主题：屠呦呦获得拉斯克奖 -- GPRS

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老大河待整

中国人发现抗疟新药青蒿素的经过---非常详实

始于1964年的越南战争，由于疟原虫对一些常用抗疟药已产生抗药性，战争双方死于恶性疟的士兵，在数量上大大超过战争中的伤亡人数。当时的越南领导人为此向中国方面求援。中方于1967年5月23日，授权中国人民解放军总后勤部、中国国家科学技术委员会、中华人民共和国卫生部、中华人民共和国化工部、国防科委、中国科学院和医药工业总公司共同组成“五二三领导小组”，负责组织其下属机构进行研究，立项名称为“五二三项目”，周恩来总理亲自过问。尽管当时正值文化大革命，正常工作受到严重干扰，但是“五二三领导小组”仍然动员了全国六十余个单位约五百名各种专业的科研人员，组成各个专业协作组，充分利用国内的仪器设备，形成一个多学科紧密联系、团结互助和工作有序的科研团队。

　　“五二三项目” 的主要任务是“寻找用于预防和治疗热带地区抗药性恶性疟的抗疟新药”。“全国五二三办公室”建议从两方面筛选新药，一是化学合成新的抗疟药，一是从调查传统的中药和民间草药常用的抗疟药着手，并分别成立了两个协作组，“中医中药专业组”就是其中之一，试图通过传统中药或民间草药寻找符合要求的抗疟新药。这就是中国人从中药青蒿中发现抗疟新药青蒿素的历史背景及其科研团队的组织情况[张剑方，《迟到的报告—五二三项目与青蒿素研发纪实》，羊城晚报出版（2006）（以下简称“张剑方《迟到的报告》”），5－11页]。

　　发现青蒿素不同于发现一般的天然化合物，因为青蒿素的价值是在它的化学结构的新颖性和由此而具有独特的抗疟特性和无抗药性的优点。上世纪七十年代初期，中国和当时的南斯拉夫科学家不约而同地在进行黄花蒿（Artemisia annua L.）天然化合物的研究，都得到了相同分子式C15H22O5 和分子量的化合物，但是南斯拉夫科学家定错了其化学结构[Jeremic, D., Jokic, A. and Stefanovic, M., New Type of Sesquiterpenen Lactone isolated from Artemisia annua L.– Ozonide of Dihydroarteannuin, presented at the 8th Int. Symp on Chemistry of Natural Products, New Delhi (1972) 222 (Posted by Gong Wai Lihm 江威廉on http://panyutiger.blogspot.com/ at the time of May 3, 2008)]。实际上，黄花蒿就是中药抗疟药青蒿的原植物。当时正值文化革命，中国科学家完全不知道南斯拉夫的工作。1986年其中一位南斯拉夫科学家访问中国时说，“即使我们给出正确的化学结构，我们也不会将它开发为一个抗疟药”，因为在南斯拉夫没有用黄花蒿治疗疟疾的经验。所以中国科学家不但发现了一个新的天然化合物并鉴定了其化学结构，更重要的是在中医治疗疟疾的基础上发现了一种新型的抗疟药。所以研究和评价青蒿素发现的历史时，不能像人们一般对待发现天然化合物那样，只将功劳归给第一个分离出该化合物的人，而应该包括对分离出有效结晶、化学结构鉴定和肯定其临床抗疟特性作出主要贡献的人。

　　一、抗疟新药青蒿素在中国发现的经过

　　1969年， “全国五二三办公室”邀请在北京的卫生部中医研究院中药研究所参加“中医中药专业组”。中医研究院中药研究所指定屠呦呦担任化学研究室“五二三组”的组长，组员是余亚纲。屠呦呦以研究胡椒提取物作为起点，由中国人民解放军军事医学科学院配合其进行药理试验，但是胡椒提取物最后由于效果不佳而停顿下来[张剑方《迟到的报告》，p.16]。

　　1970年，屠呦呦被调去搞人事专案调查，余亚纲留在组内继续工作，“全国五二三办公室”派顾国明（军科院）到中药所和余亚纲合作。他们一起收集传统中药和民间草药治疗疟疾的单方和复方时，发现在最常见用于治疗疟疾的植物性中药中，青蒿出现的频率最高。他们将北京商品青蒿（植物黄花蒿Artemisia annua L.的地上部分）制成乙醇提取物，在军科院进行动物试验，其鼠疟抑制率为60-80%[张剑方《迟到的报告》，16页]，据知情人说，曾经高达90％。余亚纲将此结果向组长屠呦呦和所领导做了详细汇报。不久，余亚纲被调离北京去接受新任务，顾国明因此也就回到军科院，他们的研究未及深入进行就被中断了。

