原標題
悠悠寸草心 漫漫報春暉--記為世界抗瘧事業做出杰出貢獻的中國科學家
新華網北京10月16日電(記者吳晶 陳勇 王思北 胡浩)青蒿,春生苗葉,至夏高三五尺,秋后開細淡黃花,花下便結子,如粟米大。根、莖、子、葉并入藥用,干者炙作飲香尤佳……
宋代藥書《本草圖經》中寥寥數筆描述的植物,神奇地改變了無數人的命運。
1972年11月8日,中國科學家屠呦呦和她的團隊在這種植物身上發現了青蒿素的奧秘。從此,這個發現作為世界衛生組織治療瘧疾的“首要療法”。
43年過去,2015年10月5日,青蒿素的研究為屠呦呦贏得了諾貝爾獎的崇高榮譽。這榮譽,銘刻著屠呦呦的名字,也銘記著一代科學工作者默默耕耘,無私奉獻,團結協作,勇攀高峰的光輝業績。
使命,突然降臨:“國家需要我做什么,我就應該努力去做好。”
1969年1月21日,對中醫研究院(現中國中醫科學院)中藥研究所年輕學者屠呦呦來說,是人生轉折的重要日子。
這一天,屠呦呦接到一項任務:作為課題組組長參加以尋找抗瘧新藥為主要任務的“523”項目,為項目加強力量。
“523”項目,從此改變了屠呦呦的人生軌跡,也改寫了中國乃至世界抗擊瘧疾事業的歷史。
20世紀60年代,每年約有2億至5億人被瘧疾感染,數百萬人喪生,主要是孕婦和5歲以下兒童。全球面臨瘧疾靈藥失效的嚴峻危機,奎寧、氯喹等抗瘧藥已經引發了瘧原蟲的耐藥性。
地處熱帶的越南也是瘧疾高發區,又值越南戰爭,疫情蔓延引起國際社會高度關注。
當時的越南領導人對中國提出請求,研制新型抗瘧藥成為一項緊急援外的重要政治任務。
“523”辦公室負責人對屠呦呦說,中藥抗瘧已做了好多工作,方子拿了不少,這么多藥怎么辦,哪個方子好,什么起主要作用,我們經驗缺,辦法少,希望你們能參加此項任務。
遠在大洋彼岸的美國早已在1963年啟動了耗資巨大、由幾十個單位參加的研制計劃。至1972年,已篩選21.4萬種化合物,沒有找到理想的新型抗瘧藥。
中國從1964年起開展軍內抗瘧藥研究。為盡快取得突破,中國人民解放軍軍事醫學科學院起草了三年研究規劃草案,會同數十家單位分工合作,共同承擔此項任務。1967年5月23日,“瘧疾防治藥物研究工作協作會議”在北京召開,討論確定了三年研究規劃。這項規劃以開會日期為代號稱為“523”項目。
在學術權威靠邊站的動蕩年代,科研工作幾乎完全停滯,畢業于北京醫學院(現北京大學醫學部)藥學系的屠呦呦一夜間走入了中國藥物研究的核心地帶。她多次對所里的同事表示,感到“責任重大,任務艱巨”。
“屠呦呦當時在所里已經是第二梯隊。”自20多歲便與屠呦呦共事的中國中醫科學院中藥所原所長姜廷良說,將重任委以屠呦呦,在于她扎實的中西醫知識和被同事公認的科研能力水平。
“我在北大的學習是國家培養的,后來中醫研究院進修也是國家對我的培養,我的中西醫知識都是國家培養的,國家需要我做什么,我就應該努力去做好。”今天的屠呦呦,回憶當初的臨危受命,依然神色堅定、眼神閃亮。
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靈感,瞬間迸發:“中醫藥有著悠久傳統和歷史,其中必有精華!”
