諾貝爾醫學獎給生藥學平反  ——兼述生藥學與中藥學之巧妙融合 (劉碧珊)

  屠呦呦老師發現青蒿素的過程頗為傳奇,她在翻閱古典醫學書籍時,根據東晉《葛洪肘後備急方》中的幾句話:「青蒿一握,以水二升漬,絞取汁,盡服之」,想到從黃花蒿(Artemisia annua)中提煉青蒿素的方法。「絞汁」而非傳統中醫藥「煎煮」的做法讓屠老師意識到可能是高溫破壞了青蒿中有效治療瘧疾的成份,於是提出用乙醚在常溫下提取青蒿,其提取物具顯著抗瘧作用,這個方法正是當時發現青蒿粗提物有效性的關鍵。

 

中藥古文獻中埋藏的現代科學原理

  從古籍而啟發屠老師用其有別於傳統中醫藥的科研方法,經過反覆提取及分離之後,提純到抗瘧有效成份「青蒿素」。從以下兩點可再一次引證中藥古文獻對現代中醫藥研究的指導有何等重要的啟示:

  一、 青蒿素被發現後,科學家最關注的問題是:「觀乎整個化學結構中,哪一個部分是抗瘧活性的有效部位 (Active Centre)?」從一般有機化學的理論來估計,青蒿素分子中最特別的部位是「過氧化橋」(-O-O-,peroxide bridge),所以科學家一般估計「過氧化橋」為青蒿素的活性有效部位。為了證實有關理論,化學家將青蒿素中之過氧化橋破壞(例如氫化),成為「氧化橋」(-O-)之後,抗瘧活性就隨即消失。由此可見,「過氧化橋」為青蒿素中最重要的組成部分,亦表示保留「過氧化橋」之完整性為抗瘧性之根基。此重大發現反證東晉葛洪之說法,葛洪提出青蒿要用水以室溫浸泡,患者服用水提取液才能藥到病除。有別於一般傳統以水煎液入藥之方法,現代有機化學知識中,「過氧化橋」之化學結構,遇熱不穩定而被破壞,變成其他結構,如氧化橋,並失去抗瘧活性。這正好證實葛洪之說法。

  二、 從青蒿素的化學結構推測,其水溶性(aqueous solubility)理應很低,因整個分子中絕大部分為非極性基團(non-polar functional group)。但現代藥理學一般認為水溶性為一種藥物發揮藥效的重要基本條件,藥物分子水溶性越高,藥效越好。有機化學家將青蒿素進行結構改造,製成水溶性較高的衍生產物,實驗結果證實該衍生產物比青蒿素有更高抗瘧活性,此發現亦再次引證葛洪的說法。

 

 

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青蒿素的化學結構圖。「過氧化橋」(-O-O-)為青蒿素中最重要的組成部分。(作者提供)

 

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(作者是英國倫敦大學國王學院生藥學博士、香港中文大學中醫中藥研究所助理所長、植物化學與西部植物資源持續利用國家重點實驗室(香港中文大學)副主任。)