香精與香料(142)—青蒿

《詩(shī)經(jīng)?小雅?鹿鳴》云:“呦呦鹿鳴，食野之蒿。我有嘉賓，德音孔昭。視民不恌，君子是則是效。我有旨酒，嘉賓式燕以敖?！贝溯?，青蒿也。青蒿作為中藥已有2000多年的歷史。目前, 青蒿素及其衍生物是世界上治療瘧疾最有效的藥物, 青蒿素聯(lián)合療法已被用于幾乎所有國(guó)家和地區(qū)的瘧區(qū), 每年治療病例一億以上, 降低了全球瘧疾的發(fā)生率和死亡率, 挽救了數(shù)百萬(wàn)人的生命。

　　青蒿素來(lái)自中醫(yī)藥、發(fā)現(xiàn)啟迪于中醫(yī)藥，它是中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)和現(xiàn)代科技緊密結(jié)合，是中醫(yī)藥對(duì)人類健康事業(yè)作出的一項(xiàng)巨大貢獻(xiàn)。2015年10月, 屠呦呦以“從中醫(yī)藥古典文獻(xiàn)中獲取靈感, 先驅(qū)性地發(fā)現(xiàn)青蒿素, 開(kāi)創(chuàng)瘧疾治療新方法”, 獲得世界影響力最大的自然科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)——諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。屠呦呦注定與青蒿有緣，其名字就來(lái)源于詩(shī)經(jīng)中的“呦呦鹿鳴，食野之蒿”。

青蒿抗瘧，源于古方

瘧疾曾是我國(guó)主要的寄生蟲(chóng)病之一, 流行歷史久遠(yuǎn), 對(duì)健康危害甚大。我國(guó)在3000多年前就已有瘧疾流行的記載，瘧疾是先秦兩漢時(shí)期主要的流行病之一。殷商時(shí)期, 甲骨文中所用“瘧”字, 形似老虎張口撲向人。《禮記?月令第六》稱: “民多虐疾”。北魏《水經(jīng)注第三十六》稱: 瀘水(今金沙江部分流域)兩岸“時(shí)有瘴氣, 三月、四月徑之必死”?！罢螝狻笔钳懠驳牧硪还欧Q。

　　在古代, 瘧疾對(duì)戰(zhàn)時(shí)的士兵傷害很大，是影響軍事活動(dòng)最嚴(yán)重的疫病之一。蜀漢諸葛亮因瘴而推遲南征。唐玄宗派李宓率7萬(wàn)大軍征伐南詔，因瘴疫等全軍皆沒(méi)。元朝大德和清乾隆年間向南方用兵，數(shù)度因瘧疾而挫，有時(shí)竟“及至未戰(zhàn)，士卒死者十已七八”。據(jù)報(bào)道, 美國(guó)南北戰(zhàn)爭(zhēng)中有131.6萬(wàn)人感染瘧疾，其中約一萬(wàn)人死亡。第二次世界大戰(zhàn)期間，美國(guó)在非洲和南太平洋的駐軍中有6萬(wàn)人死于瘧疾。

　　新中國(guó)成立前，瘧疾在我國(guó)鄉(xiāng)村和城鎮(zhèn)都曾嚴(yán)重流行。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì), 20世紀(jì)40年代, 每年至少有3000萬(wàn)以上患者，病死率約為1%。20世紀(jì)50年代初期，全國(guó)有瘧疾流行的縣(市)計(jì)1829個(gè)，占當(dāng)時(shí)縣市總數(shù)的70%～80%。

瘧疾是我國(guó)古代醫(yī)籍中記載傳染病最早最詳?shù)牟》N?！渡褶r(nóng)本草經(jīng)》、《肘后備急方》、《千金要方》等記載了常山及其嫩枝葉(蜀漆)、青蒿和馬鞭草等截瘧功效。青蒿始載于馬王堆出土文物帛書(shū)《五十二病方》“牝痔方”：“青蒿者，荊名曰萩，主療痔瘡”，距今已有兩千余年。東漢《神農(nóng)本草經(jīng)》以“草蒿”為其正名，以“青蒿”為別名。

　　唐以前，青蒿入藥主要用于治暑熱、外治疥瘡等。宋元明時(shí)期，青蒿進(jìn)入了治療急性熱病的領(lǐng)域，也有了關(guān)于“治瘧疾寒熱”功效和使用的記載。清代以來(lái)，隨著溫病學(xué)的發(fā)展，青蒿為溫?zé)岵W(xué)家普遍重視，并作為道地藥材廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)存最早關(guān)于青蒿有截瘧的文獻(xiàn)是東晉《肘后備急方》的記載。其后，宋代《太平圣惠方》中有青蒿散，主要用于“婦人骨蒸勞熱，四肢煩疼”; 《圣濟(jì)總錄》卷一六八中“青蒿湯”，主要用于小兒潮熱; 元代《丹溪心法》卷二中的“截瘧青蒿丸”，主要用來(lái)治療瘧疾; 明代《普濟(jì)方》中有“青蒿散”、“祛瘧神應(yīng)丸”等的記載; 清《溫病條辨》、《本草備要》也都有青蒿截瘧的記載。宋元明清各醫(yī)籍本草均以復(fù)方青蒿湯、截瘧青蒿丸、青蒿散等治瘧記載。

　　1888 年，法國(guó)軍醫(yī) Charles Louis Alphonse Laveran在非洲瘧疾患者血液的紅細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)瘧原蟲(chóng)。1897年，英國(guó)醫(yī)生Ronald Ross證實(shí)按蚊是瘧原蟲(chóng)傳播媒介(他們分別獲1907和1902年諾貝爾獎(jiǎng))。

