2024年中草药外囊泡技术与产业发展白皮书

技术与产业发展 白皮书2024 中草药外囊泡 CTehcinhensoelogHyerAbnadlInExdturastcreylluDleavreloVepsmicelenst Ⓡ Ⓡ联合出品 专编家写委组员专会家（按姓氏拼音排列）:胡海峰，贾王艳健，滨朱，王乃健硕，吴庄长英海萍，张永太，周选围，朱乃硕，庄英萍 前言 在古老的华夏大地上，流传着一个关于神农氏尝百草的传说。这位被尊为中医药始祖的英雄，不畏艰辛，亲自尝试百草，从而辨别其药性和疗效，为后世奠定了中医药学的基础。这一传说不仅体现了神农氏对医药事业的执着追求和无私奉献，更揭示了一个深刻的道理：任何伟大事业的成就，都离不开无数微小而坚实的步伐。 正如古语所云：“不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。”中药研发之路亦是如此。从神农氏尝百草开始，中医药学便是在不断的实践和探索中逐渐发展和完善的。每一个微小的进步，每一次对草药的深入研究，都为中药学的繁荣做出了不可磨灭的贡献。 在现代社会，随着科学技术的飞速进步，中药研发迎来了前所未有的机遇与挑战。我们站在新的历史起点上，应当继承和发扬神农氏等先贤的精神，以科学的态度和方法，深入挖掘中药资源的潜力，推动中药创新研发不断取得新的突破。而中草药外囊泡作为中医药学与现代科技结合的创新产物，其独特的药物传递方式和治疗效果，引起了全球范围内的广泛关注。这种创新技术，不仅提高了药物的生物利用度，还降低了药物对机体的副作用，为许多疾病的治疗提供了新的解决方案。 为更好的将中草药外囊泡技术应用于实践，广州医药集团联合安龄生物邀请美国科学院院士诺奖获得者RandyW.Schekman,中国医药工业研究总院副院长胡海峰教授，安龄生物首席技术官庄英萍教授，安龄生物首席科学家朱乃硕教授，上海交通大学农业与生物学院周选围教授，上海中医药大学张永太教授共同发布《中草药外囊泡技术与产业发展白皮书》。 本白皮书旨在介绍中草药外囊泡的发现历程、研究现状以及未来发展趋势。我们希望通过分享这一领域的最新成果和经验，为中医药学的发展贡献一份力量。同时，我们也期待与全球的科研人员和医学工作者携手合作，共同推动中草药外囊泡技术的进一步发展和应用，为人类的健康事业作出更大的贡献。 第一章 技术中和草中药药外行囊业泡发展 细胞外囊泡（extracellularvesicles，EVs）是由几乎所有细胞类型释放的纳米级脂质双层囊泡，包括外泌体、微囊泡和凋亡小体等。中草药外囊泡是严格来源于中草药细胞外液的EVs和来源于中草药汁液的EVs样颗粒（extracellularvesicles-likeparticles，EVLP）两种纳米结构的统称[1]。优异的生物相容性、组织渗透性和物理化学稳定性使中草药外囊泡能够跨越各种生理屏障，跨物种细胞间进行信息交换，作为调节因子直接在病变部位发挥抗肿瘤和抗炎作用。与合成纳米粒子相比，中草药外囊泡在生物相容性、稳定性、体内分布、半衰期延长和细胞内化等方面具有更显著的优势。由于它们可以装载不同类型的物质，包括小分子、核酸和重组蛋白，有望成为一种非常具有前景的药物递送系统。丰富的植物资源和现代生物技术有利于实现中草药外囊泡大规模生产。中草药外囊泡在中药领域具有较高的研究价值和潜力，有望为中药的现代化和国际化提供新的突破口。 近年来，越来越多的科研人员和医务工作人员开始关注中草药外囊泡的研究和应用，这符合国家对促进中医药传承创新发展和中医药科技战略发展目标的要求。中草药外囊泡技术的研究符合当前生物医学等领域的前沿热点，为中药的发展提供了新的研究方向和机会。中草药外囊泡技术逐渐成为中医药研究的新领域，被认为是对中医药现代化事业的有力探索。 1.国家高度重视创新医药发展 中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要 ⸺“十四五”规划指出： 加快生物技术赋能健康产业。