屠呦呦的故事:历经艰难终发现青蒿素
青蒿素发现历程:
用沸点只有34.6℃的乙醚代替水或酒精来提取青蒿
1970年,课题组的主要精力还是开展对胡椒的深入研究,2—9月,先后送中国军事医学科学院测试胡椒等各种提取物和混合物样品120余个。经效价测定,发现胡椒经分离提取后,不能提高效价;调节成分比例,虽能提高效价,但远不如氯喹。
1971年广州会议上,“523 ”中医中药工作只能上、不能下的目标被再次明确。由此,屠呦呦课题组被充实到4人,“屠组长”的麾下,才算真正有了3个团队成员。
直至1971年9月初,筛选了100余种中药的水提物和醇提物样品200余个。他们期盼着能有所收获,但结果令人失望——
筛选过的中药里,对疟原虫的抑制率最高的也只有40%左右。难道史书上记载不可信?难道实验方案不合理?难道在中医药这个宝库中就发掘不出宝来?一个氯喹不可超越,一个常
山已到了尽头,真的就无路可走了吗?“重新埋下头去,看医书!”屠呦呦的执拗和坚持带动着大家。从《神农本草经》到《圣济总录》再到《温病条辨》……厚厚的一摞医书被翻得书角微卷。
很长一段时间,青蒿这种不起眼的菊科植物,都不是最受关注的药物,直到有一天,屠呦呦决定:用沸点只有34.6℃的乙醚代替水或酒精来提取青蒿。
这抓住了问题的关键——温度正是青蒿素提取的关键。青蒿在中国的应用已有2000多年的历史。关于青蒿入药,最早见于马王堆三号汉墓的帛书《五十二病方》,其后的《神农本草经》等典籍都有记载。青蒿疟疾则始于公元340年间的东晋葛洪所著的《肘后备急方》,之后宋《圣济总录》、元《丹溪心法》、明《普济方》等著作均有“青蒿汤”“青蒿丸”“青蒿散截疟”的记载。明李时珍在《本草纲目》除收录了前人的经验外,还载有疟疾寒热的实践,清《温病条辨》 《本草备要》,以及民间也有青蒿疟疾的应用。
在反复研读文献过程中,《肘后备急方》关于青蒿的描述给了屠呦呦新的启迪。在各种传说中,这个场景往往被描述为:在某一天的凌晨或者深夜,阅读葛洪的《肘后备急方》时,屠呦呦被灵感击中——那本古方上说:“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之。”
然而,真实的实验却是繁复而冗杂的。
第191号样品
屠呦呦在专著《青蒿及青蒿素类药物》特别提示:分离得到的青蒿素单体,虽经加水煮沸半小时,其抗疟药效稳定不变,“可知只是在粗提取时,当生药中某些物质共存时,温度升高才会破坏青蒿素的抗疟作用”。
为什么古人用“绞汁”?既往的提取研究,一般中药常用水煎煮或者用乙醇提取,但结果都不好,难道青蒿中的有效成分忌高温或酶的影响?再有青蒿在什么情况下才能绞出“汁”来,只有嫩的枝叶才会绞出汁来,这是否还涉及药用部分以及采收季节的问题?经过周密的思考,屠呦呦重新设计了研究方案。对一些重点关注的药物,还设计了多个方案。中药青蒿来源于菊科植物如青蒿就设计了用低温提取,控制温度在60摄氏度以下;用水、醇、乙醚等多种溶剂分别提取;将茎秆与叶子分开提取等。课题组从1971年9月起,启用新方案,对既往曾筛选过的重点药物及几十种新选入的药物,夜以继日地筛选研究。又是多少个不眠之夜,终于证实青蒿乙醚提取物效果最好!
曙光初现,经历了上百次失败的团队再度振奋起来。提取物中的酸性部分具较强毒性又无效,而保留下来的中性部分才是抗疟药效集中的有效部分。在一个个不眠之夜后,这个关键的新发现,让屠呦呦感到一丝兴奋。
课题组成员钟裕蓉记得,当时屠呦呦的家就在研究所里,步行2分钟就能到达实验室,即使是每天晚饭过后,她也要回到实验室里,和大家一起忙碌到晚上九十点钟。
1971年10月初,屠呦呦带领课题组在实验室紧张忙碌着。这是在190次的失败后,大家再一次严格按照流程进行着筛选。qq 无法登陆
吸尘器热卖排行榜10强 10月4日,一双双眼睛,都紧张地盯着191号
青蒿乙醚中性提取物样品抗疟实验的最后结果。对疟原虫的抑制率达到了100%!随着检测结果的揭晓,整个实验室都沸腾了。那是一种黑、膏状的提取物,离最终的青蒿素晶体尚有一段距离,但确定无疑的是:打开最后宝藏的钥匙到了。
要深入临床研究,就必须先制备大量的青蒿乙醚提取物,进行临床前的毒性试验和制备临床观察用药。
一年级数学下册期末试卷分析 短时间内提取大量的青蒿提取物,困难重重。“”期间业务工作都停了,根本没有药厂可配合。回忆那段攻坚期,屠呦呦丈夫李廷钊很心疼妻子:“那时候,她脑子里只有青蒿,回家满身都是酒精、乙醚等有机溶剂味,还得了中毒性肝炎。”
屠呦呦的肝炎是来自乙醚等有机溶媒的毒害。
“我是组长,我有责任第一个试药!”
