基于DNA条形码的中药材溯源技术
中药材品种繁多,混伪品、近缘以及多基原、同名异物、同物异名等现象一直是影响中药安全性、有效性的重要问题。传统的基原、性状、显微鉴定等方法对鉴定者的专业水平和经验依赖性较强,易受主观因素的影响,同时也存在局限性难以满足实际工作需求。 DNA条形码是利用基因组中一段公认标准的、相对较短的DNA片段来进行物种鉴定的分子诊断新技术,是近年来生物分类和鉴定的研究热点。该技术于年由加拿大科学家PaulHrbrt提出后,在生物物种分类与鉴定研究领域得到了迅速应用。尽管DNA条形码技术在理论和具体应用上仍存在很多争论,但该技术摆脱了传统形态鉴定方法长期经验的束缚,其在中药鉴定中的成功应用将带来生药鉴定的革命性突破。 作为鉴定的DNA序列,要求物种序列需要有一定的差异才能构成不同物种的鉴定,因此DNA条形码需具有以下选择标准:(1)标准的短片段;(2)要有足够的变异可将物种区分开来。作为DNA条形码的序列必须是种间差异比较大,便于进行种与钟的区分;种内序列变异尽量小,从而是种间和种内变异有一个很明晰的界定;(3)序列两端相对保守,以方便引物的设计。 1中药材DNA条形码分子鉴定法的研究进展 年PaulHbrt筛选出一段长度为bp的线粒体基因COI(或cox1)作为动物的DNA条形码,因为COI能够保证足够变异的同时又很容易被通用引物扩增。Lahay分析了以兰科为主的份植物的DNA序列,提出matK基因可以揭示出隐存种,认为该条形码可有效鉴定CITES条约中列举的濒危植物物种。Krss和Erickson认为psbA-trnH和rbcL序列适合作为植物的条形码(KrssErickson,);而Chas等提出rpoC1,rpoB和matK组合,或者rpoC1,matK和psbA-trnH组合作为植物的条形码(Chastal,);年国际条形码协会植物工作组提出matK和rbcL组合作为植物通用的条形码(CBOLPlantWorkingGroup,),但这对条形码组合针对属内物种水平的分辨率较低。因此,根据具体情况采用通用标记与专一标记共存的方法,分层次(如科、种和种下等级)寻找最适合的DNA条形码,是当前的植物条形码研究策略之一。 陈士林课题组自年开始DNA条形码的探索研究,通过与英国皇家植物园Kw中草药鉴定中心和香港大学的合作研究,对余份药用植物样本进行DNA条形码筛选,研究表明ITS2序列的鉴定能力优于国际条形码协会植物工作组提出的matK和rbcL组合,提出将ITS2作为药用植物鉴定的通用条形码序列(Chntal,)。 2中药材DNA条形码分子鉴定法指导原则的确立 陈士林等基于大样本量实验创建以ITS2序列为主要条形码的中药材DNA条形码分子鉴定体系,并提出中药材DNA条形码分子鉴定指导原则,其中植物类中药材选用ITS2为主体序列,psbA-trnH为辅助序列,动物类中药材采用COI为主体序列,ITS2为辅助序列,符合中药材鉴定简单、精确的特点,有明确的判断标准,能够实现对中药材及其基原物种的准确鉴定。 目前该指导原则已纳入《中华人民共和国药典》(版中药材DNA条形码分子鉴定法指导原则),主要用于规范中药材DNA条形码分子鉴定法,为其应用提供指导,适用于中药材(包括药材、药材粉末及部分药材饮片)及其基原物种的鉴定,其流程如图1所示。 图1中药材DNA条形码分子鉴定流程图 3中药材溯源体系在天士力之骄公司的应用 中药材作为中药注射剂的主要原料,其质量直接决定了中药注射剂的质量,故此我公司十分重视中药材的溯源管理,将中药材的种植基地、饮片加工车间作为质量控制的第一道工序。天之骄公司坚持按照药品生产质量管理规范(GMP)要求,每年针对药材供应商的种植、采收、加工、贮存的现场进行不定期的现场审计,特别根据每种中药材的种植、加工的特点有针对性地安排质量及技术人员对关键环节进行全程监控。质量控制方面,在执行现行药典标准的基础上,针对注射剂剂型特点,增加有关物质、农药残留、硫化物、重金属等安全性指标;针对注射用益气复脉(冻干)产品特点,增加指纹图谱、收率、五羟甲基糠醛等质量指标;采用DNA条码鉴定等技术,对到货药材基原进行确认;制剂中每味药材均建立注射级药材标准,通过对药材的质量有效控制,保障产品质量的安全、稳定、均一。 我公司的中药材及中药饮片溯源管理体系包括纸质溯源及电子溯源两个部分,纸质溯源以供应商所提供的批记录为基础,通过现场审计、现场抽查作为溯源标准。电子溯源以每批到货信息为基础进行到货后的关键信息快速溯源。我公司通过目前的药材溯源管理工作已基本搭建了药材溯源管理体系,搜集了公司现有品种所涉及的药材(红参、麦冬、五味子、丹参)供应商的相关溯源信息并建立了专门的溯源管理档案。通过不断完善我公司的溯源管理制度,最终中药材溯源管理形成纸质溯源与电子溯源的双溯源管理体系。 4中药材DNA条形码分子鉴定法在天士力之骄公司的应用 建立完善的中药材溯源体系,需以药材精准鉴定为基础,来源鉴定、性状鉴定、显微鉴定和理化鉴定为基原鉴定中的四大传统鉴定方法,作为传统鉴定方法的补充,我公司于年10月开始致力于中药材DNA条形码的研究,采用以ITS2序列为主要条形码的中药材DNA条形码分子鉴定体系,研究对象为本公司涉及的红参、麦冬、五味子、丹参四种药材,研究结果表明DNA条形码分子鉴定法能够用于新鲜或自然干燥样本的鉴定,对于已经过炮制加工(简单切制、低温干燥等除外)的药材饮片,此方法具有一定的局限性。 年06月DNA条形码技术正式升级为公司内控标准,同时完成SOP的升级并应用于日常检验,极大提高了药材真伪鉴别的准确性和可靠性。与此同时,我公司与中国中医科学院中药研究陈士林课题组合作,构建了“天津天士力之骄药业有限公司注射级药材DNA条形码识别系统”,该数据库将人参、麦冬、五味子药材的近缘及混伪品全部纳入其中,数据的覆盖范围广、可靠性高;同时该数据库过单机版数据库,可实现快捷、高效、准确的对药材进行基原鉴定。通过对原产地的新鲜药材及到货药材进行DNA条形码鉴定,从源头进行有效控制,能有效确保基原的准确性。 图2天津天士力之骄药业有限公司注射级药材DNA条形码识别系统 5中药材DNA条形码的流通监管体系 基于ITS2序列建立中药材二维DNA条形码流通监管体系,整个体系分为DNA条形码序列获得和DNA条形码信息跨平台转换两大部分,其中DNA条形码序列获得包括DNA提取、PCR扩增、测序、序列拼接等分子生物学实验步骤;DNA条形码信息跨平台转换主要为中科医院专家白驳风那里治得最好 |
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