像青蒿素這麼便宜的好藥,實在太少,不努力挖掘,説不過去_風聞
魏俊年-加州大学旧金山分校化学博士后2019-06-18 09:06
從化學原理上做一個梳理吧,給希望深度理解的,有專業背景的朋友一個思考脈絡。
先看青蒿素的結構。

青蒿素之所以能抗瘧疾,最重要的就是其中的過氧橋鍵。怎麼知道的呢?一個一個基團改造嘗試,發現把過氧橋鍵反應掉時,分子沒有抗瘧疾效果了,因此過氧橋結構是關鍵。
再仔細思考,過氧橋鍵從化學上講,容易和Fe2+(二價鐵)反應,被切斷打開,生成自由基化合物。説到Fe,毫無疑問,生物中,血紅素中含鐵最多。而非常不巧,瘧原蟲成熟滋養體階段,其血紅素會達到一個非常高的濃度。
這樣,服用的青蒿素,就會在瘧原蟲體內被活化,生成大量自由基,烷基化寄生蟲蛋白,從而殺滅寄生蟲。
詳細機理由王繼剛老師在2015年,通過化學蛋白質組學分析給出,給出了青蒿素作用於瘧原蟲的124個蛋白。Nature Communications volume 6, Article number: 10111 (2015)
明白了上述機理,就應該明白,青蒿素的耐藥性問題是不太難解決的,甚至不應該用產生抗藥性這個定義。這也是屠呦呦先生團隊,在今天公佈的消息中,需要強調的核心。不必擔心耐藥性的問題,青蒿素在很長一段時間,都將是核心抗瘧藥物,拯救數億人的性命。
為什麼大家這麼關心瘧原蟲耐藥性的問題?
因為瘧疾很厲害,真的很厲害,容易傳播,而且致死率極高,牛逼程度,堪比非典。康熙爺當年要不是有奎寧,就直接一波被瘧疾帶走了。瘧疾給人類帶來的威脅,超乎你們想象;世界衞生組織,重視瘧疾的程度,超乎你們的想象。
奎寧固然神奇,可是現在已經有了抗奎寧的瘧原蟲了,其它瘧疾特效藥也差不多,基本上都有了耐藥性了。青蒿素可以説是最後一道防線,這道防線如果失守,將帶來人類史上一場浩劫,死上幾千萬人也不稀奇。
但是理解了青蒿素抗瘧疾機理,就會明白,這真的是大自然的饋贈,青蒿素不一樣。
大部分藥物都是靶向作用於病原體的某個至關重要的蛋白,病原體因為該蛋白失去功能,而死亡。相應的,如果突變出某個不懼怕該藥物的蛋白,就會活下去,即產生耐藥性。
但青蒿素的殺傷機理是通過自由基烷基化數百個瘧原蟲蛋白,單個蛋白靶點的突變不太可能引起耐藥性。
事實上,僅僅需要延長服用青蒿素的時間,就可以幹掉所謂產生“耐藥性”的瘧原蟲。
參見這篇大作 N Engl J Med 2014; 371:411-423,97.7%的產生”耐藥性”的瘧疾,都可以通過延長服藥時間,輕鬆解決。
我們來思考一下原因。
這應該是因為青蒿素的藥代動力學的問題。青蒿素在血液中的半衰期很短,而瘧原蟲體內血紅素含量,在其整個生命週期中,波動很大。所以,所謂“耐藥性”的瘧原蟲,就是改變了自己生命週期的瘧原蟲,可以躲開青蒿素在血液中濃度最高的時期。因此,簡單地加大青蒿素用量和延長服用時間,就可以輕鬆清除這些虐原蟲。
這是其它抗瘧藥物不具備的!其它抗瘧藥物一旦失效,就是真的失效了,延長時間是沒用的!説幾句題外話,我們看看如下結構。

10位碳是羰基時,就是青蒿素。但是青蒿素水溶性極差,脂溶性也一般,藥代動力學不優秀,想抗瘧疾,將其改良,是必須的。
R取代基為H時,稱為二氫青蒿素。研究表明,其抗瘧活性比青蒿素高一倍!
這就好辦了,繼續,把R變為甲基,就是大名鼎鼎的蒿甲醚,目前,蒿甲醚聯合本芴醇,是抗瘧的推薦手段。
為了提高青蒿素的水溶性,還可以把R變為酯基,當R為琥珀酸單酯時,效果最好。這也就是大名鼎鼎的青蒿琥珀酯。
治療紅斑狼瘡的青蒿素衍生物,也是二氫青蒿素衍生物,是SM934,水溶性很好。其實就是R取代基變成了乙胺基。
//看到有朋友比較關心狼瘡的問題,稍微補充一下,我調研的實驗結果。臨牀和動物研究均表明青蒿素對狼瘡有潛在的有益作用。使用青蒿素和其衍生物,可以有效改善患者症狀,降低抗體和蛋白尿水平,減少腎損傷和減少潑尼松的使用。詳細的動物研究表明,青蒿素的作用機制可能包括調節T細胞亞羣,抑制B細胞的活化和炎性細胞因子的產生,以及阻斷NF-κB信號轉導途徑,從而起到抗炎和免疫調節的作用。 總之,除了抗瘧疾作用外,青蒿素衍生物還具有許多藥理學特性,特別是可能有助於治療SLE。 未來為了支持該治療方案的廣泛臨牀應用,有必要進一步闡明其治療機制。
青蒿素及其衍生物,不僅僅可以保護我們一代又一代人免受瘧疾的威脅,還有治療紅斑狼瘡,治療癌症的潛力。以過氧基團為核心的青蒿素結構仍然有着很大的藥用潛力,相關研究完全可以繼續輝煌,為人類造福。
不是説其它結構的藥物不好,而是像青蒿素這麼便宜的好藥,實在太少。不努力挖掘,説不過去。
目前臨牀結果,按照屠呦呦先生的説法,叫謹慎樂觀。
我不擔任任何要職,説話可以更沒有顧忌一些,根據實驗室數據,我很樂觀。