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青蒿素:人类征服疾病的一小步
传统文献提供研究线索,现代实验不断检验并改进方案,多学科协作推动成果成为药物;个人荣誉被放回持续的共同探索之中。
导读
文体与题材:科学演讲与研究回顾;教材编写文本。
作者简介:屠呦呦,中国药学家。因青蒿素研究获拉斯克临床医学研究奖及诺贝尔生理学或医学奖。教材依据其2011年演讲与论文编写,并经本人审定。
文本出处:本文根据屠呦呦2011年接受拉斯克奖时的演讲及同年发表于《自然医学》杂志的论文编写而成,经作者本人审定。 本册第46—49页。
内容脉络:文章由获奖感言回顾学习与研究背景,重点叙述从方药筛选、低温提取到分离提纯和剂型改进的过程;随后说明团队协作、国际传播与后续药物发展,最后把青蒿素置于中医药研究的更广范围中表达愿景。
内容主旨:传统文献提供研究线索,现代实验不断检验并改进方案,多学科协作推动成果成为药物;个人荣誉被放回持续的共同探索之中。
阅读重点:分清文献启发、实验结果、临床应用与未来愿景;历史性的研究回顾须按其当时语境理解。
原文
原文按结构分节;随文内容可定位至对应段落。
开篇总述:屠呦呦回顾个人经历与青蒿素发现,说明传统医药的启示及合作价值。
非常荣幸在这里接受今年的拉斯克临床医学研究奖——这一生物医学领域最负盛名的奖项,衷心感谢评委会对我在发现青蒿素及其治疗疟疾的功效等方面贡献的肯定。
我在童年的时候,曾目睹民间中草药治病救人的事例。那时候,我完全没有想到,我的生命会和这些神奇的中草药紧密地联系在一起;我也从没梦想过有今天这样的隆重时刻,我的研究被国际科学界称颂。
1955年,我从北京医学院药学系毕业,在卫生部中医研究院中药研究所开始了富有意义的工作,特别是在全脱产学习中国传统医学的那两年半中,我对中草药从好奇转化为热衷。那两年半的训练,使我发现了中医药学的丰富宝藏,领悟了中国传统哲学有关人体和宇宙的精妙思想。在中医药学和现代医药科学紧密结合的原则下,我的团队运用现代科学和技术,继承了中医药学的精髓,成功地从青蒿中发现并提取出青蒿素。
关键突破:研究者从提取失败中追查条件,找到低温提取的方向。
发现青蒿素的抗疟疗效
疟疾威胁人类健康长达数千年。20世纪50年代,由于疟原虫抗药性的出现,疟疾重新开始肆虐,消灭疟疾的国际努力遭受重挫。1967年,中国政府启动“523”项目来抗击疟疾。1969年,中医研究院任命我领导抗疟药研究工作。我带领由植物化学和药理学专业研究者组成的团队,开始从中草药中寻找并提取可能具有抗疟疗效的成分。
在第一阶段,我收集了2000个方药,挑选出可能具有抗疟作用的640个,从其中的200个方药中提取了380余种提取物,在小白鼠身上测试抗疟效果,然而进展甚微。
为了寻求答案,我们查阅了大量的文献。最早提到青蒿治疗疟疾的记录,出现在东晋葛洪所著的《肘后备急方》中,书中有这样的话:
又方,青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之。
这句话让我深受启发:我们使用通常的加热提取方式,也许恰恰破坏了青蒿的活性成分。因此考虑改为低温提取,以保存其抗疟有效成分。改变提取方式后,抗疟效果果然大幅度提升!
批注 2
问题推动方案修订
实验结果很难重复可重复性不足使原有方案需要调整,作者由失败现象转查文献,再提出低温提取的解释。古籍在这里提供线索,结论仍由后续实验支撑。
改进不止一个步骤
分为酸性和中性两大部分低温提取并非研究完成的唯一节点,分离组分、提纯有效成分与改变剂型各自解决不同问题。梳理时应避免把多年研究压成一次灵感。
成果转化:研究团队分离有效成分,又逐步改进药物剂型。
从分子到药物
在20世纪70年代的历史环境下,新药的临床试验很难开展。为了战胜疟疾,我和我的同事勇敢地做志愿者,第一批尝试青蒿提取物,以确认其对人体的安全性。随后,我们赴海南对疟疾病人进行临床治疗,结果振奋人心:病人症状迅速消失!