“對于有記載和有臨床實踐的單味藥、復方藥,前人都做了篩選,我們該從哪里入手?”進入“523”項目第一天,這個難題就困住了屠呦呦。
此前,先后有7個省市全面開展了抗瘧藥物的調研普查和篩選研究,500多名科研人員篩選了4萬多種化合物和中草藥,均未得到令人滿意的結果。
“中醫藥有著悠久傳統和歷史,其中必有精華!”屠呦呦帶領課題組翻閱古籍、查找經方、請教老中醫,就連單位的群眾來信也仔細瀏覽。
“很多中藥信息只能從各地學校革委會的傳閱材料中收集。每每獲得,她都是逐字逐句,有聞必錄。”同事回憶說。
寒冷的冬天,夜晚總是顯得格外漫長,實驗室的燈常常亮到深夜。
3個月后,課題組收集了包括內服、外用,植物、動物、礦物藥在內的2000余個方藥,經過整理編寫了包含640多種候選草藥的《抗瘧單驗方集》。
“在第一輪藥物篩選和實驗中,青蒿提取物對瘧原蟲的抑制率只有68%,因此我們把精力放在了胡椒上。”屠呦呦說。
雖然胡椒提取物在老鼠實驗中對瘧原蟲抑制率達84%,臨床實踐卻顯示,胡椒提取物只能改善某些癥狀,瘧原蟲不能轉陰。
這條路沒走通。屠呦呦帶領大家重新開始。
屠呦呦的學生、首都醫科大學中醫藥學院中藥藥劑學系系主任王滿元珍藏著“523”項目筆記本。2002年他入學時,屠老師把筆記本交給他,希望他對植物化學有所了解。
翻開這本32開深綠色的本子,泛黃的扉頁密密麻麻記錄著屠呦呦對中藥中各大類化學成分提取、分離的信息。透過這些記錄,后輩可以想見屠老師當年伏案工作的辛勞,更可以想象整個課題組碰壁受挫的疲憊。
試錯之路,考驗執著和勇氣。篩選的100多種中藥,全部宣告失敗。課題組不得不再考慮選擇新的藥物,同時復篩以前顯示較高藥效的中藥。這其中,就包括青蒿提取物。
從40%到12%,青蒿提取物前后兩次的抑制率相差甚遠,這株小小的青草仿佛是故意在和課題組捉迷藏。
“青蒿治瘧,古已有之。難道史書上記載不可信?難道中醫藥這個寶庫就掘不出寶來?難道是實驗方案不合理?難道真的已無路可走?”一連串的問題壓在課題組成員的心頭。
“重新埋下頭去,看醫書!”屠呦呦的執拗和堅持帶動著大家。從《神農本草經》到《圣濟總錄》再到《溫病條辨》……厚厚的一摞醫書被翻得書角微卷。
“青蒿一握,以水二升漬,絞取汁,盡服之。”不知是第幾遍翻開東晉葛洪著的《肘后備急方》,這幾個字突然“跳到了”屠呦呦眼前。
為什么用“絞汁”?既往的實驗中,中藥多用水煎煮或用乙醇提取,結果都不好。難道青蒿中的有效成分忌高溫?什么情況下青蒿才能絞出汁來,這是否還涉及藥用部分及采收季節的問題?……
電光火石間的靈感就像一盞明燈,為暗夜中摸索的人們照亮前途。
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古人到底用的是哪個青蒿品種?真正含有青蒿素的是哪部分?青蒿的最佳采收季節是何時?用低熔點溶液提取效果怎樣……經過周密思考,屠呦呦重新設計多個方案:將溫度控制在60攝氏度以下;用水、醇、乙醚等多種溶劑分別提取;將莖稈與葉子分開提取等。
又是多少個不眠之夜,終于證實青蒿乙醚提取物效果最好!曙光初現,經歷了數百次失敗的團隊再度振奮起來。
“提取物中的酸性部分具較強毒性又無效,而保留下來的中性部分才是抗瘧藥效集中的有效部分!”關鍵之處的新發現,至今仍令屠呦呦感到興奮。
從暖春到初秋,又一茬青蒿從嫩苗到茁壯。
1971年10月4日,課題組從編號為191的青蒿素乙醚中性提取物中得出了令人振奮的結果:對鼠瘧、猴瘧模型的抑制率均達到100%。
“青蒿成株葉制成水煎浸膏,95%乙醇浸膏,揮發油無效。乙醇冷浸,控制溫度低于60℃,鼠瘧效價提高,溫度過高則無效。乙醚回流或冷浸所得提取物,鼠瘧效價顯著增高且穩定。”
這段對于青蒿乙醚提取的簡略描述,收錄在2009年出版的屠呦呦專著《青蒿及青蒿素類藥物》中。不到百余字背后,蘊含著研究人員嘔心瀝血、百折不撓的艱辛奮斗。
