發現青蒿素她入選BBC"20世紀最偉大科學家

9月29日,中華人民共和國國家勳章和國家榮譽稱號頒授儀式在人民大會堂隆重舉行。國家主席習近平為于敏、孫家棟、袁隆平、黃旭華、屠呦呦頒發了"共和國勳章"。

今天我們要介紹的就是"共和國勳章"的獲得者、我國首位獲得諾貝爾科學獎項的本土科學家、國家最高科學技術獎獲得者——屠呦呦。

大國脊樑 | 發現青蒿素她入選BBC

屠呦呦 圖片來源人民日報

榮譽加身的背後,是她在科研崗位上幾十年如一日的默默堅守。她的研究幫助數百萬人挽回了生命,讓人類與瘧疾這場持續千年的戰爭,開啟了嶄新的征程。如果以拯救了多少人的生命來衡量一個科學家的偉大程度,那麼她一定是人類歷史上最偉大的科學家之一。

2019年年初,英國BBC新聞網新版塊"偶像(ICON)"欄目發起"20世紀最偉大人物"評選。在其公佈的"科學家篇"名單中,屠呦呦成功進入候選人名單。她不僅是科學領域中唯一在世的候選人,也是所有28位候選人中唯一的亞洲人。

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屠呦呦獲諾貝爾生理學或醫學獎 圖片源於時代週刊

學醫藥的志向

1930年12月30日,屠呦呦於出生於浙江省寧波市開明街508號。她是家裡5個孩子中唯一的女孩,備受家人的喜愛。16歲的屠呦呦不幸感染肺結核被迫休學在家兩年。1951年,未滿21歲的她考入北京大學藥學系(1952年在院系調整後改為北京醫學院) 。

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少女時代的屠呦呦 圖片來源知識就是力量

小時候的屠呦呦經常喜歡跟著父親在書房看哪些配有插圖的中醫藥書籍。很難說這些經歷對屠呦呦沒有產生影響,1951年她考入北京大學藥學系。

1955年,畢業後的屠呦呦被分配到衛生部中醫研究院(現中國中醫科學院)中藥研究所工作。1959年,屠呦呦開始系統學習中醫藥知識,脫產參加衛生部組織的"中醫研究院西醫離職學習中醫班第三期"。這些學習為她後來參與抗瘧藥的研究從中藥中尋找抗瘧藥奠定了基礎。

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屠呦呦與老師樓之岑(著名生藥學家)圖片來源知識就是力量

神秘代號"523"

20世紀60年代越南流行抗氯喹惡性瘧,傳統的抗瘧藥奎寧、氯喹等對這種惡性瘧已不再有效,數以千萬計的瘧疾患者的治療難題擺在眼前。

時值越南戰爭疾病引起部隊嚴重減員。中國應越南之請,1964年起就在軍內開展了抗瘧藥的研究。

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科研人員在越南調研

國家科委和總後勤部於1967年5月23日~5月30日在北京召開了全國協作會議,決定成立"523"辦公室,組織全國七大省市、幾十個單位共同攻關,利用現代科學技術方法篩選新化合物、挖掘中草藥以尋找抗瘧新藥。

擔任中藥所課題組組長

1969年1月,中藥研究所接受抗瘧藥研究任務,屠呦呦成為了藥物篩選課題組組長。屠呦呦從系統收集整理歷代醫籍、本草、民間方藥入手,在收集2000餘方藥基礎上,以中醫研究院革委會業務組名義編寫了640種藥物為主的《瘧疾單秘驗方集》。

當年7月,在523辦公室的安排下,中藥所派屠呦呦與組員餘亞綱、郎林福前往海南進行篩選的藥物胡椒以及辣椒加明礬進行臨床驗證,後因臨床效果不好而終止。

1970年,課題組成員篩選了120餘個樣品進行動物模型篩選,其中有青蒿,抑制率在60%-80%,但由於當時青蒿的篩選結果並不顯著而未得到重視。當年9月,藥物篩選工作也因人力不足等原因而停滯。

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各地區瘧疾防治研究領導小組、辦公室負責同志座談會合影

為了更好的開展工作,她將小孩送回老家照顧

1971年5月21日~6月1日,全國瘧疾防治研究工作座談會在廣州召開,會議之後,中醫研究院組成了以臨床研究、理論根據研究以及藥物篩選三個研究小組。屠呦呦繼續擔任藥物篩選小組組長,小組配備有另外三名成員,後又陸續調入了其他幾名成員,並且在其他單位的幫助下建立了自己的鼠瘧動物實驗模型。

