人類對藥用植物資源的認知,是隨著科技進步不斷發(fā)展的。從開始的為了溫飽和生存,對藥用植物認知以形態(tài)觀察和經(jīng)驗積累為主的階段(1.0階段);到顯微鏡的發(fā)明和應(yīng)用,使人類的視野觸及到細胞水平,對藥用植物的認知進入到藥效成分發(fā)掘和驗證階段(2.0階段);到DNA奧秘的發(fā)現(xiàn),開啟了人類認知的分子歷程,對藥用植物認知也隨之進入到對藥物的生物合成、作用機理及調(diào)控的分子水平階段(3.0階段);隨著信息技術(shù)成熟及跨領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,人類對藥用植物認知進入到基于跨組學(xué)、跨學(xué)科大數(shù)據(jù)支撐下的智能創(chuàng)制階段,即“藥用植物4.0”階段。藥用植物研究和發(fā)展進入到4.0時代。
藥用植物4.0是一個基于藥效高通量篩選及藥用植物生物大數(shù)據(jù),通過藥用植物數(shù)據(jù)的跨組學(xué)研究,解讀藥用植物形態(tài)、生態(tài)、組學(xué)與藥效,以及藥效與疾病間的關(guān)系,實現(xiàn)藥用植物資源與新藥的智慧創(chuàng)制的系統(tǒng)研究工程;是信息技術(shù)、生物技術(shù)與藥用植物高度融合的技術(shù)創(chuàng)新體系,也是為廣西大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供資源、信息、技術(shù)、成果的創(chuàng)新服務(wù)平臺。
在國家頒布的《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》中,已將“健康中國”定位為國家戰(zhàn)略;廣西召開的創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展大會和全區(qū)衛(wèi)生與健康大會,也旗幟鮮明地提出大力發(fā)展獨具特色、競爭力強的健康產(chǎn)業(yè),打造廣西大健康產(chǎn)業(yè)等九張創(chuàng)新名片。今年4月,習(xí)近平總書記在廣西視察時強調(diào),要推動創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展,加快形成新的增長動力源,在“一帶一路”建設(shè)中發(fā)揮更大作用。6月,科技部部長萬鋼在考察廣西時,進一步強調(diào)了科技創(chuàng)新的重要性,指出希望科技創(chuàng)新成為引領(lǐng)廣西經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級和持續(xù)健康發(fā)展的強大引擎,等等。在這樣的背景下,廣西適時提出“藥用植物4.0計劃”,將有助于推動廣西科技創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略,提高廣西科技水平、市場競爭力和國際影響力,打造健康資源戰(zhàn)略高地,為健康中國、健康廣西服務(wù)、為國家“一帶一路”建設(shè)服務(wù)。
發(fā)揮資源優(yōu)勢,為健康中國提供物質(zhì)基礎(chǔ)
藥用植物資源是國家重要的戰(zhàn)略資源。我國藥用植物資源豐富,有近1.2萬種,占全球藥用植物資源的13多。同時,也是利用藥用植物資源歷史最久、人數(shù)最多的國家之一。廣西是藥用植物資源大省(區(qū)),全國第四次中藥資源普查,廣西已初步查明藥用植物達到5145種,而廣西藥用植物園已經(jīng)收集、保存的藥用植物種類達到了1.0021萬種。豐富的藥用植物資源是保障人民群眾健康、保障大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),資源的安全性至關(guān)重要。
隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展,對人類社會生活的影響越來越顯著。從上世紀90年代克隆羊“多莉”的誕生,標志生物技術(shù)新時代的到來;到今天人工合成酵母的成功,成為生物技術(shù)發(fā)展新的里程碑。生物合成、生命制造等生物技術(shù)發(fā)展速度及未來發(fā)展的方向?qū)θ祟惿鐣l(fā)展產(chǎn)生不可估量的影響。國外生物技術(shù)飛速發(fā)展給我國相關(guān)領(lǐng)域帶來安全壓力,如蔬菜、花卉及糧油棉等領(lǐng)域的種業(yè)市場被國外企業(yè)占有,嚴重威脅我國種業(yè)安全和發(fā)展。“一個基因關(guān)系到一個國家的興衰,一個物種影響一個國家的經(jīng)濟命脈”,這已是被無數(shù)實例證明了的事實。一個大豆基因使得美國大豆出口迅速占領(lǐng)了全球70%以上的市場,一株野生稻基因使得中國水稻的研究水平立于世界的巔峰。資源安全的重要性顯而易見。
在全球大健康產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的今天,如何實現(xiàn)既能保障藥用植物資源安全,又能滿足大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展對資源需求的快速增長,是亟待解決的一個問題。“藥用植物4.0計劃”是在做好藥用植物資源收集保存的前提下,利用現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù),充分開發(fā)現(xiàn)有的藥用植物資源優(yōu)勢,通過挖掘藥用植物資源核心信息,掌握資源保護與開發(fā)核心技術(shù),為后續(xù)大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的資源和產(chǎn)品研發(fā)提供支撐,達到搶占藥用植物資源高地,有效保障藥用植物資源安全,為實施健康中國戰(zhàn)略提供物質(zhì)基礎(chǔ)。
發(fā)揮區(qū)位優(yōu)勢,為國家“數(shù)字絲路”提供數(shù)據(jù)支撐
為更好地服務(wù)國家“一帶一路”建設(shè),國家提出建設(shè)中國-東盟信息港及構(gòu)建基于空間觀測的“數(shù)字絲路”計劃,這也是落實習(xí)近平總書記提出“建設(shè)21世紀的數(shù)字絲綢之路”的重要科技支撐。2015年3月,習(xí)總書記在參加十二屆全國人大三次會議廣西代表團審議時,為廣西發(fā)展明確了“三大定位”新使命,即構(gòu)建面向東盟的國際大通道,打造西南中南地區(qū)開放發(fā)展新的戰(zhàn)略支點,形成21世紀海上絲綢之路與絲綢之路經(jīng)濟帶有機銜接的重要門戶,強調(diào)了廣西在發(fā)揮“一帶一路”建設(shè)中的重要作用。
如何擔(dān)當中央賦予廣西的“三大定位”新使命,在“數(shù)字絲路”計劃中發(fā)揮廣西應(yīng)有的作用,尤其是利用廣西豐富的藥用植物資源優(yōu)勢,利用廣西與東盟地區(qū)在傳統(tǒng)醫(yī)藥領(lǐng)域的同源性,凸顯廣西在中醫(yī)藥大健康產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新合作中的引領(lǐng)作用,是廣西落實國家“一帶一路”倡議和“健康中國”建設(shè)的重要抓手。
“藥用植物4.0計劃”正是基于中國和東盟地區(qū)豐富的藥用資源,通過實施“分子育種、精準栽培、新藥研發(fā)、生物合成及跨組學(xué)大數(shù)據(jù)集成分析等”五項任務(wù),利用成熟的生物技術(shù)開展跨組學(xué)、跨學(xué)科數(shù)據(jù)采集,集成與分析(多組學(xué)測序、高通量篩選、醫(yī)學(xué)-藥學(xué)-化學(xué)信息集成等),形成健康資源大數(shù)據(jù)中心,構(gòu)建信息共享網(wǎng)絡(luò)平臺,為中國-東盟信息港建設(shè)和國家“數(shù)字絲路”計劃實施提供重要數(shù)據(jù)支撐,為進一步推動中國-東盟傳統(tǒng)醫(yī)藥交流、中醫(yī)藥現(xiàn)代化、國際化發(fā)展提供重要的信息服務(wù)。
發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢,為藥用植物資源保護提供有效途徑