当时为了争取时间,课题组“土法上马”,用七个大水缸代实验室常规提取容器,中药所又增派人员,开始大量提取青蒿乙醚提取物。“乙醚等有机溶媒对身体有危害,当时设备设施都比较简陋,没有通风系统,更没有实验防护,大家顶多戴个纱布口罩。”日复一日,科研人员除了头晕眼胀,还出现鼻子出血、皮肤过敏等反应。
乙醚中性提取物有了,但在进行临床前试验时,却出现了问题,在个别动物的病理切片中,发现了疑似的毒副作用。经过几次动物试验,疑似问题仍然未能定论。
是动物本身就存在问题?还是药物所致?实验室内,各方开始了激烈的讨论:从课题组角度看,青蒿在古籍记载中毒性不强,动物实验也做过一些,应该问题不大;但搞毒理、药理
飞机经济舱的同事坚持认为,只有确证安全性后才能用于临床。“我当时心里很着急,因为疟疾这种传染病有季节性,实在不想错过当年的临床观察季节,否则就要再等上一年。”屠呦呦说。
为了让191号青蒿乙醚中性提取物尽快应用于临床试验,综合分析青蒿古代的用法并结合动物实验的结果,屠呦呦向领导提交了志愿试药报告。
“我是组长,我有责任第一个试药!”当年,屠呦呦的表态令很多人惊叹:这位戴着眼镜、斯斯文文的江南女子竟然有这样的胆识和气魄。
“在当时环境下做这样的工作一定极其艰难,科学家用自己来做实验,这是一种献身精神。”清华大学副校长施一公说,“那个年代,尤其需要这样的精神。”
屠呦呦的试药志愿获得了课题组同事的响应。
1972年7月,屠呦呦等3名科研人员一起住进了北京东直门医院,成为首批人体试毒的“小白鼠”。他们在医院严密监控下进行了一周的试药观察,未发现该提取物对人体有明显毒副作用。为了充分验证乙醚提取物的安全性,科研团队又在中药所内补充5例增大剂量的人体试服,结果受试者均情况良好。
1972年8—10月,屠呦呦亲自携药赶赴海南昌江疟区,克服高温酷暑,跋山涉水,抢时间病人。
初次临床,必须慎而又慎,用药剂量从小到大逐步增加。
屠呦呦根据自身试服经验,分为3个剂量组。病人选择,从免疫力较强的本地人再到缺少免疫力的外来人口;疟疾病种,从间日疟到恶性疟。屠呦呦亲自给病人喂药,以确保用药剂量,并守在床边观察病情,测体温,详细了解血片检查后的疟原虫数量变化等情况。
最终,在海南,屠呦呦完成了21例临床抗疟疗效观察任务,包括间日疟11例,恶性疟9例,混合感染1例。临床结果令人满意,间日疟平均退热时间19小时,恶性疟平均退热时间36小时,疟原虫全部转阴。
这一年,还同时在北京302医院验证了9例,亦均有效。
发现青蒿素
洱 阶段性胜利,没有让屠呦呦放慢脚步。很快,大家开始进行对青蒿乙醚提取物中有效成分的纯化与分离工作。
由于北京产的青蒿中青蒿素含量只有万分之几,这样客观上就增加了发现青蒿素的难度。采收季节和纯化工艺的影响,也成为屠呦呦寻蒿之旅的拦路虎。
1972年4月26日到6月26日,课题组先后得到少量颗粒状、片状或针状结晶。每一次发现分离提取的成果变化,实验室都会爆发出欢呼和掌声。
为了早日得到抗疟有效的单体结晶,每个人都在努力寻,竭尽所能。
屠呦呦去海南临床验证醚中干临床疗效期间,由倪慕云主持课题组北京的具体工作,在聚酰胺纯化样品的基础上,1972年9月25日、9月29日、10月25日、10月30日、11月8日课题组相继分离得到多个结晶。
刚刚从海南疫区返回北京的屠呦呦,也迅速投入到化学研究工作中,和课题组讨论、比较分析了已得的化学单体。通过显反应、板层析Rf值等鉴别异同,整合所分得的成分,并开始在鼠疟上评价药效。
12月初的鼠疟试验发现,钟裕蓉从11月8日分离得到的晶体有显效,小鼠口饲50毫克每公斤体重可使疟原虫转阴。后来,11月8日成为课题组认定的青蒿素诞生之日。什么时候母亲节?
这是首次以药效证实,从青蒿中获得的单一化合物,具有抗疟活性。
1973年新年刚过,屠呦呦发现青蒿抗疟奥秘的消息传出后,中药所就不断接到各地来信和来访。
屠呦呦都亲自回信、寄资料、热情接待来访者,毫无保留地介绍青蒿、青蒿提取物及其化学研究进展情况。很快,云南和山东等数个研究小组借鉴了她的方法,对青蒿进行研究。
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