為了更好的開展工作,由於丈夫李廷釗被下放到"五七幹校"、兩個孩子無人照看,屠呦呦就把自己4歲的大女兒送到託兒所全託班,小女兒送回寧波老家由老人照顧,自己則全身心投入抗瘧中草藥的研發。

揭開第191號青蒿提取物的秘密

1971年7-8月,重新組建的屠呦呦研究小組又對胡椒提取物等進行100多個樣品篩選的實驗研究工作之後,由於其對瘧原蟲的抑殺作用不理想,不得不再考慮選擇新的藥物,同時又復篩以前顯示較高藥效的中藥,青蒿就是在這一輪篩選中脫穎而出的,只不過並非一篩青蒿就立竿見影,這個過程也很曲折。

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植物黃花蒿

之前也有種種關於屠呦呦從東晉葛洪《肘後備急方》中將青蒿"絞汁"用藥的經驗,從"青蒿一握,以水一升漬,絞取汁,盡服之"截瘧,悟及其有效成分可能有忌高溫或酶解而得到靈感的傳說。

其實,從當時的檔案記載來看,這個過程並非一帆風順。這期間有哪些艱難的故事呢。

自1971 年7 月份以後,他們初步篩選了中草藥單、複方一百多種,青蒿也在其中。先是發現青蒿的水煎劑無效,95% 乙醇提取物的效價只有30%~40%,復篩時從本草和民間的"絞汁"服用的說法中得到啟發,考慮到有效成分可能在親脂部分,於是改用乙醚提取,這樣動物效價才有了顯著的提高,使青蒿的動物效價由30%~40% 提高到95% 以上。

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523科研人員下連隊進行藥物試用觀察

根據檔案顯示,在1971年7-12月間,7月26日篩選(序號16)青蒿抑制率12%,9月1日(序號114)青蒿醇抑制率40%,10月4日191號首次青蒿乙醚提取物出現99%的抑制率,第201,205,277,278,281,307,345,347等均為青蒿的樣品,抑制率都為99%及以上。

後來進一步提取,小組去除其中無效又比較集中的酸性部分,得到有效的中性部分。在1971 年12 月下旬,用乙醚提取物與中性部分分別進行了猴瘧實驗,結果與鼠瘧相同。

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屠呦呦在做實驗 圖片來源知識就是力量

這個結果讓屠呦呦小組無比興奮,但後面還有很多挑戰在等待著他們,比如這個藥對鼠瘧、猴瘧有效,對人體是否有效?又比如它是否有毒副作用?它的有效成分是什麼?等等一個個現實的問題擺在眼前。

不畏艱難,以身試藥

就在他們進行青蒿乙醚提取物的中性成分進行實驗觀察時,圍繞粗提物的毒性出現了爭議。有病理室的老師提出這個藥物對狗有一定的毒副作用,北京中醫學院病理組的專家也給出了一樣的結論。但時間已經到了1972年6月份,523任務制定的現場做臨床觀察的最佳季節馬上要到了。

屠呦呦和組員們非常著急。他們又請了其他幾個單位的專家來進行判斷,看過病理切片後,專家認為不一定是藥物的毒副作用引起的病變,建議再做一次毒性試驗。

於是從6月底開始,他們又重複做了一次毒性試驗,與此同時為了讓青蒿乙醚中性提取物儘快用於臨床,中藥所同步開展了人體試服。

屠呦呦與組裡的郎林福、嶽鳳仙3人自告奮勇進行了人體試服,結果重複的毒理實驗結果以及健康人體試服結果均顯示青蒿乙醚中性提取物未出現明顯的毒副作用。他們終於可以開展臨床觀察了。

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屠呦呦在實驗室 圖片來源知識就是力量

1972年8月開始,屠呦呦親自帶著他們提取出來的青蒿乙醚中性提取物前往海南昌江地區進行臨床驗證,後又在北京302醫院驗證了部分病例。結果表明青蒿的乙醚提取中性部分對瘧疾(包括惡性瘧)治療是有效的。

尋找到有效的救命單體成分

1972年,屠呦呦小組成員從該有效部分中分離得到抗瘧有效單體,命名為青蒿素Ⅱ,其他參與523任務的單位山東省中醫藥研究所、雲南省藥物研究所也分離出"黃花蒿素"和"黃蒿素",後統一為青蒿素。

在523辦公室的有效管理與協調下下,經多個單位的共同協作證實青蒿素為一具有"高效、速效、低毒"優點的新結構類型抗瘧藥,對各型瘧疾特別是抗藥性瘧疾有效但是用後其"復燃率"很高,而且只能口服。

