自2021年《化妆品监督管理条例》实施至今,化妆品产业对中国特色植物原料的挖掘和研究,已然汇聚为一股浩浩汤汤的大潮,成为中国美妆企业建立差异化壁垒、寻找核心优势乃至发扬中国文化的重要方向。

但在将中国特色植物应用于皮肤健康领域的过程中,越来越多中国企业和研发人士发现,中国特色植物研发长期处于“挖掘不够、机理不清、标准不一、市场认知不足”的阶段。他们意识到,只有解决这些难点、痛点问题,中国美妆品牌才有可能在特色植物成分的发掘与应用上实现跨越,取得进一步发展。

上海家化作为中国护肤研发领域“排头兵”,正探索出一条赋能中国特色植物传承与创新的方法论:基于八大痛点,上海家化将“AI+数字化”技术深度嵌入中国特色植物的研发体系中,逐步形成以AI网络药理学为核心方法、多组学技术为支撑的创新研究策略。

这一策略下,上海家化对中国特色植物的活性成分及其作用靶点的挖掘大大加速,对提高其在护肤精准性和科技感,赋能中国特色植物在护肤行业发展具有重要意义。

 

8大痛点问题,成为中国特色植物原料研发“绊脚石”

具体来说,中国特色植物原料研发过程中的难题可以被归纳为4个方向、8大痛点:

首先,对于传统历史古籍文献的挖掘深度不够。

中国对特色植物资源的使用历史长达数千年,其间留下的古籍资料浩如烟海。

据中国中医科学院中医药信息研究所发布的《新编中国中医古籍总目》,除了《黄帝内经》《难经》《伤寒杂病论》《神农本草经》四大经典之外,目前中国共有约8650余种中医古籍,皮肤健康领域对于这些古籍还有很大的挖掘和利用空间,但充分利用的前提是,必须解决古籍文献鉴定与校勘、资源整合、修复与保护等问题。

其次,也是最核心的问题,即缺乏对中国特色植物成分的成分机理研究。

这是植物类天然原料长期以来的“通病”——成分功效机理不清晰、体外功效筛选效率低、成分在皮肤上的应用效率低——我国有使用记录的植物提取物原料有3408种,占《已使用化妆品原料目录》(2021版)的三分之一以上,但其中许多植物提取物原料都缺乏机理研究,导致成分功效未能被充分应用。

紧接机理研究之后,安全与品控标准问题也亟待解决。

从来源看,植物资源品控缺乏统一标准;从提取工艺和质量看,传统提取工艺效率低、提取物颜色、气味等品控维度复杂;从安全标准看,中国特色植物成分的安全毒理数据也需要补充和完善。

最后从市场认知度来说,由于缺乏对中国特色植物成分的深入研究和有效科学传播,消费者对这些成分的认知也长期处于混沌状态,缺乏科学认知。

那么,上海家化究竟如何利用“AI+数字化”技术来逐一解决这些难题?

 

资源不足?建立古籍数据库、加大力度深挖地方特色植物

面对中国特色植物成分挖掘深度不够的问题,上海家化引入数字化技术,从两个方向进行拆解。

其一是“向前挖经验”,建立数字化中医药美容方剂数据库。

据了解,如今上海家化已经完成历代14部代表性美容方书、13个化妆品功效维度、600首外用方剂的大数据汇总工作,并建立了一个可检索、分析、扩展的数据库管理系统。

这些数千年中医药美容美体理论成果与临床经验,被整理成海量的中医美容经方验方与中药单复方数据库。为深入挖掘和充分利用中医药美容资源提供了丰厚的数据基础。

其二是着眼中国特色植物资源集中区域进行应用挖掘和新原料挖掘。

尤其是加强与新疆、西藏、海南、四川等中国特色植物资源丰富地区的行业交流。其中西藏作为我国乃至世界上生物多样性最丰富和最典型的地区之一,独特的自然条件孕育了9600多种野生植物,其中1075种为西藏特有,各类珍稀濒危保护野生植物383种;新疆也是我国植物资源宝库之一,具有4081种高等植物(包括229亚种、变种与变型),其中新疆特有植物268种,还具有56种国家重点保护野生植物。

