紅豆杉提取紫杉醇工藝技術研究

劉志明，王 偉，盧 娟，李 丹

（陜西天行健生物工程股份有限公司，西安710075）

紫杉醇是從紅豆杉樹皮和枝葉中提取的一種天然抗癌原料藥。美國食品藥物管理署 （FDA）于1992年批準紫杉醇注射液上市，用于治療卵巢癌、乳腺癌及非小細胞肺癌。在面市以后的短短10多年間，紫杉醇就迅速成為世界銷量最大的抗腫瘤藥物，全球市場年銷售額高達15億美元。目前，我國和美國、印度是世界三大紫杉醇原料藥生產(chǎn)國，由于我國是癌癥高發(fā)國家之一，據(jù)衛(wèi)生部疾控司統(tǒng)計，目前我國每年癌癥的發(fā)病人數(shù)約為200多萬，紫杉醇制劑在我國的市場前景廣闊。目前全球對紫杉醇的需求量大約在3 000kg左右，我國對紫杉醇的需求量在1 000kg左右，我國目前99．5%紫杉醇生產(chǎn)量大約50kg，缺口很大［1］。因此紫杉醇注射液價格仍很高，國產(chǎn)紫杉醇注射液（三家醫(yī)院）843元／支比進口國外同類產(chǎn)品價格只低20元［2］。離普通百姓治療消費水平還相差很遠。因此，種植紅豆杉提取紫杉醇，加大原料來源，提高紫杉醇提取水平，造福本國人民，還任重道遠。

如今國產(chǎn)的紫杉醇制劑已被列入《國家基本醫(yī)療保險用藥藥品目錄》，廣泛用于癌癥病人的化療。在紫杉醇提取方面，我國大約在10年前開始試產(chǎn)紫杉醇原料藥，從20世紀90年代至今，我國紫杉醇原料藥的產(chǎn)量與出口量逐年增加，現(xiàn)已成為世界主要紫杉醇生產(chǎn)國。紫杉醇原料藥前些年因市場供不應求，一度出現(xiàn)過每公斤45萬美元的高價。此后，在高價吸引之下，世界各國爭相提取紫杉醇，出口競爭日趨激烈。2003年國際市場上紫杉醇平均價格只有22萬美元左右。盡管目前國際市場上紫杉醇貨多價跌，但它仍是一種富有朝氣的天然抗癌藥［3］。我們對紫杉醇提取工藝技術進行了改進研究。

1 材料與方法

從陜西天行健生物工程股份有限公司曼地亞紅豆杉的種植基地及產(chǎn)業(yè)園采集原材料，并根據(jù)現(xiàn)有基地規(guī)模建立了2 500kg·d－1的紫杉醇提取生產(chǎn)線。

1．1 原料收集

生產(chǎn)原料主要為紅豆杉的樹皮、枝葉。原料大部分從基地及產(chǎn)業(yè)園采摘，晾曬和粉碎，裝袋后運往公司的紫杉醇生產(chǎn)線，進行紫杉醇提取。少部分原料在國家已經(jīng)備案的紅豆杉生產(chǎn)基地進行收購，采摘收購時公司派專人進行管理，按標準采摘，嚴格按照工藝要求，挑選干燥、潔凈、有效成分含量高的紅豆杉樹皮、枝葉進行收購。確保原料的清潔、干燥，以保證紫杉醇提取的質量。

1．2 規(guī)模

2 500kg·d－1原料。

2 生產(chǎn)工藝

2．1 工藝流程簡圖

該流程主要采取有機溶劑萃取和層析工藝。生產(chǎn)過程操作按照工藝要求控制工藝技術參數(shù)，確保產(chǎn)品質量達到要求。紫杉醇提取的主要工藝流程如圖1。

2．2 工藝流程簡述

2．2．1 粉碎階段 適宜的原料粒度能縮短提取時間，有利于提高紫杉醇的收率，因此，在進入提取階段前必須對紅豆杉枝葉進行粉碎。紅豆杉枝葉先要在切段機中切成小段，再經(jīng)萬能粉碎機粉碎成10～30目的碎料。

圖1 紫杉醇提取工藝流程圖

2．2．2 紫杉醇粗品處理階段 粉碎的紅豆杉枝葉經(jīng)甲醇反復提取3～4次，濃縮成浸膏進行下一步萃取。取紫杉醇浸膏在60℃下加熱溶入醋酸乙脂中，放置。冷卻到室溫后，再加入飽和鹽溶液，萃取3次，分離溶液，保留有機相，之后用蒸餾水漂洗3次，保留有機相，減壓濃縮并脫脂得到紫杉醇粗品粉末。

