今日食普962期:来自植物,为何是西药?

文化   2024-08-19 11:41   江苏  

抗疟疾药青蒿素是中药还是西药?经常有小朋友问我。

中西药最早都是从植物药开始的。

  • 中国的首部字典汉代的《说文解字》称:“药,治病草也”;

  • 英语药物drug,源自古荷兰语,原意为“干燥的草木”。

公元前9世纪的荷马史诗《伊里亚特》就有原始时期采集药草的描述。看看全世界通用的医药logo,图案就取材于其中的传说。

中西方最早发现药,不但都是来源于植物或动物,而且治疗也都充斥着巫术和荒谬。比如我国历代帝王崇尚炼丹术,而美国第一位总统华盛顿也因迷信愚昧的放血疗法而致死(1799年)。

进入19世纪,人们才恍然大悟放血只会导致病人的死亡率增加。也就是19世纪初,在抗疟疾药这个节骨眼上,原先彼此大致同路的中西医药才开始分道扬镳的。

准确地说,中药仍停留在原地,而西药摆脱了“传统”走向了提纯和化学合成之路,所以西药在我国正式称谓是“化学药”。也正是西方又发明了不再依赖植物成分的麻醉药和化学消毒剂,才使得大型外科手术成为可能。

先说说三代抗疟疾药吧。

天然药物

1693年,大清的康熙皇帝得了疟疾,太医们竭尽全力无济于事,民间高手所献的秘方也没一个管用的。碰巧来了2个法国传教士,随身所带的金鸡纳霜献给康熙,很快药到病除。

金鸡纳霜是来自南美的金鸡纳树皮磨成的粉,是印第安人治疗疟疾的特效药。当地土著一开始也像中药一样煮水喝,是为了方便携带才磨成粉使用的。

1820年,瑞典科学家从中提取出了生物碱奎宁(金鸡纳碱),成为第一代抗疟疾药

然而奎宁容易引起消化道、听力和视力等神经毒性反应,还可能引发低血糖。

通过结构改造,1924年后,先后发明了人工合成的第二代抗疟疾药伯氨喹氯喹羟氯喹等,成为控制疟疾几十年的主打药物。

但第二代抗疟疾药也存在消化道、血液和心脏等方面副作用。尤其令人沮丧的是,疟原虫产生了耐药性。

第三代抗疟疾药是咱们中国研发的青蒿素,发现过程和奎宁差不多,是从蒿类植物的作用中得到启发,研究其有效成分,然后化学合成、大量生产而普及推广。

毫无疑问第一代奎宁和第二代氯喹是西药,那么第三代青蒿素呢?先说说什么是中药。

中药


traditional chinese medicine,是我国传统药物的总称。按照《中国药典》的定义,是指以天然草药、动物或矿物等为原料,按照中医药理论进行制剂加工而成的药物。也就是对药物的认识和使用是以中医理论为基础的才叫中药

如果不是以中医理论做指导,不需要经过中医辨证论治的用药,即使来源是植物,也只能是天然药物,不算中药

若是天然药物现代医学理论指导下制取和应用,即为西药青蒿素正是这类西药,而且是单体化合物。类似的还有黄连素(小檗碱),麻黄素(麻黄碱)、芦丁、西地兰、秋水仙碱,以及各种维生素等。再有抗生素,前期也都是来自天然微生物。

至今欧美一些国家的处方药物中,有四分之一含有来自植物的活性成分。不仅有生物碱、有机酸、酯类、萜类,也有后来重视的鞣质、多糖、蛋白质、氨基酸类等。来源也由陆生转向海洋生物。

天然到合成

公元前3000年,巴比伦等古国就开始使用大蒜、罂粟、甘草、大麻、颠茄等药物。

埃及、印度等古国最先使用了姜、乌头、芦荟、鸦片、莨菪、郁金香、豆蔻、龙脑、丁香等作为药物,并流传世界。

中国也有神农尝百草的说法。中国最早的中医药著作是公元前1世纪汉代的《神农本草经》,记载了天然药物80多种。

许多现代药物都是从植物的疗效中受到启发,然后化学合成得到升华。在从金鸡纳霜中得到奎宁的时期,吗啡、马钱子碱、吐根碱等一大批天然成分接二连三被提取出来应用到临床,并且合成出一大批结构简约品。

