青蒿素的研究与开发
年级: 09 级
学号: 91114010
姓名: 曾发古
专业: 药学
指导老师: 褚洪标老师
2010年10月7号
青蒿素的开发与研究
O9药本（1）班曾发古 91114010 指导老师：褚洪标老师
摘要：青蒿素类抗疟药物的发现是全球抗疟药物发展史上继奎宁之后的又一里程碑,它是在科研计划组织下,全国多部门、多学科尽心协作、相互配合取得的重大成果,是继承发扬我国传统医药宝库的成功范例。青蒿素是含有过氧桥的新型倍半萜内酯, 其衍生物有青蒿琥酯、蒿甲醚和二氢青蒿素等。青蒿素是有效的疟疾治疗药物, 此外它还具有抗肿瘤、抗寄生虫、影响免疫等药理作。
关键词：青蒿素抗疟疾药理作用中药过氧化合物
Key words qinghaosu (artemisinin) ; malaria ; Chinese traditional medicine 一．青蒿素的来源
青蒿素是从菊科艾属草本植物青蒿和黄花蒿中提取出来的抗疟有效成分。青蒿(主要指黄广泛分布于我国南北各地, 资源非常丰富。早在公元300 多年, 东晋葛洪的《肘后备急方》中就有青蒿的记载, 以后历代医籍及《本草》中均有用单味青蒿或青蒿复方截疟的记载, 如《径济总录》以青蒿汤治脾疟寒热、善呕、多汗,《丹溪心法》、《普济方》等中以青蒿为主的方青蒿丸、青蒿散、祛疟神应丸、青蒿鳖甲煎等治疗疟疾。《神农本草经》、《本草拾遗》、《纲目》以及长沙马王堆古墓出土的《五十二病方》中都有青蒿治疟的具体记述〔3〕。民间至今仍有用青蒿捣汁、水煎、酒浸、研末服用或塞鼻等多种方法预防及治疗疟疾。
1971 年我国中医研究院中药研究所, 从中药青蒿中找到了抗疟有效部位, 随后分离
出了抗疟有效单体——青蒿素。1974 年等临床上成功地应用青蒿素救治恶性疟和脑型疟。此后成立了全国性的青蒿素研究协作小组, 从资源、临床、药理、化学结构、制剂、合成、生产工艺、质量规格及标准等方面进行了深入系统的研究。1989 年昆明制药厂成功地
生产出青蒿素甲醚(简称蒿甲醚) 注射液〔4〕。世界卫生组织委托疟疾临床研究的重点单位泰国热带病研究院, 使用蒿甲醚注射液治疗疟疾, 结果表明该剂杀虫速度快、疗效好、毒性低。该产品已由中国国际信托投资集团公司技术公司、中国医药保健品进出口总公司
等8 家公司代理出口事宜, 成为我国第一个经世界卫生组织认可生产出口的化学药品。目前国内还有广州星群制药厂、桂林制药二厂等厂家已经批量生产青蒿素系列药物, 而原料
青蒿已由采集野生资源发展到了人工栽培阶段。
国外以日本对青蒿素的研究较早较多。从50 年代起, 竹本常松、中岛正等曾对黄花蒿的挥发油部分进行研究〔5〕, 从中分离L -樟脑、桉树脑、黄花蒿酮、L - B- 黄花蒿醇的醋酸脂从挥发油低沸点部分离心得己醛和L - A- 蒎烯, 由高沸点部分离析得苯甲醇乙酸酯、A—二甲基丁酯、枯茗醛、含氧石竹烯和二十五烷。此外还得到醛和酮类化合物, 并认为尚含有单萜醇及倍半萜醇类化合物。1973年南斯拉夫D ·Germ ic 等报导青蒿中含有倍半萜内酯。报导〔1〕, 法国罗纳—普朗—罗雷制药公司已研究出并着手开发青蒿素产品; 澳大利亚研究人员已从青蒿中成功地分离出一种药效比原青蒿高出3 倍的物质, 而且这种新药可以用于治疗对奎宁等传统药物具有抗药性的疟疾。此外, 近年来国外对青蒿的同属植物也进行了大量的化学研究, 在它们的茎叶中分离了若干倍半萜内酯的化合物, 企图找出它们生源学关系, 进行化学分类。
总之, 青蒿素的研究已引起国际上的高度重视, 此项工作正在国内外持续深入地开展着, 它为今后寻找和研制更有效的抗疟药开辟了一条新途径。
二．青蒿素的理化性质
先从青蒿素的分离、提取说起,青蒿素在药材青蒿中的存在有其特殊状况,中药药材包括两种植物：
黄花蒿( Artemisia annua) 和青蒿( Artemisia apiacea)或者更多。青蒿素分子式C15H22O5 ,分子量282. 34,无色针状晶体,熔点: 150～153℃,比旋光度[α]D
青蒿素结构测定
为+ 68 ( c = 1. 0, CHCl3 ) 。属倍半萜4, 52碳碳键断开的杜松烷( cadinane)结构类型,含7个立
体异构源中心( 手性中心) , 具有独特的三噁烷结构单元和有趣的C OO C O C O C O 原子链,形成过氧缩酮、缩醛和内酯的串联组合。X光晶体衍射显示5个氧原子集中在分子的一侧(图3) 。
三．药理活性
抗疟是青蒿素类药物最原始的药理作用. 关于其作用机制, 目前占主流的是“两步作用学说”: 青蒿素的过氧基被活化产生自由基, 自由基与疟蛋白形成共价复合物, 使疟蛋白失而产生抗疟活性。研究者用青蒿素1 与含Fe2+ 的物质进行体外模拟实验分别得到化合物2 (去氧青蒿素) , 化合物3 和化合物4(如图所示) :
以Fe2+ 为催化剂, 青蒿素在体内降解产生自由基的过程, 有两条途径可分别产生化合物3 和4 (如图
路线1: Fe2+ 催化使O 1- O 2 键断裂, 产生的自由基5 经过C3- C4 键的断裂产生自由基7, 后者在无烷化底物时失去Fe2+ 生成化合物3。
路线2: RO 1·自由基能通过H4A的1, 5 氢转移成为仲C4。青蒿素和铁作用首先形成自由基5 和6′(二者处于相互交换的平衡中)。中间活性物质7 和8 可能是潜在的烷化剂, 致使疟原虫死亡。可见, 过氧键是该类化合物具有抗疟活性的关键因素, 但过氧键周围的结构应利于亚铁离子接近并活化过氧键进一步产生仲碳自由基烷化剂。但是,“两步作用学说”的提出和完善还需要更多的研究来证证。
与一般过氧化合物不同,青蒿素是一个比较稳定的化合物,室温下可长期保存, 190℃时过
氧裂解生成重排产物。通常在稀酸条件下过氧基团不受影响,而碱性条件下则过氧基团极易断裂生成多种产物。青蒿素最引人关注的反应是它的还原反应(图5) ,氢化还原得脱氧青蒿素,醋酸2锌粉、醋酸2碘化钠和电化学还原也可得脱氧青蒿素( deoxyqinghaosu) ,但后两个反应产率不高。脱氧青蒿素尽管只失去一个氧原子,但抗疟活性完全丧失,这是过氧基团为青蒿素抗疟活性基团最早的证明。青蒿素的硼氢试剂还原则能在完全保留过氧基团的情况下,选择性地还原内酯得内半缩醛的二氢青蒿素( dihydroqinghaosu) 。二氢青蒿素为122
位α和β2羟基的混合物(约4: 6) ,它保留了过氧基团,也同时显示比青蒿素更高的抗疟活性,这进一步说明过氧基团是青蒿素抗疟作用的关键活性基团。与此同时,二氢青蒿素也使青蒿素衍生物的制备成为可能。硼氢化钠还原青蒿素得到二氢青蒿素这一反应在学术上也是一个十分有意义的现象,因为在这一反应条件下(甲醇溶液中0～5℃) ,一般的内酯不能被还原,即使结构十分接近的脱氧青蒿素也不能被还原,脱氧青蒿素只能由通常的内酯还原试剂二异丁基铝氢还原成脱氧二氢青蒿素( deoxydihydroqinghaosu) 。