　　以前，南美洲秘魯?shù)耐林艘延冒驳谒股絽^(qū)中的一類樹(shù)皮抗病退燒，植物學(xué)家林奈將該樹(shù)定名為“金雞納(chinchona)”。1820年，兩位法國(guó)化學(xué)家從中分離獲得抗瘧成分奎寧(金雞納霜)。1934年，德國(guó)科學(xué)家Hans Andersag與同事在奎寧基礎(chǔ)上合成氯喹，氯喹成為當(dāng)時(shí)全球治療瘧疾的特效藥物。

　　但從20世紀(jì)60年代初開(kāi)始，瘧原蟲(chóng)對(duì)氯喹類藥物出現(xiàn)抗藥性，從東南亞、南美到非洲波及全球，瘧疾肆虐又失去控制，人們盼求新的抗瘧藥物。

　　20世紀(jì)70年代，屠呦呦團(tuán)隊(duì)研發(fā)的青蒿素成為了治療瘧疾的關(guān)鍵。屠呦呦在研究治療瘧疾的藥物時(shí)，將焦點(diǎn)鎖定在青蒿，是受東晉名醫(yī)葛洪《肘后備急方》中“青蒿一握，以水二升，漬絞取汁，盡服之”可治“久瘧”的啟發(fā)，從植物青蒿里壓出青蒿汁液，汁液里很可能有“抗瘧”的化學(xué)成分。從現(xiàn)代植物學(xué)的角度考證，古書(shū)中的青蒿就是植物學(xué)意義上的黃花蒿。

在反復(fù)閱讀東晉葛洪《肘后備急方》后，屠呦呦發(fā)現(xiàn)其中記述用青蒿抗瘧是通過(guò)“絞汁”，而不是傳統(tǒng)中藥“水煎”的方法來(lái)用藥的，屠呦呦認(rèn)為很可能是因?yàn)椤案邷亍钡脑蚱茐牧似渲械挠行С煞?。?jù)此，屠呦呦改用低沸點(diǎn)的溶劑乙醚來(lái)提取青蒿中的有效成分，結(jié)果顯示青蒿提取物能大幅殺滅瘧原蟲(chóng)，療效優(yōu)于氯喹。1972年成功分離出一種無(wú)色結(jié)晶，后將其命名為青蒿素。

青蒿（學(xué)名：Artemisia carvifolia）是菊科蒿屬的一種植物。按中國(guó)藥典，中醫(yī)中的“青蒿”指的是黃花蒿的地上部分，而不是青蒿。雖然青蒿在中文中與青蒿素名稱類似，但是青蒿素并不是從青蒿中提取，而是來(lái)自同為蒿屬(Artemisia) 的黃花蒿(Artemisia annua)。

別名        蒿子、臭蒿、香蒿、苦蒿、臭青蒿、香青蒿、細(xì)葉蒿、細(xì)青蒿、草青蒿、草蒿子、蒿、荍、草蒿、方漬、三庚草、野蘭蒿、黑蒿、白染艮、方潰、香絲草、酒餅草

功效作用        清熱；解暑；除蒸；截瘧。主暑熱；暑濕；濕溫；陰虛發(fā)熱；瘧疾；黃疸

英文名    Sweet Wormwood Herb，Herb of Sweet Wormwood

始載于    《神農(nóng)本草經(jīng)》

毒性        無(wú)毒

歸經(jīng)        膽經(jīng)、肝經(jīng)

藥性        寒

藥味        辛、苦

為菊科植物青蒿Artemisia annua L.的干燥地上部分。清熱解暑，除蒸，截瘧。用于暑邪發(fā)熱，陰虛發(fā)熱，夜熱早涼，骨蒸勞熱，瘧疾寒熱，濕熱黃疸。是一種廉價(jià)的抗瘧疾藥。青蒿的道地產(chǎn)區(qū)應(yīng)在歷史上的荊州(今湖北) 及其周邊地區(qū)，從抗瘧成分青蒿素含量高低的角度，青蒿道地產(chǎn)區(qū)應(yīng)在重慶、廣西及周邊省份。黃花蒿在秋季花盛開(kāi)時(shí)采收，抗瘧用青蒿素含量較高，黃花蒿放置半年后青蒿素可降解 30%左右，一般需放置陰涼干燥處貯藏。

