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红豆杉的作用

癌症药物的新来源 :紫杉酚(taxol)是一种有效且常用的癌症药物,但它目前仅能采自于一种濒危植物的针状叶,人们对该药的需求很可能超出这种树的生产能力。最近,研究人员在美国化学协会举行的会议上宣布说,他们已经从榛树和真菌中分离出了这种化合物。这一发现可能会为该药提供一个充足的新来源,也可能使其成本大幅度降低。紫杉酚属名paclitaxel,是全世界癌症药物销售量最大的药物之一。它被用于治疗子宫癌和乳腺癌,许多乳腺癌治愈者仍服用该药以预防癌症的复发。虽然现在这种药物的供应仍很充足,但很快需求可能会增加:调查人员正在测试该药对阿耳茨海默氏病、多样性硬化以及其它癌症的疗效。如果该药对上述疾病确实有疗效,那么药物将变得供不应求。因为该药的生产是先从太平洋红豆杉的针状叶中提取先导化合物,再对其加工而成的。太平洋红豆杉是一种濒危植物,生长在北美太平洋西北沿岸。美国俄勒冈州波特兰大学的化学家安杰拉·霍夫曼一直在寻找办法,提高红豆杉中紫杉酚的产量。出乎意料,她在另一个完全无关的研究课题中发现了该化合物的一个新来源。她和她的同事当时正在研究榛树,想搞清为什么榛树中有些更易患上枯萎病。这种枯萎病在俄勒冈州的威拉米特河谷毁坏了成片的榛树林。研究人员从几种类型的榛树中得到了提取物,并对这些样品进行了纯化和分析,霍夫曼在其中发现paclitaxel的化学特征。霍夫曼和她的同事发现,榛树的树叶、树枝和果实中都含有paclitaxel,虽然含量仅有红豆杉的 10%。他们同时发现生长在榛树上的真菌也可产生paclitaxel。戴维·霍克说,最终,有关真菌发现可能是最有价值的。戴维·霍克是美国马萨诸塞州伍斯特县一家药物公司的天然产品专家。他说,红豆杉中也含有产紫杉酚的真菌。霍克强调,如果能用真菌在大缸里产生这种药物,"这将肯定是很有价值的"。
红豆杉的药用价值主要体现在它的提取物-------次生代谢衍生物-----紫杉醇。根椐方唯硕博士(方唯硕------1997年毕业于中国协和医科大学、药物化学博士曾师从于梁晓天教授)的研究结果,紫杉醇最早是从短叶红豆杉的树皮中分离出来的抗肿瘤活性成份。是治疗转移性卵巢癌和乳腺癌的最好药物之一,同时对肺癌、食道癌也有显著疗效,对肾炎及细小病毒炎症有明显抑制。紫杉醇的抗癌机理是:紫杉醇能与微量蛋白结合,并促进其聚合,抑制癌细胞的有丝分裂,有效阻止癌细胞的增殖。
为减少对野生红豆杉资源的破坏,人们又开始用红豆杉的枝茎叶部分,提取前体化合物10----去乙酰巴卡亭Ⅲ、然后用半合成办法制备药用紫杉醇。紫杉醇是目前世界上公认的广谱、强活性、抗癌药物,具有独特的抗癌机理。
国外最早报道是1971年美国从红豆杉中提取紫杉醇,美国食品医药管理局 (FDA)1992年批准用于临床,经证明对多种癌症有疗效,由其是对卵巢癌、乳腺癌的治疗获得成功,治愈率达33%,有效率75%.用美国肿瘤研究所(NEI)所长BRODER的话说:紫杉醇是继阿霉素、顺铂之后十五年来,人类与各种癌症相抗争时,疗效最好、副作用最小的药物。
另一方面,全球范围内,世界各国对传统医药的治病方法和治疗原理逐渐接受(传统医药是指在现代医药出现以前,保护和恢复健康的医疗方法)。中国在传统医药方面有着悠久的历史,如中药麻醉、针灸、中草药等。
经权威部门鉴定和相关报道,中国境内的红豆杉在提练紫杉醇方面都具有一定的含量。以东北红豆杉和南方红豆杉的含量较高,由其以生长环境特殊的东北红豆杉含量为最高(含量可达万分之二)。独特的气候条件有利于植物体内干物质的沉积。如把东北红豆杉适当南迁可增加生长期、改善生长环境有利于植物体内有效成份的合成,提高含量和品质。
目前,紫杉醇已成为世界销量第一的抗肿瘤药物。同时国外又在做紫杉醇对阿尔茨海默氏病及其它癌症方面的临床试验。
当前,人类获得紫杉醇的方法有:1.天然提取. 2.人工合成. 3.半人工合成. 4.生物发酵. 后三种方法大都停留在实验室阶段。
(1) 紫杉醇的生物合成:
紫杉醇的分子式为:C47H51NO14是萜类环状结构的天然次生代谢物。主要由紫杉烷环和侧链组成。研究其生物合成,对于人为定向的提高合成效率及克隆组合,形成关键的酶的基因,提高紫杉醇的产量意义重大。目前的关键是能否找到一两个关键酶的发现,并使得其基因纯化和基因克隆。克隆红豆杉基因能否突破还有待于观察,不过人们已经找到的假想途径,目前这些技术还处在实验室阶段。
(2).紫杉醇的化学合成
根据研究及报道:从红豆杉植物中分离得到的10---去乙酰浆果赤霉素Ⅲ (巴卡亭Ⅲ),显然活性低于紫杉醇,但可以从红豆杉针叶中提取。该物质经过四步化学过程可合成紫杉醇。为解决紫杉醇新来源途径,取得重大进展。以NICOLAOU博士为首的美国研究小组在1994年报道通过化学方法全合成紫杉醇的结果。但化学合成从实质意义上说还没有取得彻底的突破,目前还不具备应用价值。
(3) 紫杉醇的微生物合成
STTERLE等从短叶红豆杉韧皮部分, 分离得到一种寄生真菌(taxo myces an dreanae).可以在特定的培养基中产生紫杉醇及相关烃合物,但由于目前产量极低,所以还不能在生产中得到应用。重组DNA技术可望提高紫杉醇的产量。
通过研究还发现:根是除树皮外紫杉醇含量最高的器官。人们利用发根农杆菌(agrobac terium rhizogenes )浸然红豆杉植物外植体诱导生根。这一办法不需外援激素,发根生长迅速,遗传性状稳定而受到重视。如能把寻找合成紫杉醇或其类似衍生物,从微生物合成途径中,定向得到关键酶和克隆红豆杉相关基因结合起来,可使这一方法得到突破。
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