青蒿素独特的结构和突出的生物活性自然而然地引起了有机合成界的瞩目。1978年上海有机所开始了青蒿素全合成的探索,差不多同时瑞士Hoffmann2La Roche公司从WHO获悉青蒿素后也开展了合成工作。1982年初, Hoffmann2La Roche报道了由异胡薄荷醇合成到青蒿素,稍后上海有机所也报道由青蒿酸合成到了青蒿素,关键一步都采用了单线态氧在烯醇甲醚上的加成,从而引进青蒿素的过氧基团。此后至2003年,国内外前后共发表了十来条青蒿素
的合成路线,但在引入过氧基团一步上总是产率不高,而且有时还很难重复。青蒿素的合成至
今仍是有机合成界一个挑战性的课题,而其关键问题正是有待引入过氧基团新方法的出现。四．青蒿素的应用现状
青蒿素类药物的研究成功, 是抗疟药物研究史上继喹啉类和吖啶类之后的一大突破, 也是我国中西药结合继承发扬祖国医药学遗产的一项重大科研成果。可以肯定, 随着分离理论和技术的日趋完善, 以及分离设备与光谱仪和计算机的联接作用, 青蒿素类药
物的研究和生产必将更加慎密而飞速的发展。
青蒿素的用途
青蒿素类化合物是一种与过去抗疟药作用机制完全不同的新型药物, 目前衍生物主要有二氢青蒿素蒿甲醚、蒿乙醚及青蒿琥酯。
1.抗肿瘤
(1) Fe2+ 介导产生自由基, 选择杀伤细胞。
(2) 直接杀伤肿瘤细胞。
(3) 阻滞细胞周期, 诱导细胞凋亡。
(4) 抑制肿瘤血管生成。
2.抗寄生虫作用
（1）抗疟疾
抗疟是青蒿素类药物最原始的药理作用. 关于其作用机制, 目前占主流的是“两步作用学说”: 青蒿素的过氧基被活化产生自由基, 自由基与疟蛋白形成共价复合物, 使疟蛋白失活而产生抗疟活性。
（2）抗弓形虫
弓形虫是人兽共患病的专性细胞内寄生原虫, 研究表明青蒿素能明显抑制弓形虫侵入细胞。作用靶点为虫体细胞膜, 线粒体和细胞核, 从而损伤膜系结构, 造成核膜断裂、线粒体肿胀、甚至出现核碎裂, 核溶解现象。
（3) 抗血吸虫
青蒿素及其多种衍生物均有抗血吸虫作用。它能有效杀灭进入宿主体内的幼虫, 降低血吸虫的感染率和感染程度, 如用于日本血吸虫的早期预防与治疗。一般认为, 其活性基团仍是过氧桥, 作用机理是影响糖类的代谢。
(4）抗卡氏肺孢子虫
动物实验表明, 青蒿素可抗大鼠的卡式肺孢子虫。目前, 效果较好的衍生物是双氢青蒿素青蒿琥脂。青蒿素类化合物主要破坏卡氏肺孢子虫的膜系结构, 表征为表膜的微绒毛脱落变形, 孢子虫滋养体
3 对免疫系统的影响
一些学者认为, 青蒿素及其衍生物对体液免疫有抑制作用, 对细胞免疫有促进作用。并且其免疫作用与剂量有一定的关系, 剂量小时, 免疫作用增强; 剂量大时, 免疫作用受到抑制。这些研究为治疗自身免疫性疾病提供了依据, 比如治疗系统性红斑狼疮等。目前, 青蒿素类药物对免疫系统作用的研究还处于初步阶段。青蒿素类化合物还有抗肺组织纤维化、抗孕、抗心律失常, 抑制心肌收缩力、抗流感等作用。
由于青蒿素类药物当前的目标市场主要在国外，我们的竞争对手主要的是已占有先机的西方医药公司。这就要求我们必须具有足够强大的外销能力。随着我国企业的13趋成熟，现在一些企业(如昆明制药厂)已开始在非洲建立自己的商务办事处，加大对非洲市场的开发力度了。加人世贸组织后，我们的对外出口将处于更加有利的形势。
青蒿素类药是我国科学家利用传统中草药自主研制的抗疟特效药。1995 年蒿甲醚率先载入国际药典, 这是我国研制的新药首次得到国际认可。至今已有5 个抗疟类药物(青蒿素、蒿甲醚、复方蒿甲醚、青蒿琥酯、双氢青蒿素) 9 种剂型在世界各国销售。青蒿素类
药物价格低廉, 有广谱抗癌性, 药理作用广, 毒副作用少。其作用机制独特, 可以逆转肿瘤细胞的多药耐药, 并与长春新碱、多柔比星、甲氨蝶呤等传统抗癌化疗药起到协同、增效的效果。但是, 在国际抗疟药市场上, 青蒿素类药物尚占不到1% 的份额。主要原因是青蒿素原料缺乏, 目前尚未找到合适的人工合成工艺。并且, 青蒿素在体内半衰期短, 因此服用次数多, 复发率高(约为10% )。青蒿素类药物有广阔的前景, 国内外已经掀起了青蒿素及其衍生物的开发与应用的研究热潮。
参考文献
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屠呦呦获医学诺奖给中学化学教育的几点启示 启示1：学科方法胜于学科知识 青蒿素的成功发现可以说运用化学进行物质研究的成功范例。化学研究物质的一般思路为：哪些物质中含所要提取的物质；如何获得纯净的该物质；该物质的结构如何；该物质可能有哪些性质；能否在关键的点位植入需要的基团；工业上如何大规模生产该物质，等等。青蒿素的发现遵循了这个思路。评审委员会称屠呦呦的获奖是为了奖励她对药物的一种孜孜不倦地寻找过程。 启示2：观念的渗透是学科方法的核心 传统提取青蒿素的煎熬法致使有效成分在高温下被破坏了。屠呦呦一改传统的煎熬法，改用沸点较低的乙醚进行提取实验，她在60摄氏度下制取了青蒿提取物，取得了较好的效果。我们知道，条件的控制是化工生产的核心思想，屠呦呦改用乙醚的成功，说明化学的一些观念在她的心里深深地扎下了根。正是这一观念的运用是她获得诺奖的关键。评审委员会认为，屠呦呦提出用乙醚来提取，对于发现青蒿素的抗疟疾作用和进一步研究青蒿素起了很关键的作用。 启示3：失败是学生最大的权利，但失败能否成功在于坚持和反思 “也是1971年10月4日，那是第191号样品。”在190次失败之后,1971年屠呦呦课题组在第191次低沸点实验中发现了抗疟效果为100%的青蒿提取物。190次失败的痛楚才换来成功的喜悦。所以，在学科教学中要允许学生犯错，给学生机会犯错，但也要让学生悟错、知错、改错。 启示4：任务驱动不可或缺 1967年，一个由全国60多家科研单位、500多名科研人员组成的科研集体，悄悄开始了一项特殊的使命，代号“523”，志在帮助北越政府“打击美帝”，研究的指向正是——防治疟疾新药，因为1960年代的东南亚战场上，疟原虫已经对奎宁类药物产生了抗性。如果没有这场“政治任务”，也许青蒿素的发现与使用要延后许多年。现在，对于抗癌药物的研制是否也来一场“任务驱动”呢？是否也可以集中几十个有实力的研究机构进行集中研究呢？青蒿素的研究是针对病毒，抗癌药的研制也是针对“癌细胞”这种病毒。这些研究机构是否从青蒿素的研究发现史得到一些启示呢？
