屠呦呦:“把老祖宗的精华通过现代科学给发掘出来,这是我最感欣慰的”
呦呦蒿草情 拳拳报国志
——记共和国勋章获得者屠呦呦
王燕萍
蒿草青青,报之春晖。平凡普通的小小蒿草,已拯救了数百万人的生命。而让这种小草变成献给世界的礼物的人,也像蒿草一样,不惧风雨,向上生长。她是新中国培养的第一代药学家,她研究发现的青蒿素,对全人类的生命健康产生深远影响。她就是中国首位诺贝尔生理学或医学奖获得者、中医药科技创新的优秀代表屠呦呦,60多年来致力于青蒿素抗疟研究,用小小蒿草济世报国,让世界为之瞩目。
屠呦呦在家中
“我决心不辱使命,努力拼搏,尽全力完成任务”
屠呦呦,1930年12月出生于浙江宁波,其名源自《诗经》名句“呦呦鹿鸣,食野之蒿”。她从小喜欢翻看中医药书籍,对中草药产生了浓厚兴趣。1951年,她考入北京大学医学院(今北京大学医学部)药学系,1955年毕业后被分配到卫生部中医研究院(2005年更名为中国中医科学院)工作。1959年,她积极参加卫生部组织的全国第三期“西医离职学习中医班”,在两年半的时间里系统学习中医药知识,对中药材的品质、真伪、质量、炮制技术等都有了深入认识,为她日后将传统中医学知识和现代生物医药学有机结合起来打下扎实基础。
1969年1月,中医研究院中药研究所将一项治疗疟疾的药物研发任务交给39岁的屠呦呦,与全国数十家科研单位的500余名科研人员共同研发抗疟新药。
疟疾,是由疟原虫侵入人体后引发的一种恶性疾病,已在全球肆虐数年,患者得病后高烧不退、浑身发抖,重者几天内就会死亡。之前,特效药奎宁和氯喹可以有效治疗疟疾,但从20世纪60年代开始,疟原虫逐渐产生强大的抗药性,疟疾在东南亚重新爆发,并且疟疾死亡率不断攀升。越南政府向中国政府提出救援请求。应其请求,也为消除中国南方的疟疾疫情,在毛泽东、周恩来指示下,中国开始了抗疟药研究。
1967年5月23日,国家科委和解放军总后勤部在北京召开“抗疟防治药物研究工作协作会议”(代号“523”任务),一场大规模的药物筛选、研发工作在全国相关省市展开。当时,国内参研机构筛选了万余种化合物和中草药,均未取得理想结果。在此情况下,很多人都认为这个任务难以完成。
起初,中医研究院中药抗疟科研组只有组长屠呦呦和两名从事化学工作的科研人员。支撑她坚持下来的,是责任与担当。她那时只有一个信念,国家培养了她,她要为国家做些事情。丈夫李廷钊因有留苏经历,已被下放到五七干校劳动,无法照顾家庭,她为了能全身心投入科研工作,将不满4岁的长女送托儿所全托,又将襁褓中的小女儿送回宁波老家,交父母照顾。自己则全身心地投入工作。后来她常常谈及对于养育女儿的缺憾,却从不后悔当初的决定:“有机会接受如此重任,我体会到了国家对我的信任,深感责任重大,任务艰巨。我决心不辱使命,努力拼搏,尽全力完成任务。”
作为一名尚未入党的年轻科研人员,她时常自我激励:“我觉得就应该按共产党员的要求严格要求自己,一定要完成任务。”她用3个月时间,大量阅读历代中医典籍、查阅群众献方、请教老中医专家……收集了包括植物、动物、矿物药在内的2000多个方药,在此基础上编写成以640种中药为主的《疟疾单秘验方集》,送交“523”办公室。
紧接着,她夜以继日地筛选380余种中药提取物,最终确定了几种中药作为研究对象,青蒿便在其中。在这一轮药物筛选过程中,虽然中药材常山对疟原虫的抑制率最高,但常山碱副作用极大,她经过多番努力仍无法取得突破,只得无奈放弃。转而又把目光转向对疟疾抑制率达84%的胡椒,但经深入研究和临床观察发现,胡椒只能抑制疟原虫的繁殖,却无法杀灭它们。
1971年,屠呦呦科研小组逐渐将关注点锁定于青蒿。这种在我国较常见的野草,在古代《五十二病方》《肘后备急方》《本草纲目》中被屡屡提及,说它具有很好的抗疟功效。可实验结果却令人沮丧。截至9月初,他们对包括青蒿在内的100多种中药水煎煮提取物和200余个乙醇提取物样品进行实验,但对疟原虫的抑制率只有12%至40%。
