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《中国中药》

开博时间:2019-07-02 16:24:00

《中国中药》杂志由中国科学技术协会主管,中国药学会主办,中国中医科学院中药研究所承办。全面反映我国中医药与天然药物学科领域最新进展与研究动态的同时,致力于打造最靠谱的中医药知识平台。

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从两个诺贝尔奖看创新的意义与中医药的未来

2019-11-16 22:38:00

  “创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭源泉,也是中华民族最鲜明的民族禀赋。”无论是在推进改革中强调“把科技创新摆在国家发展全局的核心位置”,还是在经济转型中提出“科技发展的方向就是创新、创新、再创新”,在习近平同志的执政思路中,“创新”始终占据着重要位置。

  创新为何重要,特别是那些开创性,革命性的创新有何深远的意义和价值?我们不妨看看发生在美国与中国的两个关于诺贝尔奖的故事。

  去年以来,在美国对中国发动的贸易战中,我们被美国刺中的那根软肋之一,就是半导体行业。美国利用其在芯片技术的优势以及国际上的霸权,对中兴,华为等企业采用设限停芯等手段,企图全面瘫痪中国的先进通讯信息技术发展。

  近些年来我国高新技术发展可以说是异常迅猛,甚至对一些科技强国大有赶超之势,在诸如基建,航天,造船,高铁等领域中国已然站在世界第一级,单却在小小芯片领域被美国卡住了脖子。而现在的信息技术,没有谁能离得开芯片,可以说是一切的信息技术的基础和灵魂。究其原因在于芯片的核心半导体晶体管就是美国人的开创性发明,而非借鉴他人。

  二战爆发前的某一天,美国电报电话公司下属的贝尔实验室的两名科学家:沃尔特·布拉顿和约翰·巴丁闲来无事参加了一场讲座。讲座上展示了一小块平板硅玻璃,大家都知道它是一种绝缘体,所以玻璃两端被接上导线并通上电流后,演示用的灯泡没有亮,感觉平淡无奇。但转折来了,演示者接着将导线移到平板的中心,这里被添加了磷等杂质,结果让布拉顿和巴丁几乎跳起来:灯泡亮了,绝缘体硅玻璃变成了导体!两位科学家仿佛看到一扇奇特的大门在徐徐打开,回去后立即向实验室打报告要求研究这种新的材料。

  贝尔实验室让另一名科学家威廉·肖克利和巴丁、布拉顿组成半导体研究小组,三人在1947年研制出了晶体管。这就是后来引发一场电子革命的“晶体管”。这是一种用以代替真空管的电子信号放大元件,是电子专业的强大引擎,被媒体和科学界称为“20世纪最重要的发明”。因为发明晶体管,肖克利、布拉顿和巴丁分享了1956年诺贝尔物理学奖。

  世界上第一个晶体管

  肖克利(中)、巴丁和布拉顿

  发明晶体管后不久肖克利不久就离开了贝尔实验室,1955年回到老家圣克拉拉谷创办了肖克利半导体实验室,他从全美招募了八位最优秀的人才开始了对晶体管的开发研究,虽然因为种种原因,实验室的八名骨干集体离开后创立了仙童半导体公司,并成功生产出了硅晶体管,代替了昂贵且不稳定的锗晶体管,随着仙童公司的扩散型硅晶体管大量上市,晶体管的成本进一步降低,晶体管开始告别锗时代,并在之后又发明了集成电路,开启了集成电路时代,集成电路就是我们所说的芯片,我们手机里面的CPU就是集成电路,在它里面集成了几亿个晶体管,想象一下,如果没有集成电路,这几亿个晶体管要占用多么大的空间。

  仙童半导体公司

  仙童半导体公司的的八位创始人中,之后更是创立了英特尔、AMD、英伟达等全球知名半导体芯片企业。仙童半导体也被称为美国硅谷的黄埔军校。

  肖克利招募的八位天才

  而肖克利回到家乡创业的圣克拉拉谷,后来有了更响亮的名字——硅谷。可以说正是肖克利,触发了形成硅谷半导体工业发展的连锁反应。如果没有这个人,就没有他招募来的八位天才,就不会有后来的仙童半导体,硅谷或许就不会是现在我们看到的模样,或许也不会诞生伟大的微软和苹果公司。

  正是基于一次诺贝尔奖的成果,肖克利、布拉顿和巴丁发明的晶体管(半导体)代替了电子管(真空管),而且更小型化、性能更优秀、节能环保、便于集成。让美国在半导体工业以及后来的计算机与信息化领域一骑绝尘,并积累了无数的知识产权,标准与共识,引领了全球的信息技术产业的革命,推动了人类发展进程。