青蒿素的提取工艺比较 班级：制药工程111班 姓名：黎健玲 【摘要】青蒿素是从青蒿中提取的一种抗疟疾的有效成分，本文从青蒿中提取 青蒿素的一些提取工艺，通过比较的方法，对青蒿中青蒿素的提取工艺进行了综述，讨论了青蒿素提取工艺的研究方向。 关键词：青蒿素；工艺提取；方法比较 青蒿素( artemisinin) 又名黄蒿素，是从一年生菊科( As-teraceae) 艾属草本植物黄花蒿( Artemisia annua L． ) 中提取分离得到的一种化合物，于20 世纪70 年代初首次由中国学者从黄花蒿中分离得到，是目前世界上公认的最有效治疗脑型疟疾和抗氯喹恶性疟疾的药物，且青蒿素联合治疗已成为世界卫生组织( World Health Organization WHO) 推荐的治疗疟疾的首选方法。药理研究证实，青蒿素除具有抗疟作用外，还具有抗孕、抗纤维化、抗血吸虫、抗弓形虫、抗心律失常和肿瘤细胞毒性抑制瘢痕成纤维细胞、抗单纯疱疹病毒等作用，在现代临床上用于对恶性疟疾、发热、血吸虫病、口腔黏膜扁平苔藓、红斑狼疮、心律失常的治疗，并且对类风湿性关节炎的免疫有显著疗效，青蒿素及其衍生物是新型抗疟药，具有高效、快速、低毒、安全等特点。 1 青蒿素理化性质及来源 青蒿素为无色针状结晶，溶点为156 ～157 ℃，易溶于氯仿、丙酮、乙酸乙酯和苯，可溶于乙醇、乙醚，微溶于冷石油醚，几乎不溶于水，因其具有特殊的过氧基团，所以对热不稳定，易受湿、热和还原性物质的影响而分解。青蒿素的分子式为C15H22O5相对分子质量为282．33，是一种含有过氧桥结构的新型倍半萜内酯，有一个包括过氧化物在内的1，2，4-三噁烷结构单元，其中包括7个手性中心。目前青蒿素的获得主要是直接从青蒿植株的地上部分提取，因为青蒿的花、叶片、茎中均含有青蒿素。研究表明，叶片和花表面的腺毛是青蒿素的主要合成和储存部位［1］。唐其等研究发现青蒿植株不同部位不同时期的青蒿素含量不同，同时植株中青蒿素含量也与生长环境、产地等条件切相关［2］。我国是青蒿索的主产国，世界上约70%的青蒿资源分布在我国。在我国的广西、云南、四川、贵州、重庆等地青蒿资源丰富，而且具有巨大的商业开发价值。目前，青
青蒿素的研究与开发 年级: 09 级 学号: 91114010 姓名: 曾发古 专业: 药学 指导老师: 褚洪标老师 2010年10月7号
青蒿素的开发与研究 O9药本（1）班曾发古 91114010 指导老师：褚洪标老师 摘要：青蒿素类抗疟药物的发现是全球抗疟药物发展史上继奎宁之后的又一里程碑,它是在科研计划组织下,全国多部门、多学科尽心协作、相互配合取得的重大成果,是继承发扬我国传统医药宝库的成功范例。青蒿素是含有过氧桥的新型倍半萜内酯, 其衍生物有青蒿琥酯、蒿甲醚和二氢青蒿素等。青蒿素是有效的疟疾治疗药物, 此外它还具有抗肿瘤、抗寄生虫、影响免疫等药理作。 关键词：青蒿素抗疟疾药理作用中药过氧化合物 Key words qinghaosu (artemisinin) ; malaria ; Chinese traditional medicine 一．青蒿素的来源 青蒿素是从菊科艾属草本植物青蒿和黄花蒿中提取出来的抗疟有效成分。青蒿(主要指黄广泛分布于我国南北各地, 资源非常丰富。早在公元300 多年, 东晋葛洪的《肘后备急方》中就有青蒿的记载, 以后历代医籍及《本草》中均有用单味青蒿或青蒿复方截疟的记载, 如《径济总录》以青蒿汤治脾疟寒热、善呕、多汗,《丹溪心法》、《普济方》等中以青蒿为主的方青蒿丸、青蒿散、祛疟神应丸、青蒿鳖甲煎等治疗疟疾。《神农本草经》、《本草拾遗》、《纲目》以及长沙马王堆古墓出土的《五十二病方》中都有青蒿治疟的具体记述〔3〕。民间至今仍有用青蒿捣汁、水煎、酒浸、研末服用或塞鼻等多种方法预防及治疗疟疾。 1971 年我国中医研究院中药研究所, 从中药青蒿中找到了抗疟有效部位, 随后分离 出了抗疟有效单体——青蒿素。1974 年等临床上成功地应用青蒿素救治恶性疟和脑型疟。此后成立了全国性的青蒿素研究协作小组, 从资源、临床、药理、化学结构、制剂、合成、生产工艺、质量规格及标准等方面进行了深入系统的研究。1989 年昆明制药厂成功地 生产出青蒿素甲醚(简称蒿甲醚) 注射液〔4〕。世界卫生组织委托疟疾临床研究的重点单位泰国热带病研究院, 使用蒿甲醚注射液治疗疟疾, 结果表明该剂杀虫速度快、疗效好、毒性低。该产品已由中国国际信托投资集团公司技术公司、中国医药保健品进出口总公司 等8 家公司代理出口事宜, 成为我国第一个经世界卫生组织认可生产出口的化学药品。目前国内还有广州星群制药厂、桂林制药二厂等厂家已经批量生产青蒿素系列药物, 而原料
青蒿素的发现，提取及一系列发展应用 1.时代背景：时代背景.mp4 世界上影响人数最多的疾病并非现在深受关注的艾滋病，而是一种堪称“历史悠久”的疾病——疟疾，也就是俗称的“打摆子”，同时，它也是当今除艾滋病外，上升趋势最为显著的一种传染病，每年2～3亿人感染此病，200多万人死亡。19世纪从南美洲金鸡纳树皮中得到的奎宁曾成为最有效的药物，治愈了众多的疟疾患者。20世纪第二次世界大战后模仿奎宁基本结构而合成的一批新药如氯喹、伯喹也曾救治过无数的病人。但是20世纪60年代出现抗药性疟原虫后，以往常用的抗疟药（如氯喹、磺胺、奎宁等）的效果便不复存在，以至于造成了无药可医的局面，特别在东南亚、非洲地区情况更为严重。青蒿素类药物的出现以其副作用低且不易产生抗药性而被誉为“治疗疟疾的最大希望”。 2. 什么是青蒿素时代背景.mp4 ◆分子式为C15H22O5，分子量282.33，组分含量：C 63.81%，H 7.85%，O 28.33%。 ◆无色针状晶体，味苦。 ◆在丙酮、醋酸乙酯、氯仿、苯及冰醋酸中易溶，在乙醇和甲醇、乙醚及石油醚中可溶解，在水中几乎不溶。
青蒿素（Artemisinin）又名黄蒿素，是一种具有过氧桥的倍半萜内酯类化合物。分子式为C15H22O5，分子量为282.34，具有过氧键和δ-内酯环，有一个包括氧化物在内的1，2，4-三恶烷结构单元，在自然界中是非常罕见的，它的分子中包括7个手性中心。青蒿素为无色针状结晶，熔点为156～157℃，易溶于氯仿、丙酮、乙酸乙酯和苯，
可溶于乙醇、乙醚，微溶于冷石油醚，几乎不溶于水。因其具有特殊的过氧基团，对热不稳易受湿、热和还原性物质的影响而分解。 3.为什么要选用青蒿治疗疟疾？ 疟疾是一个非常古老的疾病。我们的先人对它还是有一定办法的。在晋代葛洪所著的《肘后备急方》中就有关于疟疾的治疗方药，原文如下：青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之。意思是，用一把青蒿，以二升的水浸渍以后，绞扭青蒿，取得药汁，然后一次服尽。可别小看这几句话，它说明，我们的古人对于青蒿截疟已经有了很深入的认识。 4.验证青蒿素对疟疾的治疗效果实验： 为什么在实验室里青蒿的提取物不能很有效地抑制疟疾呢？是提取方法有问题？还是做实验的老鼠有问题？ “青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”为什么这和中药常用的高温煎熬法不同？原来古人用的是青蒿鲜汁！温度！这两者的差别是温度！很有可能在高温的情况下，青蒿的有效成分就被破坏掉了。改用沸点较低的乙醚进行实验，她在60摄氏度下制取青蒿提取物。接下来在实验室里，青蒿提取物对疟原虫的抑制率达到了100%！
