屠呦呦——擷本草精華萃濟(jì)世青蒿

屠呦呦（1930年12月—），藥學(xué)家，致力于中醫(yī)藥研究實(shí)踐，創(chuàng)建低溫提取青蒿抗瘧有效部位的方法，率先提取分離得到抗瘧有效單一成分青蒿素并開展臨床試驗(yàn)。因發(fā)現(xiàn)抗瘧新藥青蒿素，挽救了全球特別是發(fā)展中國(guó)家數(shù)百萬(wàn)瘧疾患者的生命，為人類健康事業(yè)做出了突出貢獻(xiàn)，是中國(guó)首位諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者。2017年獲國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。2019年獲“共和國(guó)勛章”。

1971年10月4日，中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所的一間實(shí)驗(yàn)室里，屠呦呦課題組正在忙碌地進(jìn)行著第191號(hào)青蒿乙醚中性提取物樣本的抗瘧實(shí)驗(yàn)。一雙雙眼睛都在緊張地盯著檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)觀察到這種提取物對(duì)小鼠瘧原蟲的抑制率達(dá)到100%時(shí)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)室都沸騰了！在經(jīng)歷成百上千次挫折甚至失敗后，激動(dòng)人心的一刻終于到來(lái)！實(shí)驗(yàn)的突破給大家?guī)?lái)了希望，人類在征服瘧疾的進(jìn)程中邁出了重要一步。

屠呦呦創(chuàng)建的低溫提取方法，成為發(fā)現(xiàn)青蒿素的關(guān)鍵。而在隨后的半個(gè)世紀(jì)里，屠呦呦一心專注于青蒿素研究，默默地護(hù)佑著人類的生命健康。

臨危受命，尋找青蒿素

瘧疾是一種古老而可怕的疾病。千百年來(lái)，人類一直在尋求戰(zhàn)勝瘧疾的方法和武器，并陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了奎寧、氯喹等藥物來(lái)治療瘧疾。20世紀(jì)60年代以來(lái)，由于引發(fā)瘧疾的瘧原蟲對(duì)傳統(tǒng)抗瘧藥物產(chǎn)生了抗藥性，瘧疾再次肆虐東南亞，甚至一度成為當(dāng)時(shí)越南戰(zhàn)爭(zhēng)中的無(wú)形殺手。那時(shí)候，我國(guó)南方地區(qū)也飽受瘧疾折磨。為解決瘧疾問題，一個(gè)代號(hào)為“523”的全國(guó)性瘧疾防治藥物研究項(xiàng)目于1967年秘密啟動(dòng)了。一時(shí)間，全國(guó)60多個(gè)單位的500余名科研人員投入抗瘧研究，篩選了近萬(wàn)種化合物和中草藥，卻沒有什么重要發(fā)現(xiàn)。

1969年1月，中醫(yī)研究院接到參與“523”項(xiàng)目的要求，隨即安排屠呦呦參與抗瘧中藥研究。屠呦呦畢業(yè)于北京大學(xué)醫(yī)學(xué)院藥學(xué)系，曾脫產(chǎn)兩年半?yún)⒓印拔麽t(yī)學(xué)習(xí)中醫(yī)班”，后致力于從植物中提取有效化學(xué)成分的研究。由于其兼具中西醫(yī)科研背景，屠呦呦以課題組組長(zhǎng)的身份加入“523”項(xiàng)目。

尋找新型抗瘧藥物是一個(gè)世界難題。屠呦呦該如何尋找新藥呢？當(dāng)時(shí)中草藥已有幾千種之多，再加上不同的產(chǎn)地、不同的品種、不同的配伍、不同的炮制方式，倘若通過漫無(wú)目的地隨機(jī)篩選來(lái)尋找抗瘧藥物，無(wú)異于大海撈針。不過，經(jīng)驗(yàn)包含著珍貴的學(xué)問，中醫(yī)藥研究更是承載著人類同疾病做斗爭(zhēng)的豐富經(jīng)驗(yàn)。既然瘧疾古來(lái)有之，歷代醫(yī)書必然有所記錄。于是，屠呦呦首先從本草、民間方藥研究入手，在查閱了上百本中草藥古籍后，她從2000多個(gè)方藥中選擇了640個(gè)可能治療瘧疾的方藥，于1969年4月整理編寫成《瘧疾單秘驗(yàn)方集》。