这些丰富的地方特色植物资源具有巨大的利用潜力,在当地政府的帮助下,上海家化已经与这些地区建立了开放式交流模式。除了挖掘这些地方特色植物的过往应用历史之外,还将通过功效研究筛选,进一步挖掘传统原料在皮肤健康领域的新应用,以及对于新特色原料的发掘。

在这个问题上,上海家化实际上利用数字化技术解决了传统经验“杂、散、乱”的问题,通过将古今典籍中对中国特色植物在皮肤健康领域应用经验进行搜集和整理,建起一个数字化平台,能有效沉淀大数据,为后续利用创造条件。

 

机理不明?功效筛选效率、应用效率低?现代科学技术“四板斧”找到解决方案

由于过去技术水平、科学认知的局限,中国古代对特色植物成分的利用始终存在“知其然但不知其所以然”的弊病,对有效成分认知不明、功效机理不清晰,功效筛选效率低,应用效率低也成为当代护肤领域挖掘和应用植物成分的最大难题。

以青蒿提取物为例,诺奖同源植物青蒿是上海家化重点打造的中国特色植物活性物之一,上海家化研发团队采用AI网络药理学技术对其做了进一步的研究,探究其中起到舒缓功效的活性成分和机制靶点,从而把青蒿的护肤功能做深做强。

通过人工智能技术,结合成分组和数据库信息,上海家化研发团队从青蒿提取物的153种成分、1080个活性靶点中,找到了64个舒缓相关蛋白,对应88个成分,涉及调控炎症相关的蛋白。进一步,通过体外类湿疹3D模型以及动物实验,确认了青蒿提取物可有效抑制TSLP表达,促进FLG表达,以及优越的止痒效果。

青蒿最新研究成果《In vitro and in vivo anti-eczema effect of Artemisia annua aqueous extract and its component profiling》,被上海家化研发团队联合中国中医科学院中药研究所青蒿素研究中心,发表在国际知名传统医学期刊《JOURNAL OF ETHNOPHARMACOLOGY》,在国际学术领域得到认可和认知。

上海家化采用AI网络药理学与多组学技术,深挖中国特色植物成分机理,形成了一套针对植物原料“找到成分-说清机理-提高认知”的三步科学方法论。

而针对传统体外功效筛选效率低、皮肤应用效率不高的问题,上海家化也在现代科学技术的加持下进行了“攻坚”。

在化妆品研发领域,体外功效筛选是发现挖掘和传播活性物功效的重要手段之一,但传统方法需要进行大量细胞模型和动物实验,人力、物力资源消耗极大,整体需要几个月到几年时间,效率非常低。

上海家化通过内外部资源整合和协同,应用CADD、AIDD、组学等高通量筛选技术,从传统跨越到智能,快速锁定潜在活性物和靶点,大大加速活性物的体外预测和筛选,从而让筛选效率提高了几十倍。

与此同时,相比传统的口服应用剂型,特色植物在皮肤外用的生物利用度不高,其中关键点就在于“难透皮”、“非靶向”。针对这个难点,上海家化开发了“靶向TCM精准注能科技”,有效地加强了人参皂苷RG3等植物成分的透皮效率,从而实现精准靶向护肤,加强中国特色植物成分在护肤领域的应用。

在AI网络药理学、多组学技术、高通量筛选、应用专利技术等多项现代科学加持之下,上海家化把这几座“大山”也一一攻破了。

 

标准不一?工艺老化?毒理缺乏?指纹图谱、生物技术来“对症下药”

解决了难度最大的功效和机理挖掘问题,中国特色植物成分的“质量控制”也远比一般化学成分来得复杂。这种复杂性体现在三个层面:

一是原材料的品控问题。由于植物资源大多存在同物异名、同名异物等品种混淆现象,且“橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳”,不同产地的植物品质区别极大,因此原材料品控是特色植物安全、有效的重要环节。

