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屠呦呦与青蒿素 ——从古籍中走出来的抗疟明星

科普中国-科技创新里程碑2017/5/6 12:34:50

有一场战争,最可怕的杀手居然不是枪林弹雨,而是表现高热与寒战症状的疟疾。

1955年,越南战争爆发。当时战报显示,战场上疟疾造成的非战斗减员比战斗减员高出四五倍。这使得美越双方不得不对这个可怕的传染病倍加重视,各自投入大量人力和资源,展开了一场遏制疟疾的赛跑。

疟疾,是伴随人类最早的疾病之一,早在公元前二三世纪就有记载。而它也是当今世界上流行最广,发病率及死亡率很高的热带寄生虫传染病。联合国世界卫生组织近年统计报告显示,全球100多个国家超过20亿的人口生活在疟区,据不完全统计,生活在疟区的临床患者达到45亿人,每年死亡200300万人,以非洲、东南亚和拉丁美洲最为严重。

由于科学技术的局限,在一个很长的历史时期里,人们认为疟疾是的旨意,不可抗拒。直到近代医学发现,疟疾的真正病因是疟原虫在人体内破坏红细胞所致。患者全身发冷、发热、多汗,长期多次发作后,可引起贫血和脾肿大,严重者可能面临生命危险。

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上世纪60年代以来,我国以及美、英、法、德等西方国家都花费大量人力和物力,寻找有效的药物,但始终没有满意的结果。我国从1964年重新开始了对抗疟新药研究,至1967年,又组织全国7大省、市,全面开展这项工作。从中草药中寻找抗疟新药一直是整个工作的主流,然而,通过对数千种中草药的初步筛选,却没有任何重要发现。

国内外抗疟研究陷入困境。1969年,39岁的屠呦呦临危受命,出任卫生部中医研究院抗疟项目科研组长。她从整理历代医药学典籍着手,走访老中医,搜集建院以来的有关群众来信,整理了一个从2000余药方中选编的、以640种药物为主的抗疟方药集。以此作为筛选的研究对象,按照当时常规的操作流程,开展了工作。虽然曾经发现有几种中药提取物对疟原虫的抑制率相对较高,有的超过90%,经临床试用並未奏效;其中,青蒿对疟原虫的抑制率曾达到68%,可在之后的重复实验中,这一药效却没有重复出现。她们的工作同样陷入了僵局。

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    屠呦呦工作照

随后,屠呦呦带领小组再次系统查阅文献,她翻阅到东晋名医葛洪《肘后备急方》中有青蒿一握,水一升渍,绞取汁,尽服之截疟的记载,深受启发。她反复琢磨这段记载,古人的记载中并没有采用传统的煎煮方法,而是将青蒿泡在水中后绞取汁,屠呦呦突然意识到,常规的高温煮沸过程可能会破坏有效成分的生物活性,还涉及药用部位问题。为此,她重新设计了提取方案。经改用低沸点溶剂乙醚提取青蒿叶子,又除去其中无效的酸性部分,从而使所得的中性提取物,对鼠疟的效价显著提高。经临床试用于间日疟、恶性疟患者,全部有效。

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    青蒿

这不仅让屠呦呦如获至宝,也受到国内同行的关注。在此基础上,她和她的小组进一步分离其活性物质,终于,1972118日在经历了190次失败后,获得了新的抗疟有效成分青蒿素,对鼠疟、猴疟的血中疟原虫的抑制率达到100%

此后,屠呦呦和她的同道们又进行了深入的化学、药理、毒理研究。为了确定药物对人类的安全性,她和研究组的成员甚至充当了第一批志愿者以身试药。经过了多次临床验证,治疗的500余例,全部有效,使青蒿素真正成为一种令人瞩目的新结构类型抗疟新药。

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19927月,屠呦呦团队创研的双氢青蒿素再次获得另外一个新药证书,其抗疟疗效高于青蒿素10倍。

上世纪末,世界卫生组织将青蒿素类药物列入抗疟的基本药物,为预防其出现耐药性,推荐使用以青蒿素类药物为基础的复合疗法。2001年以来,几乎所有疟疾流行的国家都开始采用。2010年全球用以治疗1.8亿人次,占当年发病患者的84%,治愈率达97%。

20119月,81岁的屠呦呦因创制新型抗疟药——青蒿素的贡献,上了被誉为诺贝尔奖风向标的拉斯克奖的领奖台。这是中国生物医学界迄今为止获得的世界级最高级别大奖。从研究抗疟到站到离诺贝尔奖最近的领奖台上,屠呦呦整整用了42年。

青蒿素的提取成功也使得人们重新认识中药,全世界对中药的疗效产生了浓厚的兴趣并寄予厚望,站在奖台上的屠呦呦说:青蒿素的发现是中国传统医学给人类的一份礼物。

瑞典卡罗琳医学院5日在斯德哥尔摩宣布,将2015年诺贝尔生理学或医学奖授予中国女药学家屠呦呦,以及另外两名科学家威廉·坎贝尔和大村智,表彰他们在寄生虫疾病治疗研究方面取得的成就。

诺贝尔奖评选委员会说,由寄生虫引发的疾病困扰了人类几千年,构成重大的全球性健康问题。屠呦呦发现的青蒿素应用在治疗中,使疟疾患者的死亡率显著降低;坎贝尔和大村智发明了阿维菌素,从根本上降低了河盲症和淋巴丝虫病的发病率。今年的获奖者们均研究出了治疗一些最具伤害性的寄生虫病的革命性疗法,这两项获奖成果为每年数百万感染相关疾病的人们提供了强有力的治疗新方式,在改善人类健康和减少患者病痛方面的成果无法估量。

注:本文转载自科普中国-科技创新里程碑原创文章,本文曾获中国科技新闻学会主办的“光明杯”科技传播奖二等奖

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【主创】孙晓倩 范作言

【编辑】肖锻坚