譚昭麟
兩千多年前的一個春天,一群來自周都鎬京的貴族興致勃勃地去郊游。廣闊的原野上,春光明媚,惠風和暢,遍地是青色的蒿草,鹿兒悠閑地吃草……面對此情此景,一位詩人詩興大發(fā),他讓眾人打著拍子,隨口吟唱出了一支小調(diào):呦呦鹿鳴,食野之蒿。我有嘉賓,德音孔昭。視民不恌,君子是則是效。我有旨酒,嘉賓式燕以敖。兩千多年過去了,這首名為《鹿鳴》的歌謠被人們代代吟詠,流傳至今。當年創(chuàng)作它的人不會想到,他寫下的這首詩歌,把一個人、一株植物以及一種疾病聯(lián)系在了一起。
1965年,胡志明親赴北京向毛主席尋求援助,其中一個請求就是“支援抗瘧藥物”。曾在中央蘇區(qū)染過瘧疾的毛主席深知其害:新中國成立前,全國有七成以上的縣,約3.5億人口受到瘧疾威脅,每年瘧疾感染人數(shù)超過3 000萬,就連駐守云南的解放軍部隊也時有瘧疾流行。深思熟慮之下,毛主席回答說:“解決你們的問題,也是解決我們的問題?!敝?,毛主席親自布置了研發(fā)抗瘧新藥的軍工任務(wù)。在這一背景下,“523” 瘧疾防治藥物研究項目于1967年啟動了。
然而,5年過去了,該研究西醫(yī)方向化學合成組遲遲未能取得進展,中醫(yī)方向的針灸小組也被證實無法有效治療瘧疾,中藥組雖然發(fā)現(xiàn)了鷹爪、常山等重點中藥,但它們有的毒性太大,有的有效成分太低,都不具備研究價值,抗瘧中藥的篩選工作遭遇瓶頸。此時,一位女科學家屠呦呦參與到了“523”項目中。屠呦呦1930年生于寧波,她的名字是父親從《詩經(jīng)》中取的?!斑线下锅Q,食野之蒿”,父親希望女兒能像小鹿一樣自由快樂。屠呦呦的父親或許不知道,女兒的一生將注定與青蒿結(jié)下不解之緣。
1969年,屠呦呦所在的中醫(yī)研究院中藥研究所參與了“523”項目。因為擁有中西醫(yī)研究背景,被她任命為“523”項目研究組組長,接過了尋找抗瘧藥物的接力棒。屠呦呦調(diào)查了兩千多種中草藥制劑,選出了640種可能治療瘧疾的中醫(yī)藥方,最后從200種草藥中注意到了青蒿這味中藥。東晉葛洪的《肘后備急方》首次記載了青蒿的抗瘧功能,李時珍的《本草綱目》則記載它能“治瘧疾寒熱”。
研究青蒿,屠呦呦要面臨的第一個問題頗有點哲學意味:證明此“青蒿”是彼“青蒿”。在我國幅員遼闊的土地上,蒿草有幾百個品種,但并不是所有的蒿草都對瘧疾治療有效。就算是中藥概念里的青蒿,也有邪蒿、豬毛蒿、茵陳蒿、牡蒿、南牡蒿等不同品種,而這些物種之間僅有細微的差別,就連專業(yè)人士也極難區(qū)分。究竟哪種才是葛洪和李時珍所描述的青蒿?
屠呦呦對我國不同地區(qū)市場上青蒿藥材的解熱、消炎、鎮(zhèn)痛、抑菌等作用進行了藥理研究,并對全國各地的青蒿品種進行了細致辨別,終于在重慶酉陽地區(qū)發(fā)現(xiàn)了一株富含有效成分的“真正青蒿”。她請著名植物分類學家吳征鎰教授進行鑒定,最終將其命名為菊科植物黃花蒿大頭變形,簡稱大頭黃花蒿。
屠呦呦發(fā)現(xiàn),大頭黃花蒿的有效成分只存在于新鮮葉片中,開花前葉片中的抗瘧活性物質(zhì)的含量最為豐富。不過,當用現(xiàn)代方法驗證青蒿提取物的抗瘧功能時,屠呦呦卻發(fā)現(xiàn)青蒿提取物對瘧原蟲的抑制率非常低,而且效果極不穩(wěn)定。為什么現(xiàn)代實驗方法得出的結(jié)論,與古籍中的記載相矛盾呢?
屠呦呦沒有灰心,她認為古籍中一定有什么重要線索被自己遺漏了。終于在1971年的一天,她從葛洪的《肘后備急方》中找到了靈感:“青蒿一握,以水二升漬,絞取汁,盡服之?!边@短短十五個字引發(fā)了屠呦呦的思考:葛洪提取青蒿的有效物質(zhì),為什么不使用傳統(tǒng)方法把青蒿煎湯,而強調(diào)使用絞汁的辦法呢?是不是為了避免青蒿中的有效成分在高溫條件下被破壞?
正是這個在屠呦呦心中一閃而過的念頭,讓她終于找到了發(fā)現(xiàn)青蒿素的鑰匙。1971年,屠呦呦用沸點只有53℃的乙醚成功提取了青蒿提取物。這一次,提取物對瘧原蟲的抑制率達到了100%。這是屠呦呦在經(jīng)歷了190次失敗后的第191次成功!