植物學(xué)上的青蒿

植物學(xué)上的青蒿是Artemisia carvifolia ，此種藥用清熱解暑，可提取化妝品香精，不具抗瘧作用。

形態(tài)特征

一年生草本；植株有香氣。一些地方也叫牛尿蒿。主根單一，垂直，側(cè)根少。莖單生，高30—150厘米，上部多分枝，幼時(shí)綠色，有縱紋，下部稍木質(zhì)化，纖細(xì)，無(wú)毛。葉兩面青綠色或淡綠色，無(wú)毛；基生葉與莖下部葉三回櫛齒狀羽狀分裂，有長(zhǎng)葉柄，花期葉凋謝；中部葉長(zhǎng)圓形、長(zhǎng)圓狀卵形或橢圓形，長(zhǎng)5-15厘米，寬2-5．5厘米，二回櫛齒狀羽狀分裂，第一回全裂，每側(cè)有裂片4-6枚，裂片長(zhǎng)圓形，基部楔形，每裂片具多枚長(zhǎng)三角形的櫛齒或?yàn)榧?xì)小、略呈線狀披針形的小裂片，先端銳尖，兩側(cè)常有1—3枚小裂齒或無(wú)裂齒，中軸與裂片羽軸常有小鋸齒，葉柄長(zhǎng)0．5-1厘米，基部有小形半抱莖的假托葉；上部葉與苞片葉一(至二)回櫛齒狀羽狀分裂，無(wú)柄。頭狀花序半球形或近半球形，直徑3.5-4毫米，具短梗，下垂，基部有線形的小苞葉，在分枝上排成穗狀花序式的總狀花序，并在莖上組成中等開(kāi)展的圓錐花序；總苞片3-4層，外層總苞片狹小，長(zhǎng)卵形或卵狀披針形，背面綠色，無(wú)毛，有細(xì)小白點(diǎn)，邊緣寬膜質(zhì)，中層總苞片稍大，寬卵形或長(zhǎng)卵形，邊寬膜質(zhì)，內(nèi)層總苞片半膜質(zhì)或膜質(zhì)，頂端圓；花序托球形；花淡黃色；雌花10-20朵，花冠狹管狀，檐部具2裂齒，花柱伸出花冠管外，先端2叉，叉端尖；兩性花30—40朵，孕育或中間若干朵不孕育，花冠管狀，花藥線形，上端附屬物尖，長(zhǎng)三角形，基部圓鈍，花柱與花冠等長(zhǎng)或略長(zhǎng)于花冠，頂端2叉，叉端截形，有睫毛。瘦果長(zhǎng)圓形至橢圓形。花果期6-9月。

地理分布

產(chǎn)吉林、遼寧、河北(南部)、陜西(南部)、山東、江蘇、安徽、浙江、江西、福建、河南、湖北、湖南、廣東、廣西、四川(東部)、貴州、云南等省區(qū)；常星散生于低海拔、濕潤(rùn)的河岸邊砂地、山谷、林緣、路旁等，也見(jiàn)于濱海地區(qū)。

朝鮮、日本、越南(北部)、緬甸、印度(北部)及尼泊爾等也有。模式標(biāo)本采自喜馬拉雅山脈東南部地區(qū)?！　?/p>

能提取青蒿素的青蒿

能夠提取所謂“青蒿素”的所謂“青蒿”，是植物學(xué)的上的黃花蒿Artemisia annua ，該種有特異的甜香氣，味苦不可食?！　?/p>

形態(tài)特征

為一年生草本，高達(dá)1.5m，全株黃綠色，有濃烈的揮發(fā)性香氣。莖直立呈圓柱形，多分枝，表面黃綠色或棕黃色，具縱棱線，質(zhì)略硬，易折斷，斷面中部有髓；葉互生，暗綠色或棕綠色，卷縮易碎，完整者展平后為三回羽狀深裂，裂片及小裂片矩圓形或長(zhǎng)橢圓形，兩頊被短毛。氣香特異，味微苦；莖基部及下部的葉在花期枯萎，中部葉卵形，二至三回羽狀深裂，上面綠色，下面色較淺，兩面被短微毛；上部葉小，常一次羽狀細(xì)裂。頭狀花序極多數(shù)，球形，直徑1.5～2mm，有短梗，下垂，總苞球形，苞片2～3層，無(wú)毛，小花均為管狀，黃色，邊緣雌性，中央兩性，均能結(jié)實(shí)。瘦果橢圓形，長(zhǎng)約0.7mm，無(wú)毛?；ㄆ?～10月，果期9～11月。

地理分布

全國(guó)各地。

青蒿的主要化學(xué)成分

青蒿的化學(xué)成分可分為揮發(fā)性成分和非揮發(fā)性成分。揮發(fā)性成分主要為揮發(fā)油，含量約為 0.2~0.25%，其中以莰烯、β-莰烯、異蒿酮、左旋樟腦、β-丁香烯和 β-蒎烯為主，約占揮發(fā)油總量的 70%。此外還含有蒿酮、1,8-桉精油、樟腦、枯茗醛等成分。非揮發(fā)性成分主要包括倍半萜類、黃酮類以及香豆素類，另外還含有蛋白質(zhì)（如β-半乳糖苷酶、β-葡萄糖苷酶）和類固醇類（如β-谷甾醇、豆甾醇）。青蒿的主要化學(xué)成分是倍半萜類，包括青蒿素、青蒿甲素、青蒿乙素、青蒿丙素、青蒿丁素、青蒿戊素、青蒿酸、青蒿內(nèi)酯、青蒿醇和環(huán)氧青蒿酸。

青蒿素的理化性質(zhì)

青蒿素（英語(yǔ)：artemisinin；也稱黃花蒿素）及其衍生物是現(xiàn)今所有藥物中起效最快的抗惡性瘧原蟲(chóng)瘧疾藥。使用包含青蒿素衍生物在內(nèi)的青蒿素聯(lián)合療法是現(xiàn)今全球范圍內(nèi)治療惡性瘧原蟲(chóng)瘧疾的標(biāo)準(zhǔn)方法。青蒿素提取自黃花蒿，1969-1972年間，中國(guó)科學(xué)家屠呦呦參與的523課題組發(fā)現(xiàn)并從黃花蒿中提取了青蒿素，屠呦呦也因此獲得2011年拉斯克臨床醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)和2015年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

化學(xué)上，青蒿素是少見(jiàn)的一種含有過(guò)氧橋的倍半萜內(nèi)酯類化合物。普遍認(rèn)為這種過(guò)氧化結(jié)構(gòu)與青蒿素的抗瘧活性有關(guān)。已知其他多種天然來(lái)源的含有過(guò)氧橋的化合物。

