基于中药材质量影响因素的中药材追溯体系建设
中药材来源广泛,种类繁多,具有个性鲜明的天然属性,自然生长环境多样,影响因素多,使得中药材质控过程相当困难。中药材追溯体系的概念于2010年提出,是基于保障中药材质量和加强对风险管控的理念,实现追溯中药材生产、加工、流通过程的溯源系统
1 中药材追溯体系的发展历程及设计要求
1.1 中药材追溯体系的发展历程
2007年,中国物品编码中心与天士力现代中药资源有限公司共同研发的中药材种植过程的溯源管理系统标志着企业开启对中药材追溯体系的初步探索。2009年,商务部委托成都中医药大学与雅安三九药业等企业联合开发的“中药溯源系统”能实现对中药材的全程监管,消费者可通过这套系统查询到中药材的生产、流通等信息。这意味着中药行业开始使用现代信息技术对中药材进行全程监管和追溯以确保中药材的质量和安全。2010年11月,中药材质量可追溯体系的概念于第3届中医药现代化国际科技大会上正式提出
2012年,商务部颁布的《关于开展中药材流通追溯体系建设试点的通知》标志着国家正式开启中药材流通追溯体系的建设
上一阶段由政府主导的中药材流通追溯试点工作只涵盖了中药材市场流通环节,对中药材生产和加工的监管力度相对比较薄弱,对此,我国颁布了几个重要文件
在此阶段中,国家政府以加强标准化项目建设、引导行业协会共建共享、引入第三方机构参与和政策引导四大战略为抓手全面推动追溯体系的建设与完善。2017年1月,国家中医药管理局组织的国家中药标准化项目明确指出要开展甘草等百余种中药材从种植到饮片的生产规范和产品标准化建设,为中药材追溯体系的建设提供宝贵的实战经验
2019年8月颁布新修订的《中华人民共和国药品管理法》标志着中药饮片信息化追溯体系的建设正式纳入法律范围内。2020年至今,国家部门已陆续颁布了《药品追溯码编码要求》、《药品信息化追溯体系建设导则》等追溯标准文件
近年来,在国家的鼓励与支持下
中药材追溯体系的建设与完善可参考食品、农业、茶业等行业领域的追溯体系,其信息化技术大体相似,不同点主要在于:①中药材品种多,个性强:药材质量的高低与中药材基原、药用部位、生长环境和采收加工措施等因素紧密联系,这些因素使得中药材的溯源信息量更大,促使中药材追溯体系与其他行业的质量追溯特征交叉融合。②周期长:中药材的追溯环节包含生产、加工、流通、贮存和消费环节,与食品行业相比,中药材的追溯过程更长、环节更多、影响其质量的因素也更为复杂。③质检目标不同:食品行业、茶业、农业的质控重点在于其化学有害因素和生物有害因素是否超标
由于国内尚未建成统一、标准、通用的中药材追溯体系,因此中药材的溯源信息常常因企业的生产经营方式、药材特性的不同而不同,针对这一问题,相关部门陆续出台一系列文件以促使中药材溯源信息的规范可靠、共建共享。然而,这些文件大多集中在针对中药材贮运过程管理和信息技术的通查通识方面,缺乏对影响中药材质量的关键因素聚焦,尚不能完全满足中药材质量追溯要求。笔者认为,设计中药材追溯体系应体现出影响中药材质量的关键因素,这将有利于后续发现问题源头,切实提高中药材质量。
中药基原问题常出现同名异物、同物异名或一名多用的现象,该类现象常常是导致种源混乱、临床用药不当等错误发生的源头
正确使用中药材的药用部位是发挥临床疗效的关键。以当归为例,中医临床认为”归头止血,归身补血,归尾破血”
中药材讲究道地性,其分布受由产地的地质、海拔等非生物与生物因素组成的”地质背景系统(GBS)”的制约
土壤质地由土壤颗粒粒径所占比例决定
气温对药用植物的影响主要体现在调控激素信号将环境信号传递给转录因子,从而对中药材活性成分的积累做出响应
光在药用植物品质形成调控中占有极高地位
适量的水分是保证植物正常生长的必要条件,特别是根茎药用的植物,水分胁迫会严重影响其产量和品质。低渗胁迫会导致细胞肿胀,易使植物因根系缺氧而被产生的乙醇等代谢物毒害;水涝下好氧微生物代谢受阻,厌氧微生物代谢活跃,会影响植物对N、P等元素的利用,且土壤易酸化
重金属与农药残留物具有毒性、蓄积性和不可逆性等特点,二者的过度积累是造成中药材产量和品质下降的重要因素
中药材的采收加工工序包括采收时机、方式和加工工艺等,对中药材的品质影响较大。确定药材采收时机需充分考虑其内外在指标、生态指标和效益指标