青蒿素的合成与研究进展 摘要：青蒿素是目前世界上最有效的治疗疟疾的药物之一，存在活性好、毒副作用小、市场需求大、来源窄等特点。目前，青蒿素的获取途径主要有直接从青蒿中提取、化学合成和生物合成。本综述将针对近年来青蒿素的发展特点及合成方法进行论述。 关键词：青蒿素；合成方法；研究进展 青蒿素是中国学者在20世纪70年代初从中药黄花蒿( L1 )中分离得到的抗疟有效单体化合物,是 目前世界上最有效的治疗脑型疟疾和抗氯喹恶性疟疾的药物, 对恶性疟、间日疟都有效, 可用于凶险型疟疾的抢救和抗氯喹病例的治疗。青蒿素还具有抑制淋巴细胞的增殖和细胞毒性的用；具有影响人体白血病U937细胞的凋亡及分化的作用；还具有部分逆转7细胞耐药性作用；还具有抑制人胃癌裸鼠移植瘤的生长的作用；还具有一定的抗肿瘤作用等。除此之外，青蒿素及其衍生物还具有生物抗炎免疫作用、生物抗肿瘤作用、抑制神经母细胞瘤细胞增殖的作用等。世界卫生组织确定为治疗疟疾的首选药物, 具有快速、高效、和低毒副作用的特征。。因在发现青蒿素过程中的杰出贡献，屠呦呦先后被授予2011年度拉斯克临床医学研究奖和2015
年诺贝尔医学奖。 1 青蒿素的理化性质及来源 青蒿素的分子式为C15H22O5, 相对分子质量为282. 33。是一种含有过氧桥结构的新型倍半萜内酯，有一个包括过氧化物在内的1，2，4-三烷结构单元，它的分子中还包括7个手性中心，合成难度很大。中国科学院有机所经过研究，解决了架设过氧桥难题，在1983年完成了青蒿素的全合成。青蒿素也有一些缺点, 如在水和油中的溶解度比较小, 不能制成针剂使用等。 2 青蒿中提取青蒿素 青蒿素是从菊科植物黄花蒿中提取出来的含有过氧桥的倍半萜内酯类化合物，在治疗疟疾方面具有起效快、疗效好、使用安全等特点。目前主要的提取方法有溶剂提取法、超临界提取法、超声波萃取法、微波萃取法、其他萃取法等。2.1有机溶剂萃取青蒿素 水蒸气蒸馏( ，)法由于其具有设备简单，操作安全，不污染环境，成本低，避免了提取过程中有机溶剂残留对油质造成影响等特点，是有效提取中药挥发油的重要方法。有机溶剂提取法是目前青蒿中许多有效成分的提取目前仍然常用的方法，常用的溶剂有醇类(甲醇、乙醇等) 、醚类(乙醚、
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青蒿素提取技术研究进展 作者：李子颖， 李士雨， 齐向娟 作者单位：天津大学 天津 300072 刊名： 中药研究与信息 英文刊名：RESEARCH AND INFORMATION ON TRADITIONAL CHINESE MEDICINE 年，卷(期)：2002,4(2) 被引用次数：20次 参考文献(44条) 1.钟国跃黄花蒿优质种质资源的研究 1998(04) 2.李吉和内蒙古地区黄花蒿中青蒿素的SFE--HPLE测定[期刊论文]-中药材 2000(12) 3.李锋广西黄花蒿类型调查研究[期刊论文]-广西植物 1997(03) 4.张萍山东引种黄花蒿青蒿素含量分析[期刊论文]-山东中医药大学学报 2001(03) 5.青蒿素结构研究协作组查看详情 1979 6.乐文菊青蒿酯等治疗动物血吸虫病研究资料 1980 7.吴玲娟查看详情 1996(03) 8.A F tawfik S J;bishop A A;yalp;F Sel-feraly查看详情 1990(12) 9.沈明青蒿素的免疫抑制作用 1983(10) 10.查看详情 1989(06) 11.庄国康查看详情 1982(06) 12.K ou—yang;E C krug;JJ.marr;R.L.berens查看详情 1990(34) 13.D M Yang;NDF Y liem liem Parasitology[外文期刊] 1993 14.Vikkas Dhingra K Artemisinin:present status ahd perspectives[外文期刊] 1999 15.邹耀洪青蒿挥发性化学成分分析[期刊论文]-分析测试学报 1999(01) 16.邱琴青蒿挥发油化学成分的GC/MC研究[期刊论文]-中成药 2001(04) 17.谢家教青蒿素母液精油化学成分研究 1991(03) 18.陈靖福建崇安黄花蒿精油成分分析 19.王国亮湖北产黄花蒿精油化学成分研究[期刊论文]-武汉植物学研究 1994(04) 20.刘立鼎黄花蒿和青蒿精油的化学成分[期刊论文]-江西科学 1996(04) 21.查看详情 1999 22.Mario R Tellez Differentialn accumulation of isoprenoids in glanded and glandless 1999(52) 23.赵兵青蒿药用成分提取分离技术现状 1998(11) 24.查看详情 1987 25.查看详情 1989 26.Paniego N B查看详情 1996 27.Vonwiller S C;er al查看详情 1993 28.赵兵青蒿素提取条件研究[期刊论文]-中草药 2000(06) 29.Elsohly H N;etal查看详情 1990(06) 30.Elsohly H N查看详情 1987(04) 31.赵兵超声波用于强化石油泌提取青蒿素[期刊论文]-化工冶金 2000(03)
青蒿素的发现及发展历程 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。 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。 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。
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。 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。 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。
