青蒿素与诺奖给我们的启示
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★策划/王霄飞 采访/李欣 崔倩 黄剑 执笔/王霄飞
编者按:
日前,中国药学家屠呦呦因发现青蒿素而获得诺贝尔奖,这一消息立刻引发了社会上对青蒿素的高度关注,以及对传统中药在现代医学领域发挥重要作用的重新思考。那么,以青蒿素为典型代表的传统中药与现代医学是怎样结合的?对我校凝练打造秦岭现代中药资源开发利用这一办学特色有何启示?对我校从事中药制药的教学科研工作者有何启发?对我校制药工程专业的发展建设意味着什么?带着这些问题,大学生通讯社记者采访了生物医药与食品工程学院制药工程专业三位博士,希望通过专家的解读,促进广大师生进一步了解现代中药和制药工程的相关知识,了解我校制药工程专业及其在服务地方中发挥的作用。
记者(以下简称“记”):中国药学家屠呦呦因第一个发现青蒿素对疟疾寄生虫有出色疗效而获得诺贝尔奖,这让青蒿素一夜之间走进了人们的视线。疟疾这种疾病到底是怎么回事,它非常难治疗吗?
梁旭华(以下简称“梁”):其实疟疾就是我们俗称的打摆子,是一种由疟原虫造成的全球性急性寄生虫传染病,通过疟蚊传播。独特症状为间歇性发冷发热。疟疾主要的流行地区是非洲中部、南亚、东南亚及南美北部的热带地区,这其中又以非洲的疫情最甚,恶性疟疾死亡率极高。
在发现青蒿素之前,人们普遍采用奎宁这种药物治疗疟疾,但是奎宁所面临的问题是对肝肾功能损伤较大。更重要的是奎宁作为抗疟疾的一线药物已经有相当长的岁月了,在这么长的时间内,有相当一部分的疟原虫对奎宁类的药物产生了比较强的耐药性,使疟疾在全球范围内死灰复燃,而当时国外的抗疟药物基本都是奎宁的衍生物,耐药性产生的很快,效果都不好。而青蒿素作用的原理和奎宁完全不同,它能迅速消灭人体内的疟原虫,而且基本上不会有重复耐药的现象,抗虐效果是史无前例的。如今,以青蒿素类药物为主的联合疗法已成为世界卫生组织推荐的抗疟疾标准疗法。世界卫生组织认为,青蒿素联合疗法是目前治疗疟疾最有效的手段,也是抗疟疾耐药性效果最好的药物。
记:以青蒿素为代表的传统中药,在现代医药领域使用的范围广吗?
梁:传统中药是我国医学科学的特色,充分体现了自然科学与社会科学的有机结合,也是中华民族优秀文化的重要组成部分,几千年来为中华民族的繁衍昌盛做出了不可磨灭的贡献。在医药现代化的今天,中药仍然是人们治疗疾病的重要药物,应用范围非常广泛。
随着科学技术的高速发展,中医药的发展具有了良好机遇和优越条件,但也面临前所未有的竞争压力。由于文化背景的不同,中医药的传播与交流受到了一定影响,中医药要想走向世界,被各国人民所接受,就必须具备符合国际上通用的解释语言、名词术语、检测方法和质控标准。中药研究必须充分借鉴和利用现代科学的成果和技术手段,屠呦呦的获奖我认为是传统和现代科技相结合的结果。该奖项的获得使我们更加坚定了中药现代化必须同时走复方道路和拆方道路两条途径。只有实现中医药现代化,才能加速中医药国际化的进程,更好地为全人类的健康服务。
此外,在中药资源的开发利用方面,目前还处于粗放的简单加工成中药饮片利用阶段,产品质量不稳定,资源浪费大。虽然近年来参照西医药剂学的方法,对部分中医验方进行了标准化,研制了一批中成药产品,但是这些产品的生产是无序的,对资源的利用率极低,造成了资源浪费。屠呦呦对青蒿素的研究思路对于我们中药资源的研究与利用也是一种启示。
记:我有一个疑问,既然青蒿能有效治疗疟疾,为什么不直接沿用中医古籍记载的传统方法,而要提炼和人工合成青蒿素呢?