包装贮运的根本目的是保证中药材在市场流通环节中其品质不受影响。中药材包装方法应根据其性质决定,如毒性、麻醉性药材应使用特殊包装,并贴标记。中药材贮运过程需避免因环境因素引起药材霉变、虫蛀等变质现象。贮藏环境应具有干燥凉爽通风好等特点,不同药材应分别堆放,尤其是吸湿性药材;易碎药材不能叠放。
综上,笔者认为建设中药材追溯体系需重点关注中药材基原与药用部位、产地环境和人为因素等信息。对药材基原而言,需经专家对其进行准确的基原鉴定,确认无误后整理成纸质及电子文档上传到可追溯App中,予以留档;在选地环节上,专业技术人员可通过实地勘察,结合当地中药材的生产区划图,或在前人试验基础上选择中药材栽培的适宜地区,并将产地的坡度、海拔、土壤性质等信息上传至追溯系统中;在栽培过程中应注重各环境因子的变化及人为因素的影响,及时记录各指标,对后续快速锁定问题环节和研究各因素对中药材品质的影响具有重要作用。
建设中药材追溯系统是实现中药材从栽培种植到贮藏流通全程监管的有力方式。本文基于供应链新视角
中药材溯源系统的框架可分为两条线路和四大层级,正向追溯线路由检测机构及鉴定专家、种植户及监管部门完成,主要负责药材来源、生产管理措施及生成追溯码等工作,反向追溯线路主要由监管部门、科研人员和消费者负责,可通过溯源系统对中药材质量、疗效及存在的问题进行反馈和追溯。四大层级包括追溯平台的构建、追溯码的生成、数据库的管理和产品信息的输出方面,第一层是构建追溯平台,用于实时记录和管理中药材的生产、加工、包装、流通等环节数据的采集、储存、传输和处理;第二层是追溯码的生成过程,追溯系统信息模块涵盖药材基本信息、生产者信息及相关文件信息
图1 中药材追溯系统架构
Fig.1 Chinese herbal medicine traceability system architecture
中药材追溯系统的功能模块包括账号管理、信息搜集、信息查询和问题反馈四大模块。“账号管理”模块主要针对用户的账号、密码及权限进行管理,如消费者账号拥有查询信息和反馈问题的权限,而关闭了信息收集的权限,以确保追溯系统的安全有效性。“信息搜集”和“信息查询”是追溯系统的关键板块,与溯源平台、网络连接、编码技术等紧密相连。“信息搜集”模块满足系统管理人员对中药材追溯全程的信息录入与管理工作,包括药材基本信息、生产者信息及相关文件信息,其中药材信息涉及面广、生产管理措施多,应由种植基地负责人、加工企业、仓库管理人员和销售方等经手人共同填报;生产者信息和相关文件信息则需经系统管理人员核查后才能填入系统中。“信息查询”模块按药材生产管理的各环节划分,包括物种基原、产地信息、采收方式与时机、加工工艺等,同时附上各环节负责人的相关文件信息,以满足监管部门、科研人员和消费者对药材生产全过程的溯源需求。
鉴于中药材生长周期长,追溯工序多等特点,为了更好地记录影响中药材质量的因素,追溯模块需将智能技术与人为记录充分结合,见图2。在选地环节上,应充分利用GIS、无人机、中药材区划图等资源选择适宜栽培对应中药材的地块,将其环境信息通过网络连接的形式传输至追溯系统中,予以留档;在选种工序上,药材基原可通过专家的经验识别、形态观察或红外光谱、指纹图谱等进行甄别,确认无误后整理成纸质及电子文档上传到追溯系统中;在整地栽种和田间管理环节上,经手人需对投入品的使用情况及时拍照记录,并将具体的田间管理措施如实填入系统中,以供后期追溯生产环节;在采收加工及贮运方面,负责人需详细记录中药材的采收加工、包装贮藏与流通等信息,及时填入追溯系统中,以便追溯问题产品的原因和去向。总而言之,追溯系统在中药材质控中的应用是以追溯系统为主线,充分结合信息科技手段和人力劳作,从生产到消费各环节均对影响中药材质量的因素进行记录,以满足不同人群对追溯药材质量的需求。
图2 中药材栽培可追溯体系流程
Fig.2 Flow chart of traceability system of Chinese herbal cultivation
中药材追溯系统是一套以中药材质量为中心,能从不同维度、不同层面将中药材的生产、流通、使用、管理过程串联起来的信息系统。目前该体系在国内取得了一定的进展:肖丽等