世界衛(wèi)生組織明確指出不要單獨(dú)使用青蒿素進(jìn)行治療，因?yàn)橛醒芯恐赋鲞@會(huì)增加瘧原蟲(chóng)的耐藥性。已證明使用包括青蒿素在內(nèi)的多藥聯(lián)合療法治療瘧疾同時(shí)具有很好的效果和耐受性。使用青蒿素來(lái)治療間日瘧原蟲(chóng)瘧疾也越來(lái)越普遍，并且使用其來(lái)治療癌癥也是近來(lái)研究的課題之一。

物理性質(zhì)

青蒿素在常溫下是一種無(wú)色針狀晶體，密度1.3g/cm3，比旋光度+68°（C=1.6，溶劑氯仿），幾乎不溶于水，易溶于氯仿、乙酸乙酯和苯；常壓下熔點(diǎn)156℃-157℃。青蒿素屬于正交晶系，空間群D2-P212121，晶胞參數(shù)a = 24? b= 9.4? c= 6.3?。其紅外光譜具有δ-內(nèi)酯羰基的吸收（1745cm-1）和過(guò)氧鍵的吸收（831、881、1115cm-1）；其質(zhì)譜具有質(zhì)荷比為250的峰，對(duì)應(yīng)的物種為分子脫去過(guò)氧橋后形成的分子離子。

化學(xué)性質(zhì)

青蒿素是一種內(nèi)酯，因而可以與鹽酸羥胺發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)物遇鐵離子顯色。雖然青蒿素含有過(guò)氧鍵，但相較于其他的過(guò)氧化物，青蒿素化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定，加熱到熔點(diǎn)仍不分解。青蒿素可被三苯膦或碘離子定量地還原，這一反應(yīng)可用于定量分析。在常壓和鈀-碳酸鈣催化下，青蒿素的過(guò)氧鍵可被氫氣還原，生成氫化青蒿素（C15H22O4）。以硼氫化鈉處理青蒿素，則內(nèi)酯的羰基被還原，生成半縮醛還原青蒿素（C15H24O5）。

室溫下以碳酸鉀甲醇溶液處理青蒿素一小時(shí)，酸化后可以得到一種含有環(huán)氧基團(tuán)的五元環(huán)內(nèi)酯（C15H20O4）；以硫酸-乙酸處理青蒿素可以得到另一種五元環(huán)內(nèi)酯（C14H20O3）。

青蒿素在黃花蒿中的生物合成

黃花蒿分布地域狹窄，青蒿素含量偏低（0.01%~0.5%），中國(guó)以外地區(qū)野生黃花蒿因青蒿素含量太低而沒(méi)有商業(yè)開(kāi)發(fā)價(jià)值。

全合成

1982年，羅氏公司的研究員G.Schmid和W.Hofheinz以薄荷醇為原料首次完成了青蒿素全合成。稍后，上海有機(jī)所的周維善等人以香草醛為原料完成了這一全合成。至2003年已有十余種青蒿素全合成路線。這些路線的起始物包括薄荷酮、3-蒈烯和環(huán)己烯酮。

從逆合成分析的角度看，青蒿素的一個(gè)特點(diǎn)是它的結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)1,2,4-三𫫇唑環(huán)。該環(huán)實(shí)際上是一個(gè)縮酮-縮醛-內(nèi)酯體系的一部分，可以由上圖中α-過(guò)氧羥基醛（A）經(jīng)縮合反應(yīng)構(gòu)建。過(guò)氧羥基醛（A）又可以由醛（B）的烯醇醚或類似化合物經(jīng)過(guò)氧化反應(yīng)獲得。過(guò)氧化是青蒿素合成中的關(guān)鍵步驟，盡管不同的路線采用不同的方法引入過(guò)氧基團(tuán)，這步反應(yīng)產(chǎn)率總是比較低。

Schmid等人、Ravindranathan等人、Lansbury等人、周維善等人利用烯醇醚在低溫、光照和光敏劑存在下與單線態(tài)的氧分子發(fā)生的[2+2]環(huán)加成反應(yīng)產(chǎn)生四員環(huán)中間體，然后開(kāi)環(huán)形成過(guò)氧化物；Avery等人則利用烯基硅烷的反常臭氧化反應(yīng)引入過(guò)氧基團(tuán)。用酸處理過(guò)氧化產(chǎn)物就可以得到青蒿素。

1989年，Nancy Acton等人發(fā)現(xiàn)，在低溫和光照下，二氫青蒿酸可以被兩當(dāng)量的氧氣直接氧化成青蒿素，產(chǎn)率17%-32%。后續(xù)研究表明在反應(yīng)中，二氫青蒿酸先與一分子單線態(tài)氧發(fā)生烯反應(yīng)，生成過(guò)氧化物。再與另一分子三線態(tài)氧反應(yīng)，開(kāi)環(huán)生成α-過(guò)氧羥基醛（A），最后脫水產(chǎn)生青蒿素。不久這一反應(yīng)就被用于改進(jìn)青蒿素的全合成路線?；瘜W(xué)合成青蒿素工藝繁雜，步驟多，成本高，易污染，尤其引入過(guò)氧基團(tuán)的光氧化或化學(xué)氧化的產(chǎn)率不理想，導(dǎo)致化學(xué)全合成工藝一直無(wú)法用于青蒿素的商業(yè)化生產(chǎn)。