接著，屠呦呦課題組開始了第一輪藥物篩選實(shí)驗(yàn)。常山是醫(yī)書里常見的治瘧藥，但卻有惡心、致嘔等毒副反應(yīng)。于是她就重點(diǎn)研究中藥配伍以減輕常山的不良反應(yīng)，不過動(dòng)物藥理實(shí)驗(yàn)卻總是無(wú)效。常山不行，她又以胡椒、青蒿等為對(duì)象，制備水提物、乙醇提物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示，胡椒提取物對(duì)鼠瘧模型瘧原蟲的抑制效果最好。屠呦呦和同事們便于1969年7月赴海南瘧疾疫區(qū)進(jìn)行臨床試驗(yàn)，卻發(fā)現(xiàn)胡椒提取物只能改善癥狀而無(wú)法消滅瘧原蟲。

怎么才能消滅瘧原蟲呢？課題組繼續(xù)對(duì)胡椒進(jìn)行深入研究，先后制備了120余個(gè)提取物和混合物樣本進(jìn)行測(cè)定，然而實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不理想。胡椒行不通，那么就篩選其他中藥。到1971年9月初，課題組已經(jīng)制備了100余種中藥的水提物和乙醇提物樣本200余個(gè)，結(jié)果依然令人沮喪。

研究陷入了僵局。經(jīng)過數(shù)百次失敗，屠呦呦也有些懷疑自己的路子是不是走對(duì)了，但是她不想就此放棄。實(shí)驗(yàn)失敗可能有兩種原因：要么醫(yī)書記載不可信，實(shí)驗(yàn)一開始的方向就不對(duì);要么實(shí)驗(yàn)方案不合理，某些因素影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果?？墒牵逯蠡蛞掖继崛》桨敢呀?jīng)很成熟了，似乎不太可能有問題。那么，醫(yī)書中會(huì)不會(huì)有什么被忽略的重要細(xì)節(jié)呢？

“重新埋下頭去，看醫(yī)書！”這天，屠呦呦正在閱讀東晉葛洪的《肘后備急方》，“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之”。她突然眼前一亮，聯(lián)想到既往采用的提取方法，無(wú)論是水煎煮或乙醇提取，其共同點(diǎn)都是溫度比較高，而“絞取汁”應(yīng)該是在常溫下進(jìn)行的，難道溫度是影響青蒿抗瘧療效的一個(gè)關(guān)鍵？

屠呦呦重新設(shè)計(jì)了低溫提取方案，對(duì)既往篩選過的重點(diǎn)藥物及幾十種新增藥物，夜以繼日地進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過艱難的一個(gè)月，經(jīng)過數(shù)百次的試錯(cuò)，10月4日這天，屠呦呦得到191號(hào)青蒿乙醚中性提取物，一個(gè)黑色的膏狀提取物。

接下來(lái)的療效實(shí)驗(yàn)中奇跡出現(xiàn)了。191號(hào)提取物使瘧原蟲全部消失了！

青蒿抗瘧有效成分就蘊(yùn)藏在這黑色的膏狀提取物中！

屠呦呦和同事們充滿了欣慰，“靈感，是由于頑強(qiáng)的勞動(dòng)而獲得的獎(jiǎng)賞”。

百折不撓，發(fā)現(xiàn)青蒿素

課題組隨即對(duì)樣本開展藥物臨床前研究，卻發(fā)現(xiàn)個(gè)別動(dòng)物存在疑似毒副反應(yīng)。在藥物安全性沒有確認(rèn)之前，并不能用于臨床研究。但是瘧疾這種傳染病具有季節(jié)性，一旦錯(cuò)過當(dāng)年的臨床觀察季節(jié)，就要再等一年。屠呦呦心里很著急，而且青蒿在古籍記載中毒性不強(qiáng)、大多數(shù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也沒有問題，她實(shí)在不想因?yàn)檫@個(gè)“疑似毒副反應(yīng)”耗費(fèi)寶貴的時(shí)間。屠呦呦向領(lǐng)導(dǎo)提交了志愿試藥報(bào)告：“我是組長(zhǎng)，我有責(zé)任第一個(gè)試藥！”

