讨论了那么久的屠呦呦，该正经地聊一聊青蒿素了
　　
　　瑞典卡罗琳医学院10月5日宣布，将2015年诺贝尔生理学或医学奖授予中国药学家屠呦呦以及爱尔兰科学家威廉·坎贝尔和日本科学家大村智，表彰他们在寄生虫疾病治疗研究方面取得的成就。


　　
　　其中，屠呦呦为青嵩素的重要发现者，该奖项以表彰她对疟疾治疗所做的贡献，同时她也是首位获得诺贝尔科学类奖项的中国女科学家。
　　青蒿素 发现于1972年，时过四十年才被授以国际大奖，原因何在？据世界卫生组织2009年统计：全球感染疟疾者多达2.5亿人，将近一百万人因感染疟原虫而死亡。时间和实践充分证明，青蒿素是目前防治疟疾疗效最好的药物，否则2.5亿疟疾感染者中，还会有更多的人丧失生命。
　　青蒿素
　　
　　青蒿在中国民间又称作臭蒿和苦蒿，属菊科一年生草本植物。中国《诗经》中的“呦呦鹿鸣，食野之蒿”中所指之物即为青蒿。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;公元前340年，东晋的葛洪在其撰写的中医方剂《肘后备急方》一书中，首次描述了青蒿的退热功能;李时珍的《本草纲目》则说它能“治疟疾寒热”。
　　青蒿素 （Artemisinin）是从与青蒿同属的黄花蒿提取的。青蒿素一开始也称为黄花素或黄花蒿素，后来为了表明其与中药的关系，才统一叫做青蒿素，再后来干脆在药典里把黄花蒿改叫青蒿，定为青蒿的正品，让人误以为青蒿素真的是从青蒿提取的。


　　
　　发现和提取
　　战场告急
　　1965年，越南战争爆发。美、越两军苦战在亚洲热带雨林，疟疾像是第三方，疯狂袭击交战的双方，万千官兵逃过枪林弹雨，却被疟疾击倒，即使活命者，也丧失了战斗力。
　　疟疾病原疟原虫 是一种真核生物，它潜于雌蚊体内。雌蚊叮人时，它将长梭形孢子随雌蚊口液注入人体，随血流前进，首先侵入肝细胞，以肝细胞质为营养，在肝细胞内发育和裂体生殖，然后逸出坏死的肝细胞，钻入红血细胞，再在红细胞内继续生长、裂殖。人体大量红细胞破裂，加之裂殖子代谢物释放到血液里，引起人体一系列生理反应，高热，寒战，贫血，脾肿大，直至死亡。这是一种古老的疾病，蚊虫肆虐处，总有它的魔影。当年罗马大军将近一半的兵马因疟疾死在印度的雨林里。
　　临危受命
　　1967年，中国启动了一项代号523的绝密项目，该项目动用了超过60家科研机构及大约500名科学家，旨在研发一种新的抗疟疾药物。
　　1969年1月，北京广安门医院一位参与抗疟研究的针灸医生，向“523办公室”负责人推荐说：“中医研究院的屠呦呦是个兼通中西医的人才，研发新药应当去找她。”研发目标久攻不下，“523办公室”求贤若渴，正、副两位主任立刻前往中医研究院。
　　在搜寻整理了一系列草药和民间偏方后，屠呦呦和她的团队在70年代早期注意到了青蒿素对于疟疾的治疗功效，并首次研发了可以最大限度地提高产量和疗效的新型提取工艺。
　　在屠呦呦团队的成果之上，另外两组中国科学家成功从青蒿中提取了可以有效对抗疟疾的晶体。
　　历史总是充满了讽刺：虽然523项目的初衷是帮助北越军队研发有效的抗疟疾药物，但青蒿素类抗疟药物却是在1979年的中越战争中由中国人民解放军首次使用。
　　523项目在1981年中止，但中国科学家没有停止他们对有效抗疟药物的探索。
　　80年代早期，基于对比青蒿素和甲氟喹的临床研究，中国科学家最先提出使用联合疗法以降低复发和耐药几率。