微生物工程菌全合成青蒿酸

黃花蒿與酵母合成萜類前體法呢基焦磷酸的酶促反應(yīng)完全相同，只要在酵母中增加一個(gè)代謝支路就能讓酵母菌合成青蒿素。2006年，美國(guó)加州大學(xué)的Keasling小組將ADS 基因連同新克隆的細(xì)胞色素P450 單氧化酶基因（CYP71AV1）及其還原酶基因（CPR）同時(shí)導(dǎo)入釀酒酵母中表達(dá)，培育出世界上第一株生產(chǎn)青蒿酸的酵母工程菌。加拿大植物生物技術(shù)研究所的Covello小組于2008 年從黃花蒿中分離到雙鍵還原酶基因（DBR2），并將該基因連同ADS、CYP71AV1、CPR 基因一起導(dǎo)入釀酒酵母，率先培育出能合成雙氫青蒿酸的酵母工程菌。

酵母工程菌中未檢測(cè)到青蒿素的原因可能有兩個(gè)：一是釀酒酵母中單線態(tài)氧缺乏，雙氫青蒿酸合成后不能轉(zhuǎn)變成青蒿素；二是青蒿素未被油相環(huán)境隔離而與細(xì)胞成分（如血紅素）發(fā)生烷基化反應(yīng)，無(wú)法檢測(cè)到青蒿素。黃花蒿是如何避免青蒿素對(duì)本身的傷害呢？ Covello小組的研究顯示，青蒿素合成酶基因在黃花蒿葉片表面具有特殊腺體結(jié)構(gòu)并充滿揮發(fā)油的腺狀毛囊細(xì)胞中高效表達(dá)，說(shuō)明具有毒性的青蒿素隔離在油相腺毛中應(yīng)該是一種進(jìn)化的選擇。黃花蒿采取細(xì)胞分區(qū)和分相隔離的方式，合成并貯存具有細(xì)胞毒性的青蒿素，可用來(lái)殺滅獵食性害蟲(chóng)；同時(shí)青蒿素前體在油相環(huán)境中更易發(fā)生化學(xué)催化反應(yīng)。據(jù)測(cè)定，青蒿植株中的青蒿素含量比雙氫青蒿酸含量低5-10倍，最大可相差15倍。

2013年4月25日出版的Nature雜志發(fā)表了美國(guó)Keasling小組和加拿大Covello小組的兩國(guó)科學(xué)家撰寫(xiě)的研究通信《強(qiáng)效抗瘧劑青蒿素的高水平半合成生產(chǎn)》一文，報(bào)道了將酵母工程菌中青蒿素前體青蒿酸的發(fā)酵產(chǎn)量從1.6克/升提高到25克/升，并利用單線態(tài)氧成功地將青蒿酸轉(zhuǎn)化成青蒿素。

青蒿素的藥用價(jià)值

1.抗瘧作用：青蒿乙醚提取中性部分和其稀醇浸膏對(duì)鼠瘧、猴瘧和人瘧均呈顯著抗瘧作用。體內(nèi)試驗(yàn)表明，青蒿素對(duì)瘧原蟲(chóng)紅細(xì)胞內(nèi)期有殺滅作用，而對(duì)紅細(xì)胞外期和紅細(xì)胞前期無(wú)效。青蒿素具有快速抑制原蟲(chóng)成熟的作用。蒿甲醚乳劑的抗瘧效果優(yōu)于還原青蒿素琥珀酸鈉水劑，是治療兇險(xiǎn)型瘧疾的理想劑型。青蒿琥酯2.5、5、10、15mg／kg，2次/天，連續(xù)3天，皮膚外搽，治療猴瘧均有不同程度療效。5、10mg／kg，2次/天，連續(xù)10天，皮膚外搽即可使猴瘧轉(zhuǎn)陰。加入適量促透氮酮，可提高抗瘧作用。脫羰青蒿素和碳雜脫羰青蒿素對(duì)小鼠體內(nèi)的伯氏瘧原蟲(chóng)K173株的ED50和ED90分別為12.6mg／kg和25.8mg／kg。體外試驗(yàn)表明，青蒿素可明顯抑制惡性瘧原蟲(chóng)無(wú)性體的生長(zhǎng)，有直接殺傷作用。青蒿素、蒿甲醚和氯喹對(duì)惡性瘧原蟲(chóng)的IC50分別為75.2，29.4和43.2nmol／L。青蒿素酯鈉對(duì)惡性瘧原蟲(chóng)6個(gè)分離株（包括抗氯喹株）有抑制作用。

2.抗菌作用：青蒿水煎液對(duì)表皮葡萄球菌、卡他球菌、炭疽桿菌、白喉?xiàng)U菌有較強(qiáng)的抑菌作用，對(duì)金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、痢疾桿菌、結(jié)核稈菌等也有一定的抑制作用。青蒿揮發(fā)油在0.25%濃度時(shí)，對(duì)所有皮膚癬菌有抑菌作用，在1%濃度時(shí)，對(duì)所有皮膚癬菌有殺菌作用。青蒿素有抗流感病毒的作用。青蒿酯鈉對(duì)金葡萄、福氏痢疾桿菌、大腸桿菌、卡他球菌，甲型和乙型副傷寒稈菌均有一定的抗菌作用。青蒿中的谷甾醇和豆甾醇亦有抗病毒作用。