隨著人們對健康資源的需求日益增大,對健康品質(zhì)要求日益增高,藥用植物資源的保護壓力也日益增大,傳統(tǒng)的藥用植物資源保護途徑,主要是通過遷地保育如活體保存、種子保存、離體保存等方法來實現(xiàn),這些保存方式經(jīng)過多年的實踐,已經(jīng)發(fā)展到一個較高的水平,也為藥用植物資源保護起到了一定的作用。但同時也表現(xiàn)出了資源更新周期長、活力降低、適應(yīng)性衰退、藥用品質(zhì)退化等不良響應(yīng),藥用植物保護仍面臨嚴峻挑戰(zhàn)。
隨著現(xiàn)代生物技術(shù)和信息技術(shù)的日益成熟,尤其是“多莉羊”細胞克隆技術(shù)及“人工酵母”的生物合成技術(shù)的應(yīng)用,生命制造可能會成為未來生命科學(xué)發(fā)展的重要方向,遺傳信息改良、重組、調(diào)控技術(shù)可能會在未來生命制造過程中發(fā)揮重要作用,藥用植物的多組學(xué)信息的保存也將成為其保存的重要方式之一,這也將改變藥用植物資源保護的傳統(tǒng)思維。
廣西是藥用植物資源大?。▍^(qū)),資源保護水平與大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求并不平衡,資源保護壓力巨大。如何在生命經(jīng)濟時代體現(xiàn)藥用植物資源價值;如何利用現(xiàn)代成熟信息技術(shù)和生物技術(shù)與藥用植物資源形成充分融合而產(chǎn)生原創(chuàng)性成果,在競爭激烈的生物產(chǎn)業(yè)的國內(nèi)外市場占有一席之地;如何突破傳統(tǒng)藥用植物研究體系的瓶頸,解決單細胞克隆、目標組織培養(yǎng)、靶點成分生物合成、基因改良和創(chuàng)制等技術(shù)難題,以滿足日益增長的大健康市場需求;如何在推動生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展時,又能兼顧藥用植物資源的有效保護,實現(xiàn)資源保護與經(jīng)濟發(fā)展共贏。這些問題成為廣西大健康產(chǎn)業(yè)通過創(chuàng)新發(fā)展實現(xiàn)彎道超車的關(guān)鍵所在。
“藥用植物4.0計劃”是一個系統(tǒng)研究工程,具有“研究體系化、數(shù)據(jù)動態(tài)化、組學(xué)關(guān)聯(lián)化、創(chuàng)新智能化、運行有序化”等特征,是利用國內(nèi)外成熟的技術(shù)平臺和人才團隊,實現(xiàn)成熟的信息技術(shù)和生物技術(shù)有效結(jié)合,構(gòu)建成一個“大數(shù)據(jù)聯(lián)盟”的協(xié)同創(chuàng)新平臺,圍繞藥用種質(zhì)和健康產(chǎn)品智能創(chuàng)制任務(wù),通過良種選育、精準栽培和精準藥物篩選、生物合成、新種質(zhì)創(chuàng)制等技術(shù)的應(yīng)用,減少對野生資源的依賴,實現(xiàn)對資源的高效利用。從而實現(xiàn)藥用植物資源保護與開發(fā)利用的協(xié)調(diào)發(fā)展,緩解藥用植物資源保護的壓力,實現(xiàn)資源的有序利用,有效推動廣西科技協(xié)同創(chuàng)新,提高整個國家藥用植物資源有效保護能力。
“藥用植物4.0計劃”的實施,將集聚我國在藥用植物研究領(lǐng)域“高精尖”研究平臺和研究團隊,為推動廣西科技創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略注入新的活力,為打造廣西大健康名片提供有效保障,為構(gòu)筑健康資源戰(zhàn)略高地提供技術(shù)支撐。通過技術(shù)輸出和成果轉(zhuǎn)化,在“一帶一路”沿線東盟國家中產(chǎn)生積極的輻射帶動作用,為國家“一帶一路”建設(shè)服務(wù)。(作者分別為自治區(qū)科學(xué)技術(shù)廳廳長曹坤華,中國工程院院士、中國中醫(yī)科學(xué)院常務(wù)副院長黃璐琦,自治區(qū)藥用植物園主任繆劍華)
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