1972年7月，屠呦呦等3名科研人員住進(jìn)北京東直門醫(yī)院，成為人體試毒的首批“小白鼠”，一周過去后未出現(xiàn)明顯毒副反應(yīng)。隨后，屠呦呦和同事們攜藥赴海南昌江瘧區(qū)進(jìn)行臨床驗(yàn)證，21例瘧疾患者瘧原蟲全部轉(zhuǎn)陰。

青蒿乙醚中性提取物具有良好的抗瘧療效。但是，提取物成分復(fù)雜，需要從中分離出單一的抗瘧活性成分。在以身試藥之前，屠呦呦和同事們就已經(jīng)開始嘗試純化分離研究，并先后得到少量顆粒狀、片狀或針狀結(jié)晶。屠呦呦赴海南開展臨床驗(yàn)證期間，留在北京的課題組成員繼續(xù)進(jìn)行純化工作，并陸續(xù)得到多個(gè)結(jié)晶。從海南疫區(qū)回來(lái)后，屠呦呦迅速投入單體結(jié)晶的化學(xué)研究中。1972年12月初，課題組在對(duì)結(jié)晶進(jìn)行鼠瘧實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)11月8日得到的Ⅱ號(hào)結(jié)晶有顯著效果，這是首次以藥效證實(shí)從青蒿中獲得的單一化合物具有抗瘧活性。該化合物即后來(lái)定名的青蒿素，1972年11月8日成為青蒿素的誕生日。

課題組干勁十足，屠呦呦和同事們進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)流程，為了開展一系列化學(xué)研究、臨床前深入研究和臨床驗(yàn)證，需要大量的青蒿素。當(dāng)時(shí)我國(guó)科研條件非常艱苦，常規(guī)的提取容器無(wú)法適應(yīng)大量提取的需要。為了爭(zhēng)取時(shí)間，課題組從市場(chǎng)上購(gòu)買了7個(gè)大水缸，裝滿乙醚，將青蒿浸泡其中做初步提取，然后再用大型實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行提取和純化。中藥所數(shù)十人夜以繼日三班倒地進(jìn)行大量提取，終于提取出100克青蒿素。在1973年深秋，青蒿素在海南的首次驗(yàn)證中顯示出了治療效果。

這個(gè)抗瘧新藥又是如何發(fā)揮其活性的呢？功能與結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。于是，課題組與中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所、生物物理研究所等單位合作，于1975年年底測(cè)定出青蒿素的化學(xué)結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，青蒿素與奎寧、氯喹等傳統(tǒng)抗瘧藥物不同，它是一種具有獨(dú)特化學(xué)結(jié)構(gòu)的倍半萜烯內(nèi)酯類化合物。

在此期間，課題組繼續(xù)深入青蒿素的化學(xué)研究。1973年9月，屠呦呦發(fā)現(xiàn)雙氫青蒿素，以此為前體可以制備多種衍生物，其抗鼠瘧效價(jià)更高。經(jīng)過構(gòu)效關(guān)系研究后，1975年，課題組證實(shí)青蒿素結(jié)構(gòu)中的過氧基是抗瘧活性基團(tuán)。

1977年，以“青蒿素結(jié)構(gòu)研究協(xié)作組”名義撰寫的論文在《科學(xué)通報(bào)》上公開發(fā)表，首次向全球報(bào)告了青蒿素這一重大原創(chuàng)成果。而青蒿素的發(fā)現(xiàn)不僅僅在于增加一個(gè)抗瘧新藥，更重要的意義在于發(fā)現(xiàn)這一新化合物的獨(dú)特化學(xué)結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步設(shè)計(jì)合成新藥指明了方向。