3.抗寄生蟲(chóng)作用：青蒿乙醚提取物、稀醇浸膏及青蒿素對(duì)鼠瘧、猴瘧、人瘧均呈顯著抗瘧作用。體外培養(yǎng)提示，青蒿素對(duì)瘧原蟲(chóng)有直接殺滅作用。電鏡觀察證明，青蒿素主要作用于瘧原蟲(chóng)紅細(xì)胞內(nèi)期無(wú)性體的膜相結(jié)構(gòu)，首先作用于食物色膜、表膜和線粒體膜，其次是核膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。此外對(duì)核內(nèi)染色體亦有影響。由于食物泡膜發(fā)生變化，阻斷了瘧原蟲(chóng)攝取營(yíng)養(yǎng)的早期階段，使瘧原蟲(chóng)迅速發(fā)生氨基酸饑餓，形成自噬泡，并不斷排出體外，使泡漿大量損失，內(nèi)部結(jié)構(gòu)瓦解而死亡。青蒿素對(duì)間日瘧、惡性瘧及抗氯喹地區(qū)惡性瘧均有療效高、退熱及原蟲(chóng)轉(zhuǎn)陰時(shí)間快的特點(diǎn)，尤其適于搶救兇險(xiǎn)性瘧疾，但復(fù)燃率高。此外，青蒿尚有抗血吸蟲(chóng)及鉤端螺旋體作用。

4.解熱作用：用蒸餾法制備的青蒿注射液，對(duì)百、白、破三聯(lián)疫苗致熱的家兔有明顯的解熱作用。青蒿與金銀花組方，利用蒸餾法制備的青銀注射液，對(duì)傷寒、副傷寒甲、乙三聯(lián)菌苗致熱的家兔，有比單味青蒿注射液更為顯著的退熱效果，其降溫特點(diǎn)迅速而持久，優(yōu)于柴胡和安痛定注射液對(duì)照組。金銀花與青蒿有協(xié)同解熱作用。

5.免疫作用：用小鼠足墊試驗(yàn)、淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化試驗(yàn)、兔疫特異玫瑰花試驗(yàn)和溶血空斑試驗(yàn)等4項(xiàng)免疫指標(biāo)觀察青蒿素的免疫作用，發(fā)現(xiàn)青蒿素對(duì)體液免疫有明顯的抑制作用，對(duì)細(xì)胞免疫有促進(jìn)作用，可能具有免疫調(diào)節(jié)作。青蒿素、蒿甲醚有促進(jìn)脾TS細(xì)胞增殖功能。肌肉注射蒿甲醚對(duì)Begle大外周血T、B、Tu及Tr淋巴細(xì)胞亦有明顯抑制作用。亦明顯降低正常小鼠血清IgG含量、增加脾臟重量。降低雞紅細(xì)胞致敏小鼠血清IgG含量。靜脈注射青蒿素50-100mg／kg能顯著提高小鼠腹腔巨噬細(xì)胞吞噬率（50.2-53.1%）和吞噬指數(shù)（1.58-1.91）。青蒿素還可提高淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率，促進(jìn)細(xì)胞免疫作用。青蒿琥酯可促進(jìn)Ts細(xì)胞增殖，抑制TE細(xì)胞產(chǎn)生，阻止白細(xì)胞介素及各種炎癥介質(zhì)的釋放，從而起到免疫調(diào)節(jié)作用。

6.對(duì)心血管系統(tǒng)的作用：兔心灌注表明，青蒿素可減慢心率，抑制心肌收縮力，降低冠脈流量。靜脈注射有降血壓作用，但不影響去甲腎上腺素的升壓反應(yīng)，認(rèn)為主要系對(duì)心臟的直接抑制所改。靜脈注射20mg／kg青蒿素可抗烏頭堿所致兔心律失常。

7.其它作用：青蒿琥酯能顯著縮短小鼠戊巴比妥睡眼時(shí)間。青蒿素對(duì)實(shí)驗(yàn)性矽肺有明顯療效。蒿甲醚對(duì)小鼠有輻射防護(hù)作用。

青蒿素發(fā)現(xiàn)的科學(xué)啟示

青蒿素發(fā)現(xiàn)與屠呦呦獲得諾貝爾獎(jiǎng)確實(shí)令人振奮，但回顧青蒿素發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，可以發(fā)現(xiàn)，青蒿素在發(fā)現(xiàn)初期并未進(jìn)入科研人員的視野里，而且在其發(fā)掘過(guò)程中，也充滿了許多挫折，其成功獲得也有著一定的偶然，最初并非人為挑選出來(lái)的。1967年起，“523辦公室”就開(kāi)始組織全國(guó)7大省市、幾十個(gè)單位共同攻關(guān)，篩選化合物、中草藥4萬(wàn)多種未取得滿意結(jié)果。其他有關(guān)國(guó)家也對(duì)此進(jìn)行了大量研究工作。美國(guó)自20世紀(jì)60年代起，應(yīng)戰(zhàn)爭(zhēng)急需而篩選的化合物達(dá)30萬(wàn)種，同樣沒(méi)有取得突破性進(jìn)展。在從中醫(yī)和西醫(yī)角度搜集的各種方法均告失敗時(shí)，1969年1月21日，中國(guó)中醫(yī)研究院屠呦呦作為科研組長(zhǎng)，正式參加“523”項(xiàng)目。她早期收集到的方劑包括植物、動(dòng)物、礦物等2000余方藥，并在此基礎(chǔ)上整理出以640余個(gè)方藥為主的《抗瘧單驗(yàn)方集》。不過(guò)，在第一輪的藥物篩選和實(shí)驗(yàn)中，青蒿提取物對(duì)瘧疾的抑制率只有68%，還不及胡椒有效果。因此，當(dāng)時(shí)他們的研究重點(diǎn)是黃丹等礦物藥及其配伍的工作，在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，中草藥植物青蒿并沒(méi)有引起人們重視。青蒿素在發(fā)掘初期，不僅沒(méi)有被寄予厚望，當(dāng)時(shí)的研究人員甚至一度想放棄它。