　　1971年屠呦呦回到组内工作，放弃胡椒提取物的研究，带领组员钟裕蓉重复余亚纲和顾国明青蒿抗疟作用的研究，郎林福负责动物原虫抑制率试验。但是所得的提取物的抑制率不稳定。屠呦呦经过多种提取条件的比较，并参考了中医文献葛洪(东晋，281-341).《肘后备急方》用鲜汁的记载，降低了提取温度，用乙醇冷浸法低温回收，得到的提取物其鼠疟抑制达到95％[屠呦呦《青蒿及青蒿素类药物》, 化学工业出版社，2009年1月,（以下简称“屠呦呦，《青蒿及青蒿素类药物》”），p.35]。但乙醚低温提取法得到的提取物的中性部位更有效，其鼠疟和猴疟的抑制率均达到100％，结果的重现性也好，时间是在1971年10月[屠呦呦，《青蒿及青蒿素类药物》，“青蒿素的发现”及p.34－36]。

　　1972年3月，屠呦呦作为中医研究院中药研究所的代表，在“全国五二三办公室”主持的“中医中药专业组”会议上报告了上述研究结果，引起全体与会者的关注。参与五二三项目的云南省药物研究所和山东省中医药研究所的人也开始着手利用当地的植物资源，分别开展分离有效单体的研究。

　　1972年8－10月中药研究所对乙醚提取物中性部位进行了临床前毒性试验和少数健康志愿者试服后，在海南昌江开展临床试验，屠呦呦参加了这次临床试验，共收治了9例恶性疟患者和12例间日疟患者。在“全国五二三办公室”的协调下，解放军302医院也用乙醚提取物中性部位在北京进行9例间日疟临床试验。两次临床试验共观察了30例患者（21例间日疟，9例恶性疟）。屠呦呦在其书中记载30例均为治愈或有效（屠呦呦，《青蒿及青蒿素类药物》p.39），但根据中药所原始资料，恶性疟9例中，7例有效，2例无效[中医研究院中药所523临床实验小组，91＃临床验证小结（见张剑方《迟到的报告》，p.17及注13）]。

　　屠呦呦及其组员在青蒿素提取物中性部位的鼠疟试验和临床取得了良好的结果，为后来青蒿素的发现迈出了重要的一步。倪慕云参加屠呦呦科研组后，设计了色谱柱分离的前处理，即将青蒿乙醚提取物中性部分和聚酰胺混匀后，用47％乙醇渗滤，渗滤液浓缩后用乙醚提取，浓缩后的乙醚提取物的抗疟作用进一步提高，但是试图用氧化铝柱层析方法分离，没有得到任何固体成分。

　　1972年12月年底[张剑方《迟到的报告》，p.18；中医研究院中药研究所《中药青蒿的抗疟研究(1971-1978) 》，“前言”]，钟裕蓉认为用硅胶柱代替氧化铝柱分离中性化合物更为合适，以石油醚和乙酸乙酯－石油醚溶液进行梯度洗脱，最先得到含量大的方形结晶，编号为“结晶I”；随后洗脱出来的是针形结晶，编号为“结晶II”，这种结晶含量很少；再后得到的另一种针形结晶，编号为“结晶III”。经鼠疟试验证明，“结晶II”是唯一有抗疟作用的有效单体。以后，中药所向“全国五二三办公室”汇报时，将抗疟有效成分“结晶II”改称为“青蒿素II”。钟裕蓉和她的助手崔淑莲分离到“结晶II”时是1972年年底，当时，屠呦呦并没有在北京，由倪慕云代理组长。

　　中医用中药青蒿治疗疟疾的经验，为中药研究所的科研人员提供了重要的线索，使得余亚纲和顾国明走出关键的第一步，屠呦呦和钟裕蓉在此基础上分离到了其中性有效部位，并经过临床试验，证明了这个有效部位对间日疟和恶性疟都有治疗效果，又迈出了重要的第二步，钟裕蓉在倪慕云改进柱前处理的基础上，用硅胶柱层析成功地分离出青蒿的唯一有效单体“青蒿素II”，迈出了最重要的第三步。他们都是对发现抗疟新药青蒿素作出重要贡献的人。