受临床疗效的鼓舞,我们转向分离提纯,得到了抗疟的有效成分,于1972年11月8日,终于找到了这个熔点在156~157℃的无色晶体——C₁₅H₂₂O₅。后来我们将其命名为“青蒿素”。
青蒿素的发现,是我们研究进展的第一步。我们随即转向第二步:将这个天然分子变为药物。
在这个过程中,我们发现生长在北方的青蒿的青蒿素含量比较低,药物生产需要青蒿素含量高的青蒿,“523”项目的大团队成员在四川找到了含量高的青蒿。
1973年秋,我们在海南疟疾疫区试用青蒿素胶囊,取得了明确的疗效。这样,我们终于打开了开发新抗疟药物的大门。
后续发展:多方协作推动青蒿素传播和衍生研究。
影响世界
在中国科学院生物物理研究所等单位的协作下,我们确定了青蒿素分子的立体结构,1977年在《科学通报》发表,并迅速被《化学文摘》收录。1979年,国家科学技术委员会授予我们“国家发明奖”,表彰青蒿素的发现。
1981年,联合国开发计划署、世界银行以及世界卫生组织赞助的疟疾化疗科学工作组第四次会议在北京召开。在这个会议上,我国关于青蒿素及其抗疟性的几个报告引起热烈反响。作为这个会议的第一个发言人,我作了题为《青蒿素的化学研究》的报告,随后这一报告在1982年公开发表。青蒿素的发现及其疗效开始引起世界关注。1986年,青蒿素成为我国新药审批办法实施以来的第一个一类新药。
发展与超越
青蒿素与以往的抗疟药物相比,在化学结构和作用特点上有明显的差异。我们在研究评价的时候发现,比之青蒿素,双氢青蒿素的疗效提高近十倍。更重要的是,用双氢青蒿素治疗的病人复发率很低。在分子中引入羟基,也给发展新的青蒿素衍生物创造了更多的机会。
我们团队后来将双氢青蒿素发展成新的药物。在过去十年,我们也尝试用青蒿素和双氢青蒿素治疗其他的疾病。《青蒿及青蒿素类药物》一书于2009年出版,这本书记录了青蒿素发现的历史及我们在研究进程中所学到的知识。
2002年,世界卫生组织推荐采用青蒿素作为一线药物治疗疟疾。如今,青蒿素联合疗法在全世界广泛应用,这一疗法极大地减轻了疟疾的症状,拯救了许多人的生命,特别是非洲孩子们的生命。
结尾展望:屠呦呦由青蒿素研究展望传统医药的未来价值。
中医药学的贡献
青蒿素是中医药学给予人类的一份珍贵礼物。和植物化学的其他发现在药物开发中的应用相比,从青蒿提取物到青蒿素的研发历程相当快速,然而,这绝不是中医药智慧的唯一果实。中国的基础和临床研究还发现,具有悠久应用历史的中药砒霜,用于治疗白血病颇具疗效,已经成为治疗白血病的重要选择。对治疗失忆有效的石杉碱甲,也是从中草药“千层塔”中提取的,是我国用于治疗老年性精神障碍的一种临床用药。
然而,单一药物治疗某一特定疾病的现象在中医实践中非常少见,复方用药才是中医几千年来的主要用药形式。通常,中医师按中医理论和方法诊断病人症候,对症开出由多种中药按君臣佐使组成的处方,并随着病情的发展和症候的变化,随时调整处方的药味和剂量,以达到良好的疗效。这样的辨证施治疗法和有效方药的积累对中华民族的繁衍昌盛作出了积极贡献。我们从中药青蒿研发出抗疟药物青蒿素,仅是发掘中医药宝库的努力之一。
心血管疾病的治疗也受益于中医药学。中医的一个治则是活血化瘀,这一治则也适用于冠心病的术后维护。中药提取的芍药苷等被用于防止经皮冠状动脉介入治疗后的血管再狭窄,临床显示再狭窄率大幅降低。还有许多其他证据支持中医活血化瘀的临床疗效。
和心脑血管疾病相关的一个新领域也正在发展,即所谓的生物力药理学,旨在将中药的药效和血流的生物力学影响相结合,用于防病治病。实验研究表明,保健运动可提高血流剪应力,再联合使用某些活血中药,可以减少动脉粥样硬化的形成。
注释 · 札记 5
砒霜
砒霜〔砒(pī)霜〕即三氧化二砷,常为白色粉末,有剧毒。(教材第49页注释。)
石杉碱甲
石杉碱甲〔石杉碱甲〕一种生物碱,从蕨类植物蛇足石杉(又名“千层塔”)中提取。(教材第49页注释。)
君臣佐使
君臣佐使〔君臣佐使〕中药方剂组成配伍的比拟词。(教材第49页注释。)
芍药苷
芍药苷〔芍药苷〕一种糖苷类化合物,从芍药科植物芍药、牡丹等的根中提取,具有扩张血管、抑制血栓形成、镇痛镇静等药理作用。(教材第49页注释。)
愿景与已经证明的事实
我的梦想是这一标志明确转向未来期待。可为文中的事实、评价和愿景分别作标记,检验概括是否把研究期待扩大成普遍疗效结论。
研读题
以下为依据课文设计的研读题;教材单元任务另见单元研习。每题下附讨论参考及可回溯的原文证据,不作为统一评分细则。
第1题 · 研究过程
古代文献与现代实验在青蒿素研究中分别发挥了什么作用?
