百家爭鳴丨我們認為的青蒿素歷史
?屠呦呦在獲頒諾獎時發表演講,其中特别致謝了五二三項目組研究成員和全國協作單位。
編者按:
中國獲得第一個自然科學諾貝爾獎的工作青蒿素研究,其歷史有不同說法。科學的歷程,並非風平浪靜,可能出現多種情況。在科學發現之後,出現對科學史的記憶或理解不同也非罕見。有些科學史很快有結論,有些科學史很難下結論。抗瘧藥物青蒿素是我國在1970年代的發現,造福人類。但參與的科研人員對青蒿素髮現過程中個人作用的大小有不同的看法。在五二三項目成立50周年之際,《知識分子》接到來稿,作者曾美怡、李澤琳、 李國橋、周鐘鳴都是當年親歷青蒿素及其相關研究的一線科研人員,文章提到比較多的人名。作者們表示:「我們想這恐怕是最後的機會,讓公眾能夠看到當年參與此研究過程的一些主要人物,後也經多位老師們的修改。」他們的材料值得被科學史記載,他們的看法值得討論。《知識分子》秉承建設中國理性社會的精神,不偏不倚地刊登不同科研人員的意見,歡迎科研人員回憶和記載自己參與的歷史,至於對歷史的理解,人們可以在有充分的——即使是矛盾的——史實基礎上,得出自己的結論。
撰文丨曾美怡【1】、李澤琳【1】、李國橋【2】、周鐘鳴【1】
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1969年初,中醫研究院中藥研究所(簡稱中藥所)受邀參加523任務,由中藥所化學室的屠呦呦擔任組長,組員為余亞綱。屠呦呦選取中藥提取物,送軍事醫學科學院做鼠瘧篩選,其中胡椒、辣椒加明礬的提取物抑制率較高,於同年7-10月在海南島臨床試驗44例,兩者各僅1例原蟲轉陰,證明無效[1]。1970年初屠呦呦被調去執行審干任務,但仍任課題組組長,余亞綱獨自進行篩選工作。為避免盲目篩選,他查閱大量中醫治療瘧疾的方葯,選擇出現頻率最高的8種單葯,包括烏梅、烏頭、青蒿、鱉甲等進行乙醇提取,並於1970年6月以「523組」的名義整理出《中醫治瘧方、葯文獻》[2]。其時,全國523辦公室派軍事醫學科學院顧國明到中藥所與余亞綱一起從事化學提取工作,由顧國明送軍事醫學科學院五所焦岫卿進行鼠瘧效價試驗。據焦岫卿回憶,「1970年,我在所里從事抗瘧葯篩選和藥效評價工作。顧國明從中醫研究院中藥所帶來青蒿提取物樣品進行粗篩效價較高,經重複試驗原蟲抑制率穩定在90%以上(具體劑量記不清了)」,「當時凡外單位樣品(試)驗結果,發報告給原單位,本所不存檔」[3](顧國明回憶是「發現青蒿有一定的抗瘧作用,大概為60-80%的抑制率」[4]),從時間推算應該是焦岫卿1970年5月抵達海南瘧疾現場之前做的實驗,這是首次得到青蒿提取物的鼠瘧抑制率高於其它篩選藥物的結果,是余亞綱和顧國明、焦岫卿的貢獻。余亞綱向組長屠呦呦做了彙報。屠呦呦於1970年9月才將青蒿列入篩選計劃[5]。9月,余亞綱被調離課題組,顧國明也因此返回原單位。1970年9月~1971年5月該課題組的研究工作處於停滯狀態[1]。後調查證實,含抗瘧成分青蒿素的北京市售中藥青蒿其原植物為菊科植物黃花蒿(Artemisia annua L.)。