王学军(以下简称“王”):青蒿确实能够治疗疟疾,这一点是毫无疑问的,但它能够治疗疟疾的药效物质基础是青蒿素。但是中药青蒿里所含有的青蒿素仅仅为0.4%—0.8%,产地不同,青蒿素的含量也不同。按照这个剂量来计算,用中药青蒿来治疗疟疾时,需要首次口服青蒿约250g,这相当于一次吃四两到半斤面条的量,对于正常人是无法忍受的。所以需要对青蒿里的有效成分青蒿素进行提取精制,这样可减少用药时的剂量,达到最佳的药效作用。
由于中药青蒿的资源是极其有限的,而且它里面所含有的青蒿素的量也是很低的,仅靠中药青蒿的资源来提取青蒿素远远达不到临床的需求,因此就需要用人工合成的方法来提供青蒿素的原料。提取精制青蒿素以及人工合成青蒿素都需要涉及到一系列的提取精制设备、合成设备及其精制、合成工艺路线的设计,这就需要用到制药工程的相关知识。我校开办有制药工程专业,就是为了培养具备制药工程学科基本理论、基础知识与基本技能,能在中药制药领域从事新产品开发、工程设计、生产和经营管理等工作的高素质应用型人才。通过大学四年的学习,我们同学要掌握中药制药生产装置、工艺流程与设备设计方法;了解中药制药工程学科前沿、新工艺、新技术与新设备的发展动态;具有对药品新资源、新产品和新工艺进行研究、开发和设计的初步能力,通过这些知识的学习,能够为青蒿素这样的中药有效成分进行提取、精制、合成提供专门的应用型人才。
其次,青蒿素的发现来看,不管从提取、分离还是到结构测定基本上属于天然产物化学或天然药物化学领域,是中药和现代科技相结合的产物。这一事实也提示我们药学的师生们,要想在药学方面有所突破,必须得有很扎实的化学基础,特别是有机化学和分析化学的基础。
记:我们知道“秦岭现代中药资源和绿色食品开发利用”是我校凝练打造的一项办学特色,请专家简要介绍一下秦岭中药资源的情况和利用现状。
王:陕西是传统中药资源大省,中药资源主要集中于秦岭山区,在这里主产道地药材品种有山茱萸、天麻、猪苓、杜仲、丹参、葛根、绞股蓝、麝香等30多种;主产珍稀药材品种有马牙七、牌楼七、二色补血草、土荆芥、蓬子菜等150多种。目前,随着秦岭山区中药材种养规模的扩大、产品质量的提升和相应国家认证的获得,在产地依托工业形成产品群,进而形成中药材品种产业链。
比如连翘。连翘资源主要集中在商洛的洛南县、丹凤县、山阳县,其中秦巴山区占全省产量70%。连翘产业链延伸主要是连翘茶、连翘提取物、银翘解毒合剂、双花片、银翘解毒丸、银翘解毒片等产品。年产量在1万吨以上,产值3亿元左右。
再比如黄芩。黄芩在秦巴山区种植主要集中在商州区,种植面积约2000亩,主要黄芩药材为提取黄芩物。还有南五味子。南五味子在秦巴山区资源分布广泛,年产量约5000吨,以柞水县资源分布最为丰富。开发有南五味子饮料、五味子颗粒等。
特别是丹参。在秦巴山区广泛分布,其在商洛市全境通过GAP认证,并申报为地理标志产品。现在以陕西天士力植物药业有限公司为龙头企业,主要是加工成丹参饮片供应复方丹参滴丸原料。丹参滴丸对于治疗心绞痛、冠心病具有显著疗效,已经成为首例进入美国食品和药物管理局(FDA)三期临床试验的中成药,可谓中药国际化过程中的坚实一步。
可能大多数人对美国的FDA认证不太了解。美国的药品审批程序非常严格,候选药物需要通过三期临床试验才可能被批准上市。这个过程历经10年左右,一般只有约十五分之一的候选药物能通过FDA的全部三期临床试验并最终与消费者见面。所以FDA的药品审批一直是全球药品上市的风向标,其审批结论会成为全球众多药品监管机构的重要参考。