　　七十年代时，中药研究所多数人都知道发现“青蒿素II”的经过，但屠呦呦作为组长，从来没有如实地向外界介绍“青蒿素II”发现的经过。外界都认为屠呦呦是青蒿素的发现者，因为她是组长，代表中药所参加全国会议，又是青蒿乙醚提取物中性有效部分的主要发现者。随着青蒿素越来越被国外所知，屠呦呦在接受国内外采访时和在她2009年出版的著作－《青蒿及青蒿素类药物》中，都将发现青蒿素及其抗疟作用完全归功于她一个人，说她是“青蒿素第一发明人”[屠呦呦《青蒿及青蒿素类药物》,序言三]，是她“从中药青蒿中成功发掘出青蒿素”[屠呦呦《青蒿及青蒿素类药物》,作者简介]，是她“1972年11月8日分离提纯得到抗疟有效单体，命名为“青蒿素”[屠呦呦《青蒿及青蒿素类药物》，前言]。事实是，中药研究所钟裕蓉1972年12月从黄花蒿中分离到有效单体“青蒿素II”；1973年4月，云南药物研究所罗泽渊从昆明的大头黄花蒿和四川重庆的黄花蒿中分离到有效单体“黄蒿素”；1973年11月山东省中医药研究所魏振兴（已故）从山东泰安地区的黄花蒿中分离到有效单体“黄花蒿素”[张剑方《迟到的报告》，p.53]。这三个研究所都分别将从黄花蒿中得到的唯一有的抗疟作用的结晶进行了鼠疟和初步临床试验，后来经过化学结构鉴定，证实三种有效单体都是同一化合物，于中国药典（2000年版）才统一按中药青蒿的名称正式称之为“青蒿素”。

　　屠呦呦既不是最先发现青蒿提取物抗疟作用的人，也不是首先分离到抗疟有效单体“青蒿素II”的人，这些研究成果也不是在她指导下取得的，因此将功劳全归给她一人，不但是不公平和不合理的，更是与历史事实不符的。

　　二、青蒿素临床抗疟疗效的认定

　　1973年9－10月屠呦呦的科研组将“青蒿素II”用于治疗8例海南岛昌江地区疟疾患者，但没有得到预期的结果。根据他们的原始报道，5例恶性疟患者（片剂，总剂量4.5克），仅1例有效，2例患者因出现心脏期前收缩而停止用药，2例患者无效。3例间日疟患者（胶囊，总剂量3－3.5克），2例治愈，1例有效[中医研究院中药研究所《中药青蒿的抗疟研究(1971-1978), p.27》]。屠呦呦并没有正视这样一个不理想的临床结果，认为5例病人疗效不理想是“片剂崩解度有问题”，却没有拿出片剂崩解度不佳的数据[屠呦呦《青蒿及青蒿素类药物》,p.43]。事实是，由于北京的黄花蒿中“青蒿素II”含量低，混有“结晶I”，这个情况组内是知道的，但是屠呦呦并没有查找“青蒿素II“的纯度和疗效不佳以及副作用之间的关系，在她的著作中完全回避提到“青蒿素II“的纯度问题，而且不谈恶性疟患者的疗效，并认为“青蒿素单体胶囊临床疗效验证结果证明青蒿素即为青蒿抗疟的有效成分”[屠呦呦《青蒿及青蒿素类药物》,p.41，p.43]，就是说只需 3例间日疟患者服用胶囊的疗效，就可以证明青蒿素的全部疗效了。

　　1974年5月，山东省中医药研究所和山东寄生虫病研究所的研究人员在山东巨野县用“黄花蒿素”治疗19例间日疟，疗效好，无明显毒副反应[张剑方《迟到的报告》，p.53]。

　　1974年9月云南临床协作组拟在云南凤庆和云县用“黄蒿素”治疗疟疾患者。由于当地很难收到恶性疟患者，在全国和地方的“五二三办公室协调下，由云南药物研究所陆东伟提供“黄蒿素”，委托广州中医学院李国桥小组，在恶性疟流行的云南耿马和沧源收治病人。李国桥在治疗脑型疟方面经验丰富。1974年10－12月，他和云南临床协作组用“黄蒿素”共同观察了前3 例恶性疟患者，疗效出乎意料地显著。以后李国桥小组继续进行临床试验，共治疗愈了18例患者，其中14例恶性疟（3例凶险型疟疾，其中1例是孕妇），4例间日疟。“黄蒿素” 疗效显著，而且优于氯喹，其特点为在治疗抗药性恶性疟、抢救凶险型疟疾具有速效，近期疗效高、低毒副作用、无抗药性，但复发率高，这是对黄蒿素治疗热带地区有抗药性恶性疟的疗效、毒副作用作出的基本评价，肯定了黄蒿素速效高疗效低毒的特点[张剑方《迟到的报告》，p.27-32]，这也正是全世界疟疾患者所期待的一代新抗疟药。

　　中医研究院中药研究所在黄花蒿抗疟有效部位和有效单体的研究上曾经领先于其他单位，但在用“青蒿素II”的临床试验上只得到3例间日疟和1例恶性疟的阳性结果。实际上，山东省中医药研究所和山东省寄生虫病研究所用“黄花蒿素”治疗19例间日疟和广州中医大学李国桥小组用云南药物所的“黄蒿素”治疗临床14例恶性疟和4例间日疟，才最终完成了对青蒿素临床抗疟疗效特点的认定。这也是全国大协作使青蒿素的抗疟研究得以迅速取得成果的最好说明。