許多項(xiàng)目雖然投入很大但很有可能最終結(jié)果并不理想，這些科研風(fēng)險(xiǎn)往往幾十年之后才能發(fā)現(xiàn)。而且，科學(xué)研究有較大的不確定性，研究結(jié)果也許會(huì)發(fā)生極大的偏差，與預(yù)期目的也許并不吻合。這些風(fēng)險(xiǎn)往往是不可預(yù)計(jì)的，不能僅憑熱情就去做類似的研究，并指望取得預(yù)期效果。

首先，值得注意的是，古籍文獻(xiàn)記載中的青蒿與日后屠呦呦發(fā)現(xiàn)的青蒿素沒(méi)有直接聯(lián)系，古代文獻(xiàn)中所指的青蒿與青蒿素根本不是一回事，治療瘧疾的有效成分青蒿素僅存在于黃花蒿中，不同品種青蒿素含量也不同。

屠呦呦在提取青蒿素過(guò)程中，早期采用的是北京植物青蒿。北京青蒿葉中青蒿素含量極低，只有萬(wàn)分之幾，這也導(dǎo)致在初期實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，青蒿提取物對(duì)瘧疾的抑制率非常低。正是屠呦呦慧眼識(shí)珠，經(jīng)過(guò)毒性、植物資源等方面綜合因素權(quán)衡，采用低溫提取這種科學(xué)方法，在提取青蒿素有效成分中才能獲得突破。她從東晉葛洪(公元283-343年《)肘后備急方》中“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之”的記載中受到啟發(fā)，開(kāi)始著手對(duì)提取方法進(jìn)行改進(jìn)。提出改用乙醚低溫提取后,將青蒿提取物分為中性、酸性2個(gè)部分。經(jīng)過(guò)多達(dá)384次的反復(fù)試驗(yàn)，終于在1971年10月4日，發(fā)現(xiàn)分離獲得的第191號(hào)樣品顯示出對(duì)鼠瘧原蟲(chóng)有100%抑制率的驚人結(jié)果，并在猴瘧上重復(fù)結(jié)果一致。改用乙醚低溫提取青蒿素，這一科學(xué)方法的正確運(yùn)用，是當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)青蒿粗提物有效性的關(guān)鍵，也算真正從傳統(tǒng)中草藥植物青蒿中，首次分離得到了具有抗瘧有效成分的青蒿素粗提物。

另外，屠呦呦還是最早開(kāi)始采用科學(xué)方法，對(duì)青蒿素進(jìn)行純化、臨床試驗(yàn)及參與化學(xué)結(jié)構(gòu)測(cè)定等多個(gè)重要環(huán)節(jié)的關(guān)鍵研究人員之一。在臨床試驗(yàn)過(guò)程中，屠呦呦帶頭試服，觀察毒性，而且親自攜藥去海南昌江瘧區(qū)現(xiàn)場(chǎng)，驗(yàn)證間日瘧11例，惡性瘧9例，混合感染l例，結(jié)果病人用藥后，40℃高燒很快降至正常，瘧原蟲(chóng)大幅度殺滅至轉(zhuǎn)陰，療效明顯優(yōu)于氯喹。1971年又在北京302醫(yī)院驗(yàn)證9例，均取得很好的療效。1972年11月17日，在北京召開(kāi)的全國(guó)“523”大會(huì)上，屠呦呦首次報(bào)告了30例青蒿抗瘧全部有效的療效總結(jié)。隨后，中國(guó)中醫(yī)研究院抗瘧科研組在得到有效單體后，立即著手青蒿素的化學(xué)結(jié)構(gòu)鑒定研究。首先進(jìn)行了常規(guī)的元素分析，在1973年確定青蒿素為倍半萜內(nèi)酯類化合物后，開(kāi)始尋找有關(guān)單位協(xié)作。先后從中分離得到包括青蒿素在內(nèi)的17個(gè)化合物，其中6個(gè)為自然界較為少見(jiàn)的結(jié)構(gòu)獨(dú)特的含氧倍半萜類的新化合物（其中包含青蒿甲素和青蒿乙素），極大帶動(dòng)了青蒿素衍生物的研究進(jìn)度。

在青蒿素的發(fā)現(xiàn)史上，協(xié)同創(chuàng)新是個(gè)主旋律。自1964年起，中國(guó)就在軍內(nèi)開(kāi)展抗瘧研究。初期參與瘧疾治療的科研單位包括中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院、第二軍醫(yī)大學(xué)，以及廣州、昆明和南京軍區(qū)所屬的軍事醫(yī)學(xué)研究所。但僅憑軍隊(duì)力量很難在短時(shí)間內(nèi)解決抗藥性惡性瘧疾的防治問(wèn)題，所以，由中國(guó)人民解放軍總后勤部出面，商請(qǐng)中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)共同組織軍隊(duì)內(nèi)外有關(guān)單位開(kāi)展大協(xié)作，繼續(xù)研制新結(jié)構(gòu)類型防治藥物。1967年5月4日，經(jīng)討論和有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門審定后，由國(guó)家科委向有關(guān)單位下發(fā)了“召開(kāi)瘧疾防治藥物研究大協(xié)作會(huì)議”的通知。5月18日，在北京舉行了“全國(guó)瘧疾防治研究領(lǐng)導(dǎo)小組會(huì)議”。5月23日，國(guó)家科委、解放軍總后勤部在北京飯店正式召開(kāi)了“瘧疾防治藥物研究工作協(xié)作會(huì)議”，由國(guó)家部委、軍隊(duì)直屬和有關(guān)省、市、自治區(qū)的數(shù)十個(gè)單位組成了攻關(guān)協(xié)作組，簡(jiǎn)稱“523辦公室”或“523領(lǐng)導(dǎo)小組”，簡(jiǎn)稱“523任務(wù)”。1978年11月23—29日，全國(guó)“523辦公室”領(lǐng)導(dǎo)小組在江蘇省揚(yáng)州市主持召開(kāi)了青蒿素（黃蒿素）治療瘧疾科研成果鑒定會(huì)。由承擔(dān)青蒿素研究任務(wù)的相關(guān)45個(gè)主要單位提交了12個(gè)專題，分別由14名專家代表予以報(bào)告，由于所報(bào)告的內(nèi)容是根據(jù)參與協(xié)作的各單位的資料匯總，因此報(bào)告的內(nèi)容并非僅限于個(gè)人成果。