二是提取工艺问题。传统提取(一般是物理提取法)获得的提取物,通常颜色深、气味重、品控难且提取效率低,但生物合成法往往具有很高的研发门槛。

三是毒理数据问题。特色植物大多来源于传统中医中草药,虽然有大量的人体使用记载,但普遍缺少皮肤应用相关的毒理学数据,难以符合监管要求。

针对这三个关键环节,上海家化研发团队也采用数字化技术实现“通关”。

例如用植物基原鉴定和指纹图谱研究模式,控制重点植物的来源——对六神关键成分“黄檗”采用了指纹图谱方法,严格控制原材料品质。

而对于应用在功效护肤领域的战略性原料“青蒿提取物”,上海家化更是研究出一套关键质控方法——根据“成分-靶点-功效”的研究结果,建立4个主要指标成分的控制方法,通过对全国7个典型产地,20多个批次的检测分析,形成与功效紧密相关的青蒿提取物的质控方法,并在此基础上牵头发布业内首个青蒿提取物团体标准,为青蒿在化妆品行业的规范化应用提供保障。

针对特色植物的工艺技术提升问题,上海家化通过优化集成多种不同原理的提取技术,并进一步发展应用了生物发酵技术、植物细胞培养技术以及合成生物学技术,来实现创新和突破。

比如,上海家化利用优势菌种和生物发酵技术开发的红米发酵液,全面提升该成分的抗老、保湿、屏障等功效,目前已经成功应用到美加净酵米系列产品中。

另外针对落实特色植物原料安全性评估问题。上海家化严格按照国家相关法规要求进行毒理测试,并在业内和跨行业领域发出呼吁:打通、共享毒理学资源,不断完善和发展适合中国国情的特色植物安全性评估体系,才能共同降低企业毒理测试成本。

 

消费者认知的“最后一公里,可视化技术解决科学传播大问题

在科学发烧时代的市场抢夺战中,美妆企业比拼的不只是科研实力,更是科学价值同频的效率。因此,中国美妆企业要将特色植物成分作为品牌壁垒和功效核心,不仅要有足够扎实的科学研究和科学论证,还需要将这些成果充分传递给消费者,在他们心中树立成分心智和品牌心智。

相比许多外资大牌的经典成分如Pitera、二裂酵母、玻色因等,目前绝大多数的中国消费者对特色植物成分的认知还停留在比较混沌和朴素的阶段。在他们的印象中,植物成分功效更多的是简单地与传统中医药中的清热、补益等概念等同,但不了解特色植物在皮肤美容护理方面的现代科学功效与成分机理。

这就要求中国美妆企业,有必要以现代科技为手段,从标准、专利、研究论文、科普文章等多角度,科学传播特色植物的护肤功效和安全性,在提升特色植物的消费者认知度上发挥“主观能动性”。

在科学传播层面,上海家化也利用现代技术,打通植物功效成分触达消费者的“最后一公里”。比如引入在体皮肤双光子显微成像技术,通过可视化方式进一步证实含活性物的产品配方功效,丰富产品可视化传播方式。

同时,上海家化还联合国内规模最大的中医药学术团体——中华中医药学会开展了“探寻本草之美,共助肌肤健康”项目,成立专家组,策划中国特色植物在美容领域的公益科普栏目,长期、持续地向公众普及与皮肤健康有关的中医药知识,中国特色植物在皮肤健康护理方面的历史沿革、功效用法、现代研究等各个方面的信息,增强消费者尤其是年轻人对中国特色植物的了解与信任。

 

写在最后

至此,在中国特色植物的科研和应用上,上海家化利用AI数字化工具赋能,打通了从“原材料挖掘-功效机理研究-安全质量标准-科学传播”的全流程路径,从这个角度看,上海家化在整个中国化妆品产业中仍然是毫无疑问的先行者、引领者与开创者,充分体现出这家百年企业厚重的研发底蕴、引领行业的创新能力以及“一步一个脚印”的实干精神。

《化妆品监督管理条例》第九条明确表述,鼓励和支持运用现代科学技术,结合我国传统优势项目和特色植物资源研究开发化妆品。

在“十四五”规划纲要中,“中国特色植物资源”也是一个关键词,纲要在法律法规、科学技术和品牌建设3个方面对中国特色植物资源的未来规划提出要求,为中国特色植物资源的开发利用提供了有力支持。

深耕中国特色植物成分对于中国美妆企业意义巨大,它不仅能造就独特的品牌标志,建立起差异化优势,还展示出一条现代科技与传统文化相结合的创新路径。随着美妆市场竞争加剧,这将成为上海家化的“制胜法宝”和破圈“利器”。

 

作者/吴思馨

校对/桂玉茜

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