　　三、青蒿素化学结构鉴定的经过

　　屠呦呦的小组先后在北京医学院林启寿教授（已故）和中国医学科学院药物研究所梁晓天教授（已故）的指导下，用分离到的青蒿素进行过元素分析、红外光谱、质谱、核磁和部分化学反应的研究，分子中没有氮原子，推测此化合物是一种具有倍半萜结构的新型的抗疟药。由于研究力量和仪器设备薄弱，难以单独完成全部结构鉴定研究，因此和上海有机化学所协商。经“上海地区523办公室”协调，由周维善教授主持，吴照华和吴毓林负责，并同意中药所派一人参加。自1974年2月起，中药所先后派出倪慕云、刘静明和樊菊芬到上海，短时期和有机所的研究小组共同工作。屠呦呦本人没有参加有机所的研究。尽管这些工作是在上海有机所进行，但是梁晓天教授也为青蒿素的结构研究做了很多贡献，并通过屠呦呦和她组员的通话，为上海的研究提出参考意见。

　　1974-1975年在有机所的主持下，研究了青蒿素一系列的化学反应，其中最有价值的四组反应，一是与碘化钠作用生成碘的颜色反应和三苯磷的还原反应证实青蒿素中过氧基团的存在；二是用盐酸羟胺反应和氢氧化钠滴定证明青蒿素有一个内酯基团；三是用NaBH4可将其内酯基还原成半缩醛，而保留过氧基团不变，这个产物开始称其为“还原青蒿素”，在青蒿素的化学结构确定后，才称之为“双氢青蒿素”；四是青蒿素的氢化反应，用钯－碳酸钙催化，生成脱氧青蒿素。这些化合物为以后的构效关系研究和青蒿素衍生物的制备奠定了基础[刘静明、倪慕云、樊菊芬、屠呦呦（北京中医研究院中药研究所）、吴照华、吴毓林、周维善（中国科学院上海有机化学研究所），青蒿素（Arteannuin）的结构和反应，化学学报1979,37(2):129－143]。

　　在红外光谱、核磁共振氢谱，质谱、圆二色谱数据和化学反应的基础上，有机所的专家推定出青蒿素的部分结构。有趣的是吴毓林得知中国医学科学院药物研究所研究的鹰爪甲素（另一个含有过氧基结构的抗疟单体）化学结构受到启发，吴照华和吴毓林用化学反应证实了青蒿素的过氧桥结构。但是由于青蒿素的特殊结构，很难确定分子中的碳原子和氧原子的链接。为了能够准确地确定分子中的碳、氧原子以何种方式相连成骨架，北京中药所求助于中国科学院生物物理研究所，屠呦呦为他们提供了合乎要求的结晶，李鹏飞（已故）和梁丽等用单晶衍射法证实了青蒿素的化学结构和相对构型，接着该所又在精细地测定反常散射强度数据的基础上确定了青蒿素的绝对构型[中科院生物物理所抗疟药青蒿素协作组，青蒿素晶体结构及其绝对构型，中国科学，1979(11):1114－1128]，时间是1975年11月30日[屠呦呦《青蒿及青蒿素类药物》,p.44]。

　　青蒿素化学结构研究说明，青蒿素之所以在临床上有如此重要的价值，首先在于其化学结构的新颖性—是一种完全不含氮原子的倍半萜内酯，其分子内具有过氧基和与之相连的“醚链”，其顺序为 O – C – O– C – O– C– O– O –C，这种特殊结构，可能就是其分子产生抗疟作用的部位[李英, 虞佩琳, 陈一心, 李良泉, 盖元珠, 王德生, 郑亚平. 青蒿素类似物的研究 I. 还原青蒿素的醚类,羧酸酯类及碳酸酯类衍生物的合成. 药学学报, 1981,16(6): 429-439]。

　　屠呦呦在她的书中声称，“青蒿素经硼氢化钠还原得到的化合物，即为屠呦呦于1973年首创的青蒿素衍生物—双氢青蒿素，由此也确证青蒿素结构中羰基的存在”[屠呦呦《青蒿及青蒿素类药物》,p.187]。根据1975年她的组员在一份题为“中药青蒿的抗疟研究”的报告中的描述，青蒿素“经Zn(BH4)2、KBH4、AlLiH4还原，，主要产物均为白色结晶，IR原有的羰基峰消失，出现羟基峰，可以乙醯化”[中医研究院中药研究所，《中药青蒿的抗疟研究》，1975年11月]。说明他们并没有用过NaBH4为还原剂，也没有对不同的还原剂得到的产物进行结构比较，甚至直至写这份报告时，也没有给这些化合物命名。事实是，用NaBH4 为还原剂的反应和反应产物双氢青蒿素的研究是上海有机化学研究所吴毓林在1975年做的, 本来称其为“还原青蒿素”，青蒿素化学结构于1975年得到确定之后，“还原青蒿素”的化学结构才得以确定，并改称“双氢青蒿素”。因此，屠呦呦说的“1973年她首创了双氢青蒿素”的这种说法是完全没有根据的。