階段性勝利并沒有讓科學家放慢腳步。大家還來不及喘口氣,就又開始進行對青蒿乙醚提取物中有效成分青蒿素的分離、提取工作。
由于北京產的青蒿中青蒿素含量只有萬分之幾,要大量提取青蒿素以供動物實驗和臨床觀察用藥,難度可想而知。
從少量顆粒狀到片狀再到針狀結晶,每一次發現分離提取的成果變化,實驗室都會爆發出歡呼和掌聲。
為了早日得到單體結晶,每個人都在努力尋找,竭盡所能。在一份有關氣管炎藥物研究的文獻中,屠呦呦當時的助手鐘裕蓉發現硅膠對于分離中性物質比較好。
“我們恰恰沒用到硅膠這種材料。”說干就干,鐘裕蓉給自己做了一個小爐子,采用這種方法進行分離。
有方向的人,從不怕路遠。
1972年11月8日,課題組的人們吃完晚飯,匆匆趕回實驗室繼續攻關。“突然,我們看到了爐子上的青蒿素針形晶體,大家都激動地流下了眼淚!”透過電話另一端鐘裕蓉微微顫抖的聲音,記者感受到他們當年的酸甜苦辣。
1966年,國外一份文獻曾發出悲觀預言:“看來,要解決耐藥性惡性瘧原蟲問題還在遙遠的未來。”
6年后,中國科學家將青蒿素結晶單體命名為II號結晶。在中國乃至世界科學史上,青蒿素的誕生讓人類抗瘧事業向前邁進了一步。
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試毒,義無反顧:“我有責任第一個試藥。”
1972年7月,屠呦呦等3名科研人員一起住進了北京東直門醫院,成為首批人體試毒的“小白鼠”。
在此之前,在南京召開的抗瘧藥研究內部會議上,屠呦呦報告了“191號青蒿乙醚中性提取物對瘧原蟲抑制率達100%”的成果。一時間,祝賀、探討、發問的信件如雪花般紛至沓來,屠呦呦親自回信、寄資料、介紹進展情況。
然而在動物實驗中,個別動物的病理切片發現疑似毒副作用,質疑和爭論也隨之而來。
是動物本身存在問題,還是藥物所致?屠呦呦至今還能清晰記起各方爭論不休的場景:從課題組角度看,青蒿在古籍記載中不是很毒,動物實驗也做過一些,應該問題不大;但搞毒理、藥理的同事堅持認為,人與動物有種屬差異,只有反復多次人體試服后才能臨床。
“我當時心里很著急,因為瘧疾這種傳染病有季節性,實在不想錯過當年的臨床觀察季節,否則就要再等上一年。” 屠呦呦說。
為了讓191號青蒿乙醚中性提取物盡快應用于臨床實驗,綜合分析青蒿古代的用法并結合動物實驗的結果,屠呦呦向領導提交了志愿試藥報告。
“我是組長,我有責任第一個試藥!”當年,屠呦呦的表態令很多人驚嘆:這位戴著眼鏡、斯斯文文的江南女子竟然有這樣的膽識和氣魄。
“在當時環境下做這樣的工作一定是極其艱難,科學家用自己來做實驗,這是一種獻身精神。”清華大學副校長施一公說。
“那個年代,尤其需要這樣的精神。”根據姜廷良回憶,早在確認青蒿哪個部位含有有效成分的實驗階段,屠呦呦就曾親自試藥,她的團隊包括中藥所里也還有別的同志志愿試藥。
屠呦呦的試藥志愿獲得了課題組同事的響應。7月,他們在醫院嚴密監控下進行了一周的試藥觀察,未發現該提取物對人體有明顯毒副作用。為了充分顯示青蒿素的抗瘧療效,科研團隊又在中藥所內補充5例增大劑量的人體試服,結果受試者均情況良好。
得到肯定答案,屠呦呦準備帶著藥物赴海南開展臨床實驗。這時,她的愛人李廷釗被下放到云南“五七干校”,她只得把孩子寄放托兒所,后來又送回老家。
兒女情長,在國家需要和集體榮譽面前,只能拋卻。
為了取得一手資料,屠呦呦不是泡在實驗室,就是奔走在瘧區。“在那個時候,絕對是事業第一,生活是要為事業讓路的。”提起當年的經歷,屠呦呦說:“當時大家都是這么走過來的。”
1972年8月至10月兩個月內,屠呦呦和同事們帶著制備好的藥物奔赴海南昌江瘧區,與正在那里工作的針灸研究所臨床醫療隊會合。他們頂著高溫跋山涉水,馬不停蹄尋找病人。
從間日瘧到惡性瘧,從微小劑量到中等劑量再到較大劑量,從免疫力較強的本地人再到缺少免疫力的外來人口……初次臨床,慎而又慎,科研人員根據自身試服經驗,在用藥劑量、病患篩選等方面費盡思量。
