抗癌藥物新來源紫杉醇是壹種有效的常用抗癌藥物,但目前只能從壹種瀕危植物的針狀葉中采集,對這種藥物的需求很可能超過這種樹的生產能力。最近,研究人員在美國化學學會的壹次會議上宣布,他們已經從榛樹和真菌中分離出這種化合物。這壹發現可能為該藥物提供足夠的新來源,也可能大大降低其成本。紫杉醇,又名紫杉醇,是世界上最受歡迎的癌癥藥物之壹。它用於治療子宮癌和乳腺癌,許多乳腺癌患者仍然服用它以防止癌癥的復發。雖然這種藥物的供應仍然充足,但需求可能很快就會增加:研究人員正在測試這種藥物對阿爾茨海默病、多發性硬化癥和其他癌癥的療效。如果該藥物對上述疾病確實有效,那麽該藥物將變得供不應求。因為藥物是從太平洋紅豆杉針葉中提取鉛化合物,然後加工而成的。太平洋紅豆杉是壹種瀕危植物,生長在北美太平洋西北海岸。美國俄勒岡州波特蘭大學的化學家安吉拉·霍夫曼壹直在尋找提高紅豆杉中紫杉醇產量的方法。出乎意料的是,她在另壹個完全不相關的研究課題中發現了該化合物的新來源。她和她的同事當時正在研究榛樹,試圖找出為什麽壹些榛樹更容易感染枯萎病。這種疫病摧毀了俄勒岡州威拉米特山谷的榛樹林。研究人員從幾種榛樹中提取了提取物,並對這些樣本進行了純化和分析。霍夫曼在其中發現了紫杉醇的化學特征。霍夫曼和她的同事發現榛子的葉、枝和果實中都含有紫杉醇,盡管含量只有紅豆杉的10%。他們還發現生長在榛樹上的真菌也能產生紫杉醇。大衛·霍克說,最終,真菌的發現可能是最有價值的。大衛·霍克是美國馬薩諸塞州伍斯特縣壹家制藥公司的天然產品專家。他說,紅豆杉中還含有產紫杉醇的真菌。霍克強調,如果能夠用真菌在大桶中生產這種藥物,“它肯定會很有價值。”
紅豆杉的藥用價值主要在於其提取物——次生代謝衍生物——紫杉醇。根據方(方1997畢業於中國協和醫科大學,師從梁教授)博士的研究結果,紫杉醇是從短葉紅豆杉樹皮中分離的第壹個抗腫瘤活性成分。是治療轉移性卵巢癌和乳腺癌的最佳藥物之壹,對肺癌和食管癌也有明顯療效,對腎炎和細小病毒炎癥有明顯抑制作用。紫杉醇的抗癌機制是紫杉醇能與微量蛋白結合,促進其聚合,抑制癌細胞的有絲分裂,有效阻止癌細胞的增殖。
為了減少對野生紅豆杉資源的破壞,人們開始從紅豆杉枝葉中提取前體化合物10-脫乙酰基漿果赤黴素ⅲ,然後半合成制備藥用紫杉醇。紫杉醇是目前世界上公認的廣譜、強效抗癌藥物,具有獨特的抗癌機制。
國外最早的報道是1971在美國從紅豆杉中提取紫杉醇,1992被美國美國食品藥品監督管理局(FDA)批準臨床使用。它被證明對多種癌癥有效,尤其是卵巢癌和乳腺癌,治愈率為33%,有效率為75%。
另壹方面,在全球範圍內,世界各國逐漸接受傳統醫學的治療方法和原理(傳統醫學是指現代醫學出現之前保護和恢復健康的醫學方法)。中國在傳統醫學方面有著悠久的歷史,如中醫麻醉、針灸和中草藥。
經權威部門鑒定及相關報道,中國紅豆杉在精制紫杉醇方面有壹定含量。東北紅豆杉和南方紅豆杉的含量較高,生長環境特殊的東北紅豆杉含量最高(含量可達萬分之二)。獨特的氣候條件有利於植物幹物質的沈積。如果將東北紅豆杉適當南遷,可以增加生長期,改善生長環境,有利於植物中有效成分的合成,提高含量和質量。