　　四、早期公开发表的有关青蒿素化学结构的重要文献

　　现将早期公开发表的有关青蒿素化学结构的重要文献介绍如下：

　　(1) 青蒿素结构研究协作组,一种新型的倍半萜内酯－青蒿素,科学通报，1977，22(3):142（中文）

　　这篇论文是由中药所的人执笔，综合了以下三篇论文的研究结果，卫生部批准发表，但当时出于保密的原因，没有发表其抗疟作用。

　　(2) 刘静明、倪慕云、樊菊芬、屠呦呦（北京中医研究院中药研究所）、吴照华、吴毓林、周维善（中国科学院上海有机化学研究所），青蒿素（Arteannuin）的结构和反应，化学学报1979,37(2):129－143（中文，英文摘要）

　　这篇论文是由有机所周维善教授执笔。屠呦呦没有参加有机所的工作，但中药所因为她是组长，要求将她的名字列入。

　　注：屠呦呦却在她书中引用这篇参考文献时，将樊菊芬、吴照华、吴毓林、周维善的名字都删掉，只剩下刘静明、倪慕云、屠呦呦三个人的名字[屠呦呦《青蒿及青蒿素类药物》p.144]。

　　(3) 中科院生物物理所抗疟药青蒿素协作组，青蒿素晶体结构及其绝对构型，中国科学，1979(11):1114－1128（中文）和Qinghaosu Research Group of Institute of Biophysic, Crystal Structure and Absolute Configuration of Qinghaosu, Scientia Sinica1980,23(3) 380-396（英文）

　　青蒿素的相对构型和绝对构型最后是生物物理所完成的，但是其中有一些内容在待发表时已在第一篇论文中做了介绍，并在第二篇论文中引用了。

　　(4) China Cooperative Research Group on Qinghaosu and Its Derivatives as Antimalarials*，Chemical Studies on Qinghaosu（Artemisinin）， Journal of Traditional Chinese Medicine, 1982,2(1):3-8（英文）

　　* 主要研究单位：（1）中医研究院中药研究所；（2）中国科学院上海有机化学研究所，生物物理研究所

　　注：屠呦呦曾经在她引用的参考文献中，将主要研究单位改写成“屠呦呦”或“Tu Youyou” [屠呦呦《青蒿及青蒿素类药物》p.69,140,190]，将她自己变成唯一的作者。

　　当时在中国，中国学者发表论文，个人署名常被认为是追求名利，因而青蒿素的一些重要论文都是用协作组的名义发表。1978年开始，又恢复个人署名。但是由于青蒿素的研究工作涉及的单位和人太多，所以一些重要的论文还是用协作组的名义发表。屠呦呦可能曾经参加过上述论文的部分工作，但可以肯定，她一个人不可能完成上述任何一篇论文的全部工作。

　　只要回顾一下这个新抗疟药发现的历史过程，人们就可以看出，任何一个单位或一个人都无法单独完成上述研究工作的全过程，那末为什么一定要将全部功劳归属于某一个个人呢？事实是，中国各方面专业的科学家在不同的研究阶段发挥了各自不同的作用，如同经历了一个科研接力赛的过程，才最后完成了发现抗疟新药青蒿素这一历史性创举。

　　* 本文是知情者所写，是他们用口述历史研究中国人发现抗疟新药青蒿素的历史的一个重要组成部分。由于多数曾参与青蒿素研究的科学家已经退休，并分散居住在国内外，有的已经去世。笔者希望能从一些原始实验记录和有关文件查找根据，但是目前还很难做到。经过了将近40年，一些知情人或是对往事已经记忆模糊，或是不愿为世事所扰。我们热切地希望任何了解情况的人能帮助我们使文章内容更符合历史事实。

[转载]

青蒿素的故事

<生命新知>杂志 2010年5月号

青蒿素是从中药青篙中提取的高效、速效抗疟药。作用于疟原虫红细胞内期，适用于间日疟及恶性疟，特别是抢救脑型疟均有良效。其退热时间及疟原虫转阴时间都较氯喹短,对氯喹有抗药性的疟原虫亦有效。