发展高性能生物环保材料和生物制剂、功能型微生物、酶制剂，助力环境保护和污染治理。 术研发与培育，推动化石能源向绿色低碳可再生能源转型。 加快生物制造技术赋能生物能源和生物环保产业。开展新型生物质能技 加快生物育种技术赋能生物农业产业。有序发展全基因组选择、系统生物学、人工智能等生物育种技术，提高粮食等重要农产品生产能力和质量。 数据资源，发展智能辅助决策知识模型和算法，辅助个性化新药研发。 加快信息技术赋能生物信息产业。依托人工智能技术、生物医学和健康大 “十四五”规划强调加快科技创新和产业升级，为中草药外囊泡技术和中药行业提供更多的研发资源和政策支持，推动技术创新和产业升级，提高产品质量和竞争力。推动绿色发展，促进经济社会发展全面绿色转型，为中草药外囊泡技术和中药行业提供更加可持续的发展环境。同时，规划还提出加强生态环境保护，推动中医药资源可持续利用，为中草药外囊泡技术和中药行业的绿色发展提供有力保障。 “十四五”规划提出加快构建新发展格局，推动形成强大国内市场，这将为中草药外囊泡技术和中药行业拓展更广阔的市场空间。 2.中中药药企行业业审批发严展格，限导制致供及应行不足业；壁垒 中药产业是关乎人民生命健康的特殊性产业，国家制定一系列政策和法律法规对新进入的中药企业进行审批管理。2022年我国获批中药新药7个，至今在FDA无中成药获批，市场需求巨大，创新严重不足。中国医药面临严峻挑战，也蕴含巨大的机遇。中草药外囊泡的发展为阐明中药药效物质基础、创建新型中药药物载体、研究中医药传统理论的现代科学内涵等多方面提供了启发和参考。 中药成分复杂，药效学作用难以逐点细化； 中药通常是由多种成分组成的混合物，其化学成分非常复杂，而且不同成分之间可能存在相互作用，这使得确定每种成分的药效学作用以及它们之间的相互作用 对药效和毒性的影响变得非常困难。 道地中草药原料资源稀缺，成本高； 许生多长道地环中草境药特生长殊在特定的自然环境和生态条件下，这些条件往往比较特殊，如海拔、气候、土壤等，因此这些草药的种植和采集受到很大的限制。 一些道地中草药的采摘和加工过程比较复杂，需要特定的技术和经验，这 采摘和加工困难 也增加了其成本。 需求量大 随着人们对中医药的需求不断增加，道地中草药的需求量也在逐年上升，而资源的稀缺性使得价格不断攀升。 中吸药收传统能剂效型如较膏、低丸、丹、散等在一定程度上限制了中药的有效吸收和现代化发展。这些传统剂型往往存在着服用量大、吸收慢、生物利用度低等问题，难以满足现代医疗对于药物快速、高效、便捷的需求。为了解决这些问题，中药行业一直在探索和开发新的药物剂型。 3中.中草药外业囊探泡索展新现药研物发剂新型方：向 外囊泡作为中草药成分分析与检测工具的应用 中草药外囊泡是一种天然包装和传递系统，能够保护并传递内部的生物活性分子，如蛋白质、RNA等。中草药外囊泡中的成分通常处于生物活性状态，因此，通过分析中草药外囊泡中的成分，可以更准确地反映中草药的生物活性状态，及其在植物体内的传递机制，这对于评估中草药的疗效和安全性具有重要意义。 中草药外囊泡的独特结构和功能为中草药成分的分析提供了新的思路和方法。例如，可以通过研究中草药外囊泡的形成和释放机制，开发新的中草药成分提取和纯化方法；或者通过监测中草药外囊泡中的成分变化，评估中草药在不同条件下的稳定性和药效。 中草药外囊泡作为中草药成分分析和检测工具的应用组成部分，具有天然包装与传递系统、反映生物活性状态、提供新的分析方法以及促进中草药现代化和标准化等优势[2]。通过对中草药外囊泡的成分进行分析和检测，可以制定更为科学和合理的中草药质量标准和控制方法，提高中草药的质量和疗效。 中草药外囊泡作为新型药物递送系统 中草药外囊泡具有天然装载货物和远程递送的潜力，因此可用于携带治疗剂，发挥纳米载体的作用。另外，借助其纳米级特性，中草药外囊泡也可提高药物的病灶靶向性和组织渗透性。