主题：【原创】青蒿素抗疟小记1 -- Silvia

成也萧何，败也萧何。青蒿素的环状结构保护了过氧桥的稳定，但也造成青蒿素难溶于水和油，不易制成适当的剂型，使用不方便，生物利用率低。因此，在弄清楚青蒿素的分子立体结构以后，5.23协作组提出了新的科研课题，对青蒿素结构进行化学修饰，研制功效更好的第二代青蒿素类药物。

上海药物所的李英等经过各种药理试验，合成了脂类、醚类、碳酸脂类三种青蒿素衍生物。它们的抗疟活性均比青蒿素高。经临床研究证实，其中的蒿甲醚不仅保持了青蒿素原有的高效、速效、低毒的特点，而且能使复发率有所降低(约8%)，在治疗抗氯奎恶性疟和凶险型疟疾方面具有确切的疗效。更重要的是它油溶性很大，可以制成针剂，对抢救危重疟疾病人非常有利，蒿甲醚于1981年通过鉴定，1995年载入国际药典，现已被世界卫生组织列为治疗凶险型疟疾的首选药，并且为日后研制的更加高效的抗疟新药——复方蒿甲醚，提供了坚实的基础。

广西桂林制药厂于1977年5月21日开始做青蒿素的结构改造。研究人员发现可以把十位羰基还原成羟基，变成还原青蒿素，在此基础上可以进一步制成酯和醚，也可以做成碳酸基青蒿素。5.23协作组把桂林制药厂开发的13个衍生物拿到广西医学院做药效筛选，同时在广西寄生虫研究所做临床试验。经过筛选和临床试验发现，以刘旭发明的804衍生物（以其室验室命名）可解决水溶性的问题，且疗效提高5倍,这就是青蒿琥酯。

中医研究院中药研究所屠呦呦1973年制得还原青蒿素，由此确证青蒿素结构中羰基的存在。又从1985年以来，经七年研究，按一类新药评审要求，将其完善成双氢青蒿素，并于1992年7月获得新药证书。双氢青蒿素抗疟疗效高于青蒿素10倍，能以口服途径给药，而且复燃率明显降低。通过临床比较，口服双氢青蒿素片杀虫速度能赶上静脉注射的青蒿琥酯，优于肌肉注射的蒿甲醚。

此外，青蒿素的衍生药物还包括WHO与美国军方合作研制的蒿乙醚，和香港科技大学Haynes研制的青蒿砜等。这些虽与5.23项目协作组没有关系，但都是在中国公开青蒿素的相关研究成果以后，以此为基础所开发的单方类青蒿素药物。

青蒿素来源于中草药，生产基本上依靠人工栽培。从种植青蒿，提取青蒿素到最后制得成药，整个生产周期长达14个月。除了产量难以满足需求，质量也难以控制外，青蒿素的价格远高于传统抗疟药物。对生活在疟疾肆虐的贫穷地区的患者来讲，这几乎是一个致命的弱点。很自然，大家都想到了人工合成。就象当年在弄清楚了奎宁的化学结构和作用机理的基础上，人工合成了阿的平，从而实现能够快速价廉的大量生产。

青蒿素的化学合成可分为半合成和全合成。所由谓半合成，是指由青蒿酸为起点，人工化学合成青蒿素。虽然仍然依赖青蒿的种植，但由于青蒿叶中青蒿酸比青蒿素多十倍，这不失为一种权宜之计。上海有机所许杏祥、周维善等人在1983年完成了青蒿素的半合成。反应的关键是合成烯醇甲酮酸甲，总反应经8步完成。这一方法直到1992年才被Acton和Roth大大改进，反应历程缩短为3步：用NaBH4或NiCl氢化还原；光氧化过程；空气氧化过程。产量也比前一合成路线提高32%，大大提高了提取植物中青蒿素的产量。

1984年许杏祥等人又完成了青蒿素的全合成。他们从香草醛起步，先合成青蒿酸，后通过半合成制得青蒿素。反应步骤为20步，产率为0.25%。Schmil等也报道了一条全合成路线，反应以异薄勒醇为原料，保留原料中的六元环，环上三条侧链烷基化，形成中间体，最后环合成含过氧桥的倍半萜内酯。反应经13步完成，总产率为2.1%。到1992年，Averty等以薄勒醇为原料，中间体与前两种反应相似，较之前两者的优点是产物为单一的立体异构体。步骤为10步，产率为3.6%。全合成反应在产量上大大高于人工栽培，但技术难度很大，产率已很难提高。相对来说，半合成工艺在大批量生产上更有潜力。

除了化学合成，现在的研究人员还想到了遗传工程。2004年美国加州大学伯克利分校的Jay Keasling等人将黄花蒿中新发现的一种完成青蒿酸合成的酶的基因植入酿酒用的酵母菌，酵母便能制造出青蒿酸来。结合半化学合成法，这一新方法为最终实现青蒿素的全工业化生产展现了一线曙光，虽然这一方法的真正运用还有待时日。

另外，美国和印度的制药厂从青蒿素过氧基杀疟机制中得到启示，正在人工合成含过氧基的化合物。其中如何平衡过氧基的稳定性和药物的水溶是一个十分有挑战性的难题。目前比较有潜力和代表性的是OZ-277和DB289。但它们都未通过临床第二期试验，仍然需要做大量工作。