1971年6月在衛生部催促下,中藥所再度任命屠呦呦為組長,先後吸收鍾裕蓉參加化學提取工作,郎林福和劉菊福負責鼠瘧試驗,篩選了百餘種中藥,結果都不理想,就又重新篩選青蒿,據屠呦呦在1972年3月在南京523召開的會議上介紹,「後來從本草及民間『絞汁』服用中得到啟發,使我們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」[6],從而證實青蒿的乙醚提取物的中性部分可以達到100%抑制率。1972年8-10月,屠呦呦和戴紹德把青蒿乙醚中性提取物(簡稱「醚中干」)進行臨床試驗,證實對間日瘧20例全部有效(海南現場11例,加302醫院9例),治療惡性瘧9例,7例有效[7]。發現青蒿的乙醚的中性提取物能治療惡性瘧是屠呦呦和戴紹德在青蒿抗瘧研究的貢獻。但是這個提取物是一種成分複雜的膏狀物,不能直接開發成質量可控的藥物,必須分離出其中的有效成分,鑒定其化學結構,研究其藥理、毒理等一系列特性,再通過臨床驗證才能將其開發成一種安全有效的新葯。
其組員倪慕雲將乙醚中性提取物進一步純化,用氧化鋁柱層析未得到任何值得注意的化學單體。1972年11月8日,其組員鍾裕蓉等參考了文獻報道分離中性成分的方法,採用硅膠柱層析的條件,從乙醚的中性提取物中分離出兩種針晶,經藥理室的葉祖光證實針晶Ⅱ對鼠瘧抑制率為100%[8a],由此肯定其為青蒿抗瘧的有效成分,後中藥所稱之為「青蒿素Ⅱ」。這是鍾裕蓉和葉祖光的貢獻。
但由於中藥所用北京採購的原料中青蒿素含量低,和提取工藝不過關等原因,青蒿素Ⅱ的得量有限。1973年9~10月,進行了青蒿素Ⅱ的臨床試驗,其膠囊劑治療間日瘧3例全部有效,片劑治療惡性瘧5例僅1例有效,但第6天原蟲復燃[9],未能證明治療惡性瘧的療效。曾經認為是片劑的崩解度差,改用膠囊劑療效就無問題,但是膠囊劑只證明對間日瘧有效,在治療總劑量上,青蒿素Ⅱ(3~3.5克)和山東的黃花蒿素(後統稱青蒿素)(0.6~1.2克)及雲南的黃蒿素(後統稱青蒿素)(0.2~0.3克)相比,用量超過黃花蒿素或黃蒿素幾倍、甚至十倍以上。這可能與供臨床試驗用的青蒿素Ⅱ中含有的真正青蒿素太少有關[11a]。1974年,中藥所由於種種原因,未能再提取青蒿素Ⅱ,也未再進行臨床試驗[10]。
在中藥所青蒿素Ⅱ的研究工作受挫折時,1973年雲南省藥物所的羅澤淵和山東省中醫藥研究所魏振興受中藥所的啟示,分別從植物大頭黃花蒿和 黃花蒿分離到了黃蒿素結晶和黃花蒿素結晶(後統稱為青蒿素),1974年523辦公室委託廣州中醫學院的523小組李國橋等用雲南的黃蒿素進行臨床試驗,首次證明其在治療惡性瘧和鼻飼搶救兇險型瘧疾的速效和低毒作用優於當時的王牌抗瘧葯氯喹,並為1975年4月組織青蒿抗瘧研究全國大協作提供了重要依據[11a],這是羅澤淵和李國橋小組的貢獻。雲南省藥物所詹爾益和羅澤淵又進一步創立了工業分離提純黃蒿素的流程[12a],這是羅澤淵和詹爾益的貢獻。
1974年初,中藥所由於當時技術力量和設備的限制,先後派倪慕雲、劉靜明和樊菊芬與中科院上海有機化學研究所合作鑒定青蒿素化學結構,該所的吳照華負責具體研究,將青蒿素Ⅱ反覆重結晶至熔點穩定,重新進行元素分析,得到青蒿素正確的分子式並做了各種化學反應和波譜數據,確定了青蒿素分子中的關鍵基團(內酯基和過氧基)和屬杜松烷類倍半萜,但仍未能完全確定青蒿素的化學結構,這是上海有機所吳照華等和中藥所的參與人員所做的貢獻[11b]。1975年初,由於化學研究的青蒿素樣品供應不上,全國523辦公室安排雲南和山東兩地,為化學結構測定提供了一些純度較高的青蒿素結晶[12b]。