青蒿素的工业生产流程 吉财2013122691 青蒿是我国的传统中药，民间用于消暑、退热、治感冒等，青蒿还具有抗疟、抗血吸虫、抗病毒与增强机体免疫等作用。在我国数百名科学工作者的协作中，从青蒿中提取了它的抗疟有效成分，一种新型倍半萜内酯，后命名为青蒿素，青蒿素为无色针状结晶，分子式为 C15H22O5，其结构式如图1 ，熔点为156-157℃,易溶于氯仿、丙酮、乙酸乙酯 和苯，可溶于乙醇、乙醚，微溶于冷石油醚，几乎 不溶于水。因其具有特殊的过氧基团，对热不稳定， 易受湿、热和还原性物质的影响而分解[1] 。国内外 大量的理化试验、药理研究和临床应用表明青蒿素 是抗疟的有效成分，认为青蒿素的发现是抗疟研究 史上的重大突破，并成为世界卫生组织推荐的抗疟 药品，特别是对脑型疟疾和抗氯喹性疟疾有很好疗 效[2]。近年来青蒿素的抗疟活性在世界范围内被广泛关注，在疟疾流行地区青蒿素的需求量增加。此后又发展了一系列现已作为正式抗疟药物的青蒿素的衍生物，此时我国研制的青蒿素类抗疟药物以高效、安全、对抗药性疟疾有特效而风靡全球，1995年蒿甲醚被WTO列入国际药典，这是我国第一个被国际公认的独创新药。青蒿素的化学结构十分独特，自上市至今20多年，尚未发生抗药性的病例。 1 仪器、试剂与材料 50ml圆底烧瓶、回流冷凝管、721型分光光度计(上海分析仪器厂)、分析天平（上海精科天平厂）、微量移液管（上海求精玻璃仪器厂）、电热恒温水浴锅、恒温烘箱、干燥器、柱层析、硅胶薄层板（由青岛海洋化工厂生产，薄层层析板用硅胶G加0.3%CM C-Na制备而成。显色剂为2%香草醛--浓硫酸（1：1）混合液。喷雾后，电吹风加热显色）等。乙醚、乙醇、氢氧化钠、乙酸乙酯、异丙醇、石油醚均为分析纯。青蒿的原材料及其标准样由海裕药业提供。 2 方法与步骤 2.1提取 称取100g青蒿叶粉(过30目筛)，加入8倍石油醚（800毫升，沸程60—90℃），水浴55℃搅拌回流提取5小时，第二次提取加入6倍石油醚（600毫升，沸程60—90℃），水浴55℃搅拌回流提取3小时，第三次提取加入4倍石油醚（400毫升，沸程60—90℃），水浴55℃搅拌回流提取2小时，得滤液一、二、三，分装，渣子回收尽石油醚重复使用。
青蒿素类抗疟药的研究进展 【摘要】青蒿素及其衍生物是一类全新结构的抗疟药，具有抗疟作用迅速、高效、低毒，且与大多数抗疟药无交叉抗性等特点。 【关键词】：青蒿素；抗疟；作用机制。 Abstract：Artemisinin and its derivatives with endoperoxide function are new and important antimalarial drugs，and their antimalarial action is quick，efficient and without cross resistance. key words：artemisinins；antimalarial；action mechanism. 疟疾是目前最严重的传染病之一，每年有大约5亿人患疟疾，死亡人口数达275万之多【1】。在众多的抗疟药物中，青篙素类药物独树一帜。青篙素及其衍生物的抗疟作用是我国科技工作者从中国的传统中草药中发现的。它们具有独特的化学结构和作用机制，抗疟效果非常明显，作用快，毒性低，而且价格便宜，因此颇受全球医药工作者和广大疟疾患者的青睐。从七十年代始，国内外己有卜千篇青篙素及其衍生物的有关研究报道，本文拟就青篙素类药物抗疟作用机制的近年研究进展作一综述。 一、细胞水平的研究 1.青篙素类药物与血细胞结合 青篙素及其衍生物通过与尚未确定的受体结合而选择性地集中在被疟原虫感染的红细胞，被感染的红细胞中的青篙素浓度是末被感染红细胞中的青篙素浓度的100多倍【2】。Asawamahasakda和他的同事们【3】发现用3H标记的青篙素被分离的红细胞膜吸收，但却不能被末感染的红细胞吸收。超过一半的膜关联药物能被乙酸乙醋抽提的磷脂酶A:所分解.41-42%的残留药物似乎与红细胞膜蛋白结合。 2.引起疟原虫细胞超微结构变化 青篙素及其衍生物能较其它抗疟疾药物更具抗疟效果，必定有其独特的作用机制。为探明其作用机制，科学家们进行了大量直有成效的工作。早期通过光学显微镜技术、电子显微镜技术等，观察到青篙素类药物主要作用于疟原虫的膜结构。在红细胞内期，青篙素及其衍生物能引起疟原虫膜结构发生变化，如由胞膜部分形成食物泡、核质，线粒体、内质网、核膜等也相应地出现相关变化，这些变化最终导致自噬泡形成并使细胞质减少，从而致死疟原虫【4】。 3.影响营养物质运输 红细咆内期原,虫被纳虫泡包.裹，许多管状饱从泡膜上突出出来、形成复杂的网络，伸向红细胞周边，是疟原虫获得外源性营养物质的通道，同时可运输包括青篙素类小分子药物通过，因此管状泡网被认为是感染疟原虫红细胞内能聚集大量青蒿素类药物的前提【5】。有人研究发现，青篙素类药物可破坏管状泡网的组成及膜结构，从而破坏其转运营养物质功能力。 二、生物化学及分子水平的研究 1.过氧桥与抗疟作用
青蒿素的研究过程 瑞典斯德哥尔摩当地时间10月5日中午11时30分，2015年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，中国女药学家屠呦呦，以及另外两名科学家获了该奖项。屠呦呦也成为首位获得诺贝尔奖科学类奖项的中国人。屠呦呦的获奖则依靠的是被世卫组织成为最有效的抗疟疾药物青蒿素。 疟疾是一种古老的疾病，还是危害人类最大的疾病之一。公元前2700年，中国的古典医书《黄帝内经》描述了疟疾的相关症状：发热、寒颤、出汗退热等。疟疾对世界的危害实在太大，人们很早就开始致力于解开植物治疟的秘密。1820年，法国化学家皮埃尔-约瑟夫·佩尔蒂埃和约瑟夫-布莱梅·卡旺图合作，从金鸡纳树皮中分离出抗疟成分奎宁，但当时还不知道这种物质的化学结构。1907年，德国化学家P·拉比推导出奎宁的化学结构式；1945年，美国化学家罗伯特·伍德沃德和其学生威廉姆·冯·多恩合作，首次人工合成了奎宁，虽然他们的合成方法因昂贵而无法实现工业化，但这是有机化合合成历史上一个里程碑式的进步。在第二次大战期间，人们终于可以生产大量治疗疟疾的药物了。 然而不幸的是，在人类进步的过程中，疟疾也在进步着，在二次世界大战后，疟原虫产生了抗药性，东南亚地区爆发疟疾，同时越南爆发了越南战争，越南和美军的战士们均受到疟疾的困扰，越南政府求助于中国，中国决定研究抗疟疾的药物。 1967年5月23日，中国紧急启动“疟疾防治药物研究工作协作”项目，代号为“523”。1969年，屠呦呦被任命为“523”项目中医研究院科研组长。此前的研究工作都没有得到令人满意的进展，屠呦呦开始翻阅整理历代古书医籍，走访各地的老中医，最终整理出来了一张含有640多种包括青蒿素草药的《抗疟单验方集》。可在最初的实验中，青蒿的效果并不是很好，屠呦呦也一度陷入僵局。 