像青蒿素这么便宜的好药,实在太少,不努力挖掘,说不过去

从化学原理上做一个梳理吧,给希望深度理解的,有专业背景的朋友一个思考脉络。

先看青蒿素的结构。

500

青蒿素之所以能抗疟疾,最重要的就是其中的过氧桥键。怎么知道的呢?一个一个基团改造尝试,发现把过氧桥键反应掉时,分子没有抗疟疾效果了,因此过氧桥结构是关键。

再仔细思考,过氧桥键从化学上讲,容易和Fe2+(二价铁)反应,被切断打开,生成自由基化合物。说到Fe,毫无疑问,生物中,血红素中含铁最多。而非常不巧,疟原虫成熟滋养体阶段,其血红素会达到一个非常高的浓度。

这样,服用的青蒿素,就会在疟原虫体内被活化,生成大量自由基,烷基化寄生虫蛋白,从而杀灭寄生虫。

详细机理由王继刚老师在2015年,通过化学蛋白质组学分析给出,给出了青蒿素作用于疟原虫的124个蛋白。Nature Communications volume 6, Article number: 10111 (2015)

明白了上述机理,就应该明白,青蒿素的耐药性问题是不太难解决的,甚至不应该用产生抗药性这个定义。这也是屠呦呦先生团队,在今天公布的消息中,需要强调的核心。不必担心耐药性的问题,青蒿素在很长一段时间,都将是核心抗疟药物,拯救数亿人的性命。

为什么大家这么关心疟原虫耐药性的问题?

因为疟疾很厉害,真的很厉害,容易传播,而且致死率极高,牛逼程度,堪比非典。康熙爷当年要不是有奎宁,就直接一波被疟疾带走了。疟疾给人类带来的威胁,超乎你们想象;世界卫生组织,重视疟疾的程度,超乎你们的想象。

奎宁固然神奇,可是现在已经有了抗奎宁的疟原虫了,其它疟疾特效药也差不多,基本上都有了耐药性了。青蒿素可以说是最后一道防线,这道防线如果失守,将带来人类史上一场浩劫,死上几千万人也不稀奇。

但是理解了青蒿素抗疟疾机理,就会明白,这真的是大自然的馈赠,青蒿素不一样。

大部分药物都是靶向作用于病原体的某个至关重要的蛋白,病原体因为该蛋白失去功能,而死亡。相应的,如果突变出某个不惧怕该药物的蛋白,就会活下去,即产生耐药性。

但青蒿素的杀伤机理是通过自由基烷基化数百个疟原虫蛋白,单个蛋白靶点的突变不太可能引起耐药性。


​事实上,仅仅需要延长服用青蒿素的时间,就可以干掉所谓产生“耐药性”的疟原虫。

参见这篇大作 N Engl J Med 2014; 371:411-423,97.7%的产生”耐药性”的疟疾,都可以通过延长服药时间,轻松解决。

我们来思考一下原因。

这应该是因为青蒿素的药代动力学的问题。青蒿素在血液中的半衰期很短,而疟原虫体内血红素含量,在其整个生命周期中,波动很大。所以,所谓“耐药性”的疟原虫,就是改变了自己生命周期的疟原虫,可以躲开青蒿素在血液中浓度最高的时期。因此,简单地加大青蒿素用量和延长服用时间,就可以轻松清除这些虐原虫。

这是其它抗疟药物不具备的!其它抗疟药物一旦失效,就是真的失效了,延长时间是没用的!说几句题外话,我们看看如下结构。

500

10位碳是羰基时,就是青蒿素。但是青蒿素水溶性极差,脂溶性也一般,药代动力学不优秀,想抗疟疾,将其改良,是必须的。

R取代基为H时,称为二氢青蒿素。研究表明,其抗疟活性比青蒿素高一倍!

这就好办了,继续,把R变为甲基,就是大名鼎鼎的蒿甲醚,目前,蒿甲醚联合本芴醇,是抗疟的推荐手段。

为了提高青蒿素的水溶性,还可以把R变为酯基,当R为琥珀酸单酯时,效果最好。这也就是大名鼎鼎的青蒿琥珀酯。

治疗红斑狼疮的青蒿素衍生物,也是二氢青蒿素衍生物,是SM934,水溶性很好。其实就是R取代基变成了乙胺基。

//看到有朋友比较关心狼疮的问题,稍微补充一下,我调研的实验结果。临床和动物研究均表明青蒿素对狼疮有潜在的有益作用。使用青蒿素和其衍生物,可以有效改善患者症状,降低抗体和蛋白尿水平,减少肾损伤和减少泼尼松的使用。详细的动物研究表明,青蒿素的作用机制可能包括调节T细胞亚群,抑制B细胞的活化和炎性细胞因子的产生,以及阻断NF-κB信号转导途径,从而起到抗炎和免疫调节的作用。 总之,除了抗疟疾作用外,青蒿素衍生物还具有许多药理学特性,特别是可能有助于治疗SLE。 未来为了支持该治疗方案的广泛临床应用,有必要进一步阐明其治疗机制。

青蒿素及其衍生物,不仅仅可以保护我们一代又一代人免受疟疾的威胁,还有治疗红斑狼疮,治疗癌症的潜力。以过氧基团为核心的青蒿素结构仍然有着很大的药用潜力,相关研究完全可以继续辉煌,为人类造福。

不是说其它结构的药物不好,而是像青蒿素这么便宜的好药,实在太少。不努力挖掘,说不过去。

目前临床结果,按照屠呦呦先生的说法,叫谨慎乐观。

我不担任任何要职,说话可以更没有顾忌一些,根据实验室数据,我很乐观。

站务

全部专栏