1972年3月8日,“523”項目在南京召開了全國研討會。屠呦呦在會上匯報了自己關(guān)于青蒿乙醚提取物的研究成果。屠呦呦的匯報受到了其他參會者的重點關(guān)注。山東省寄生蟲病研究所、云南省藥物研究所等科研單位相繼參與到青蒿素的研究中來,“523”項目小組馬上確定了青蒿素為抗瘧研究的攻關(guān)方向。
1972年7月,海南暴發(fā)瘧疾疫情。為了加快青蒿素的臨床試驗,屠呦呦和同事們住進北京東直門醫(yī)院,以身試藥。促使屠呦呦作出這一決定的除了為科學獻身的精神,還有她對自己工作成果的強烈自信。屠呦呦相信中醫(yī),相信自己對青蒿藥性的了解。對屠呦呦來說,青蒿素就像是自己的一個孩子,如果自己對青蒿素都沒有信心,又怎么能說服別人服藥呢?
經(jīng)過7天的人體實驗,屠呦呦親自證明了青蒿素是一種無毒無害的抗瘧良藥。出院后,屠呦呦又立刻帶著實驗室趕制出來的青蒿素親赴海南疫區(qū),進行臨床試驗,結(jié)果令人振奮:青蒿素對30例病人全部有效。
但是,屠呦呦深知做到這一步還不夠,為了讓全世界都承認我國的研究成果,她必須盡快確定青蒿素這一化合物的化學結(jié)構(gòu)。1973年,屠呦呦帶著青蒿素找到了中科院上海有機化學研究所的周維善,請他對青蒿素的化學結(jié)構(gòu)進行測定。周維善不負眾望,經(jīng)過一系列艱苦卓絕的工作,于1975年成功給出了青蒿素的化學結(jié)構(gòu)式,這是一個非常罕見的含有過氧基團的倍半萜內(nèi)酯結(jié)構(gòu),而且結(jié)構(gòu)中不含氮元素。
此前西方醫(yī)學界一致認為:“抗瘧化學結(jié)構(gòu)不含氮就無效”,因為氯喹類藥物的有效成分都含氮元素??墒侵芫S善發(fā)現(xiàn)的青蒿素結(jié)構(gòu)中偏偏不含氮。在科學權(quán)威面前,屠呦呦和周維善并沒有對自己產(chǎn)生質(zhì)疑。他們認為,一定是青蒿素中的其他化學結(jié)構(gòu)發(fā)揮了抗瘧活性。經(jīng)過一系列復雜的化學實驗,周維善終于證明青蒿素分子結(jié)構(gòu)中的過氧基團正是青蒿素殺滅瘧原蟲的有效成分。至此,再也沒有人能質(zhì)疑青蒿素的有效性了。1978年,中國“523”項目工作組正式向世界宣告,青蒿素誕生了。
很快,以青蒿素為基礎(chǔ),雙氫青蒿素、蒿甲醚、青蒿琥酯等青蒿素衍生物被各科研院所迅速開發(fā)出來,構(gòu)成了青蒿素類藥物家族。不同于氯喹類藥物,青蒿素類藥物家族中有一種雙氫青蒿素。與青蒿素相比,雙氫青蒿素多了一個氫原子構(gòu)成羥基。有了這個羥基,科學家就可以在雙氫青蒿素的分子結(jié)構(gòu)上任意增加側(cè)鏈,合成各種衍生物,這些衍生物具有更高的抗瘧活性,同時還能保證瘧原蟲不產(chǎn)生耐藥性。例如,在雙氫青蒿素的基礎(chǔ)上合成的蒿甲醚、青蒿琥酯等衍生物,其藥效比青蒿素高10倍,而且更速效、更安全。因此,青蒿素類藥物迅速成為世界各國的抗瘧一線藥。
據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計,自2000年起,僅撒哈拉以南的非洲地區(qū)就有2.4億瘧疾患者接受了青蒿素聯(lián)合療法,其中150萬人因青蒿素免于死亡。
2011年9月23日,素有諾貝爾獎風向標之稱的國際醫(yī)學大獎——拉斯克獎臨床研究獎被全票通過頒發(fā)給了屠呦呦,以表彰她為挽救數(shù)百萬瘧疾患者所作的巨大貢獻。2015年10月5日,屠呦呦榮獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎,以表彰她“在寄生蟲疾病治療研究方面取得的成就”。屠呦呦成為首個獲得諾貝爾科學獎的中國本土科學家,她在領(lǐng)獎臺上將榮譽歸功于“523”項目集體,以及傳統(tǒng)中醫(yī)這一“偉大寶庫”。2017年1月9日,屠呦呦獲得國家最高科學技術(shù)獎。
從金雞納霜到青蒿素,人類在與瘧疾上千年的斗爭中做出了無數(shù)卓越的工作,青蒿素是一座里程碑,但不會是終點。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計,時至今日,全世界仍有20億人口生活在瘧疾流行區(qū),其中10億人口居住在瘧疾高風險區(qū)。瘧疾仍然是發(fā)展中國家最主要的傳染病之一,目前全球每年暴發(fā)瘧疾病例3~5億,死亡人數(shù)估計為100萬到200萬人,主要是非洲兒童??梢灶A料的是,瘧疾雖然無法像以前一樣大規(guī)模興風作浪,但仍會與人類長久相伴。如何控制和消滅傳瘧按蚊?如何遏制惡性瘧對青蒿素產(chǎn)生耐藥性?在今后的“抗瘧戰(zhàn)爭”中,人類仍然任重而道遠。