屠呦呦与青蒿素
2015年10月,屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖,理由是她发现了青蒿素,这种药品可以有效降低疟疾患者的死亡率。屠呦呦获得诺贝尔科学奖项,既是中国医学界迄今为止获得的最高奖项,也是中医药成果获得的最高奖项。
屠呦呦1930年12月30日出生在浙江宁波,是家中五个孩子中惟一的女孩。父亲摘引《诗经》“呦呦鹿鸣,食野之蒿”,为她取名“呦呦”,意为鹿鸣之声。谁能想到,诗句中的“野之蒿”,竟真的与屠呦呦结下了一生的不解之缘。1951年,屠呦呦考入北京医学院药学系生药学专业,毕业后被分配到中医研究院的中药研究所工作。由于屠呦呦的专业属于西医,中药所送她到中医学习班,用两年半的时间系统学习中医药。因为具有中西医背景,而且勤奋,屠呦呦很快崭露头角。1969年,屠呦呦被任命为中药研究所“523任务”研究组组长,让她带领中医研究院中药研究所的几位同事一同参与到“523任务”中,寻找抗疟药物的线索。那一年,屠呦呦39岁,职称是助理研究员。
屠呦呦首先系统地整理历代医籍。她还四处走访老中医,就连单位的群众来信也仔细地翻阅了一遍。由此,她专门整理出了一本《抗疟单验方集》,包含640多种草药,其中就有后来提炼出青蒿素的青蒿。不过,在第一轮的药物筛选和实验中,青蒿提取物对疟原虫的抑制率只有68%,因效果不稳定而没有成为屠呦呦重点关注的对象。
那时,她的注意力都集中在了胡椒上。这种在中国极为常见的植物,对疟原虫的抑制率达到了84%。这是一个很让人兴奋的数据,但此后的深入研究却事与愿违。屠呦呦发现,胡椒只能抑制疟原虫的裂变繁殖,灭杀效果却非常不理想。于是她放弃了胡椒,把目光又转向了效果并不突出、却在中医药典籍治疟药方中屡屡被提及的青蒿。
早在公元前2世纪,中国先秦医方书《五十二病方》已经对植物青蒿有所记载;公元340年,东晋的葛洪在其撰写的中医方剂《肘后备急方》一书中,首次描述了青蒿的抗疟功能;李时珍的《本草纲目》则说它能“治疟疾寒热”。但是,当屠呦呦利用现代医学方法检验青蒿提取物的抗疟能力时,结果却并不理想:有一次实验,它的抑制率只有12%。
为什么在实验室里青蒿的提取物不能很有效地抑制疟疾?为什么同样的提取物却得出千差万别的结果?屠呦呦一时找不到答案,她重新翻出古代医学典籍,一本一本仔细翻查。直到1971年下半年的一天,东晋葛洪《肘后备急方·治寒热诸疟方》中的几句话触发了屠呦呦的灵感:“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之。”
绞汁使用的办法,和中药常用的煎熬法不同。这是不是为了避免青蒿的有效成分在高温下被破坏?福至心灵的一个闪念,推开了紧锁青蒿素奥秘的大门。此后的情节被众多的讲述者概括为,屠呦呦用沸点只有53℃的乙醚,成功提取了青蒿素。其实,提取青蒿素实验的真实过程是繁复冗杂的。
在2009年出版的专著《青蒿及青蒿素类药物》中,屠呦呦提到了当时的一系列实验。这本专业性极强的书籍中记载的实验过程,穿插着大量的化学分子式、专业术语和数据,在记者这样的外行人看来如同“天书”。只有几句高度概括的纲领性描述能够大致明白,读起来亦颇为艰涩: “青蒿成株叶制成水煎浸膏,95%乙醇浸膏,挥发油无效。乙醇冷浸,控制温度低于60℃,鼠疟效价提高,温度过高则无效。乙醚回流或冷浸所得提取物,鼠疟效价显著增高且稳定。”
她还特别提示: “分离得到的青蒿素单体,虽经加水煮沸半小时,其抗疟药效稳定不变,可知只是在粗提取时,当生药中某些物质共存时,温度升高才会破坏青蒿素的抗疟作用”。
在实验数据的一份效果对比图表中,利用水浸得到的提取物,对疟原虫的抑制率最低只有6%;乙醇浸膏得到的挥发油毫无效果;乙醇冷浸得到的提取物则可达到95%的抑制率;乙醚提取物的抑制率则是100%!那是一种黑色、膏状的青蒿抗疟物质粗提物,离最终的青蒿素晶体尚有一段距离,但确定无疑的是,打开最后宝藏的钥匙找到了。