中草药外囊泡作为载体将分离到的中草药外囊泡直接用于载药。与游离药物相比，载药外囊泡的肿瘤靶向性增强，能更好地抑制肿瘤生长。 中草药外囊泡递送系统优势： 中定草向药传细胞递外药囊物泡具有相对精准的天然药物递送能力，可以将药物直接输送到病变部位，避免了对正常细胞的损伤，提高了药物的治疗效果和安全性。 提由于高中药草物药细利胞用外率囊泡具有双层膜结构，可以保护负载的药物免受外界 环境的干扰，提高了药物的稳定性和生物利用度。 中促草进药药细胞物外吸囊收泡的粒径较小，可以更容易地穿过细胞膜，进入细胞内部， 从而促进了药物在细胞内的吸收和利用。 中降草低药药细胞物外副囊作泡可用以精确地将药物输送到病变部位，避免了药物在全身 范围内的分布，从而降低了药物对正常组织的副作用。 （植物外囊泡作为药物载体[3]） 中草药外囊泡作为新型药物载体有优良的主动靶向性能，其囊腔结构可有效保护药物，从而显著提高药物的递送效率和体内外稳定性。选择适宜物理或化学手段修饰其囊腔结构后，可创建更为稳定、精准的药物载体。相比单一中草药外囊泡，载药外囊泡既含有大量来源于中草药本身的活性小分子物质，装载药物后可表现为双重活性，其药用价值更高、开发利用前景更广。 纳从米基级础生实物现材中料药⸺剂型中突草破药外囊泡： 近年来，随着纳米技术的飞速发展，纳米级生物材料在众多领域中都展现出了其独特的优势和潜力。中草药外囊泡作为纳米级生物材料的一种，更是为中药剂型的突破和创新提供了新的契机。中草药外囊泡具备纳米级生物材料的独特性质，如小尺寸效应、表面效应等，这些特性使得中草药外囊泡在药物传递、控释、精准治疗等方面具有显著的优势。 传统的中药剂型，如丸剂、散剂、汤剂等，虽然在一定程度上能够满足患者的治疗需求，但也存在着吸收慢、生物利用度低、治疗效果不稳定等问题。而中草药外囊泡的应用，可以通过改变中药的粒径、形态和表面性质等方式，实现对中药的精准传递和控释。这不仅可以提高中药的生物利用度和治疗效果，还可以降低药物的不良反应和副作用，更好地满足患者的治疗需求。将中草药外囊泡应用于中药剂型的研发中时，可以有效地提高中药的溶解性、稳定性和生物利用度，从而更好地发挥中药的治疗效果。 中药来源囊泡是由植物类、微生物类等中药细胞分泌的纳米囊泡体，含脂质，蛋白质、核酸等多种活性物质，是进行细胞间信息转移传递的重要部分。其组分物质和功能活性与起源植物、微生物密切相关。与动物来源囊泡比较，植物类中草药来源囊泡兼具成本低、稳定性好、安全性高等特点。目前关于中草药外囊泡的研究主要集中于抗肿瘤、抗炎、抗氧化、抗纤维化等方面。人参、生姜、金银花等外囊泡在抗肿瘤、调节肠道菌群、抑制病毒及抗炎等方面具有天然的药用价值。[4] 成本低稳定性好安全性高 原料来源广泛，人工栽培和生物工程技术助力中草药外囊泡原料规模化； 能够长时间耐受胃酸和肠液环境，口服稳定性好； 非动物来源，安全性更高； 中草药外囊泡的应用为中药剂型的突破和创新提供了新的路径和思路。随着纳米技术的不断发展和深入研究，相信未来中药行业将会迎来更多的创新和突破，为人类的健康事业作出更大的贡献。 4.外囊泡技术推动中药行业变革 随着科技的不断进步，外囊泡技术逐渐崭露头角，尤其在中药行业中，它正在引发一场深刻的变革。中草药外囊泡还具有良好的生物相容性和生物安全性，可以减少药物的不良反应和副作用，提高患者的治疗体验。此外，中草药外囊泡还可以与脂质体等载体相结合，形成多级包裹的外囊泡药物传递系统，进一步实现药物的精准传递和控释。这一技术的应用，为中药剂型的创新提供了全新的思路和方法。 在中药行业中，外囊泡技术的应用已经取得了显著的成果。例如，制备的中药外囊泡，可以实现对中药有效成分的精准传递和控释，从而提高中药的治疗效果和安全性。此外，外囊泡技术还可以与中药的其他创新技术相结合，如中药配方颗粒等 ，共同推动中药行业的变革和发展。 第二章 外泌体的发现与发展 1.外泌体的作用研究与历史阶段 外泌体（Exosomes）是一种由细胞主动