疟原虫的抗药性是所有抗疟药绕不过去的话题，青蒿素也不例外。过去的经验显示，疟原虫产生抗药性的速度出乎人们意料地迅速，磺胺胍嘧啶、氯奎分别在广泛使用5、6年后便因产生抗药性而疗效大幅降低。具有全新化学结构和作用机理的青蒿素的前景会怎样呢？对此专家们有两种截然相反的看法。

李国桥等人认为：青蒿素不同于化学合成药物，是从天然植物中提取，半衰期极短，不会促进抗药性产生。从历史的角度来看，植物中提取出来的奎宁直到今天还是比较有效的抗疟疾药物。而氯奎、甲氟奎等化学合成药目前已经产生了极大的抗药性。由此可推想，青蒿的使用寿命不会短于奎宁。中国从1981年开始大量使用青蒿素类药物，越南从1990年也开始大量使用。直到今天，还未观察到疟原虫产生抗药性的明确证据。按照通常理论，一个药物使用10年后没有明显的抗药性，表明其产生抗药性是比较难的，更何况如今使用已经超过了25年。军事医学科学院的研究结果表明，用老鼠做实验，实验200代后，青蒿的抗药指数不超过10，是非常低的；而西方国家的化学抗疟药用老鼠做实验，实验30代，其抗药指数就高达300。

而另一方面，2005年发表在著名医学杂志《柳叶刀》上的一篇文章报道了，在法属几内亚和塞内加尔的受试者的血样中发现了疟原虫已经对青蒿素类药物产生抗药性的迹象。而伦敦大学的研究也表明，只须改变一个氨基酸，疟原虫就能对青蒿素产生完全的抗性。这大大加重了人们的担心。

不管怎么样，小心总不是坏事，特别是对青蒿素这么重要的最后防线来说。一旦青蒿素类抗疟药因抗药性而失去治疗作用，人们对于那些徘徊在生死边缘的患者将无计可施。此外，在找到新的药物或免疫方法之前，人类还指望青蒿素能够多坚守一段时间。

军事医学科学院微生物流行病研究所的周义清、宁殿玺根据“复方是克服或延缓抗性产生的有效方法之一”的信息，率先将蒿甲醚和本芴醇配伍使用，在组方配比上进行大量试验，最终研制出首个固定配比的青蒿素类复方抗疟药——复方蒿甲醚。本芴醇也源于5.23项目，是周义清的同事邓蓉仙、滕翕和等人在70年代初开发的一个新化学结构药，具有半衰期长，杀虫彻底的优点，但易产生抗药性。蒿甲醚和本芴醇的组合不仅扬二者之长，避二者之短，而且大大延缓了疟原虫抗性产生。研究证实，同样是在用药140天、培养20代之后，疟原虫的抗性指数在单独使用蒿甲醚或本芴醇时分别为6.4和205.0，而复方蒿甲醚仅为2.8。

着眼于降低成本，提高疗效，广州中医药大学李国桥等人也推出了双氢青蒿素与哌奎的复方Artequick。这个新药不仅疗效快、治愈率高，而且只需两天疗程，每天服药1片，因而总的价格仅为同类药物一半，非常适合贫困地区的患者使用。因此受到WHO的关注。目前，青蒿素类复方抗疟药还有军事医学科学院王京燕研发的青蒿素与萘酚奎复方，上海寄生所研究的青蒿琥酯与咯萘啶复方。国内企业也在此方向积极跟进，比较有名的产品有昆明制药的Arco（青蒿素和萘酚奎），华立的阿特健和科泰复（双氢青蒿素和哌奎），通和制药的安立康（双氢青蒿素和哌奎）和桂林南药（上海复星）的青蒿琥酯与阿莫地奎或乙嘧啶-周效磺胺SP组成的复方。在境外，法国赛诺菲公司与被忽视药物研发行动(DNDi)组织联合开发了青蒿琥酯与阿莫地奎的固定比例ACT药物，韩国企业也正在开发的青蒿琥酯和咯萘啶复方。需要指出的是，这些与青蒿素复方的化学合成药物中，除阿莫地奎和周效磺胺是五十年代开发的外，哌奎，咯萘啶，萘酚奎和本芴醇一样，都是青蒿素的表兄弟，源于5.23项目的成果。

正是中国40年前开始的抗疟药研究大协作项目，发现了当前全球最有效的治疗和控制疟疾的药物，创造了中国医药史上闪亮的一页。青蒿素类抗疟药就象一道坚实的城墙，让人类在与疟疾的斗争中，暂时保住了一个安全的立足点，为新药品和新方法的诞生争取了宝贵的时间。老一辈科学家们“看事业重如山，视名利淡如水”，在艰苦的条件下创造了怎么评价都不为过的伟大历史功绩。尽管没有显赫的奖项（最高为1979年获得的国家发明二等奖，获奖单位排名为卫生部中医研究院、山东省中医药研究所、云南省药物研究所、中国科学院生物物理研究所、中国科学院上海有机化学研究所和广州中医学院），绝大多数参加者也只是过着平淡的晚年（只有周维善后来评为院士），但“如果没有你们，更多人将死去”。