1975年3月,中國科學院生物物理所接受了523辦公室的邀請,參與研究青蒿素結構的任務。由中藥所提供青蒿素單晶和告知其分子式。生物物理所李鵬飛和梁麗用X-射線衍射晶體法,突破直接法難關,1975年11月確立了青蒿素的初始的晶體和分子立體結構,這是李鵬飛和梁麗的貢獻。梁麗在朱秀昌教授的幫助下查閱文獻,肯定青蒿素是一種新型的倍半萜內酯,遂以此為標題,1976年初,梁麗執筆,並在文中以電子云密度疊合圖佐證分子立體結構,署名青蒿素結構協作組,預定投稿《科學通報》[13]。中藥所倪慕雲利用此稿,加進了在上海有機所時的一些工作數據[8b],仍用梁麗所採用的標題和署名,此稿未經過生物物理所和上海有機所傳閱和討論,由中醫研究院向衛生部申請批准發表,後發表在《科學通報》1977,22(3):142。
李鵬飛不幸於1976年底因病去世,此後由梁麗負責,在上述研究的基礎上,引進最小二乘法,獲得青蒿素的精細結構,最後利用X-射線反常散射,於1977年底最後成功確定了青蒿素的絕對構型[13],這是梁麗及其同事的貢獻。
1975年4月523辦公室在成都召開全國十二省市和部隊的青蒿素抗瘧研究大協作會議,中藥所指派李澤琳參會。此前,中藥所黨委書記崔楷認為,1974年以來屠呦呦經常病休,於是重新任命劉靜明和李澤琳為中藥所523大組長,負責參與523項目的各科室之間的協調和對外聯繫。會議分配給中藥所的任務是承擔海南島和湖北省的臨床驗證,卻沒有青蒿素,遂由所長劉靜明帶隊,到雲南藥物所學習溶劑汽油提取方法,轉道四川重慶購買到優質青蒿運回北京,用雲南藥物所的方法提取到了約500克青蒿素,解決了臨床試驗之急需[14]。可見此時中藥研究所用的青蒿素已經不是青蒿素Ⅱ的原料和生產工藝,而是黃蒿素的原料和生產工藝。1975年11月,在523辦公室的支持下,中藥研究所出資並派譚洪根、崔淑蓮到四川省中藥研究所,就地取材,學慣用稀醇法提取青蒿素[15],得到數百克青蒿素粗晶,支持了臨床和科研所需。
1975~1977年,全國大協作完成了青蒿素口服和肌內注射劑治療瘧疾2099例(其中惡性瘧588例,間日瘧1511例)的臨床研究[16]。
青蒿素的化學結構鑒定為建立青蒿素質量標準提供了前提。1977年2月至9月,在523辦公室主持下,舉辦了兩期學習班,邀請全國15個單位的專業人員參加[11c],通過實地操作,交流經驗,認為南京藥學院為主建立的紫外分光光度法最為準確和易於操作,最後由廣州中醫學院沈璇坤、雲南藥物研究所羅澤淵、山東中醫藥研究所田櫻、中醫研究院中藥所曾美怡,在中國藥品生物製品檢定所嚴克東的參與下,共同改進了青蒿素的紫外分光光度測定方法和制定了青蒿素質量標準[17] ,這些集體的研究成果都成為後來中藥研究所申請批准新葯青蒿素栓時,提供原料葯青蒿素的基礎材料。
1979年9月,由衛生部申報青蒿素髮明獎勵,經國家科學技術委員會主任方毅簽發國家發明二等獎證書,向衛生部中醫研究院中藥研究所、山東省中醫藥研究所、雲南省藥物研究所、中國科學院生物物理研究所、中國科學院上海有機化學研究所和廣州中醫學院6個單位頒發了「抗瘧新葯—青蒿素」發明證書。1981年10月世界衛生組織瘧疾化療研究組聽取了我國科研人員對青蒿素的介紹,予以充分的肯定和很高的評價,但是當時我國既沒有新葯審批辦法,國內也沒有將青蒿素原料葯開發成一個具有固定劑型並符合國際要求的新葯,要使青蒿素進入國際市場發揮作用。還有艱巨的工作要做。1985年3月衛生部成立藥品審評委員會,並設立衛生部藥品審評辦公室(現為國家食品藥品監督管理總局藥品審評中心),負責藥品的藥學和臨床的技術審查,提出報告,審批權在衛生部。1985年7月1日頒布《新葯審批辦法》。