青蒿素的發(fā)現(xiàn)歷程，曾有人形象地比喻這是一場(chǎng)“接力棒”比賽。從1964年開(kāi)始尋找治療瘧疾的方法，到1967年“523任務(wù)”正式立項(xiàng)，至1980年結(jié)束任務(wù)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)16年的艱苦奮戰(zhàn)，由中國(guó)數(shù)百名科學(xué)家經(jīng)過(guò)堅(jiān)持不懈的多年深入研究最終發(fā)現(xiàn)了青蒿素。時(shí)至今日，青蒿素的故事還在繼續(xù)，這種“協(xié)同創(chuàng)新”的模式還在不斷復(fù)制。許多科研人員在青蒿素人工合成領(lǐng)域不斷取得重要進(jìn)展，已開(kāi)發(fā)研制出很多青蒿素衍生物。蒿甲醚屬中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所等首創(chuàng)；青蒿琥酯屬桂林制藥廠等首創(chuàng)；蒿甲醚-本芴醇復(fù)方由軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院首創(chuàng)。上述單位的合作層次，既有國(guó)家目標(biāo)下的大集團(tuán)作戰(zhàn)，也有科學(xué)共同體內(nèi)的交流，還包括了國(guó)內(nèi)外的合作與交流。隨著越來(lái)越多新興研究力量的加入，青蒿素研究也成為繼承發(fā)揚(yáng)集體主義精神的成功范例。

以上分析表明，青蒿素發(fā)現(xiàn)所取得的成功非常重要，屠呦呦獲諾獎(jiǎng)是對(duì)中國(guó)世界級(jí)貢獻(xiàn)的認(rèn)可。從中可以得到3點(diǎn)重要科學(xué)啟示：

1）結(jié)合科學(xué)史上棉酚、常山的案例，可以意識(shí)到科學(xué)研究并不是一帆風(fēng)順的，有時(shí)候其中潛在的科研風(fēng)險(xiǎn)往往是巨大的，投入了很多的精力、投入了很多的經(jīng)費(fèi)，可是最后這些項(xiàng)目也許還會(huì)下馬，從中可以清晰地折射出無(wú)法預(yù)見(jiàn)的科研風(fēng)險(xiǎn)。

2）在屠呦呦獲獎(jiǎng)的光環(huán)下，面對(duì)中醫(yī)藥有效成分的提取問(wèn)題，許多人都在期盼以此為思路取得獲得更大的成就，并希冀繼續(xù)獲獎(jiǎng)。然而，要清醒地意識(shí)到，在用科學(xué)方法提煉得到中草藥的有效成分過(guò)程中，對(duì)植物草藥中有效成分的提取與中醫(yī)是兩回事。前者是是用現(xiàn)代科學(xué)方法做到精益求精，按照現(xiàn)代科學(xué)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成的，后者則多是采取傳統(tǒng)的煎煮方式簡(jiǎn)單地進(jìn)行中草藥的熬制。

3）當(dāng)今要想獲得重大科學(xué)成就，需要團(tuán)隊(duì)合作來(lái)攻關(guān)。從許多超大型項(xiàng)目的科研模式來(lái)看，一項(xiàng)科研成功的取得需要很多人一起參與、共同努力才能實(shí)現(xiàn)，屠呦呦的獲獎(jiǎng)是站在無(wú)數(shù)參與者的肩膀上完成這一歷史飛躍的，她較早地通過(guò)科學(xué)方法提取到青蒿素粗提物、并采用不同的科學(xué)方法對(duì)青蒿素進(jìn)行純化、臨床試驗(yàn)及參與化學(xué)結(jié)構(gòu)測(cè)定，并首先公開(kāi)發(fā)表論文，都是其獲得諾獎(jiǎng)的重要因素之一。但是，我們不能忘記，也無(wú)法抹去“523任務(wù)”背后的眾多默默無(wú)聞、無(wú)私奉獻(xiàn)的群體和個(gè)人，最后謹(jǐn)向“523”這個(gè)光榮的集體再次致以崇高的敬意！

以上思考表明，應(yīng)認(rèn)真反思屠呦呦獲獎(jiǎng)背后的科研模式，在科研過(guò)程中，要防止狂熱地一哄而上將傳統(tǒng)中醫(yī)藥文獻(xiàn)作為科研重點(diǎn)，同時(shí)，需要清醒地意識(shí)到用科學(xué)方法對(duì)中醫(yī)藥領(lǐng)域的有效成分加以提煉和化學(xué)分析，才是一條通往成功的正確之路。