目前,紫杉醇已經成為世界排名第壹的抗腫瘤藥物。與此同時,紫杉醇對阿爾茨海默病和其他癌癥的臨床試驗正在國外進行。
目前紫杉醇的獲取途徑有三種:1。天然提取,2。人工合成,3。半人工合成和4。生物發酵。後三種方法大多停留在實驗室階段。
(1)紫杉醇的生物合成;
紫杉醇的分子式為C47H51NO14,是壹種具有萜類環狀結構的天然次生代謝產物。主要由紫杉烷環和側鏈組成。研究其生物合成對提高合成效率和克隆組合、形成關鍵酶基因、提高紫杉醇產量具有重要意義。目前關鍵是能不能找到壹兩個關鍵酶,能不能提純克隆它們的基因。紅豆杉基因的克隆能否突破還有待觀察,但人們找到的想象途徑還處於實驗室階段。
(2)紫杉醇的化學合成
據研究和報道,從紅豆杉植物中分離的10-脫乙酰基漿果赤黴素ⅲ(Baccatinⅲ)活性明顯低於紫杉醇,但可以從紅豆杉針葉中提取。這種物質可以通過四個化學過程合成紫杉醇。在解決紫杉醇新來源方面取得了很大進展。NICOLAOU博士領導的美國研究小組在1994中報道了化學方法全合成紫杉醇的結果。但是化學合成本質上並沒有完全突破,目前沒有應用價值。
(2)紫杉醇的微生物合成
STTERLE等人從短葉紅豆杉韌皮部分離出壹種寄生真菌(Taxomyces andarea),該真菌在特定培養基中能產生紫杉醇及相關的碳氫化合物,但目前產量極低,不能用於生產。重組DNA技術有望提高紫杉醇的產量。
還發現除樹皮外,根是紫杉醇含量最高的器官。人們用發根農桿菌浸泡紅豆杉植物的外植體來誘導生根。這種方法不需要外源激素,發根生長迅速,遺傳性狀穩定,因此受到重視。如果能把尋找合成紫杉醇或其類似衍生物的方法、微生物合成獲得的關鍵酶和克隆紅豆杉相關基因結合起來,就能在這壹方法上有所突破。
隨著第五屆北京生物醫藥發展論壇的介紹,從植物中提取紫杉醇的壹般發展過程如下:
自20世紀60年代以來,抗癌新藥的發現主要來自原始植物的代謝產物,即目前使用的幾種抗癌化療試劑,它們並不是從高等植物中提取的化合物。
例如從長春花中分離出的“長春花生物堿”。
從鬼臼中分離出的表鬼臼毒素衍生物。
從喜樹中分離的喜樹堿衍生物
到目前為止,已經獲得了從紅豆杉中分離的“二鐵紅豆杉”成分。
提取紫杉醇的相關技術和設備;
1.從紅豆杉中提取紫杉醇的關鍵技術及相關數據。
2.紫杉醇含量的精密測定方法、質量標準及相關數據。
3.除雜和超凈設備。
4.高壓液相色譜和液相色譜分析柱等。
幾種由紫杉醇制成的抗腫瘤藥物:
1.達克蘇
黑龍江紅豆杉科技有限公司生產治療乳腺癌、卵巢癌等細小病毒炎癥的廣譜抗癌藥。
2.紅豆杉膠囊
由重慶賽諾公司生產,是采用吸附提取和分散制劑研制的治療晚期癌癥的純中藥。
3.普蘭特
壹種促進微管蛋白聚合並使其難以解聚的廣譜抗癌藥。從而抑制癌細胞的分裂。對宮頸癌、乳腺癌、小細胞肺癌和黑色素瘤有明顯療效。
4.美國施貴寶公司:紫杉醇靜脈註射液或輸液。
5.歐洲施貴寶和羅氏跨國公司生產的新型復方紫杉醇制劑,用於治療難治性晚期乳腺癌和半系統性(癌細胞)播散性疾病,為眾多晚期乳腺癌帶來福音。