正面战场以外两个国家的暗战

上个世纪60年代世界风云突起，东西方冷战进而发生一系列“热战”。美国为寻求与苏联的均势介入越南战争。当时交战双方面临的最大问题不是枪林弹雨而是传染病：倒在枪林弹雨中的士兵远没有因为疟疾而失去战斗力的人数多。这一地区自古以来就是所谓“瘴气”之地，三国时期诸葛亮南征孟获、唐朝时期李宓攻打南诏、清乾隆年间数度进击缅甸都因疟疾而受挫，元史列传第四十三有云“及至未战，士卒死者十已七八”。经过如此多的战争，这里的疟原虫似乎也比其他地区的同类更为强壮，当时疗效最好的药物氯喹已经无效。寻找更好的治疗药物成为当务之急[1]。

中国为支援越南，提供了大量物资上的支持，其中就包括了抗疟疾药物的开发。1967年5月23日国家科委、解放军总后勤部在北京饭店召开了“疟疾防治药物研究工作协作会议”，由国家部委、军队直属和有关省、市、自治区的数十个单位组成了攻关协作组，协作组的常设机构也因此称为523办公室。500多名科研人员在办公室的统一部署下，从生药、中药提取物、方剂、奎宁类衍生物、新合成药、针灸等六个大方向寻求突破口。但当时中国正处于文化大革命的动乱之中，科研工作开展极端困难：工作组1967年～1969年间共筛选了4万多种抗疟疾的化合物和中草药，都没有取得进展。

有趣的是，美国当时也在积极开展抗疟疾药物的研究，他们当时的理论是抗疟疾药物必含杂环，据此测试了20万种化合物，结果都不太理想。

兵分三路，歧路多亡羊另辟蹊径，世间本无路

当时中国本身的疟疾状况也不容乐观，所以越南战争结束后，523项目继续开展。1969年1月21日，北京的卫生部中医研究院参加523项目，屠呦呦教授任科研组长。她从系统收集整理历代医籍、本草入手，整理出一册《抗疟单验方集》，包含640多种草药，其中就有后来声名远扬的青蒿。不过，在第一轮的药物筛选和实验中，青蒿提取物对疟疾的抑制率只有68%，还不及胡椒有效果。因此，在相当长的一段时间里，青蒿并没有引起大家的重视。后来中医研究院的研究者用低温萃取的方法得到了可贵的青蒿素晶体[2]。

山东省中医药研究所的魏振兴也注意到了青蒿的抗疟功效，1970年他选取山东本土生长的黄花蒿作原料，试图提取其中的有效成分。1971年研究人员采用醋酸乙酯等作介质提取到了白色结晶物，但仍不是纯的单体，熔点不固定。直到1973年11月，山东中医药研究所的提取工艺才成熟，研究人员通过重结晶，得到了纯度达99.9%的结晶体，测得熔点为156度[3]。

第三家从事青蒿素提取工作的单位是云南省药物研究所。1972年底，云南523办公室主任傅良书从北京带回消息，说中医研究院发现青蒿的粗提取物中含有一种可能会对疟疾有效的成分。1973年新年，罗泽渊在云南大学校园里意外地发现了许多同属的苦蒿。抱着试一试的想法，她采了一大把回来，制备了不同溶剂的提取物并顺利地获得了数种结晶体。从事药效学筛选工作的黄衡惊讶地发现编号为结晶体3的化合物能彻底杀灭小鼠血片中的疟原虫。经过进一步的药效学、药理学研究，到3月底，研究组证实了3号结晶体确实具有高效、低毒抗鼠疟的特点。与此同时，苦蒿的植物标本经分类专家吴征镒鉴定，定名为菊科蒿属大头黄花蒿。因此，他们将该结晶命名为黄蒿素。这是523项目中首次得到纯的青蒿素单体。

云南省药物研究所虽然起步最晚，但进展最快，在三家单位中最早得到纯的青蒿素单体，并发现了优质青蒿产地、发明了后来广泛应用的溶剂汽油提纯法，为进行药效、毒理、药理及临床试验提供了充足的青蒿素，极大地加速了整个项目的进展。

植物鉴定结构确认

青蒿素的英文名最初使用的是汉语拼音Qinghaosu，后因与植物属名artemisia相关而称为artemisnine（化学文摘（CA）推荐使用artemisnine），但“ine”一般作为生物碱与含氮类化合物的后缀，而青蒿素并非含氮化合物，现在常用的名称有两个，artemisnine和Qinghaosu[2]。

