林上揚(yáng)
在筆者這個(gè)理科生的字典里,諾貝爾獎(jiǎng)一概被劃歸到“高大上&看不懂”那一類(lèi),比如讓楊振寧和李政道共同獲得1957年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的“弱相互作用中宇稱(chēng)不守恒定律”,13個(gè)字,每個(gè)字筆者都認(rèn)識(shí),但組合到了一起,筆者就只能說(shuō):白天不懂夜的黑~
所以,當(dāng)親愛(ài)的屠奶奶獲得2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)時(shí),筆者瞬間就激動(dòng)起來(lái)了!背誦“呦呦鹿鳴,食野之蒿”的事讓文科生們做去,理科生們,就讓我們來(lái)看看用高中的知識(shí)就可以理解的青蒿素和瘧原蟲(chóng)的那些事兒吧!
是青蒿,還是黃花蒿
青蒿與黃花蒿
青蒿是一年生草本植物。幼時(shí)呈綠色,葉互生,香氣特異,味微苦。
黃花蒿又名臭蒿,此蒿與青蒿相似,但此蒿色綠帶淡黃,氣辛臭不可食。
有些戲劇性的是,提取抗瘧青蒿素的原植物是植物學(xué)上的黃花蒿,而非人們常言的青蒿。常被醫(yī)書(shū)記載的青蒿,其實(shí)并不含有青蒿素。
詳細(xì)而明確地記載了黃花蒿藥用價(jià)值的醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)是李時(shí)珍的《本草綱目》,其首次將青蒿和黃花蒿分開(kāi)來(lái)記述。但遺憾的是,也是這本醫(yī)學(xué)名著,將黃花蒿的醫(yī)用功效錯(cuò)誤地歸功于青蒿。
在青蒿素被成功提取之后,醫(yī)學(xué)家們也曾經(jīng)希望將其定名為黃花蒿素,但限于《本草綱目》的巨大影響,最終未能實(shí)現(xiàn)。這也就造成了“青蒿”這一植物學(xué)名稱(chēng)和藥用名稱(chēng)并不統(tǒng)一的結(jié)果。
瘧原蟲(chóng)生活史
瘧疾的元兇是瘧原蟲(chóng),雖然叫“蟲(chóng)”,但瘧原蟲(chóng)其實(shí)是單細(xì)胞生物,其中共有四種瘧原蟲(chóng)能使人類(lèi)感染瘧疾。
能使人類(lèi)感染瘧疾的瘧原蟲(chóng)只有蚊子和人兩個(gè)宿主。攜帶瘧原蟲(chóng)的蚊子通過(guò)叮咬人而傳播,引起瘧疾寒熱往來(lái)發(fā)作。
圖說(shuō):上圖虛線(xiàn)左邊是瘧原蟲(chóng)在蚊蟲(chóng)內(nèi)的有性繁殖,右邊是瘧原蟲(chóng)在人體內(nèi)的無(wú)性增殖。簡(jiǎn)單地說(shuō)就是:
①蚊子叮人,瘧原蟲(chóng)的孩子們(子孢子)隨著蚊子的口水進(jìn)入人體。
②進(jìn)入人體后,瘧原蟲(chóng)先后寄生于肝細(xì)胞和紅細(xì)胞內(nèi),進(jìn)行裂體增殖。
③在紅細(xì)胞內(nèi),瘧原蟲(chóng)除了進(jìn)行裂體增殖,部分裂殖子還分化為配子體。
④當(dāng)雌性蚊子刺吸病人或帶蟲(chóng)者血液時(shí),在紅細(xì)胞內(nèi)發(fā)育的各期原蟲(chóng)隨血液入蚊胃,僅雌、雄配子體能在蚊胃內(nèi)繼續(xù)發(fā)育,其余各期原蟲(chóng)均被消化。
⑤發(fā)育成熟的雄配子體在蚊胃中與雌配子體結(jié)合形成合子,最后發(fā)育為成熟子孢子。
⑥當(dāng)受染蚊再吸血時(shí),子孢子即可隨唾液進(jìn)入人體,又開(kāi)始在人體內(nèi)的發(fā)育。
瘧疾有多可怕
瘧原蟲(chóng)的人生軌跡就這么單調(diào),蚊子→人→蚊子→人→蚊子……但由此造成的瘧疾卻與艾滋病、癌癥一起,被世界衛(wèi)生組織列為世界三大死亡疾病。
世界衛(wèi)生組織發(fā)布的《2013年世界瘧疾報(bào)告》中提到:2012年約有2.07億瘧疾病例(不確定范圍為1.35億至2.87億),有62.7萬(wàn)人死亡(不確定范圍為47.3萬(wàn)至78.9萬(wàn)人)。