  地球的另一面的东方大国,一件改变世界的重大事件即将发生。

  在上个世纪60年代,由于恶性疟原虫对抗疟药氯喹等喹啉类药物产生抗药性,致使疟疾患者面临无药可治的境地,特别时值越南战争,抗氯喹恶性疟在越南流行,引起双方部队严重减员,越南领导人访问中国提出请求,希望能帮助研制新型抗疟药。1967年5月23日,党和国家组织了一批当时最优秀的科学家投入到抗疟药物的研发,由于这是一项紧急军工项目,因为保密期间,以开会日期为代号,称之“523”任务。之后的十几年里,来自各个地方的500名科学家纷纷加入这一抗疟药物的研发团队。

  1969年1月21日,全国“523”办公室主任白冰秋等三人来到当时的中国中医研究院,希望中药研究所也能参于该项目,当年还是研究实习员的屠呦呦被任命为中药抗疟研究组组长。屠呦呦临危受命,整个研究过程中,她先从本草研究入手,开始广泛收集、整理历代医籍,查阅群众献方,请教老中医专家。仅用3个月的时间,她就收集了包括内服、外用,植物、动物、矿物药在内的2000多个方药,在此基础上精选编辑了包含640个方药的《疟疾单秘验方集》,于1969年4月送交“523”办公室。这其中,就包括后来提取青蒿素的青蒿。

  很长一段时间,青蒿都不是最受关注的药物,当时有2000多个关于疟疾的药方,需要一一实验排查。可以说开局就是地狱模式,巨大的工作量,耗费了她的全部精力。为了新药的研制,她不得已把大女儿送去托管班,老二送回宁波老家。研制的过程异常艰难,一次次实验,研究了380余个中草药提取物,但依然颗粒无收。当身边的人都劝她放弃,毕竟连美国这样发达的国家都束手无策。

  翻阅浩如烟海的典籍,东晋葛洪编著的《肘后备急方》有关青蒿截疟的记载启迪了屠呦呦的研究思路。通过改进了提取方法,用沸点只有34.6℃的乙醚代替水或酒精来提取青蒿,富集了青蒿的抗疟成分,实验结果显示对疟原虫的抑制率达到了100%!

  1972年9月25日、9月29、10月25日、10月30日、11月8日课题组相继分离得到多个结晶。后来,11月8日成为课题组认定的青蒿素诞生之日。

  这是首次以药效证实,青蒿乙醚中性提取物具有抗疟活性。为了证实其安全性与有效性,虽然明知有生命危险,但是屠呦呦还是决定以身试药!所幸,并没有显示出对人体的毒副作用。试验终于成功了。新的抗疟药诞生了,实验室的同志们都激动地流下了泪水!而这背后,是无数次的实验。

  1977年,青蒿素结构首次公开发表。

  一次次改良、实验,再改良,无限循环更新,终于在1986年,青蒿素获得了获得了我国实施新药审批办法以来第一个新药证书;1995年,世界卫生组织把青蒿素列入基本药物名录。

  根据世卫组织的统计,全球有20多亿人生活在疟疾高发地区——非洲、东南亚、南亚和南美。自2000年起,撒哈拉以南非洲地区约2.4亿人受益于青蒿素联合疗法,约150万人因疗法避免了疟疾导致的死亡。

  尽管关于青蒿素的发现并没有在国际著名期刊上发表过论文,但是其成就最终得到了国际的承认。屠呦呦于2015年获得诺贝尔生理学或医学奖,成为第一位获此殊荣的中国本土科学家。在获奖感言中屠呦呦提到:“青蒿素的发现是人类征服疟疾进程中的一小步,也是中国传统医药献给人类的一份礼物。”

  获得诺贝尔奖后,屠呦呦和其团队并没有停下脚步,依旧在对青蒿素做深入的研究。

  在屠呦呦研究员的带领下,中国中医科学院青蒿素研究中心的向丽博士等科研人员,正致力于将代谢工程育种、分子辅助育种、辐照育种等新技术用于高含量新品种选育,并采用联合地方多企业合作模式,加速了新品种黄花蒿的选育进度,取得专利成果十余项。目前已审定的黄花蒿品种青蒿素含量0.8%-1.2%,使其有效成分大大高于野生物种含量,而青蒿素含量每提高0.1%可降低提取成本20%左右,让青蒿素原料的资源得到再生,使未来进一步降低青蒿素制品价格成为可能。

