2016-2020年NSFC资助的（H.3201）中药资源科学项目概况及热点分析*

杜建平，曾 静，任 薇，夏能能，阮文佳，吴伟梅

（广东省第二中医院（广东省中医药工程技术研究院），广东 广州 510095）

中药是中医防病治病的物质基础，是一种有限、不可再生的资源，作为我国独特的卫生资源、潜力巨大的经济资源、具有原创优势的科技资源、优秀的文化资源、重要的生态资源，中医药日益受到国家和世界各国的重视。国家更是通过印发《中医药发展战略规划纲要（2016-2030 年）》把中药资源直接提高到了国家战略资源地位。中药资源学作为中药学科分支学科，是研究中药资源的种类、数量、分布、时空变化和科学管理的自然科学，其研究的核心是药材的产量和质量[1]，是多学科、跨学科并兼有管理性质的综合性边缘学科，作为创新药物的源头和基础的基础，其在国家自然科学基金（national natural science foundation of china,NSFC）资助的中药基础研究中占有重要的地位。因此，充分研究NSFC立项的中药资源学科发展动态，无疑对推动中药资源学基础研究发展具有重要作用。八爪鱼采集器是一款无须编程能力，简单操作即可采集任意网页数据的通用性网页采集软件。PyCharm Community Edition 软件是JetBrains 打造的一款Python IDE，其所带的Jieba 分词工具可高效分割中文文本。BDP 个人版是免费在线数据分析免费网站，可以实际地图形式分析和展示与地理位置相关的数据。WordArt 是一个文字云生成在线免费网站，可对文本中出现频率较高的词汇以视觉化的形式呈现，是热点聚焦较为适用的工具。 基于此，本文拟通过八爪鱼采集器（V8.2.2.111911版本）采集2016-2020年NSFC立项资助中药资源项目，利用Excel2016 统计分析项目资助数量、金额、依托单位等，以及通过BDP 个人版官方网站对立项省份分布作图，并将研究对象、项目名称Jieba分词词频结果导入Word Art官方网站在线热点词云图绘制以聚焦研究热点，以期为中药资源学科进一步发展提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 纳入和排除标准 纳入2016-2020 年NSFC“H.医学科学部”、一级学科“H.32 中药学”中所资助的二级学科“H.3201 中药资源”项目，资助类别不限，排除重复、信息不全或无法获取的项目。

1.2 研究方法①于2022 年1 月21 日登录“八爪鱼采集器（V8.2.2.111911 版本）”软件，于首页采集框里输入国家自然科学基金项目查询（https://www.izaiwen.cn/)、国家自然科学基金项目查询（V2.0 正式版）（http://fund.keyanzhiku.com/Index/index.html）网址，生成采集设置（即依次点击“H.医学科学部”、“H.32中药学”、“H.3201 中药资源、批准年份2016-2020年”），采集并导出包含项目名称、项目批准号、省份、负责人、依托单位、资助金额、批准年份、资助类别、关键词、研究成果等Excel 数据库。②采用Ex‐cel2016 数据透视表分析年度立项项目资助数量、金额、依托单位、省份等，并对资助数量、金额作图展示；③通过BDP 个人版官方网站（https://me.bdp.cn/home.html）对立项省份分布作图展示。④通过PyCharm Community Edition软件利用Python中jieba分词工具撰写分词代码及Microsoft Word2016 的宏代码程序对项目名称进行分词，并通过Excel2016 数据透视表对研究对象、项目名称分词结果进行词频统计后在Word Art 官方网站（https://wordart.com/）在线导入词频前100位的词汇进行热点词云图绘制，其中词汇在云图中显示越大，表示该词出现比重越大。

1.3 数据规范化处理 首先对上述两个网站爬取结果数据去重，查对，避免数据错乱或遗漏。通过比对上述两个网站获取结果数据发现项目关键词不能相互对应，且不能完整反映项目研究内容，故决定以项目名称分词作为项目全貌进行热点分析，并通过对比关键词，结合停用词库[2]去除停用词，删除“研究”、“技术”等含义广泛的词，合并同义词项如“机制”和“机理”，“药材”和“中药”等，以及人工细查核验确定最终分词结果。

2 结果

2.1 项目资助数量与金额2016-2020 年NSFC 中药资源学科资助项目总数分别为65 项、66 项、67 项、56项、55 项，合计309 项，立项总数总体平稳略下降；其中地区科学基金项目、国际（地区）合作与交流项目、联合基金项目、面上项目、青年科学基金项目、应急管理项目、优秀青年科学基金项目分别为71 项、2项、3 项、115 项、115 项、2 项、1 项，立项主要集中于面上项目、青年科学基金项目、地区科学基金项目。见表1。其中，面上项目2018 年立项总数最高峰为27项、2016-2018 年平稳略上升，2018-2020 年呈下降趋势；青年科学基金2016-2019 年立项总数逐年下降，2020年趋于回暖；地区科学基金基本呈下降趋势。

