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世界防治疟疾日从两个超级大国的暗战开
世卫组织和合作伙伴每年都围绕世界防治疟疾日的一个共同主题团结协作。今年“使疟疾得到永远控制”这一主题体现了《-年全球疟疾技术战略》确立的“无疟疾世界”愿景。该战略于年5月由世界卫生大会通过,其目标是在未来15年大幅降低全球疟疾负担。
在世界抗疟史上,中国做出了举足轻重的贡献,发现了青蒿素,也由此造就了一位诺贝尔奖得主。下面就让我们一起回顾“青蒿素的故事”。
两个国家的暗战
20世纪60年代世界风云突起,东西方冷战进而发生一系列“热战”。美国为寻求与苏联的均势介入越南战争。当时交战双方面临的最大问题不是枪林弹雨而是传染病:倒在枪林弹雨中的士兵远没有因为疟疾而失去战斗力的人数多。这一地区自古以来就是所谓“瘴气”之地,三国时期诸葛亮南征孟获、唐朝时期李宓攻打南诏、清乾隆年间数度进击缅甸都因疟疾而受挫,元史列传第四十三有云“及至未战,士卒死者十已七八”。经过如此多的战争,这里的疟原虫似乎也比其他地区的同类更为强壮,当时疗效最好的药物氯喹已经无效。寻找更好的治疗药物成为当务之急。
中国为支援越南,提供了大量物资上的支持,其中就包括了抗疟疾药物的开发。年5月23日国家科委、解放军总后勤部在北京饭店召开了“疟疾防治药物研究工作协作会议”,由国家部委、军队直属和有关省、市、自治区的数十个单位组成了攻关协作组,协作组的常设机构也因此称为办公室。
多名科研人员在办公室的统一部署下,从生药、中药提取物、方剂、奎宁类衍生物、新合成药、针灸等六大方向寻求突破口。但当时中国正处于文化大革命的动乱之中,科研工作开展极端困难:工作组年~年间共筛选了4万多种抗疟疾的化合物和中草药,但都没有取得进展。
有趣的是,美国当时也在积极开展抗疟疾药物的研究,他们当时的理论是抗疟药必含杂环,据此测试了20万种化合物,结果都不太理想。
另辟蹊径,世间本无路当时中国本身的疟疾状况也不容乐观,所以越南战争结束后,项目继续开展。年1月21日,北京的卫生部中医研究院参加项目,屠呦呦任科研组长。她从系统收集整理历代医籍、本草入手,整理出一册《抗疟单验方集》,包含多种草药,其中就有后来声名远扬的青蒿。
不过,在第一轮的药物筛选和实验中,青蒿提取物对疟疾的抑制率只有68%,还不及胡椒有效果。因此,在相当长的一段时间里,青蒿并没有引起大家的重视。后来屠呦呦用低温萃取的方法得到了可贵的青蒿素晶体。
正是在屠呦呦这项原创性发现的基础上,才为国内外开展青蒿素衍生物研究打开了局面。
叹自然之精妙-青蒿素这种结构以前从未在天然化合物中发现过,也与已有的抗疟药物完全不同,完全没有含氮杂环。青蒿素神奇的抗疟作用的位点就在于过氧桥。
疟原虫破坏人体的红细胞,体内含大量的铁。青蒿素能被疟原虫体内的铁所催化,其结构中的过氧键裂解,产生自由基。自由基与疟原虫蛋白发生络合,形成共价键,使疟原虫蛋白失去功能,从而导致疟原虫死亡。这是一个全新的抗疟机理,因此能有效地杀灭已经对奎宁类药物产生抗药性的疟原虫。
(被疟原虫破坏的红细胞)
青蒿素这样直接应用自由基原理治疗疟疾是人们无论如何不能想到的,与大多数的药物作用方式不同,其作用机理更加接近于局部的“氧疗”。含过氧桥的化合物在以往的药物研究中从未引起过人们的注意,因为这种结构非常不稳定,暴露在空气中就会分解,更不要说进入人体发挥药效了。但青蒿素结构的神奇之处在于,它的过氧桥是被环状结构保护着,使其足够稳定地进入人体,发挥作用后又能很快地分解掉,从而减少疟原虫产生抗药性的可能性。我们不得不由衷地惊叹大自然的精妙绝伦。
这也是中草药和动植物药学的独到之处。人脑的凭空想象是远不能与自然的神奇相媲美的,真实远比虚构精彩。青蒿素的研究开启了一扇神奇的大门,极大地开阔了药物研究的视野。这类化合物除了对疟疾、血吸虫等寄生虫病有效外,还有免疫抑制的作用,有望用于红斑狼疮、类风湿等病症的治疗,并且近年来在抗肿瘤方面也有了比较乐观的结果。
但是,青蒿素的环状结构保护了过氧桥的稳定,却也造成青蒿素难溶于水和油,不易制成适当的剂型,使用不方便,生物利用率低。因此,在弄清楚青蒿素的分子立体结构以后,协作组提出了新的科研课题,对青蒿素结构进行化学修饰,研制功效更好的第二代青蒿素类药物。
站在巨人的肩膀-青蒿素的发展
上海药物所在年就开始了改造青蒿素的工作,由此诞生了蒿甲醚,它不仅保持了青蒿素原有的高效、速效、低毒的特点,而且能使复发率有所降低(约8%),在治疗抗氯奎恶性疟和凶险型疟疾方面具有确切的疗效。更重要的是它油溶性很大,可以制成针剂,对抢救危重疟疾病人非常有利,蒿甲醚于年通过鉴定,年载入国际药典,现已被世界卫生组织列为治疗凶险型疟疾的首选药,并且为日后研制的更加高效的抗疟新药——复方蒿甲醚,提供了坚实的基础。
随后,青蒿琥酯、双氢青蒿素等纷纷出现。
此外,青蒿素的衍生药物还包括WHO与美国军方合作研制的蒿乙醚和香港科技大学Haynes研制的青蒿砜等。这些虽与项目协作组没有直接的关系,但都是在中国公开青蒿素的相关研究成果以后,以此为基础所开发的单方类青蒿素药物。
青蒿素的发现是人类医学的里程碑。
作为基础研究来说,青蒿素带来新的分子结构、新的制剂方法、新的作用理论和合成手段。
作为应用角度来说青蒿素为治疗疟疾、肿瘤及其他疾病提供了可能性。
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