1982年中藥所523大組組長劉靜明和李澤琳提議,由劑型室沈聯慈牽頭,組織青蒿素栓的研究[11d],劑型室(沈聯慈、李榮生)負責製劑工藝和規格標準,供應臨床用藥;藥理二室李澤琳組(包括楊立新、葉祖光、聶淑琴、薛寶雲、戴寶強等)承擔藥效和毒理;藥理四室周鐘鳴組(包括王彥禮、孫曉淼等,聶淑琴參加部分工作)負責一期和二期臨床藥物代謝試驗。分析室曾美怡組(包括趙世善、付桂蘭、孟彬等)負責建立血葯濃度測定和栓劑含量測定方法。軍事醫學科學院五所的焦岫卿和寧殿璽協助完成猴瘧直腸給葯的藥效學實驗;最後共同完成了青蒿素栓的藥理、毒理、葯代動力學和建立青蒿素體液含量測定方法及栓劑質量標準的研究。廣州中醫學院李國橋也從臨床鼻飼給葯搶救患者的經驗提出開發栓劑的設想,並和郭興伯嚴格參照國際通用的GCP要求,完成青蒿素栓的一、二期臨床試驗及二期臨床葯代研究[18]。各專業的科研人員經過4年的努力和團結協作,青蒿素及其製劑按一類新葯的要求完成了全部研究。
中藥所青蒿素栓課題組按申報要求的內容,採用了當年523任務時中藥所和其他單位協作或以協作組名義公開發表的有關青蒿素理化數據、化學結構、規格標準等研究資料和課題組按要求完成的各項試驗內容作為原料葯青蒿素的申報資料。1986年10月中藥研究所獲得原料葯青蒿素新葯證書和青蒿素栓的新葯證書,青蒿素栓成為1985年我國頒布「新葯審批辦法」以後第一個批准的一類新葯[19,20]。應該指出,儘管是中藥研究所因申報青蒿素栓而取得了青蒿素新葯證書和青蒿素栓新葯證書,但是其中採用了全國各有關協作單位科研人員共享的研究成果。
衛生部於1985年頒布《新葯審批辦法》前,把青蒿素指導委員會重點開發的青蒿素栓、青蒿琥酯注射液和蒿甲醚注射液作為第一批一類新葯審批對象,這些葯必須按照《新葯審批辦法》的要求和規定申報新葯(國際簡稱NDA)。期間,世界衛生組織應我國衛生部的邀請,1982年派出專家實地講解工廠生產藥物的GMP規範要求;1983年,來華辦學習班,講學和示範葯代動力學實驗操作。國內兄弟單位交流特殊毒性試驗經驗。青蒿素及其衍生物的新葯開發,為我國培養了一支開發新葯的技術隊伍。
?1983年10月,WHO應邀派Dr.Horning 教授夫婦等4位專家來華,在中醫研究院中藥研究所舉辦青蒿素及其衍生物體液測定方法培訓班。E. Horning 教授(左三)、M.G. Horning教授(左五)、W.Bertsch教授(右一)、D.Butler教授(右三)及中方教員和翻譯人員黃教誠(左一)、曾衍霖(左二)、曾美怡(左四)、於毓文(右四)、李澤琳(右二)?M.G.Horning教授示範測定體液中青蒿素類藥物的樣品處理及葯代動力學操作要點
中藥研究所在青蒿素的發現的初始過程中有過突出貢獻,但是如果沒有在523領導小組及其後的青蒿素及其衍生物研究開發指導委員會組織全國大協作,是不可能單靠任何一個個人或單位能夠取得以後如此迅速和輝煌的成就,青蒿素的發現和研發歷史是當年在523領導小組和科研人員精心策劃,環環相扣的科研接力賽的真實寫照。
我們歡迎親歷者們提供原始資料和史實,幫助我們修改補充。
註:1.作者退休前為中國中醫科學院中藥研究所研究員;2.作者退休前為廣州中醫藥大學熱帶醫學研究所及青蒿研究中心教授。
本文原標題為《青蒿素的發現和青蒿素栓研發史實——紀念523項目五十周年》
參考文獻和資料:
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製版編輯:李 赫丨
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