復燃是指病人症狀有效或已經痊癒,但尚未達到康復的標準之前,症狀又發生惡化,或在治療有效的6~9個月之內,病情又加重,稱為復燃或症狀復燃。

為解決青蒿素生物利用度低、復燃率高、以及溶解度小而難以製成注射劑液用於搶救嚴重病人的問題,全國"523辦公室協調將青蒿素結構改造的任務下達給中國科學院上海藥物研究所等單位。

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青蒿素注射液等藥物

1980年代初,在上海藥物研究所、桂林製藥廠、廣州中醫藥大學等單位科研人員的努力下,青蒿素類單藥蒿甲醚、青蒿琥酯相繼問世。1985年屠呦呦等組織單位協作開始了另一個青蒿素類單藥——雙氫青蒿素及其片劑的開發研究工作,於1992年獲新藥證書(92衛藥證字X-66、67號),並於當年平被評為 "全國十大科技成就"。

為了進一步提高療效,縮短療程,延緩抗藥性的產生,中國科學家在523項目成功開發青蒿素衍生物和新化學合成抗瘧新藥的基礎上,相繼發明了蒿甲醚本芴醇複方(Coartem),還有雙氫青蒿素磷酸哌喹複方(Artekin),青蒿素磷酸萘酚喹複方(Arco)、複方哌喹片(CV8)青蒿素—哌喹片(Artequick)等。

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本芴醇生產車間照片

青蒿素類抗瘧藥組成複方或聯合用藥(ACTs)已在全球瘧疾流行地區廣泛使用,據不完全統計,至今這些中國發明的藥物已在世界範圍內救治了二十多億人,挽救了數百萬人的生命。這些複方或聯合用藥絕大多數是以中國523項目中的中西藥研究成果為基礎的, ACTs療法已被WHO確定為全球治療瘧疾必須使用的首選用藥方法。利用青蒿素類藥複方加服小劑量的伯喹治療現症病人,以阻止瘧疾傳播的技術也被WHO所確認和推薦。

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2006年40噸蒿甲醚車間內景

正是因為有了源於中國發明的ACTs藥品,瘧疾患者不再因為死亡而恐懼,才有了全球當今遏止瘧疾的成效,也讓青蒿素髮現後40年時得到了諾貝爾獎的青睞,這些藥物背後的科學家除了發現青蒿素的諾獎得主屠呦呦外,還有很多其他的科學家比如蒿甲醚發明人李英等,青蒿琥酯發明人劉旭,本芴醇的發明人鄧蓉仙和滕翕和等,複方蒿甲醚的發明人周義清和寧殿璽等,CV8和Artekin的發明人李國橋等。

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青蒿琥酯等藥物

正是一個個為祖國奮鬥過的科學家團體,組成了大國的脊樑,讓中華民族昂首挺胸,屹立於世界民族之林!

屠呦呦簡介:

1930年出生於浙江省寧波市;

1955年畢業於北京醫學院(現北京大學醫學部)藥學系;畢業後分配到衛生部中醫研究院(現中國中醫科學院)中藥研究所工作至今,

1979年獲得全國三八紅旗手榮譽稱號;

1994年被授予十傑婦女稱號;

1995年國務院授予全國先進工作者稱號;

2002年被授予首屆新世紀巾幗發明家稱號;

2003年榮獲第十四屆全國發明展覽會金牌;

2003年獲泰國瑪希頓皇家醫學貢獻獎;

2011年獲得拉斯克-狄貝基臨床醫學研究獎;

2012年獲得全國三八紅旗手榮譽稱號;

2015年榮獲諾貝爾生理或醫學獎,成為中國本土首個自然科學諾貝爾獎獲得者,以及

獲哈佛大學醫學院華倫•阿爾波特獎;

2017年獲2016年度國家最高科學技術獎;

2018年被授予屠呦呦同志改革先鋒稱號,被頒授改革先鋒獎章;

2019年被授予"共和國勳章"、入選福布斯中國科技50女性榜單、入圍英國廣播公司(BBC)"20世紀最偉大科學家"。

屠呦呦(1930.12-)

藥學家

國家最高科學技術獎獲得者

共和國勳章獲得者

諾貝爾生理或醫學獎獲得者

作者簡介:黎潤紅,北京大學醫學人文學院助理研究員

參考文獻:

1、 《繼承與創新:五二三任務與青蒿素研發》,中國科學家書出版社

2、 《辛酸與榮耀——中國科學的諾獎之路》,北京大學出版社

3、 《呦呦有蒿》,中國科學家書出版社

4、 《"523"任務與青蒿素研發訪談記錄》,湖南教育出版社

5、 本文圖片來源於老科學學術成長資料採集工程(除備註外)


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