我国中药材追溯系统虽已初具规模,但其发展仍然受理念、技术及法规上的限制和壁垒。要建立与完善这一体系,仍面临巨大考验。这需要联合政府、科研单位、中药材生产企业、中药材经营企业、医疗机构等多方共同参与,共同努力。
影响中药材质量的关键因素,如基原、药用部位、产区环境、农药使用、采收时节、加工方法等应当在中药材追溯体系中得以体现。我国虽中药材资源总量富饶,但其自然产量并不足以满足市场需求,大宗中药材大部分产量来自人工栽培
传统中药材源于自然界的植物、动物和矿物,中药材个性特点鲜明,不同的中药材品种受质量关键因素的影响程度大相径庭。一般来说,植物类药材的药效物质受产区气候的影响大于动物类药,而矿物类药受产地环境影响更大,尤其是伴生矿和环境污染物,对其纯度、含量等影响巨大。在中药材追溯系统的建设中,既要重视中药材特殊的商品属性,尊重其天然个性,使溯源体系能充分体现出影响其质量的关键因素,满足对其在生产、流通和使用中的溯源要求,同时又要尊重中医药的传统用药经验和考虑传统质控要求,结合中药材具体个性,研发出能体现影响中药材质量的关键因素的中药材追溯系统。
中药材质量关键影响因素和追溯系统是中药材信息化追溯体系建设中的重要抓手,中药材质量关键影响因素是追溯体系的基本内容,追溯系统则是中药材质量关键影响因素输入与输出的表现形式。鉴于中药材个性化鲜明、追溯链长等特点,确定中药材具体品种的追溯体系设计时需要综合考虑其质量关键影响因素与追溯体系协调性之间的问题。具体原因包括:①FDA认为对药品质量的管控应从药品整个生命周期的质量角度入手
可追溯体系在食品、农业、茶业等行业领域已具有一定的建设规模,对于中药材追溯体系的建设与完善具备一定的借鉴意义。食品行业追溯系统由计算机软件记录和互联网处理记录技术组成,具有结构简单、操作方便的轻型特点
鉴于其他行业相对成熟的追溯系统开发案例,笔者认为中药材企业可以积极自建、合建或与农业合作社、农场等建立稳定的供货渠道,积极践行”企业+农户”型模式,充分利用农村人力资源,缩短中药材流通环节,降低安全隐患,保障中药材有效供给
建设中药材追溯体系对保障中药材质量的安全有效、构建信息化监管体系、促进中药材市场的健康发展具有重大意义。针对当前仍未建成统一、标准、通用的中药材追溯体系这一问题,笔者认为中药材追溯体系建设的核心在于中药材市场是否有溯源需求、能否攻克数据共享互通难题、技术标准及相关监管机制是否完善。中药材生产企业普遍存在经济实力弱、技术人员少、经济效益低等现象,具有“三多二高二低”的特点,“三多”即品种多、产地多、批次多;“二高”即成本高、风险高;“二低”即销量低、利润低,中药材生产企业若不能享受到溯源系统带来的额外利润,将直接影响到中药材溯源系统的需求。在数据共享和互通上,现有的技术依然无法保证追溯数据的完整性和真实性,失真风险依旧存在。此外,由于追溯信息系统间的差异及企业间的竞争关系,企业与平台间的信息互通存在障碍与门槛,数据资源一定程度上成为“孤岛数据”,难以进行综合的整理分析与提炼。中药材追溯体系的运作离不开先进信息技术的数据管理和追溯操作,但由于溯源对象不同、技术标准的不统一,各类软件和设备的兼容性存在问题,导致各地区和企业采用的追溯系统存在差异。另外,中药材追溯体系需要政府、监管部门的有效监督和管理,但当前针对中药材追溯的监管机制并不完善,相关法律法规和标准体系仍需进一步健全和完善。
中药材生产企业是中药材追溯的基本单元,如何高效组织中药企业有计划地开展中药材溯源工作,确保溯源过程规范化和溯源信息标准化是迫切解决的热点问题。追溯体系未来的发展趋势是基于云计算、大数据的中药材追溯平台的构建与完善,各种生态因子采集装置将更为标准化和智能化,在新技术发展的同时,政府部门可以通过引领中药企业,或与企业合作的方式来运作地方政府监管平台,为企业提供平台化的技术和监管服务;同时政府应依据《中国药典》及相关药材生产管理规范,积极完善中药材的地方标准,加大扶持力度和充分发挥中药材行业协会的职能,对中药材追溯体系的建设进行宣传与推广,以质量源于设计的理念,充分结合中药材质量数据库、区块链等信息化技术,研发出具有风险预警功能和专家决策功能的溯源系统,切实推动我国中药材信息化追溯体系建设工作。
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