参考答案1展开 / 收起
参考作答
古籍中浸渍、绞汁的记录启发研究者怀疑加热损伤活性成分,形成低温提取的新假设;
后续实验、组分分离及临床研究逐步检验效果并推动成药。二者构成线索生成与证据验证的联系。
审题与考查点
本题考查研究过程。以原文的词句及其关系为依据,解释判断的形成过程。
文本分析
文献使异常结果获得新的解释方向查看证据 ↗
难以重复的效果构成待解释问题,古籍取汁的方法提示提取温度可能有关。作者用“也许”表明当时提出的是需要检验的假设,不是古籍本身已经证明结论。
实验和工艺继续区分条件查看证据 ↗
改变温度后效果提升,随后再分离组分、提纯成分,说明研究依靠连续检验和修订。不能把现代药物等同于未经处理的古代方药。
知识点
解题方法
将问题、假设、干预条件和结果分栏记录,再说明其先后关系。
易误辨析
不把“传统已有使用”直接当作现代药物有效性的全部证明;本课分析研究叙述,不据历史回顾制定用药方案。
答案组织与检核
检查引文是否准确,推理是否与引文相接,分点是否分别回答题意;不同解释须说明依据与适用范围。
第2题 · 标题意蕴
“一小步”怎样与文中的重大成果形成联系?
参考答案2展开 / 收起
参考作答
“一小步”将发现置于成药、推广与继续研究的长期过程,以及全人类对抗疾病的共同事业中;标题由个体荣誉转向共同事业,表达持续探索的尺度。
审题与考查点
本题考查标题意蕴。以原文的词句及其关系为依据,解释判断的形成过程。
文本分析
发现之后仍有转化任务查看证据 ↗
作者明确分出发现与成药两个步骤,后文还有剂型、原料与衍生物研究。这些任务说明单一发现虽关键,却不是全部研究过程。
成果放在人类健康的更大范围内衡量查看证据 ↗
“沧海一粟”与未来愿景拓展了衡量尺度,多单位协作又表明成果并非孤立个人的瞬时创造。标题的谦抑具有正文依据。
知识点
解题方法
比较标题的尺度词与正文各阶段、各参与者及结尾范围,避免只答“谦虚”。
易误辨析
不得将成果重大与仍需研究理解为彼此否定。
答案组织与检核
检查引文是否准确,推理是否与引文相接,分点是否分别回答题意;不同解释须说明依据与适用范围。
评议
科学回顾兼有解释、纪念和倡议功能。阅读既应理解研究者的责任与贡献,也须对每项说法辨明时间、对象和证据层级,避免把演讲中的概括改写为不带条件的科学定律。
参考文献
- 本文根据屠呦呦2011年接受拉斯克奖时的演讲及同年发表于《自然医学》杂志的论文编写而成,经作者本人审定。
- 教育部组织编写:《普通高中教科书·语文·必修下册》,人民教育出版社。本篇见第46—49页。
- 教材原文与教材注释分别保存;批注、札记、研读题及评议为编者据文本编写。
本文关联
引用本文
因果关系与因果推断4 处
阅读条目 →青蒿素:人类征服疾病的一小步 · 研究过程 ↗研习任务:古代文献与现代实验在青蒿素研究中分别发挥了什么作用?
青蒿素:人类征服疾病的一小步 · 研究过程 ↗文本依据:“实验结果很难重复”;“也许恰恰破坏了青蒿的活性成分”。
青蒿素:人类征服疾病的一小步 · 研究过程 ↗文本依据:“改变提取方式后,抗疟效果果然大幅度提升”;“我们随后将青蒿提取物分为酸性和中性两大部分”。
青蒿素:人类征服疾病的一小步 · 研究过程 ↗查看完整解析与全部证据
信息概括与整合4 处
阅读条目 →青蒿素:人类征服疾病的一小步 · 标题意蕴 ↗研习任务:“一小步”怎样与文中的重大成果形成联系?
青蒿素:人类征服疾病的一小步 · 标题意蕴 ↗文本依据:“青蒿素的发现,是我们研究进展的第一步”;“将这个天然分子变为药物”。
青蒿素:人类征服疾病的一小步 · 标题意蕴 ↗文本依据:“在中国科学院生物物理研究所等单位的协作下”;“不过沧海一粟”。
青蒿素:人类征服疾病的一小步 · 标题意蕴 ↗查看完整解析与全部证据
科学文本中的证据与假说4 处
阅读条目 →青蒿素:人类征服疾病的一小步 · 研究过程 ↗研习任务:古代文献与现代实验在青蒿素研究中分别发挥了什么作用?
青蒿素:人类征服疾病的一小步 · 研究过程 ↗文本依据:“实验结果很难重复”;“也许恰恰破坏了青蒿的活性成分”。
青蒿素:人类征服疾病的一小步 · 研究过程 ↗文本依据:“改变提取方式后,抗疟效果果然大幅度提升”;“我们随后将青蒿提取物分为酸性和中性两大部分”。
青蒿素:人类征服疾病的一小步 · 研究过程 ↗查看完整解析与全部证据