然而她并没有放弃，她再一次将目光转向了中国古人的智慧上，她再一次查阅古医术，，葛洪《肘后备急方》中的几句话引起了她的注意：“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之。”这不禁让她想到，会不会是因为青蒿对温度比较敏感，问题或许出在了常用的“水煎”法上？于是她转换思路，采用低沸点的乙醚提取青蒿中的提取物，最终她得到了对疟原虫抑制率可达百分之百的提取物，被五二三办公室命名为青蒿素。 虽然发现了有效成分，这个项目却还没有结束，要将它作为药物使用，还有很多步要走。首先，就是要确定它的分子量和分子式，之后确定结构。而这并不是专攻中药学的屠呦呦所能做的了。最终经过众多科学家的努力，周维善小组最终测定出青蒿素的结构。之后，经过努力，他们又成功合成了青蒿素，至此抗疟疾药物的研究方可告一段落。 从青蒿素的研究过程中，我们不难发现，在科学研究过程中，我们会遇到层层困难，有时需要不断地实验，不断地完善想法，有时甚至需要的是另辟蹊径。同时，我们要意识到，青蒿素的发现不只是屠呦呦一个人的功劳，这有着五二三整个研究组的贡献，还有这更重要的周维善后续研究，才能使青蒿素成功成为抗疟疾的有效药物，才能使青蒿素走向世界，使中国的科研和中医向走向世界迈了重要一步。因此我们要明白，科学研究不是一个人的奋斗，而是需要合作与交流，需要和他人共同工作，才能成功。
青蒿素：人类征服疾病的一小步 【教学目标】 知识目标： 1．了解屠呦呦和青蒿素的有关知识。 2．熟读文章，读准字音，理清文章结构，整体感知文本内容。 3．体味作者为科学献身的探究精神。 核心素养： 语言建构与运用：分析科学论著中所使用的说明方法，学习文本准确、严谨、富有逻辑性的语言。 审美鉴赏与创造：引导学生养成正确的科学观，明确兴趣在学习中的重要作用。 文化传承与理解：体会求真务实、艰苦探索、专注事业、勇于创新的女性力量，树立热爱祖国文化的观念。 【教学重难点】 了解屠呦呦的科学研究历程，探讨其中表现的思想内涵。 【教学过程】 一、导入 你知道吗？在治疗2020年爆发于中国武汉的“新冠”疫情的过程中，中医发挥了不可替代的巨大作用。中医是中国的国粹，也是世界医学宝库中的瑰宝。许多优秀的中医人才正在尽自己的努力继承、发展并充分利用中国传统医学这个瑰宝为全人类带来健康。大家知道，2015年的诺贝尔生理学或医学奖，颁给了一个中国本土从事中医药研究的科学家，她的名字叫做——屠呦呦。屠呦呦的主要作品：《青蒿及青蒿素类药物》、《抗疟新药——青蒿素》、《中药青蒿的正品研究》。 二、作者简介 屠呦呦，女，药学家，中国中医科学院终身研究员兼首席研究员，国家最高科学技术奖获得者，诺贝尔生理学或医学奖获得者。于1930年生于浙江宁波，其名字取自《诗经·小雅》中的诗句：“呦呦鹿鸣，食野之苹。”1951入北京大学医学院药学系学习，毕业后一直在中国中医研究院工作。屠呦呦多年从事中药和中西药结合研究，突出贡献是开创性地从中草药中分离出青蒿素应用于疟疾治疗。2015年，屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖。她是首个获得诺贝尔
青蒿素的研究现状 1 前言 青蒿素是一种倍半萜内脂类化合物［1］，分子式为C15H22O5，有抗疟、抗孕、抗纤维化、抗血吸虫、抗弓形虫、抗心律失常和抑制肿瘤细胞毒性等作用［2］。目前，青蒿素用于疟疾防治的价值已被人类认识和接受，世界卫生组织已把青蒿素的复方制剂列为国际上防治疟疾的首选药物。青蒿素因其在丙酮、醋酸乙酯、氯仿、苯及冰醋酸中易溶，在乙醇和甲醇、乙醚及石油醚中可溶解，传统提取方法一般采用有机溶剂法，后来又出现了超临界CO2萃取技术、超声提取技术、大孔吸附树脂提取技术、微波辅助萃取技术、快速溶剂萃取技术以及联用技术。 青蒿分布地域狭窄, 青蒿素含量低(0.01%~0.5%). 化学合成青蒿素产率不理想, 成本高. 随着全球疟疾发病率(3.8 亿人/年)和死亡率(4600 万人/年)逐年升高[3], 青蒿素类抗疟药需求量迅猛增长, 导致青蒿素原料药供不应求, 市场价格飙升[4]。近10 年来,为了从根本上解决青蒿素的供需矛盾, 国内外争相开展了青蒿素合成生物学及代谢工程研究, 一方面尝试在微生物体内重建青蒿素生物合成途径[5], 另一方面对青蒿中原有的青蒿素生物合成途径进行遗传改良[6]。我国在“九五”期间开展青蒿素的开发研究将具有可观的经济效益和社会效益。本文将对目前国际上青蒿素研究的现状从以下几个方面进行论述。
2青蒿素的发现及历史 青蒿入药, 最早见之于马王堆三号汉墓出土( 公元前168 年左右) 的帛书《五十二病方》,其后在《神农本草经》, 《大观本草》及《本草纲目》等均有收录。从历代本草及方书医籍的记载, 青蒿入药治疗疟疾是经过长期的临床实践经验所肯定的。在现代临床上用于对恶性疟疾、发热、血吸虫病、腔黏膜扁平苔藓、红斑狼疮、心律失常的治疗［7］，并且对类风湿性关节炎的免疫有显著疗效［8］。 1971 年以来, 中医研究院青蒿素研究小组通过整理有关防治疾病的古代文献和民间单验方, 结合实践经验, 发现中药青蒿乙醚提取的中性部分具有显著的抗疟作用。在此基础上, 于1972 年从青蒿中分离出活性物质——青蒿素,在青蒿素药理实验的基础上, 人们又进行了大量的药理和临床疗效研究。1973 年9 月, 青蒿素首次用于临床, 到目前为止, 已有十几种衍生物的抗疟效果比青蒿素活性高出多倍。自我国开展有关青蒿素的研究后, 世界各国相继开展此方面的重复性研究, 获得的结果显示了抗疟的特效性。
《青蒿素，人类征服疾病的一小步》教学方案教学目标 1.引导学生在通读全文的基础上，理清文章的思路。 2.引导学生研读课文，按要求提取相关信息。 3.深入挖掘，体会并学习科学家们严谨求实的科学态度和勇于探索的科学精神。 教学重点 引导学生研读课文，按要求提取相关信息。 教学难点 深入挖掘，体会并学习科学家们严谨求实的科学态度和勇于探索的科学精神。 教学过程 一、导入 你知道吗？在治疗2020年爆发于中国武汉的“新冠”疫情的过程中，中医发挥了不可替代的巨大作用。中医是中国的国粹，也是世界医学宝库中的瑰宝。许多优秀的中医人才正在尽自己的努力继承、发展并充分利用中国传统医学这个瑰宝为全人类带来健康。大家知道，2015年的诺贝尔生理学或医学奖，颁给了一个中国本土从事中医药研究的科学家，她的名字叫做——屠呦呦。 二、作者简介 屠呦呦，女，药学家，中国中医科学院终身研究员兼首席研究员，国家最高科学技术奖获得者，诺贝尔生理学或医学奖获得者。于1930 年生于浙江宁波，其名字取自《诗经·小雅》中的诗句：“呦呦鹿鸣，食野之苹。”1951入北京大学医学院药学系学习，毕业后一直在中国中医研究院工作。屠呦呦多年从事中药和中西药结合研究，突出贡献是开创性地从中草药中分离出青蒿素应用于疟疾治疗。2015年，屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖。她是首个获得诺贝尔科学奖项的中国科学家。2017年，屠呦呦获得2016年度国家最高科学技术奖。2018年，党中央、国务院授予屠呦呦“改革先锋”称号，颁授“改革先锋”奖章。 三、写作背景 师：大家课前都已经预习过了，谁能起来说说，屠呦呦是在什么时候什么情况下写的这