没有植物作用的启发,人类对某些疾病的治疗不知还要探索多久。但没有化学合成,则不可能满足临床需要,更不能保证持续生产,也会对自然环境和物种造成损害。

比如青蒿素,在天然植物里的含量极低,走植物提取的道路根本行不通。青蒿素早已是人工化学合成,目前主要采取的是利用转基因技术由微生物发酵获得。

蚕蛹在民间用于风湿性关节炎,活性成分是蜕皮激素。它还有促进蛋白质合成、降低胆固醇、抑制血糖升高等生理活性。但1吨蚕蛹中只能分离出50mg结晶(1/100两),所以必须走化学合成道路。

制药趋势是天然药物合成药物生物药物。生物制药的重点是利用转基因技术由微生物发酵生产。

还记得吗?以前公共厕所里放置一排塑料桶,就是为了接尿液用于提取救命药尿激酶的。

如今厕所卫生改造后,没有尿液来源了,尿激酶的生产主要采用南京大学的技术,靠生物工程,利用转基因的大肠杆菌进行发酵制取。

改造与修饰

青蒿素虽然有较好的抗疟原虫作用,但存在生物利用度低和复发率高的缺点,并不适宜临床应用。

因此通过化学方法对其进行结构优化,得到了活性更强的双氢青蒿素蒿甲醚,疗效分别提高1倍与10~20倍。

从包括中药在内的天然生物中,发现有“苗头”的成分。我们把这类潜在活性物作为开发新药的“先导化合物”lead compound,然后进行结构改造或修饰。



结构改造

搞明白化学结构与生物活性间的关系,即构效关系。在保留药效基团的主体结构基础上进行改造,主要目的是提高疗效和减少副作用。

比如南美洲的古印第安人,经常咀嚼古柯叶帮助忍受痛楚。1855年德国科学家发现古柯叶中的生物碱具有局部麻醉作用,被精制后命名为可卡因可卡因是第一个临床上应用的局部麻醉药,用于眼科、拔牙等小手术。但由于它作用较弱,效时短,而且具有成瘾性可被用作毒品。经结构稍加改造后得到了较好的局部麻醉药普鲁卡因,之后又继续开发出利多卡因、布比卡因、罗哌卡因等一系列更优秀的局麻药。

从天然植物成分结构改造获得新药,几乎遍及各门类治疗药物。



结构修饰

主要目的是为了使药物:

  • 提高选择性;

  • 增加稳定性;

  • 延长作用时间;

  • 改善溶解性;

  • 降低毒副作用;

  • 消除不良臭味;

  • 改善吸收等。

对原药(母药)进行合理的结构修饰,得到的是前体药物(前药)。前药摄入体内后经过代谢释放出母药而发挥作用。比如双氢青蒿素,溶解度很低,将其制成琥珀酸单酯钠盐称为青蒿琥酯(前药),可供制备注射剂。进入体内代谢出双氢青蒿素(母药)而发挥作用。

大名鼎鼎的百年老药阿司匹林,即乙酰水杨酸,就是由水杨酸修饰而来的“前药”。有效成分水杨酸最初从柳树皮等植物中获取,但腐蚀性很大,无法口服。1853年合成出刺激性较小的乙酰水杨酸才有了世界第一个解热镇痛药,开创了用化学方法改变天然化合物的先例。1899年,德国拜耳公司采用更先进的化学合成法,以阿司匹林(Aspirin)为商标走向了全球。

从分子水平研究天然药物的药效成分和药效结构,是中药和西药都必须要走的科学道路。必须前行,不能倒退!

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本专栏从2023年每周食普和生活各发1期。

卧竹轩
人类不能辜负大自然的馈赠,既不要视而不见,也不可过度索取。从事临床药学和教学几十年,也曾在多家食品企业兼职。食与药都和健康紧密相连,吃要吃个明白。对食物的态度,可以窥见一个人兴趣的广泛程度。
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