　　峰回路转
　　屠呦呦早期接受记者采访时谈及青蒿素研制和提取的困难，一度搁置，最后寻获突破点后，研究也顺利进行——
　　屠呦呦：因为古人有年代的限制，当时的认识也有一定的局限性，后来我们就有4个方面的突破，才把青蒿抓住。　　
　　一个方面 是品种。 古人到底用的是哪个青蒿品种。因为菊科是个大科，艾属又是个大属，品种很多，差不多有5个品种都有叫青蒿的。60年代的药典，也把两种artemisia 这一属的叫青蒿。所以要考证古人的青蒿是哪一种，我解决了这样一个问题。就是现在报道的artemisia annua L，实际上到现在为止也只有这样一个青蒿才含青蒿素。
　　第二个问题 是青蒿的药用部位。 青蒿绝大部分都是茎秆，叶子很少一点点，所以我曾经碰到一次有效之后再去领药不行了，都没效，我就跑到最基层的北京门头沟这些药材收购方面去找药，药都是 新鲜的，我考虑到一个是陈旧了，一个是好多因素。所以买来以后发现，只有叶子里面才有青蒿素。这可能也是有些时候做了没有成功的原因。一麻袋拿来，大部分 都是茎秆，你不知道就拿来用，就没用。所以药用部分也是一个突破。
　　还有一个 是采收季节。有人说了，5月份出苗了快点采集，不行，在生物体内有个自然的合成过程。青蒿素的结构，它的过氧基团的有效活性基团的体内生物合成一直到花前叶茂时才合成，生物体自然合成，植物不成熟的话只含酸性物质，还没有合成这个青蒿素呢，所以也没效。
　　还有一个是最关键的，怎么提取。古人一般古书里都是水煎，可是青蒿水煎出来没效，用酒精也是没效。所以考虑老祖宗为何绞汁来提啊，可能是不是温度会破坏，酶解啊这个问题，所以我用低温来提取，用低熔点的溶剂，当时用了乙醚，一提以后确实疗效提高了。这样才把青蒿素抓到手的。
　　怎么对抗疟疾？
　　今天，疟疾仍然是危害人类最大的疾病之一，全世界每年有5亿人罹患此病，100多万人因此死亡。“青蒿是一种作为青蒿素来源的中药植物，用于生产最有效的抗疟药物。”


　　图中标识有数字1、2的部分被认为是青蒿素抗疟活性的关键结构——过氧桥。大家可以把它背后那个七元环想象成一个平面(实际情况并不是)，过氧桥就像是在这个平面两点间搭起的一座桥(所以它是突出于平面的)。
　　


　　
　　氧原子最外层有6个电子，它们基本上排列成这个形状：


　　注意到左右两边那两个孤零零的电子了吗?它们很寂寞。
　　于是两个氧原子和边上的碳原子们就手拉着手，把彼此落单的电子合并到了一起，来达到生命中的大和谐 ( 能量最低 ) 。


　　看它们中间拉起的小手，可是它们恩爱的场景被疟原虫给破坏了。
　　疟原虫在人红细胞内定居，并且把红细胞里的血红蛋白当作自己的食物。在它们大快朵颐的过程中，有些食物残渣留了下来，这就是血红素。
　　血红素里的铁能够催化青蒿素的过氧桥分解，于是这对秀恩爱的家伙就分开了。
　　甩着一只手的氧原子非常愤怒(它的另一只手还握着边上的碳原子)，大家都知道刚分手的人往往不太理智，于是它对身边其他秀恩爱的原子发动了技能——撬墙脚!
　　作为元素界的高富帅，氧原子凭着它比碳更加活泼的性格成功撬到了墙角，相应的，有一个可怜的碳原子就落单了……
　　都是疟原虫你害的!屌丝加单身狗碳原子在青蒿素的结构内部环视一圈，发现自己基本上没希望牵到别人的小手了，只好把魔爪伸向了另一个方向——疟原虫身上的某个关键蛋白，然后青蒿素就通过这个碳原子被接到了疟原虫的蛋白上(烷基化蛋白质)。
　　我们不知道疟原虫心里是怎么想的，不过要是有个人在你吃饭约会上厕所的时候都一直腻在你身上，估计你应该也很虐心吧。
　　疟原虫就这么被虐死了(被烷基化的蛋白质无法发挥正常功能)……
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