2016-2020年NSFC 中药资源领域项目资助金额分别为2280 万元、2336 万元、2690 万元、2554 万元、2276 万元，以2018 年为分界线，2016-2018 年资助金额显著增加，2018-2020 年资助金额显著降低。其中地区科学基金项目、国际（地区）合作与交流项目、联合基金项目、面上项目、青年科学基金项目、应急管理项目、优秀青年科学基金项目总金额分别为2457万元、45万元、754万元、6388万元、2342万、20万元、130 万元，合计12136 万元，其中面上项目资助金额最大。见表2。2016-2020 年面上项目资助金额表现一波三折，2018年资助金额达到峰值，但总体呈下降趋势，地区科学基金立项资助金额表现出总体略下降趋势，青年基金资助金额总体趋势向上，2019年资助金额最低，但2020年表现出高峰值。

表2 2016-2020年NSFC中药资源领域资助金额（万元）

2.2 项目依托单位及地区分布2016-2020 年国家自然科学基金资助中药资源领域的依托单位共计113个，其中学院和大学共计97 个，科研院所15 个，药用植物园1 个。2016-2020 年中药资源资助金额前10的依托单位中，研究所2 个，高等院校8 个，其中又以中医药高等院校为主。其中金额排名前三的分别为中国医学科学院药用植物研究所（28项，1319万元）、中国中医科学院中药研究所（27 项，880 万元）、成都中医药大学（9 项，515 万元），且主要在面上项目、青年基金方面立项。云南农业大学（10项，344万元）均为地区科学基金。见表3。

表3 2016-2020年NSFC中药资源项目资助金额排前10的依托单位情况（项，万元）

2016-2020年NSFC 中药资源资助项目地理共分布21 个地区，立项地区分布较广，除了西北地区（新疆、青海）外，基本分布，其中立项数排名前十的地区分别为北京74 项、云南28 项、浙江22 项、江苏21 项、上海15 项、广西13 项、四川11 项、福建11 项、陕西11项、广东10 项，主要集中在华东、华南地区。见图1。其中北京资助总金额为3024 万元，包括8 个单位，中国医学科学院药用植物研究所28 项、中国中医科学院中药研究所27 项、北京中医药大学7 项、首都医科大学6 项、中国医学科学院药物研究所2 项、北京大学2 项、核工业北京地质研究院1 项、中国中医科学院医学实验中心1项。

图1 2016-2020年NSFC中药资源资助项目地理分布

2.3 研究对象2016-2020 年NSFC 中药资源研究对象词汇出现较大比重的有：丹参、人参、三七、地黄、铁皮石斛、白木香、甘草、当归、党参、广藿香等，其依次出现频次分别为29 次、14 次、14 次、8 次、6 次、5次、5次、4次、4次、4次。见图2。

表4 2016-2020年NSFC中药资源项目立项数排前10的地区分布情况

图2 2016-2020年NSFC中药资源资助项目研究对象

2.4 研究热点2016-2020 年NSFC 中药资源领域标题词汇出现较大比重的有：机制、调控、分子、品质、生物合成、转录因子等。其中，机制出现170次、调控出现82 次、生物合成出现67 次、转录因子出现28 次等。见图3。

图3 2016-2020年NSFC中药资源资助项目名称热点词汇

3 讨论

3.1 项目资助数量及金额分析

2016-2020年NSFC 中药资源学科立项总数总体平稳略下降，总体资助金额显著降低，可能是中药资源学科发展在这个时期内遇到了瓶颈，但2018 年获资助项目数量和经费均达峰值，表明该学科在2018年可能受政策导向或研究热点受到了较大关注。青年基金立项总数2016-2019年在下降，2020年趋于回暖，且其资助金额在显著增加，说明国家自然科学基金委近年来不断加大青年基础研究的支持力度，为推动中药资源学科基础发展、培养青年科研人才奠定了基础。用于加强对部分边远地区、少数民族地区等科学研究基础薄弱地区科技工作者的支持的地区项目资助在2016-2020 年均有获得，但立项数量及资助金额均在下降，表明了边远地区科学研究基础的薄弱，NSFC 正不断降低对边远地区的科研支持。另外，近5 年中仅有1 项国际（地区）合作与交流项目，直接表明了该学科在国际科学界的学术影响力的微弱状态，为提高中国的科研质量和国际竞争力，建议NSFC大力支持国际合作研究，借助国际上优势单位的研究力量开展联合攻关，以有效推进我国中药资源学基础研究的快速提升，提升学术影响力，持续扩大我国中医药产业的国际影响力。