為確保用藥劑量,屠呦呦親自給病人喂藥、測體溫,并守在床邊觀察病情、詳細了解血片檢查后的瘧原蟲數量變化等情況。
最終,課題組在海南完成了21例臨床抗瘧療效觀察任務,瘧原蟲全部轉陰,臨床效果令人滿意。同時他們還在北京302醫院驗證了9 例,均有效。
1972年11月8日青蒿素誕生后,課題組花了半年左右時間拿到青蒿素純品100余克,其中一部分制備成為臨床觀察用藥。
1973年8月10日至9月22日,制成的青蒿素片劑被送往海南瘧區進行臨床觀察。首先觀察了青蒿素治療外來人口惡性瘧疾5例,結果1例有效;2例血中瘧原蟲數量有所降低,因患者心律有期前收縮而停藥;2例無效,效果不夠理想。
首次臨床觀察出師不利,大家十分意外:青蒿素的純度沒問題,動物實驗的數據沒問題,難道是劑型出了問題?等海南的同志將片劑寄回北京,大家迫不及待地拆開信封,這才發現藥片很硬,很難碾碎。
“是崩解度出了問題,影響了藥物吸收。”經過分析判斷,屠呦呦親手將寶貴的青蒿素原粉裝入膠囊,由中國中醫科學院中藥所原副所長章國鎮親自攜藥趕赴海南疫區。
從9月29日抵達海南至10月15日驗證季結束,共收集到3例病人。屠呦呦和同事們翹首以盼、度日如年。終于,結果顯示:3例外來人口間日瘧全部有效,未見明顯副作用。這是青蒿素的首次臨床使用,說明屠呦呦課題組所得到的青蒿素就是青蒿中抗瘧的有效成分。
科研爭分奪秒,成果來之不易!
回憶那段攻堅期,李廷釗很“心疼”妻子:“那時候,她腦子里只有青蒿素,回家滿身都是酒精味,還得了中毒性肝炎。”
屠呦呦的肝炎并非試藥所致,而是乙醚毒害。鐘裕蓉回憶,當時需要制備大量的青蒿乙醚中性提取物,但由于藥廠停工,科研人員只能從家中搬來存水用的大缸儲存乙醚,自己動手用漏斗分液提取。 “乙醚對身體有危害,當時設備設施都比較簡陋,沒有通風系統,更沒有實驗防護,大家頂多戴個紗布口罩。”姜廷良說。
日復一日,科研人員除了頭暈眼脹,還出現鼻子出血、皮膚過敏等反應。
后來,實驗室的人員大多病痛纏身。鐘裕蓉的喉嚨下面長了腫瘤,可是回憶當年,她依然很激動:“我是屠呦呦親自點將,能夠在30歲的時候,參加這么偉大的項目,我非常高興,也很滿足。”
對于這些生在舊時代、長在新中國的科學工作者,他們對祖國的貧弱落后體會尤深,對科技的進步強大熱切期盼。“523”,是他們唯一的信念和動力。
在歷時多年的抗瘧突擊戰中,北京、山東、四川、云南、江蘇、廣東、廣西、海南等多家科研機構奮力攻關,協同作戰。有效粗提取物確定、青蒿素含量測定和結構測定、提取工藝研究、結晶提取、藥理毒理試驗、結晶臨床驗證、資源調查、藥物制劑……每一個環節,都浸透著科研工作者的汗水;每一個發現,都凝聚著團結拼搏的精神。
經過中國科研人員的不懈努力,新一代抗瘧藥物最終誕生!
2011年9月,美國拉斯克臨床醫學獎委員會為屠呦呦寫下的獲獎理由是“因為發現青蒿素--一種用于治療瘧疾的藥物,挽救了全球特別是發展中國家數百萬人的生命”。
“獲不獲獎不重要,我們到底奮斗出來了,把老祖宗的精華通過現代藥學給發掘出來,這是我最感欣慰的。”屠呦呦說。
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成功,歸于集體:“這是中國的驕傲,也是中國科學家的驕傲。”
云散云聚,非洲大陸東部的肯尼亞轉眼又進入了雨季。然而,長期生活在這里的人們都知道,雨季來了,患瘧疾的風險也隨之增加--這是肯尼亞及非洲許多國家的人們每天都要面對的挑戰。
在肯尼亞的瘧疾重災區奇蘇姆省,有個小姑娘叫科泰新。這個名字在肯尼亞人的字典上找不到,卻是中國生產的青蒿素抗瘧藥的名字。
1995年,小姑娘的媽媽懷孕時得了瘧疾。如果用傳統的奎寧或者氯喹治療,即使母親能活下來,胎兒也很容易流產或致畸。在用中國的青蒿素抗瘧藥“科泰新”治療后,奇跡出現了,不僅媽媽平安無事,孩子也健康地生了下來!媽媽一遍一遍親吻孩子,給她取名“科泰新”,讓她永遠不忘記中國藥的救命之恩。