  青蒿优良品种选育

  针对近年来青蒿素在全球部分地区出现的“抗药性”难题,屠呦呦及其团队经过多年攻坚,在“抗疟机理研究”、“抗药性成因”、“调整治疗手段”等方面终获新突破,国际顶级医学权威期刊《新英格兰医学杂志(NEJM)》近期刊载了屠呦呦团队在该项重大研究成果和“青蒿素抗药性”治疗应对方案,引发业内关注。笔者第一时间采访了第一作者王继刚博士,他表示对“青蒿素抗药性”难题的切实可行治疗方案:一是适当延长用药时间,由三天疗法增至五天或七天疗法;二是更换青蒿素联合疗法中已产生抗药性的辅助药物,疗效立竿见影。所以青蒿素仍然是人类目前治愈疟疾的唯一选择,在临床中优化用药方案并用好青蒿素是完全有希望控制好现有的“青蒿素抗药性”的现象。有力地驳斥了一些“青蒿素抗疟将退出历史”的言论。

  屠呦呦团队通过研究还发现,双氢青蒿素对治疗具有高变异性的红斑狼疮效果独特。从目前已通过一期临床试验结果来看,志愿者没有发生非预期不良事件。屠呦呦说:“青蒿素对治疗红斑狼疮存在有效性趋势,我们对试验成功持谨慎的乐观。”屠呦呦老师的青蒿素在拯救了全球无数人的生命后,又再次为那些因为红斑狼疮折磨的人带去了新的希望。

  屠呦呦对青蒿素的的开创性发现与研究,让中国走在了青蒿素研究的最前沿,掌握了青蒿素抗疟研究领域的话语权,同时向世人展示了中医药的智慧与精华,激励了中国人民的民族自信。

  这两个诺贝尔奖的故事,总结起来看,都是创新性的成果,造就了革命性的成果,极大的推动了人类的发展进程和拯救了无数人的生命。

  屠呦呦发明的青蒿素,告别了诸如奎宁等传统抗疟药容易产生抗药性,价格高昂等问题,青蒿素基本上不会有重复耐药的现象,且有抗虐效果好,成本低廉等优势,一个疗程只需几美元,对于疟疾泛滥的非洲,东南亚等不发达地区,这无疑是及其重要的。与晶体管的发明一样,青蒿素的发现也是具有革命性与开创性的成果,故都获得了诺贝尔奖。同时屠呦呦发现青蒿素也是对古代中医药智慧的传承与创新,极大的推动了中医药原始创新与中医药现代化的发展。

  习近平同志说:中医药学是中国古代科学的瑰宝,也是打开中华文明宝库的钥匙。当前,中医药振兴发展迎来天时、地利、人和的大好时机,希望广大中医药工作者增强民族自信,勇攀医学高峰,深入发掘中医药宝库中的精华,充分发挥中医药的独特优势,推进中医药现代化,推动中医药走向世界,切实把中医药这一祖先留给我们的宝贵财富继承好、发展好、利用好,在建设健康中国、实现中国梦的伟大征程中谱写新的篇章。

  目前,化学制剂等单体西药只能增加纯度,以此增加药效,但是任何物质随着提纯程度的增高,人体就会越来越对其产生依赖性和成瘾性,耐药性也会越来越强。反观中医药,针灸等物理疗法在缓解疼痛,治疗慢性疾病等方面展现出的优势已经获得了世界范围的广泛认可,甚至好莱坞明星和美国陆军都将针灸作为缓解疼痛的首选,从而降低止痛药的使用和依赖。

  源自中药的青蒿素更是向世人证明了中医药在治疗更广泛疾病上的价值。今年5月25日,在瑞士日内瓦召开的第72届世界卫生大会上审议通过了《国际疾病分类第11次修订本》,首次将起源于中医药的传统医学纳入其中,这一成果离不开各国医学界人士长期不懈的努力,体现出中医乃至中国传统文化中的“和合之道”。也是世界对中医药的认可。

  世界卫生大会上审议通过了《国际疾病分类第11次修订本》

  目前推进中医药传承创新已上升为国家战略,中医药正迎来最好发展时期,而创新性发展,离不开一流的人才队伍,只有培养造就高水平的科研团队,才能实现科技创新,中医药事业才能发展,因此我们要充分认识人才队伍和科技创新在中医药事业发展中地位和作用。只有持续推动人才培养和科技创新取得新进步,才能持续推动中医事业不断健康发展。同时,要继续扩大中医药与全世界的合作与开放,开展走出去路线,敞开大门让全世界共享中医药发展的成果,参与中医药的发展,而非像美国一样逐步走向封闭,要知道青蒿素的研发也源自对中国支援越南军民的“523”任务。

  所以希望全世界优秀的人才,特别是年轻人,加入到中医药创新发展事业中来,像屠呦呦老师那样,不忘初心,为中医药的明天一起努力奋斗。

  本文来自《中国中药》

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