青蒿素的历史与发展 作者：锋 学院：机电工程学院 专业：机械电子工程 学号： 手机： 邮箱： 摘要：疟疾肆虐人间，全世界都在寻找对抗疟疾的方法。中国也抓紧研制新药。屠呦呦临危受命，研制抗疟新药。通过对中国古籍的研究，古籍中所记载的青蒿让屠呦呦找到了对抗疟疾的曙光，通过多年研究，屠呦呦成功提取了青蒿素，挽救了大批人的性命。接着，屠呦呦继续深入研究，成功研制出青蒿素类衍生药物，大大提高了青蒿素的疗效。屠呦呦也因此获得了拉斯克-底巴克临床医学研究奖与诺贝尔生理学或医学奖。 关键词：屠呦呦；青蒿素；疟疾；诺贝尔生理学或医学奖 中国科学家屠呦呦首获诺贝尔生理学或医学奖，这不仅是屠呦呦教授的荣誉，更是所有参加青蒿素研究的科研人员的荣誉，是全国中西医药工作者的集体荣誉，是伟大祖国、伟大人民的荣誉。 青蒿素是在继承发扬祖国医药学的基础上，在中药研究中充分运用传统及现代科学、理论、方法、手段，充分体现出“古为今用，洋为中用”的指导思想。从千百年来古人与疟疾斗争积累的宝贵经验中，从浩如烟海的经典著作、民间验方等伟大宝库中，经过不懈努力，江里淘沙，沙里淘金，从千百个复方、单方、古方、验方中找到治疗疟疾的有效物质，并精制成治病救人的好药——青蒿素。 成功研制出青蒿素说明这项研究的方向是正确的，科研思路是合理的，理论方法、手段是科学的。提高了中医药的科研水平、推动了中医事业的健康发展，也推进了中国医药卫生事业的发展，使中西医药结合，中医药现代化、科学化，有了空前大发展，起到了很好的示范和推进作用。为中医药未来发展树立了一个良好的榜样。更为全世界几亿疟疾患者研制出新一代安全、有效的创新药，使防疟抗疟工作有了划时代的进展。 一、中药青蒿简介 青蒿为常用中药，是一年生菊科植物黄花蒿的干燥地上部分。青蒿资源是中国具优势的药材资源。中药青蒿具清虚热、除骨蒸、解暑热、截疟、退黄之功效，在中国有两千多年的沿用历史。中国现有最早的本草学专著——《神农本草经》以草蒿为青蒿之别名，列为下品。中药青蒿为传统清热解暑药，其功用在历代本草中均有记载。如《图经本草》载“青蒿，治骨蒸潮热，古方多单用之”。关于青蒿抗疟的记载，首见于一千多年前东晋葛洪
青蒿素研究进展 摘要青蒿素是目前治疗疟疾的特效药。本文对自青蒿素发现以来的最新研究进展进行了比较详尽的综述。内容包括：青蒿素的发现及历史，青蒿素的来源，青蒿素的全合成，青蒿素的生物合成，青蒿素衍生物以及植物组织培养生产青蒿素。 关键词青蒿素青蒿素衍生物合成 Abstract The recent research advances in artemisinin, the most effective weapons againstmalarial parasites have been reviewed. An overview is given on artemisinin research from the following aspects：the history of artemisinin development, sources of artemisinin, total synthesisof artemisinin, biosynthesis of artemisinin, analogs of artemisinin and artemisinin production from plant tissue cultures. Key words artemisinin; artemisinin derivatives; synthesis 青蒿素(Artemisinin)是继氯喹、乙氨嘧啶、伯喹和磺胺后最热的抗疟特效药,尤其对脑型疟疾和抗氯喹疟疾具有速
效和低毒的特点,已成为世界卫生组织推荐的药品［1］。青蒿素的抗疟机理与其它抗疟药不同,它的主要作用是通过干扰疟原虫的表膜-线粒体功能［2，3］,而非干扰叶酸代谢,从而导致虫体结构全部瓦解。目前药用青蒿素是从中药青蒿即菊科植物黄花蒿的叶和花蕾（Artemisia annua L.）中分离获得的。由于青蒿的采购、收获,直至工厂加工提取,环节较多,费时费力,且不同采集地和不同采集期青蒿品质有很大的差别,同时,大量采集自然资源,必然会破坏环境和生态平衡,导致资源枯竭。因此,为增加青蒿素的资源,世界各国都在加紧开展青蒿素及其衍生物的开发研究,长期稳定地和大量地供应青蒿素成为各国科学家面临的严峻考验。 由于青蒿素是抗恶性疟疾的特效药,目前的售价为225美元/g。近年的统计资料表明世界每年有近300万人死于疟疾,尤其是非洲的发病率极高,对青蒿素的需求量较大,世界 每年的需求量为150吨,而产量仅有15吨左右,形成明显的供不应求局面,我国在“九五”期间开展青蒿素的开发研究将具有可观的经济效益和社会效益。本文将对目前国际上青蒿素研究的现状从以下几个方面进行论述。 1.青蒿素的发现及历史 青蒿入药,最早见之于马王堆三号汉墓出土（公元前168年左右）的帛书《五十二病方》,其后在《神农本草经》,《大观本草》及《本草纲目》等均有收录。从历代本草及方书医
讲座与综述 一－－－……●………．－＿－－＿……一青蒿素生物合成的研究进展 卢文婕 （广州中医药大学热带医学研究所，广东广州５１０４０５） 硎”＿≯钞牟詹ＩＩ：爹隧学诼 关键词青蒿素前体；生物合成；青蒿酸中图分类号：Ｒ２８４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－０２５８（２００９）０２－００６９－０２ 青蒿素（ａｒｔｅｍｉｓｉｎｉｎ）是我国自主开发的强效、低毒、无抗性抗疟特效药，尤其是治疗脑型疟疾和抗氯喹恶性疟疾的特效药。青蒿中的青蒿素含量在０．４％一１．０％之间，从天然青蒿中提取青蒿素难以满足市场需求，而青蒿素化学合成的工艺复杂、成本高、毒性大、产率低，至今未能实现工业化生产。目前，青蒿素的生物合成研究正方兴未艾［－｜．利用青蒿素前体进行生物合成青蒿素的技术极有可能成为大规模生产青蒿素的重要手段。本文对青蒿素前体、青蒿素生 物合成路径、青蒿素生物合成的研究概况等方面做 一综述。 １青蒿素前体的研究 与青蒿素生物合成有关的中间体有十几种，其中最重要的是青蒿酸、青蒿素Ｂ、青蒿烯、二氢青蒿 素等。 １．１青蒿酸 青蒿酸在黄花蒿中含量高，具有适宜的化学构 象，是合成青蒿素及其衍生物的手性合成单体及前 体。