矢志不渝，專注青蒿素

發(fā)現(xiàn)青蒿素之后，屠呦呦一直致力于其結(jié)構(gòu)和機(jī)制的基礎(chǔ)研究，并開發(fā)了青蒿素衍生物——雙氫青蒿素。而雙氫青蒿素因其作用迅速、效力高、毒性低、半衰期短的特性，使其成為理想的抗瘧藥物。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，青蒿素類藥物在全世界每年治療2億多人，現(xiàn)已挽救了數(shù)百萬(wàn)人的生命。如今，以青蒿素類藥物為基礎(chǔ)的聯(lián)合療法，仍然是世界衛(wèi)生組織推薦的抗瘧最佳療法。青蒿素成為傳統(tǒng)中醫(yī)藥送給世界人民的禮物。

然而，“由于生物醫(yī)藥發(fā)明的獨(dú)特性，往往需要很長(zhǎng)時(shí)間去證明，這種藥物是無(wú)毒的，是可以用于人體治療的”。在青蒿素發(fā)現(xiàn)40多年后，諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)姍姍來(lái)遲。屠呦呦有關(guān)瘧疾新療法的發(fā)現(xiàn)，使瘧疾患者的死亡率顯著減低，為改善人類健康和減少患者病痛做出了無(wú)法估量的貢獻(xiàn)。2015年10月5日，瑞典卡羅琳醫(yī)學(xué)院將諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予屠呦呦。屠呦呦成為第一位榮獲諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)的中國(guó)本土科學(xué)家。

不過，屠呦呦對(duì)青蒿素的研究并沒有停止。耐藥性是困擾醫(yī)學(xué)界的一大難題，“青蒿素一旦產(chǎn)生抗藥性，就需要至少再花十年時(shí)間研究新藥”。針對(duì)青蒿素在東南亞等國(guó)出現(xiàn)的耐藥性現(xiàn)象，屠呦呦團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年攻堅(jiān)，提出在臨床中優(yōu)化用藥方案并用好青蒿素，完全有希望解決好現(xiàn)有的青蒿素耐藥性問題。

青蒿素獨(dú)特的結(jié)構(gòu)是如此神奇，其強(qiáng)大的抗瘧效果更是讓人著迷。盡管歷經(jīng)數(shù)十年的廣泛應(yīng)用，但是人們對(duì)青蒿素作用機(jī)制的了解仍然相當(dāng)有限。“一個(gè)新藥只有將機(jī)理搞清楚了，才能充分發(fā)揮它的作用。”作為一項(xiàng)長(zhǎng)期性工作，屠呦呦除了自己深入研究之外，也在呼吁更多的科研人員開展青蒿素抗瘧機(jī)制的研究。

怎么讓它的作用發(fā)揮到極致？青蒿素類藥物具有患者耐受性良好和價(jià)格低廉的特點(diǎn)，是一種特別值得開發(fā)其新功能的藥物?！袄纤幮掠谩笔茄邪l(fā)新藥的捷徑之一，除了抗瘧活性，青蒿素是否具有其他藥理活性呢？近些年來(lái)，屠呦呦開始探索青蒿素的新用問題——研究新的適應(yīng)證。最近他們發(fā)現(xiàn)，雙氫青蒿素對(duì)于治療紅斑狼瘡存在有效性趨勢(shì)，目前已進(jìn)入二期臨床試驗(yàn)。

屠呦呦這輩子就做青蒿素。直到今天，這位90歲的科學(xué)家還在從事青蒿素研究?！爸袊?guó)醫(yī)藥學(xué)是一個(gè)偉大寶庫(kù)，青蒿素正是從這一寶庫(kù)中發(fā)掘出來(lái)的。未來(lái)我們要把青蒿素研發(fā)做透，把論文變成藥，讓藥治得了病，讓青蒿素更好地造福人類?！蓖肋线险f。

一說青蒿素，她的眼睛就亮了……

（摘編自《屠呦呦傳：中國(guó)首獲諾貝爾獎(jiǎng)的女科學(xué)家》，《屠呦呦傳》編寫組，人民出版社，2015年;《科技引領(lǐng)未來(lái)》，吳良鏞，潘建偉等，中國(guó)文史出版社，2018年。由溫菲整理）