珍稀植物紅豆杉瀕危 抗癌藥物找到替代品

研究表明,紫杉醇能抑制細胞分裂,阻礙癌細胞的複製。紫杉醇獨特的抗癌機制,使它成了全球抗癌藥物研究熱點。

紅豆杉紅豆杉

“比黃金更昂貴”是人們對紫杉醇的描述。這種抗癌藥的不菲“身價”不僅因為它的特效,還在於它出自瀕臨滅絕的珍稀植物——紅豆杉
不過最近,南開大學生命科學學院真菌實驗室的一項新技術,將改變紫杉醇的“出身”與“身價”。他們用麩皮等廉價的農作物產品,通過真菌發酵,提取出了紫杉醇,這在全世界還是首次。
南開大學生命科學學院朱旭東告訴《北京科技報》,目前,這一課題已經獲得了國家“863”計畫重點項目支持。
“紫杉醇”的問世可追溯到上世紀70年代。
1971年,兩位美國化學家從紅豆杉的樹幹中分離出了一種物質,起名“紫杉醇”,並發布了它的化學結構。11年後,科學家們發現,紫杉醇對卵巢癌、睪丸胚胎癌、乳腺癌等具有特效,而且它的毒副作用遠遠小於當時發現的其他抗癌物質。這一特效在臨床實驗中得到了驗證。
結果一披露,醫學界轟動了。
“研究表明,紫杉醇能抑制細胞分裂,阻礙癌細胞的複製。紫杉醇獨特的抗癌機制,使它成了全球抗癌藥物研究熱點。”西南科技大學生物技術與工程學院教授賀新生說。
賀新生介紹,1995年2月,經衛生部批准,國產紫杉醇注射液就已進入臨床試驗研究。臨床試驗表明,適當劑量的紫杉醇單獨使用,或與其他藥劑聯合使用,對卵巢癌、睪丸胚胎癌、乳腺癌、食管癌、肺癌等多種晚期癌症的治療都有效果。
然而,獲取紫杉醇唯一的原料紅豆杉是第四紀冰川遺留下來的古老樹種,已有250萬年曆史,如今瀕於滅絕。
中國分布著全球一半以上的紅豆杉。1999年,野生紅豆杉被中國緊急列為國家一級保護植物,砍兩棵就可被判刑。“也是在這一年,在滇西北——中國野生紅豆杉最集中的地區,600噸被活剝的紅豆杉樹皮,‘成就’了雲南漢德公司‘中國最大、全球第二紫杉醇生產商’的‘美名’。”朱旭東說。
“2002年11月,漢德公司被公訴,法定代表人被判處有期徒刑18年。然而3年裡,究竟有多少野生紅豆杉被剝皮‘凌遲’?至今沒有一個權威的數字。”朱旭東深感痛心地說,專家們實地抽樣調查表明,滇西北92%的野生紅豆杉被剝皮,處於瀕死狀態。
野生紅豆杉一般要50年~250年才能成才,而1千克100年樹齡的樹皮,僅能獲得50毫克~100毫克的紫杉醇。我國曾在20世紀90年代中期,從加拿大引入“曼地亞紅豆杉”,它生長時間較短,可以提煉的紫杉醇也更多。
“目前,市面上的紫杉醇都是從曼地亞紅豆杉中提取的。對救命藥而言,它的生長周期還是太長,雖可種植,但原材料依然有限,紫杉醇仍舊昂貴。”朱旭東說,“原來1千克紫杉醇可達100萬美金,約700萬~800萬人民幣,現在1千克仍需200萬人民幣左右。”
與此同時,全球紫杉醇的年銷售額超過10億美元。據預計,今後紫杉醇的世界需求量每年將達到1000千克,但按照目前的生產方法每年僅能供應200千克~250千克。
於是,科學家們開展了紫杉醇的全合成、半合成、真菌發酵等研究。其中,利用微生物發酵法生產紫杉醇,成為一個解決途徑。
最早是美國學者發現,在短葉紅豆杉的枝條上能夠分離出一種內生真菌,能夠產生紫杉醇,並將其定名為“安德里亞霉”。此後,各國學者紛紛開始分離相關的內生真菌,因為內生真菌可以培養,因此,就不必再去源源不斷地去“殘殺”紅豆杉了。之後,科學家們發現,很多內生真菌都可以提取出紫杉醇,只不過提取出的紫杉醇含量不一樣。
朱旭東帶領課題組從紅豆杉的樹皮里找到了一種新的真菌,他們想用麩皮來對它進行培養。這些麩皮其實就是小麥加工成麵粉後剩下的皮。研究人員將麩皮作為培養真菌的“養料”,維持它們生長。隨後,這些真菌開始了一段發酵經歷。大約15天過去了,研究人員從發酵後的真菌中將紫杉醇提取了出來。
“它的純度超過了90%!價格也僅為原來的1/7。不過,目前的提取含量還有限,還不能夠達到工業化生產的要求。”朱旭東說。賀新生相信,隨著科學家們的不斷努力,在不久的將來,紫杉醇的資源供給方式會更多、更成熟。

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