杉生长缓慢，紫杉醇含量低且其全合成仍处于实验室阶段，因此紫杉醇的供应仍将依赖于红豆杉资源，可以推测，红豆杉培植面积仍会增加。在紫杉醇产能方面，我国少数省市具备生产和出口紫杉醇原料的能力，西南地区的医药企业是主要生产者，全年均保持生产。我国人工培植红豆杉总面积大，但均较分散。国内企业所生产的紫杉醇均用于出口，供国外企业生产紫杉醇制剂用。总之，在很长一段时间内我国处于红豆杉资源及紫杉醇原料供应的主体地位将不会改变。鉴于此，在红豆杉研究工作中，笔者建议从以下几方面开展相关研究。

表3 2015年9月至2016年9月紫杉醇产能情况

选育优良红豆杉品种：优良的红豆杉药用品种直接关系着紫杉醇的产量及工业提取成本。通过种内、种间杂交技术，研究杂交子代紫杉醇或紫杉烷类物质的生成规律，以期选育出达到药用要求的红豆杉新品种。

引导建立红豆杉中药材生产质量管理规范(GAP)培植基地：规范化的红豆杉培植基地是保证有效成分含量的关键。在分析各地区土壤、气候及是否具有野生生长历史的基础上，规范种质种苗、移栽时机及培植技术规程，指导培植人员进行规范化种植。同时，利用现代科技加强对培植的药用植株的质量控制，如以化学指纹图谱和标志性成分含量测定、株高及地上部分植株生物量相结合的方法定性定量综合评价红豆杉药用质量。

继续深入研究产紫杉醇的途径：在众多产紫杉醇的方法中，微生物发酵法最具应用前景，无论是从生态还是经济角度，都是解决药源问题的有效途径。以往的研究重点集中于产紫杉醇内生菌的生物多样性及紫杉醇生物合成途径上，对菌株自身的生理生化特性、产紫杉醇培养特性及菌株遗传特性研究不深入。可通过遗传改良、菌株生长模式调节等相结合的方式，以期让菌株生长出大量菌丝体，培养周期缩短，达到产量提高的目的。

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Research and Reflection on Artificial Cultivation of Taxus Spp.in China

He Zongyi1,2,3,Zhang Deli1,2,3,Li Qing1,Xing Kangkang1,2,3,Chen Shijiang1,2,3
(1.Chongqing Academy of Chinese Materia Medica,Chongqing,China 400065; 2.Chongqing Key Laboratory of Chinese Medicine Resources,Chongqing,China 400065; 3.Chongqing Sub-Center of the National Resource Center for Chinese Materia Medica,China Academy of Chinese Medical Sciences,Chongqing,China 400065)

ObjectiveTo understand the artificial cultivation of Taxus Spp.medicinal resources and production capacity status of taxinol in China.Methods Through the literature search,the information provided by the industry and the way of network retrieval,the informations of the cultivation base of Taxus Spp.were obtained,and the field investigation was conducted according to the collected informations.Results Field investigations were conducted on 57 artificial cultivation bases of Taxus Spp.and factories in 13 provinces and cities,including Sichuan,Chongqing,Yunnan,Guizhou,Fujian,Zhejiang provinces and etc.The artificial cultivation bases were distributed in the eastern,southeast and southwest of China.The main varieties were Taxus media and Taxus chinensis,the main raising seedling models were seedling cultivation and cottage,the main business model was seedlings sold.Conclusion The enterprises mainly extract the precursor of taxinol for export,no manufacturers for producing total synthesis of taxinol were found.Therefore,taxinol and its preparations in the market will still depend on the extraction of Taxus Spp..

Taxus Spp.;taxinol;artificial cultivation;reflection

R282.2；R282.71

A

1006－4931(2017)17－0001－05

10.3969 ／j.issn.1006-4931.2017.17.001

重庆市基本科研业务费计划项目[2015cstc-jbky-01906]；重庆市卫生局中医药科研项目[zy201602093]。

贺宗毅（1986-），男，硕士研究生，助理研究员，主要从事珍稀濒危药材繁育及可持续利用的研究。

陈仕江（1967-），男，大学本科，研究员，主要从事中药资源保护与再生研究，（电子信箱）shijiangchen＠163.com。

2017－05－09)