青蒿素，从根本来讲，是倍半萜内酯，它包括一个过氧基团、1，2，4-三惡烷结构单元，有7个手性中心，生源关系属于Amorphane，其特点是A、B环相连，异丙基与桥头氢呈反式关系。当时还没有这样的结构公布，其结构特点还造成一些检测方法无法使用。青蒿素在近紫外区无吸收，只在末端（203nm）有弱吸收，没有荧光发色团，高温易分解。所以分析方法主要是定量方法。当时一个主要难点是如何在15个碳骨架中安排5个氧原子。研究组曾经考虑过这可能是一个过氧化合物，但过氧化合物不稳定的传统概念又否定了这一想法。后来在1975年4月的成都会议上，于德泉教授报告了鹰爪素是一个过氧化合物并有抗疟活性。受到鹰爪素的启发，吴毓林在吴照华的实验室用青蒿素做了一个碘化钠的定性试验，证实了过氧基团的存在。在此基础上，吴照华又用三苯膦的方法作了过氧基团的定量分析，进一步确证了青蒿素是过氧化合物。随后根据光谱数据得出了青蒿素的片段结构，如内酯、3个甲基、4个次甲基等，并根据南斯拉夫Stefanovic从同一植物中提取的青蒿素B的结构，提出了一个初步的青蒿素结构模型。与此同时，生物物理所的梁丽收集了青蒿素的单晶X光衍射数据，并参考有机所的模型，在1975年的12月确定了青蒿素的相对构型。而青蒿素的绝对构型也于1979年由生物物理所用X光衍射分析最终确定[4]。

青蒿素的药理和药物化学

这种结构以前从未在天然化合物中发现过，也与已有的抗疟药物完全不同，完全没有含氮杂环。青蒿素神奇的抗疟作用的位点就在于过氧桥。疟原虫破坏人体的红细胞，体内含大量的铁。青蒿素能被疟原虫体内的铁所催化，其结构中的过氧键裂解，产生自由基。自由基与疟原虫蛋白发生络合，形成共价键，使疟原虫蛋白失去功能，从而导致疟原虫死亡。这是一个全新的抗疟机理，因此能有效地杀灭已经对奎宁类药物产生抗药性的疟原虫。

青蒿素这样直接应用自由基原理治疗疟疾是人们无论如何不能想到的，与大多数的药物作用方式不同，其作用机理更加接近于局部的“氧疗”。含过氧桥的化合物在以往的药物研究中从未引起过人们的注意，因为这种结构非常不稳定，暴露在空气中就会分解，更不要说进入人体发挥药效了。但青蒿素结构的神奇之处在于，它的过氧桥是被环状结构保护着，使其足够稳定地进入人体，发挥作用后又能很快地分解掉，从而减少疟原虫产生抗药性的可能性。我们不得不由衷地惊叹大自然的精妙绝伦。这也是中草药和动植物药学的独到之处。人脑的凭空想象是远不能与自然的神奇相媲美的，真实远比虚构精彩。青蒿素的研究开启了一扇神奇的大门，极大地开阔了药物研究的视野。这类化合物除了对疟疾、血吸虫等寄生虫病有效外，还有免疫抑制的作用，有望用于红斑狼疮、类风湿等病症的治疗，并且近年来在抗肿瘤方面也有了比较乐观的结果[6]。

但是，青蒿素的环状结构保护了过氧桥的稳定，却也造成青蒿素难溶于水和油，不易制成适当的剂型，使用不方便，生物利用率低。因此，在弄清楚青蒿素的分子立体结构以后，523协作组提出了新的科研课题，对青蒿素结构进行化学修饰，研制功效更好的第二代青蒿素类药物。

青蒿素的结构改造及合成研究

上海药物所在1976年就开始了改造青蒿素的工作。经过各种药理试验，李英合成了脂类、醚类、碳酸脂类三种青蒿素衍生物。它们的抗疟活性均比青蒿素高。经临床研究证实，其中的蒿甲醚不仅保持了青蒿素原有的高效、速效、低毒的特点，而且能使复发率有所降低(约8%)，在治疗抗氯奎恶性疟和凶险型疟疾方面具有确切的疗效。更重要的是它油溶性很大，可以制成针剂，对抢救危重疟疾病人非常有利，蒿甲醚于1981年通过鉴定，1995年载入国际药典，现已被世界卫生组织列为治疗凶险型疟疾的首选药，并且为日后研制的更加高效的抗疟新药 ——复方蒿甲醚，提供了坚实的基础。

广西桂林制药厂于1977年5月21日开始做青蒿素的结构改造。研究人员发现可以把十位羰基还原成羟基，变成还原青蒿素，在此基础上可以进一步制成酯和醚，也可以做成碳酸基青蒿素。523协作组把桂林制药厂开发的13个衍生物拿到广西医学院做药效筛选，同时在广西寄生虫研究所做临床试验。经过筛选和临床试验发现，刘旭发明的804衍生物（以其室验室命名）可解决水溶性的问题，且疗效提高5倍，这就是青蒿琥酯。