3.2 项目依托单位及地区分布分析

从获资助依托单位分析，涉及依托单位共计113家，高等院校是获资助主体单位，表明高等院校是中药资源学科研究的主要力量，主要可能是因为NSFC是高等院校研究型人才培养重要途径，因此申请及立项的数量也会相对较大。而排名靠前的分别为中国医学科学院药用植物研究所、中国中医科学院中药研究所等，主要是因为其具有扎实中药资源学研究底蕴，在该领域具有占有主导地位，因此立项的几率也是较大的。从资助省份分布来看，涉及地区分布较广，但分布不均衡，较多分布于经济实力、科技力量、学术资源丰富而雄厚的华东（如浙江、江苏、上海等）、华南地区，或拥有中草药资源居全国首位的云南省，其在2016-2020年共获得中药资源学项目28项，但均为地区科学基金项目，NSFC 立项资助，无疑是为云南开发创新药物，形成并拥有自主知识产权的新药品种，增强云南中草药现代化产业的核心竞争力，并尽快走向世界奠定了极为有利的基础。而科研实力、研究基础均较薄弱的西部地区（如甘肃、宁夏等）较少分布，且主要集中在地区科学基金，而新疆、青海西北地区立项为零。因此，未来，有必要加强地区的交流与合作，期望能以强带弱，促进各省均衡协调发展。

3.3 研究对象分析

本次研究发现，2016-2020 年NSFC 中药资源学科研究对象主要为植物药（如丹参、人参、三七等），较少研究动物药（如水蛭/蚂蟥），而对矿物药的研究基本为零。其中，植物药又尤以具有活血化瘀、消肿止痛、养心安神等功效的丹参为主要研究对象，2016-2020 年NSFC 中药资源学科涉及到丹参的项目共有27 项，分别为5 项（2016 年）、5 项（2017 年）、5项（2018年）、4项（2019年）、8项（2020年），平稳递增趋势。丹参基原植物作为理想的药用植物研究模式植物，其基因组小、染色体数目少、世代周期短、繁殖方式多样，生态适应能力强[3]，尤其是近年来丹参基原植物野生资源的短缺和栽培种质质量不稳定等问题的凸显下，丹参主要活性成分--丹参酮和酚酸类化合物的生物合成及调控机制成为了当下研究热点。本次研究可见，NSFC 资助下，学者们主要集中研究了转录因子对丹参主要活性成分--丹参酮和酚酸类化合物生物合成调控研究，拟通过转录因子调控关键酶基因诱导丹参酮、丹酚酸类化合物生物合成。由于，丹参转录因子对丹参酮和酚酸类化合物的转录调控作用广泛而复杂[4]，可共同响应多种信号途径、调控多个合成途径，因此，筛选与丹参活性成分生物合成与积累相关的转录因子并进行功能机制研究可作为今后研究的重点。另外，结合当下研究表明[5]，丹参活性成分生物合成过程中特异表达的miRNAs、选择性剪接转录后调控对活性成分生物合成影响较大，而本次研究发现，学者们在胁迫应答、miRNAs 功能、选择性剪接机制等方向上缺乏深入研究，因此，也充分建议广大学者未来开展挖掘和解析miRNAs 功能、选择性剪接机制等研究，以期全面解释丹参活性成分合成的转录后调控机制, 利于促进丹参活性成分的进一步积累。另外也建议NSFC加大动物药基础研究资助力度，对动物药的药用有效成分，复方配伍规律等组织多学科联合攻关。

3.4 热点研究方向分析

通过2016-2020 年NSFC 中药资源科学项目名称热点词汇云图可看出，机制（如“调控机制””、“分子机制”、“形成机制”等）是NSFC 立项的主要方向，热点研究内容重点集中在分子水平上研究中药生物合成与调控、中药资源品质与评价、转录因子等，同时出现多学科和新兴技术手段交叉研究。