2．2．3 層析分離階段 溶解紫杉醇粗品到有機溶劑1中，加入200～300目硅膠，混合均勻、干燥。作為混合樣品等待上柱。8倍量200～300目硅膠裝柱，用有機溶劑1作為流動相沖柱直到無泡沫出現(xiàn)。加入混合的樣品，用有機溶劑1沖柱，等度洗脫，HPTLC追蹤檢測。減壓濃縮有效成分，濃縮、干燥得紫杉醇半成品。

2．2．4 結晶階段 將含量高于98%的層析液體濃縮至干，先用有機溶劑1溶解過濾結晶，再用乙醇重結晶，抽濾，將紫杉醇晶體放入真空干燥箱，用干燥劑在55℃下干燥12h，得到紫杉醇成品。結晶母液重結晶。

在設備選型上，嚴格按照《藥品生產(chǎn)質量管理規(guī)范》（簡稱GMP）要求，堅持高起點原則，采用具有國內先進水平的自動化生產(chǎn)線。從運轉情況看，故障率極低，產(chǎn)品質量穩(wěn)定。

表1 紫杉醇提取設備

3 成品質量與包裝

經(jīng)上述工藝和技術操作，對提取的紫杉醇進行理化、感官、衛(wèi)生指標的檢測和產(chǎn)品包裝入庫。

3．1 包裝規(guī)格

99．5%的紫杉醇產(chǎn)品采取1kg的包裝。

3．2 包裝材料

內包裝為塑料袋，外包裝為木質桶。

3．3 產(chǎn)品標準

生產(chǎn)出的紫杉醇產(chǎn)品應符合企業(yè)標準，采用的質量標準如表2所示。

表2 紫杉醇產(chǎn)品指標機器要求

4 小結與討論

采取改進的紅豆杉提取紫杉醇工藝技術，獲得了合格的紫杉醇產(chǎn)品，對推動紅豆杉資提取紫杉醇工藝技術提升、紫杉醇生產(chǎn)和紅豆杉資源保護可以起到積極作用。提取紫杉醇涉及到分離與紫杉醇結構相似的其它紫杉烷類化合物，分離困難很大，本工藝更有效地分離紫杉醇及其類似物對基礎研究和實際應用有著極其重要的意義。近年來人們就紫杉醇的提取和分離研究出了許多不同方法，從而提高了紫杉醇提取分離的效率，降低了其生產(chǎn)成本。這反映提取技術在天然產(chǎn)物方面的應用情況，并逐漸顯示出許多優(yōu)勢，隨著人們對這一領域的進一步研究，紫杉醇的提取和分離方法將會變得更加完善。

從紅豆杉中提取的天然抗癌藥物——紫杉醇，是最近40多年來發(fā)現(xiàn)的最優(yōu)秀的天然抗癌藥物之一，主要采取天然提取方法獲得，現(xiàn)在生產(chǎn)1 kg紫杉醇，平均需要處理3T以上的紅豆杉枝葉，整個過程非常復雜，但中國、美國、歐洲還是以這種方式提取紫杉醇［4］。預計在今后10～15年內，紫杉醇是最暢銷的植物藥原料之一，年銷售額將達到15億美元［5］。紫杉醇天然提取原料——紅豆杉資源奇缺，生長緩慢，紫杉醇含量低，提煉成本高，對資源破壞極大。我國1995年頒布了《野生植物保護條例》，將野生紅豆杉列為國家一級保護植物。美國、加拿大等國已經(jīng)在20世紀90年代初立法進行保護，以免紅豆杉樹因紫杉醇而被掠奪式采伐。加之天然植物中紫杉醇含量低僅為0．01%～0．07%，所以運用高效提取分離技術和開發(fā)新資源仍是發(fā)展這一藥物的首要課題。

［1］張炳政，蒲莉．紫杉醇承受之重［J］．中國海關，2004（4）：16－17．

［2］馬明東，劉躍建．紅豆杉資源及紫杉醇開發(fā)利用綜述［J］．四川林業(yè)科技，2004（3）：28－30．

［3］高錦明，傅建熙，張鞍靈．抗癌新藥紫杉醇的構效關系［J］．西北農(nóng)業(yè)大學學報，1997，25（5）：96－99．

［4］史清文，林強．紅豆杉屬植物的化學研究－紫杉烷類化合物的研究［M］．北京：化學工業(yè)出版，2013．

［5］徐學哲．紫杉醇提取分離方法的研究［J］．延邊大學學報：自然科學版，1998，24（1）：42－44．