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揭秘:屠呦呦研究的“青蒿素”到底是个啥?(组图)

www.sinoca.com 2015-10-05  科学时报  [复制链接]  字体:

  战争促进了抗疟疾药物的研制。

  20 世纪初,绝大多数奎宁来源于印度尼西亚种植的金鸡纳树。在第一次世界大战中,德国的奎宁供应被切断,从而被迫开始研制奎宁的替代物或简化化合物。1934 年,德国拜耳制药公司的汉斯·安德柴克博士研制出一个结构简化但药效依然很好的奎宁替代物——氯喹。之后,氯喹药物成为抗击疟疾的特效药。

  第二次世界大战期间,印度尼西亚的植物被日本人控制,加之得不到德国生产的氯喹,在北非和南太平洋岛屿上作战的美国兵力受到疟疾的沉重打击,美国政府极为紧张。这时,他们从被俘获的印尼士兵身上搜到白色药片,美国科学家因此合成出氯喹。二战结束前,美国生产了几吨重的氯喹药物。

  人类与疟疾的战斗可歌可泣,20世纪,4位科学家因与疟疾相关的研究而获得了诺贝尔化学奖以及生理学或医学奖。

  但是,在人类进步的同时,这种疾病也在演化。

  黄鸣龙和周维善

  在西方科学家努力与疟疾抗争之时,一批年轻的中国学子也负笈欧美。他们努力学习现代科技和研究方法,回国后推动并为中国医学事业的现代化奠基,且为世界医学事业作出卓越贡献,其中一位就是黄鸣龙博士,他的生前身后竟奇迹般与抗疟研究联系在一起。

  黄鸣龙1898年出生于江苏省扬州市,早年赴瑞士和德国留学,1924年获德国柏林大学博士学位,回国后曾任浙江省立医药专科学校教授等职。他认为祖国的中医药是丰富的遗产,希望能用现代科学发掘这座宝库,于是,他在1934年再度赴德国,先在柏林用了一年时间做有机合成和分析的实验,学习新技术;1935 年入德国维次堡大学化学研究所进修,师从著名生物碱化学专家Bruchausen教授,研究中药延胡索和细辛的有效成分;后到德国先灵药厂研究甾体化学合成,又在英国密得塞斯医学院研究女性激素。1940年回国后,他研究了驱蛔虫药山道年的立体化学研究,推断出山道年的构型。

  1945 年,应美国哈佛大学甾体化学家费希尔的邀请,黄鸣龙到哈佛大学做研究,时值二战后期,费希尔还在做战时服务工作,研究与合成抗疟药相关的萘醌。黄鸣龙在利用“开西纳—武尔夫还原法”做萘醌中间体的还原实验时,出现了意外,但他没有弃之不顾,而是继续做下去,结果出乎意外地好。他仔细分析原因,对这种还原法进行了创造性改造,新方法被命名为“黄鸣龙还原法”,这是以我国科学家名字命名的重要有机化学反应的首例,被写进了各国有机化学教科书中。

  1952年10月,黄鸣龙带着妻女和自己常用的设备,绕道欧洲回国,他说:“我回来即使条件差一些,工作不能很快开展,就是手把手带几个徒弟也好。”

  周维善就是黄鸣龙“手把手”带出来的第一个助手和学生。周维善1949年在国立上海医学院药学系毕业并留校,并成为药学系副主任、有机化学家袁开基教授的助教。3年后,黄鸣龙回国,在军事医学科学院工作,周维善被调任做他的助手。1956年,黄鸣龙带着周维善等,转到上海有机化学研究所。

  周维善说:“黄先生很有报国心,他认为自己回来是做研究的,要做对国家和人民有好处的研究。当时,他认为中国应该发展甾体化学,但我们都不懂,他就自己编教材给我们讲课、带我们做实验。他平时上班都在实验室,而不是把人叫到办公室来汇报。”

  在20世纪50年代和60年代,周维善直接参与了黄鸣龙的研究工作,如山道年的结构和合成、口服避孕药的研制等。1960年,黄鸣龙推荐他到捷克科学院有机和生化研究所做访问学者。

  黄鸣龙告诫学生:一方面,科学院应该做基础性的科研工作;但另一方面,对于国家和人民急需的建设项目,我们应该根据自己所长,协助有关部门共同解决。这是我们应尽的责任。

  周维善不负导师重望。

  一株救命草

  第二次世界大战结束后,引发疟疾的疟原虫产生了抗药性;20世纪60年代初,疟疾再次肆疟东南亚,疫情难以控制。科学家们重整旗鼓,开始寻找对付这种疾病的新药。在这股新浪潮中,传统中药青蒿脱颖而出。

  周维善说,青蒿是一株救命草。找到它的人,是中国中医研究院研究员屠呦呦和她的同事们。

  1961年5月,美国派遣军队进驻越南,越南战争爆发。交战中的美越两军深受疟疾之害,减员严重,是否拥有抗疟特效药,成为决定战争胜负的关键。美国投入巨额资金,筛选出20多万种化合物,但没有找到理想的药物。越南则求助于中国。

  1967年,在毛泽东主席和周恩来总理的指示下,一个旨在援外备战的紧急军事项目启动了。因为启动日期是5月23日,项目的代号被定为“五二三项目”,这是一个集中全国科技力量联合研发抗疟新药的大项目,60多个单位的500名科研人员参与,屠呦呦是其中一位。

  1969年1月,屠呦呦以中医研究院科研组长的身份,参加了“五二三项目”。

  此前,国内其他科研人员已经筛选了4万多种抗疟疾的化合物和中草药,没有令人满意的结果。屠呦呦决定从系统整理历代医籍开始,也四处走访老中医,她整理了一个640多种包括青蒿在内的草药《抗疟单验访集》。

  但在最初的实验中,青蒿的效果都不是最好的。她再次翻阅古代文献,《肘后备急方·治寒热诸疟方》中的几句话引起了她的注意:“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之。”原来青蒿里有青蒿汁,它的使用和中药常用的煎熬法不同。她用沸点较低的乙醚在摄氏60度的温度下制取青蒿提取物,1971年10月4日,她在实验室中观察到这种提取物对疟原虫的抑制率达到了100%。

  1972年3月,屠呦呦在南京召开的“五二三项目”工作会议上报告了实验结果;1973年,青蒿结晶的抗疟功效在云南地区得到证实,“五二三项目”办公室于是决定:将青蒿结晶物命名为青蒿素,作为新药进行研发。

  中草药成分化学结构的确定,是天然药物化学中十分重要的一环,能为研究具有新结构类型的新药提供先导化合物。这就是化学家们的事情了。

  1973年初,北京中药研究所拿到青蒿素的结晶,寻找能够解开其结构的有机化学家,但最初找到的人并不是周维善。加拿大华人网 http://www.sinoca.com/





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