基础化学(第二版)
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化学史话 屠呦呦与青蒿素的发现

屠呦呦(1930—),我国女药学家。中国中医科学院终身研究员兼首席研究员。1930年12月30日生于浙江省宁波市,是家里5个孩子中惟一的女孩。“呦呦鹿鸣,食野之苹(蒿)”,《诗经·小雅》的名句寄托了父母对她的美好期望。因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法,2011年获被誉为诺贝尔奖“风向标”的美国临床医学拉斯克奖,2015年获诺贝尔生理学或医学奖。2016年度国家最高科学技术奖获得者,同时也是首位获该奖的女性科学家。屠呦呦是第一位获得诺贝尔科学奖项的中国本土科学家,更是第一位获得诺贝尔生理学或医学奖的华人科学家。

她自幼耳闻目睹了中药治病的奇特疗效,这也促使了她后来去探索其中的奥秘。1951年,屠呦呦考入北京大学医学院药学系,所选专业正是当时一般人不感兴趣的生药学,但她认为生药学专业最接近历史悠久的中医药领域,符合自己的志趣和理想。大学期间,她努力学习,成绩优良,对植物化学、本草学和植物分类学兴趣极大。1955年,从院系调整之后的北京医学院(现北京大学医学部)毕业,被分配在卫生部中医研究院(现中国中医科学院)中药研究所工作。

1956年,全国掀起防治血吸虫病的高潮,在老师楼之岑先生的指导下,她对治疗晚期血吸虫病有效的中药半边莲进行了生药学研究。后来,她又完成了品种较复杂的中药银柴胡的生药学研究。这两项成果被相继收入《中药志》。

1959~1962年,屠呦呦参加卫生部全国第三期西医离职学习中医班,系统地学习了中医药知识,深入药材公司,向老药工学习中药鉴别及炮制技术,并参加北京市炮制经验总结,从而对药材的品种真伪和质量以及炮制技术有了进一步的感性认识。她还参加了卫生部下达的中药炮制研究工作,是《中药炮制经验集成》一书的主要编著者之一。

20世纪60年代初,全球疟疾疫情难以控制。当时正值越南战争时期,美国政府曾公布,1967~1970年,在越美军因疟疾减员数十万人。疟疾同样困扰着越军。拥有抗疟特效药,成为决定战争胜负的重要因素。美国不惜花大力气研制抗疟新药,筛选了20多万种化合物,终未找到理想药物。越南则求助于中国政府。

葛洪炼丹图

1967年,毛泽东主席和周恩来总理下令,启动一个旨在援外备战的紧急军事项目,即集中全国科技力量,联合研发抗疟新药。由国家科委与总后勤部牵头,组成“疟疾防治研究领导小组”,并于当年5月23日在北京召开“全国疟疾防治研究协作会议”。因此,“523”便成了研制抗疟疾新药项目的代号。

“523”项目是一个持续了13年之久、在医药领域堪比“两弹一星”的秘密军事科研任务,全国60多个科研单位参加,常规工作人员达五六百人,加上中途轮换的,总计有两三千人之多。

1969年,中国中医研究院接受抗疟药研究任务,屠呦呦任科技组组长。

1969年1月开始,屠呦呦领导课题组从系统收集整理历代医籍、本草、民间方药入手,在收集2000余方药基础上,编写了640种药物为主的《抗疟单验方集》,对其中200多种中药开展实验研究,历经380多次失败。1971年屠呦呦从东晋医药家葛洪所著的《肘后备急方》中“青蒿一握,水一升渍,绞取汁尽服之”一句领悟到需用低温萃取的化学方法才可提取青蒿抗疟疾的有效成分。于是,屠呦呦和她的同事用乙醚等低沸点溶剂冷浸处理青蒿,终于在1972年提取到了一种分子式为C15H22O5、熔点为156~157℃的无色晶体。这种活性成分在动物实验中对疟原虫显示了惊人的100%抑制率,遂被她们取名为青蒿素。这是一种“高效、速效、低毒”的全新结构抗疟药,对各型疟疾,特别是对抗性疟有特效。

1972年3月,屠呦呦在南京召开的“523”项目工作会议上报告了实验结果。同年,为确证青蒿素结构中的羰基,她们合成了比天然青蒿素的药效强得多的双氢青蒿素。又经构效关系研究,明确了在青蒿素结构中过氧是主要抗疟活性基团,在保留过氧的前提下,羰基还原为羟基可以增效,为国内外开展青蒿素衍生物研究打开了局面。1977年3月,屠呦呦以“青蒿素结构研究协作组”名义撰写的论文《一种新型的倍半萜内酯——青蒿素》发表于《科学通报》。

青蒿素

1978年,“523”项目科研成果鉴定会最终认定青蒿素研制成功,按中药用药习惯,将中药青蒿抗疟成分正式定名为青蒿素。1979年,青蒿素获“国家发明奖”。1986年,青蒿素获一类新药证书。1992年“双氢青蒿素及其片剂”获一类新药证书和“全国十大科技成就奖”。目前,以青蒿素为基础的复方药物已经成为疟疾的标准治疗药物,被世界卫生组织(WHO)列入基本药品目录。

青蒿素的提取和合成采用的主要是化学方法。可以说,作为举世公认的高效抗疟新药青蒿素的研制,是化学方法在中医药研究领域的成功应用典范。

屠呦呦是新中国培养的第一代药学家,她和团队成员所有的工作都是在二十世纪六七十年代那样极为艰苦的科研条件下于国内完成的。几十年来,她与她所领导的研究团队为了人类福祉,围绕国家需求,执着追求,艰苦卓绝,联合攻关,从中医药这一伟大宝库中寻找创新源泉,从浩瀚的古代医籍中汲取创新灵感,从现代科学技术中汲取创新手段,成功研制出青蒿素系列药品,挽救了全球特别是发展中国家数百万人的生命,在世界抗疟史上具有里程碑意义。屠呦呦的成功告诉我们:兴趣是最好的老师,但仅凭兴趣是远远不够的,要取得无愧于祖国和人民的光辉业绩,更需要目标坚定、潜心钻研、埋头苦干、不畏困难、坚韧不拔、戒骄戒躁、淡泊名利、持之以恒的优秀品质。

屠呦呦是中国科技人员和劳动妇女的杰出代表,是中医药界的骄傲,也是整个中国科技界的骄傲。