在中國(guó),20世紀(jì)70年代初的瘧疾發(fā)病人數(shù)多達(dá)2400萬(wàn),到90年代后大幅縮小至數(shù)萬(wàn),近年來(lái)每年僅有數(shù)千人發(fā)病。醫(yī)療衛(wèi)生的普及、從青蒿中提取的青蒿素拯救了千萬(wàn)中國(guó)人。
快速、直接、廉價(jià)、副作用小的青蒿素
青蒿素的發(fā)明也給其他各國(guó)帶來(lái)了福音。從2007年中國(guó)與科摩羅政府聯(lián)合實(shí)施復(fù)方青蒿素快速清除瘧疾項(xiàng)目以來(lái),到2014年,科摩羅實(shí)現(xiàn)了瘧疾病例零死亡,發(fā)病人數(shù)下降了98%。
青蒿素對(duì)鼠瘧原蟲(chóng)紅內(nèi)期超微結(jié)構(gòu)的影響,主要表現(xiàn)為改變瘧原蟲(chóng)的膜系結(jié)構(gòu)。該藥首先作用于食物泡膜、表膜、線(xiàn)粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng),此外對(duì)核內(nèi)染色質(zhì)也有一定的影響。
青蒿素的作用方式目前尚不明確,推測(cè)可能是在患者攝取青蒿素的最早階段,青蒿素作用于食物泡膜,從而阻斷了營(yíng)養(yǎng),使瘧原蟲(chóng)較快出現(xiàn)氨基酸饑餓,迅速形成自噬泡,并不斷排出蟲(chóng)體外,使瘧原蟲(chóng)損失大量細(xì)胞質(zhì)而死亡。
小知識(shí):青蒿素的提取過(guò)程,從另外一個(gè)層面上說(shuō)明,中國(guó)古典醫(yī)書(shū)看似只是簡(jiǎn)單的敘述,卻飽含了博大精深的文化,其中的含義需要研習(xí)者慢慢領(lǐng)悟。
屠呦呦并非首位發(fā)現(xiàn)黃花蒿能治療瘧疾的人,她的最重要貢獻(xiàn)在于最早成功地從復(fù)雜的化學(xué)成分中,提取了青蒿素這一穩(wěn)定的化學(xué)成分。屠呦呦的成功,得益于《肘后備急方》所給予的靈感,書(shū)中收有一方:“青蒿一握,以水二升漬,絞取之,盡服之?!贝朔街校噍锏募逅幏绞讲皇亲畛R?jiàn)的煮,而是為“浸(泡)”,然后搗碎絞汁服用。正是因?yàn)轭I(lǐng)悟到該方為冷提方式,屠呦呦才改用乙醚提取青蒿素的方式(乙醚的沸點(diǎn)較低),并最終成功地將青蒿的化學(xué)成分——青蒿素穩(wěn)定提取出來(lái)。
從話(huà)題到試題
目前網(wǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了不少與屠呦呦及青蒿素相關(guān)的試題。如:
青蒿素是從植物黃花蒿的組織細(xì)胞中所提取的一種代謝產(chǎn)物,其作用方式目前尚不明確,推測(cè)可能是作用于瘧原蟲(chóng)的食物泡膜,從而阻斷了營(yíng)養(yǎng)攝取的最早階段,使瘧原蟲(chóng)較快出現(xiàn)氨基酸饑餓,迅速形成自噬泡,并不斷排出蟲(chóng)體外,使瘧原蟲(chóng)損失大量細(xì)胞質(zhì)而死亡。從以上論述中,不能得出的是( )
A.瘧原蟲(chóng)對(duì)外界食物的獲取方式主要是胞吞,體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動(dòng)性特點(diǎn)
B.細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞代謝的主要場(chǎng)所,如果大量流失,甚至?xí){到細(xì)胞生存
C.瘧原蟲(chóng)寄生在寄主體內(nèi),從生態(tài)系統(tǒng)的成分上來(lái)看,可以視為分解者
D.利用植物組織培養(yǎng)的方式,可以實(shí)現(xiàn)青蒿素的大規(guī)模生產(chǎn)
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