１９８３年许杏祥等［２］最先研究了从青蒿酸前体到青蒿素的半合成，并于１９８６年报道了以Ｒ一（＋）一２香草醛为原料．经１４步合成青蒿素的合成途径。１９８３年ＳｅｈｍｉｄＧ等［３］应用烯醇醚５在低温下光氧化反应中引进过氧基，完成了青蒿素的全合成。１９８８年。汪猷等［４］以青蒿酸为前体，用黄花蒿匀浆体系进行了青蒿素及青蒿素Ｂ的生物合成。实验过程中在匀浆中加入放射标记的青蒿酸，结果在青蒿素和青蒿素Ｂ中检测到放射性标记，故认为在由（２一－４Ｃ）一３’５一二羟基一３一甲基戊酸一８一内酯［（２＿１４Ｃ）一ＭＶＡ］合成青蒿素和青蒿素Ｂ的过程中，青蒿酸是一种重要的中间产物。有研究报道，利用１４Ｃ标记的青蒿酸和甲羟戊酸（Ｍｅｖａｌｏｎａｔｅ，ＭＶＡ）进行了青蒿素体内和体外的生物合成研究。得到了相似结论【５－６］。Ｊｕｎｇ Ｍ 等【７］的研究表明．青蒿酸在青蒿中的含量几乎为青蒿素的１０倍，而且显示出同样的抗疟活性，由此进 ［作者简介］卢文婕，女，在读硕士。从事中药生物工程研究 ［收稿日期］２００８—１２—１０ ２００９盆Ｆ－第１０卷第２期 一步证实了青蒿酸是青蒿素合成过程的一种重要中 间体。１９９０年黄敬坚等【８］应用幼苗水插法和顶株扦 插法，在黄花蒿体内以（２－１＾Ｃ）一ＭＶＡ为前体，成功地合成了青蒿酸。１９９１年夏志强等【９ｊ报道青蒿酸甲酯经溴化产生溴化物，再经氘解生成（１５—２Ｈ）一青蒿酸甲酯，再经水解生成（１５—２Ｈ）一青蒿酸，之后他们 又用同样方法合成了（１５—３Ｈ）一青蒿酸。１９９４年 ＷｅａｔｈｅｒＰＪ等［ｍ］在青蒿毛状根中检测到青蒿酸、青 蒿素Ｂ以及青蒿烯，故而认为青蒿酸、青蒿素Ｂ和 青蒿烯为青蒿素合成过程的中间体。２００３年ＡｂｄｉｎＭｚ等…］亦证明了青蒿酸是青蒿素合成的中间体。 １．２青蒿素Ｂ １９８７年ＡｋｉｈｉｌａＡ等［６］报道了（３Ｈ．?４Ｃ一２２）标记３ＲＳ—ＭＶＡ到青蒿素和青蒿素Ｂ的转化。ＶｅｒｇａｕｗｅＡ等［１２］认为利用基因工程手段得到的黄花蒿转基因植株．可通过刺激合成途径中某个关键酶的过量表达和抑制消耗青蒿素合成前体的其他代谢途径中的 关键酶来达到青蒿素稳定高产的目的。１９９６年ＢｒｏｗｎＧＤｅ¨］从青蒿的地上生长部分中分离出了新 颖的开环杜松烷和二羟基杜松交酯．用１Ｈ和ＢＣＣ—ＮＭＲ光谱学鉴定了其结构。并提出了由青蒿素Ｂ和 青蒿酸通过二羟基杜松交酯和４．５开环杜松烷的醇 烯互变体生物合成青蒿素的机理。青蒿素和青蒿素Ｂ均来源于青蒿酸，这与ＪｕｎｇＭ和汪猷等得到的结 论一致。 １．３青蒿烯 １ ９９４年Ｗｅａｔｈｅｒ Ｐ Ｊ等［ｉｏ］在发根农杆菌ＡＴＣＣ １５ ８３４诱导的黄花蒿发根培养产物中检测到了青蒿烯。同年Ｂｒｏｗｎ Ｇ Ｄ［１３Ｊ在研究由青蒿酸转化为青蒿素的 过程中，从青蒿中获得杜松烯，并推测经杜松烯合成脱氢青蒿素并最终合成青蒿素的生物合成途径。１．４二氢青蒿素 近年来，出现了以二氢青蒿素为前体原料的两种设计合成路线的方法，一种是将二氢青蒿素与三 氟乙酸酐反应制得三氟乙酰基二氢青蒿素，不经分
·新药发现与研究实例简析· 新药创制是复杂的智力活动, 涉及科学研究、技术创造、产品开发和医疗效果等多维科技活动。每个药物都有自身的研发轨迹, 而构建化学结构是最重要的环节, 因为它涵盖了药效、药代、安全性和生物药剂学等性质。 本栏目以药物化学视角, 对有代表性的药物的成功构建, 加以剖析和解读。 40多年前我国发现了青蒿素, 继之发明了青蒿琥酯、蒿甲醚和二氢青蒿素等药物, 对全球范围的疟疾治疗, 是一个划时代的变革与贡献, 挽救了数以百万计患者的生命与健康。在特殊的历史时期以举国体制研制新药, 决定了研发模式难以复制。研究者在大海捞针式的筛选试验中, 屠呦呦等从传统医药典籍中受到启发, 首先发现分离出青蒿素并确定了它的抗疟活性, 功不可没, 开创了青蒿素药物治疗的新领域, 因而她获得2015年诺贝尔医学或生理学奖, 当之无愧。接续的研究与开发, 在结构确证、化学合成、结构优化、工艺研究和临床研究等各个环节, 我国科学家同样做出了卓越贡献, 成就了由青蒿素演化成临床新药—青蒿琥酯、二氢青蒿素和蒿甲醚, 并在全球范围应用, 在抗疟药物中占据着中心地位。本文拟从化学和药物化学视角, 阐述从青蒿到发现青蒿素, 从青蒿素的发现到发明蒿甲醚和青蒿琥酯等药物的简要历程。(编者按) DOI: 10.16438/j.0513-4870.2015-1036 青蒿素类抗疟药的研制 郭宗儒 (中国医学科学院药物研究所, 北京 100050) 1青蒿素的研究背景 1.1 举国体制研究抗疟药物 20世纪60年代美国发动侵略越南战争, 当地疟疾肆虐, 疟原虫对已有药物产生耐药, 使战斗力严重减弱。应越南要求中国提供有效抗疟药物, 我国政府决定全国范围研究新型抗疟药, 遂于1967年5月23日成立了研究协作组, 简称“523任务”, 涵盖60多个研究单位, 500多位研究人员。在由启动研究到临床实验和应用的整个研发过程, 统一由“523任务”调度, 并非固定在一个研究单位中(张文虎. 创新中的社会关系: 围绕青蒿素的几个争论. 自然辩证法通讯. 2009, 31: 32?39)。 1.2从中药和民间药寻找药物或先导物 在“523任务”的诸多研究项目中, 有一个课题是“民间防治疟疾有效药物疗法的重点调查研究”, 这个研究小组获得了许多苗头, 例如从植物鹰爪分离出有效抗疟单体鹰爪甲素, 从陵水暗罗中分离出暗罗素的金属化合物,对常山乙碱的结构改造,以及青蒿素等。 1.3 青蒿和青蒿素的发现 1969年中国中医研究院中药研究所加入“中医中药专业组”。组长屠呦呦和组员余亚纲等从中医药古籍中搜集并筛选中草药单、复方数百种中, 余亚刚和顾国明发现青蒿呈现高频率(唐宋元明的医籍、本草和民间都曾提到有治疟作用)。通过广泛实验筛选, 聚焦到青蒿的乙醇提取物, 对疟原虫抑制率达到60%～80%, 虽然活性重复性差, 但为后来研究提供了有价值的参考(李国桥等. 青蒿素类抗疟药. 北京: 科学出版社, 2015: 3)。 屠呦呦从东晋葛洪《肘后备急方》阐述青蒿的用法得到了启发, “青蒿一握, 以水二升渍, 绞取汁, 尽服之”, 冷榨服用“绞汁”, 悟出可能不宜高温加热的道理, 并考虑到有效成分可能在亲脂部分, 遂改用乙醚提取, 于1971年10月在去除了酸性成分的中性提取物中, 分离得到的白色固体对鼠疟原虫的抑制率达100%。由绞汁联想低温提取, 但由水浸的冷榨液(通常含有水溶性成分) 怎样推论是脂溶性成分, 文献中无从考证。不过选择乙醚为萃取剂, 无疑是发现青蒿素、开辟青蒿素类药物治疗的关键一步。 用乙醚从黄花蒿分离出的倍半萜化合物除青蒿素(1, artemisinin) 外, 还鉴定了其他成分, 有青蒿