3.4.1 中药生物合成与调控研究

中药生物合成与调控是以中药有明确活性的药用活性成分为对象，通过发掘药用植物基因资源，克隆鉴定活性成分次生代谢关键酶基因，解析其生源途径和调控机制，并在微生物中人工创建代谢途径，进而利用合成生物学策略获取中药活性成分；其不但可揭示中药活性成分形成和积累的分子机制，也可是中药资源可持续利用的重要途径，目前已被国际认为是最有潜力的资源获取方法之一[6]。由于生源途径的解析是阐明“有效成分如何产生”的根本，中药有效成分生源途径的阐明可为开展中药有效成分生物合成调控提供良好的基础。因此，2016-2020年学者们聚焦高活性中药资源开发所面临的“生物合成途径不明”和“代谢调控效率低”两个关键科学问题，深入探索了中药有效成分生物合成基因调控研究、中药有效成分生物合成途径解析及调控等。而热点云词“基因、功能、关键酶、关键酶基因”等表明中药有效成分生物合成基因调控研究以药用植物次生代谢途径关键酶基因克隆与功能分析为主，如“三七皂苷R1生物合成相关木糖转移酶基因的克隆和功能研究（2019 年，面上项目，编号：81973414）”。当然热词“miRNA”的显示，也表明了中药有效成分非编码基因的调控也受到了学者的愈加重视。但由于生物合成下游途径上关键基因挖掘困难，导致大多数中药活性成分生物合成途径至今尚未完全阐明，合成结果不可预测等[7]，因此解析更多中药有效成分生物合成途径仍是未来中药资源合成生物学重点研究方向和待解决的关键科学问题。

3.4.2 中药资源品质与评价研究

从项目名称热词“品质、质量、评价”可以发现，品质研究是中药资源学科基础研究热点之一。纵观2016-2020年中药资源学科品质研究相关项目，发现其大部分集中在中药品质形成、评价、区划等研究中。其中又以中药品质形成机制研究为重点，采用多组学和相应分子生物技术，探索基因遗传分化、环境生态因子（逆境胁迫和环境微生物）与品质的相关性，但相关研究[8]表明现阶段对中药根际土壤的微生物宏基因组的认识和应用还较为浅显。较少部分研究从环境单方面角度研究道地药材（如霍山石斛、滇鸡血藤、长白山鸡爪苓等）道地性，缺乏从“环境+遗传”[9]两大方向综合深入探讨。极少研究从中药次生代谢途径解析其品质形成，主要可能是因为次生代谢途径的生物合成过程始终贯穿着初生代谢和次生代谢相互交叉，影响因素较多，且涉及多学科如微生物学、分子遗传等较复杂的实验方法，导致对生物合成机制较单一代谢途径的研究要复杂和困难的多[10]。未来应建立整体研究策略解析中药品质特征，揭示中药品质物质内涵形成机制，调控中药有效成分生物合成，进而实现中药品质保障与提升。

3.4.3 转录因子研究

转录因子本质是蛋白质，是转录调控最重要的成员，可靶向结合药用植物代谢途径中关键结构基因非编码区域，参与植物生长发育、信号转导、代谢调控及抗逆反应等各个关键环节[11]，调控药用植物代谢特质和形态特质，从而影响中药有效成分的积累和特定生物学性状塑造[12]。因此，从转录因子入手，为实现中药“优形、优质”、种质资源保存、选用乃至品质提升与遗传育种提供了重要的切入点。从2016-2020 年NSFC 中药资源科学项目名称热词中可看出，中药资源学科基础研究中涉及到转录因子的研究众多，主要集中在WRKY 类转录因子、MYB类转录因子、b HLH 类转录因子等，而研究对象主要集中在丹参、人参、青蒿等少数物种，研究内容主要集中在通过转录因子调控药用植物有效成分生物合成分子机制研究，拟通过增强转录因子调控植物次生代谢途径酶基因表达，整体激活中药有效成分生物合成途径，实现中药有效成分高效合成和定向积累。总的来说，涉及的中药较少，研究内容较为单一。而文献研究表明[5,13]，转录因子众多，功能相似或相左，其许多相关功能未得到鉴定，转录调控作用广泛而复杂，调控机制未完全解析，且大部分药用植物生物合成途径及具体调控的靶基因也尚未完全阐明[14]。因此，厘清各转录因子的调控机制，并深入研究药用植物中转录因子调控活性成分生物合成是未来的研究重点。

4 结语

通过本次研究可知，2016-2020 年NSFC 资助的中药资源领域研究立项项目数量及金额略下降，主要集中在高等院校，立项地区发展呈现不均衡，丹参、人参、三七等是重点研究对象，中药生物合成与调控、中药资源品质与评价、转录因子等是研究热衷领域，有学科交叉特点。因而，今后的中药资源科学项目申报中，广大学者可从药性理论为切入点，结合分子生物学、生物学、生态学等学科领域，多组学技术手段，全方位、多层次推进中药资源生物合成、品质等相关研究，但也应注重理论及技术方法的原始创新。但本研究也存在一定局限性，如对项目分词采用程序代码因没有精准的相关专业术语文本词库纳入，可能造成部分项目名称分词不精准，且由于缺乏2021 年中药资源科学立项数据，目前只能较为粗略的分析中药资源科学领域科研全貌，未来仍需结合大量国内外文献拓宽热点研究角度及深度，以期为该领域科研人员展示更为全面的学科发展态势。