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4至5亿人,每年死亡200到300万人,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“神”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。
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。
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。
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,1972年11月8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。
1992年7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%。
2011年9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
【主创】孙晓倩 范作言
【编辑】肖锻坚