根據世衛組織的統計,全球有20多億人生活在瘧疾高發地區--非洲,東南亞,南亞和南美。自2000年起,撒哈拉以南非洲地區約2.4億人口受益于青蒿素聯合療法,約150萬人因該療法避免了瘧疾導致的死亡。
“青蒿素的發現讓非洲受益極大,相關的藥物受到熱烈歡迎,它讓非洲的防瘧工作取得了巨大進步,為近年來非洲人民尤其是兒童、孕婦死亡率的降低作出了巨大貢獻。”7年前在剛果(布)第一次感染瘧疾的世界衛生組織非洲區主任莫埃緹用親身經歷贊嘆青蒿素的療效。
古老的“中國小草”釋放了令世界驚嘆的力量。
1981年10月,在北京召開的國際會議上,屠呦呦所作的關于《青蒿素的化學研究》的報告,引起世界衛生組織專家的極大興趣,并認為“這一新的發現更重要的意義是在于將為進一步設計合成新藥指出方向”。
1986年,中醫研究院中藥研究所研制的青蒿素類抗瘧藥,獲得衛生部實施新藥審批辦法以來的第一個新藥證書。
1992年,發現于1973年的雙氫青蒿素獲得新藥證書,并轉讓投產,商品名叫“科泰新”,廣泛用于各種瘧疾的治療。
為進一步提高藥效,中國科學家還研制出青蒿琥酯、蒿甲醚等一類新藥。其中,青蒿琥酯制注射劑已全面取代奎寧注射液,成為世界衛生組織強烈推薦的重癥瘧疾治療首選用藥,在全球30多個國家挽救了700多萬重癥瘧疾患者的生命,且主要為5歲以下兒童。
2015年,諾貝爾獎委員會的頒獎詞給予屠呦呦及青蒿素大段篇幅:屠呦呦是第一個發現青蒿素對殺死瘧疾寄生蟲有顯著療效的科學家。青蒿素不管是在受感染的動物抑或受感染病人身上都有顯著療效。青蒿素能在瘧疾寄生蟲生長初期迅速將其殺死,這也能解釋它在對抗嚴重瘧疾上的強力功效。全世界每年感染瘧疾的病人接近2億。目前青蒿素已被廣泛用于所有瘧疾肆虐的地區。當青蒿素被用于綜合療法時,它能夠降低瘧疾的總死亡率20%,降低兒童瘧疾死亡率30%。僅在非洲,這就意味著每年超過10萬人因此得救……
“作為一個科學工作者獲得諾貝爾獎是個很高的榮譽。”屠呦呦說:“青蒿素研究成功是當年研究團隊集體攻關的成績,是中國科學家集體的榮譽,也標志中醫藥研究科學得到國際科學界的高度關注,是一種認可,這是中國的驕傲,也是中國科學家的驕傲。”
的確!青蒿素的研究歷程既飽含著屠呦呦等一批科研工作者的心血汗水,也離不開全國上下一盤棋的協作支撐。
青蒿素鑒定書有這樣的記載:1972年以來,全國十個省、區、市用青蒿制劑和青蒿素制劑在海南、云南、四川、山東、河南、江蘇、湖北以及東南亞等惡性瘧、間日瘧流行地區,進行了6555例臨床驗證,用青蒿素制劑治療2099例。
藥物的研創,要經歷從選題立項到確立技術路線,從藥材選取到提取化合物,從藥理、毒理到臨床研究的漫長過程。如此龐大的系統工程,即使在今天,也要依靠多方面的協同。
中國中醫科學院院長張伯禮說:“青蒿素就是幾十家科研機構,幾百位科學家共同奮斗的歷程。舉國體制在當年困難的條件下發揮了極大作用,這種團隊精神永遠不會過時!”
成功,歸于集體,屬于祖國!屠呦呦的真摯表達,展現著一代科學工作者的樸素情懷。那些知道和不知道姓名的人們,如同“沒有花香,沒有樹高”的小草。他們的貢獻,都值得被歷史銘記。
85年前,屠呦呦的父親從《詩經》“呦呦鹿鳴,食野之蒿”的詩句中為她取名,誰料想她真的同蒿草結下生命之緣。
在大半生的拼搏與奮斗中,屠呦呦降伏了青蒿這株平凡而又奇特的小草,而這小草,也仿佛感知著她的人生理想,迸發出造福人類的偉大能量。
青蒿素發現已經40多個春秋,如今年過八旬的屠呦呦,仍然活躍在科研崗位上,為擴大青蒿素類藥物適應癥研究操勞著,為合理使用青蒿素類藥物遏制抗藥性的產生奔波呼吁著。
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