记:秦岭现代中药资源这么丰富,那么作为商洛唯一开办了制药工程专业的本科院校,我校在教学、科研和服务地方等方面都做了那些工
程敏:制药行业是常青树,是我国国民经济的重要组成部分。我国药物目前仍处于药品以仿制、原料药为主,企业以小型为主,产品以内销为主,生产工艺技术相对落后,制药设备较陈旧,制药工程技术力量薄弱,药物产业化进程缓慢。因此,制药工程专业复合型人才急缺,这些都为制药工程专业带来了广阔的发展空间和前所未有的发展机遇。
我校制药工程专业于2010年3月经陕西省教育厅批准设置,2010年9月招生75名,现有在校学生三百余名。
制药工程专业现有专任教师12人,其中教授1人,副教授4人,教师中具有博士学位3人,教师的职称、学历、学缘、年龄结构较为合理。近年来承担省、市及学校科研、教改项目25项,发表学术论文35篇,其中核心期刊30篇。三年来,我们还邀请国内著名学者来校作学术报告4次,选派专业教师参加学术会议和学术交流活动20人次。
制药工程专业有省级中药资源实验教学示范中心1个,拥有中药制剂、制药工艺与设备模具、中药药理、药品分析检测室等20个实验室,总面积1030m2,仪器设备394台(件),设备总值292.35万元。现有陕西天士力植物药业有限公司、陕西香菊药业集团有限公司、陕西欧珂药业集团、陕西盘龙制药集团有限公司、陕西康惠药业、商洛市产品质量监督检验所、商洛市药品检验所等7个固定的校外实践教学基地,保障了专业认知实习和综合实习的顺利开展。
制药工程人才培养注重学生综合素质和实践能力的培养,在专业必修课和专业方向课上突出中药制药工程技术。经过几年的建设,专业办学质量得到稳步提高,在专业建设、课程体系、人才培养、服务地方中初步形成了自己的优势特色,达到了省内同类学校的先进水平。2014年制药工程系师生第一次参加全国制药工程征文竞赛并获得三等奖。2015年有17名学生递交参赛作品,作品数量居参赛高校之首,并且有2名学生已进入全国本科组前30名,入选全国总决赛。目前,制药工程系正在筹建校级制药工程教学团队、人才培养模式创新实验区、省级特色专业工作。
制药工程专业现有的两届毕业生中,有1/5考取了广州中医药大学、北京中医药大学、天津大学等高等学府硕士研究生,4/5毕业生与陕西步长等知名制药企业和陕西省各地市级食品药品检验所、医院等事业单位签约。
程敏,中药学博士,副教授,商洛学院生物医药与食品工程学院副院长,制药工程专业带头人。陕西省中药药理学会理事,陕西省植物学会理事。目前主要从事药用植物化学成分及药效学研究。主持制药工程特色专业建设项目1项、教学改革研究项目3项,陕西省科技厅项目1项、教育厅项目2项。发表学术论文17篇,其中核心期刊12篇、CSCD收录4篇、SCI收录1篇。
王学军,医学博士,副教授。多年来致力于从事中药有效成分分离分析、结构修饰以及新药研发。先后发表论文20余篇,其中核心期刊8篇,CSCD源期刊全文发表6篇,SCI收录2篇,发明专利两项,完成并通过甘肃省科技厅鉴定和验收科研项目两项。参编《大学化学实验》教材的编写。现主持陕西省科技厅项目1项。
梁旭华,博士。主要从事纳米药物载体研究、纳米发光材料在中药有效成分分析检测方面的应用研究。参与国家自然科学基金项目3项,以第一作者身份在InternationalJournalofPharmaceutics等国际期刊上正式发表论文10篇,其中SCI论文8篇、中文核心期刊2篇,以第二作者身份发表SCI收录论文9篇。