中医研究院1985年开始以还原青蒿素为基础，按一类新药评审要求，将其完善成双氢青蒿素，于1992年7月获得新药证书。双氢青蒿素抗疟疗效高于青蒿素10 倍，能以口服途径给药，而且复燃率明显降低。通过临床比较，口服双氢青蒿素片杀虫速度能赶上静脉注射的青蒿琥酯，优于肌肉注射的蒿甲醚。

此外，青蒿素的衍生药物还包括WHO与美国军方合作研制的蒿乙醚和香港科技大学Haynes研制的青蒿砜等。这些虽与523项目协作组没有直接的关系，但都是在中国公开青蒿素的相关研究成果以后，以此为基础所开发的单方类青蒿素药物。

1979年，在测定结构的基础上开始了青蒿素合成的研究，1983年完成了青蒿酸经7步反应合成青蒿素的全过程。1992年 Acton和Roth对此进行了改进，缩短了反应历程，共由三步组成：①用NaBH4或NiCl氢化还原；②光氧化过程；③空气氧化过程，总收率可提高到 32%。而这一反应路线与植物的生物合成途径比较接近，可用来解释青蒿素在植物体内合成的可能机制，综合利用可以提高植物中青蒿素的含量[7]。同时青蒿素的全合成也在1983年完成，Schmil等首先报道以（-）-异薄勒醇为原料经13步反应完成，总产率为2.1%。青蒿素的全合成在产量上虽高于人工栽培，但合成技术要求比较高，合成步骤多，总收率不高，而半合成收率相对来说比较高，比全合成在大批量生产上有应用前景。

青蒿素环状过氧化合物这一特征是很值得探讨的，首先植物体生源合成中过氧基团是如何引进的不仅是一个基础研究的课题，而且也可能对青蒿素生产提供帮助。青蒿素的化学合成迄今还只是纯学术的课题，主要还是因为缺少高产率引入过氧基团的方法，青蒿素应该成为一种契机，不仅能够合成目前的化合物，更加有意义的是寻找到高效的引入过氧基团的方法。

青蒿素的作用机制、化学生物学研究应该也是一个有深远影响的工作，如果确证青蒿素药物的作用是碳自由基多靶点进攻疟原虫蛋白酶的话，那么是不是就可以减少或甚至消除对产生抗药性的担心；青蒿素类化合物体外有抗癌活性，但体内大多无效，如果活性也是由于形成的碳自由基，那么也有可能找到体内也能生效的方法；与此同时也可能为青蒿素找到更多的用途。生物体内生物分子间通过自由基发生的作用应该说研究得还不是很多，因此青蒿素作用机制的探索，对整个学科是大有意义的。

抗疟事业任重道远

青蒿素的发现是人类医学的里程碑。正如在科学的殿堂上不仅有“圣贤”，还有无数默默无闻的普通工作者。作为基础研究来说，青蒿素带来新的分子结构、新的制剂方法、新的作用理论和为了形成这种结构的合成手段。作为应用角度来说青蒿素为治疗疟疾、肿瘤及其他异质性的疾病提供可能性，同时青蒿素还有助于人们了解疟疾的发病、弱点和耐药性。无论在青蒿素研究的哪一个方面，研究者都会找到成功后的喜悦、征服困难的乐趣、学习新鲜事物的满足感、悬壶济世伟大情绪的宣泄渠道。

从更大范围来看，青蒿素的研制成功不仅仅是青蒿素各个团队的成功，它在各个方面都打上了“中国”烙印。中国人的思维方法、民族性格在其中得到集中的诠释。它源于中药但不是传统意义上的中药；它是团队协作的成果；数十家单位、数十年研究才确保这一治疗恶性疟疾唯一真正有效的药物的问世。

（作者：李秋实）

参考文献：

1.张剑方. 迟到的报告—— 五二三项目与青蒿素研发纪实.广州：羊城晚报出版社.2006

2.屠呦呦.青蒿及青蒿素类药物.北京：化学工业出版社,2009

3.李英，吴毓林.药物化学进展.北京：化学工业出版社,2005,433-503

4.吴毓林. 青蒿素—— 历史和现实的启示. 化学进展,2009,21(11):2365-2371

5.中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志. 北京：科学出版社, 1991,76（2）：60-64

6.Paul M. O'Neill. The Molecular Mechanism of Action of Artemisinin—The Debate Continues. Molecules 2010, 15, 1705-1721

7.J. S. Yadav. Total synthesis of (+) Artemisinin. ARKIVOC 2003 (iii) :125-139

8.Martin Enserink. Malaria's Drug Miracle in Danger.Science.2010,328:844-846

http://life.91sqs.com/html/zazhi/yixuelichengbei/2010/0608/1100.html