迷茫中她又将中医典籍搬出来细细翻阅,重新寻找思路。为什么实验室里的青蒿提取物不能有效抑制疟疾呢?一天,东晋葛洪《肘后备急方》中的几句话吸引了她的目光:“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之。”她看到“绞”字时精神为之一振,因为通常中草药都是采用煎煮方式制药,可唯独葛洪在提取青蒿时采用“绞”的方法。
“这两者的差别是温度!很可能在高温情况下,青蒿的有效成分就被破坏掉了。如此说来,以前进行实验的方法都错了。”她重新设计研究方案:将青蒿茎秆与叶子分开,尝试用60℃以下的水、乙醇、乙醚等多种溶剂溶解后低温提取青蒿。她还惊喜地发现青蒿中的酸性部分毒性很强,只有中性部分才能有效抗疟,于是决定去掉其酸性部分,提取出青蒿中性提取物,从而解决毒副作用问题。
1971年10月4日,191号青蒿乙醚中性提取物样品抗疟实验结果出炉——对疟原虫的抑制率达到100%。在经历190次失败后,终于实现了“从12%到100%”的历史性突破。用沸点只有34.6℃的乙醚提取青蒿,这个看似简单的过程,却弥足珍贵。那一幕,她至今记忆犹新:“太高兴了!千千万万人的生命得以挽救,这是最值得欣慰的事情。青蒿素是属于我们中国的发明成果,而且是从中医药里集成发掘的,是中医药造福人类的体现。我们倍感自豪。”
正在进行研究的屠呦呦
“我是组长,我有责任第一个试药”
1972年3月8日,在南京召开的全国抗疟中医中药专业组会议上,屠呦呦汇报了其研发的青蒿乙醚粗提物对鼠疟、猴疟抑制率均达到100%的初步成果。全场为之振奋。公开研究成果后,“523”办公室建议他们尽快投入临床试验。她也认为,必须当年开展试验,因为疟疾的季节性很强,若错过当年的临床观察期,就需要再等一年时间。
由于当时国内的政治环境,药厂纷纷停工。在缺乏提纯炮制设备的情况下,为获得临床观察所需的大量青蒿提取物,她只好带领科研组“土法上马”:买来7口家用大水缸装满乙醚,放在实验室里作为常规提取容器;再买来青蒿洗净后,把叶子包起来用乙醚浸泡,过程繁复而冗长。由于实验室设备简陋,没有通风系统,酒精、乙醚等有机溶剂挥发出很强的毒性气体。在这样的环境中日复一日工作,使得缺少防护的科研人员头晕眼胀,还出现鼻子流血、皮肤过敏等症状。屠呦呦也因整天工作在实验室患上中毒性肝炎。丈夫对此回忆说:“那时候,她脑子里只有青蒿,回家满身都是酒精、乙醚等有机溶剂味。”
临床试验前,研究人员在个别动物的病理切片中发现疑似毒副作用。药理人员表示,青蒿乙醚提取物毒理、毒性情况尚未完全明确,开展临床试验还不够条件。为能尽快到疟疾疫区开展试验,她主动向领导提交自愿试药报告,“我是组长,我有责任第一个试药”。
在她的感召下,科研组的两位同志也要求参与试药。1972年7月,他们住进中医学院附属医院,服下自己研制的青蒿提取物,当起人体试毒的首批“小白鼠”。经过一周观察,均未发现有毒副作用。之后,科研团队又在中药所内补充5例增大剂量的人体试服,受试者情况良好,最终证实对人体无毒。
同年8月,屠呦呦等人携药来到海南昌江,进行临床疗效验证。她根据自身试服经验,按免疫力强弱和疟疾种类不同把病人分为3个组,用药剂量从小到大逐步增加;还亲自给病人喂药,以确保用药剂量,并守在病床边观察病患、测量体温,详细了解血片检查后的疟原虫数量变化等情况。最终,他们完成21例(包括间日疟11例、恶性疟9例、混合感染1例)临床抗疟疗效观察任务,结果令人满意,间日疟平均退热时间19小时,恶性疟平均退热时间36小时,疟原虫全部转阴。与此同时,在北京302医院参加验证的9例也全部有效。
这一阶段性胜利,未让屠呦呦放慢脚步。她很快又带领团队开始对青蒿乙醚提取物中的有效成分进行纯化与分离工作。为早日得到抗疟有效的单体结晶,其团队成员竭尽所能,从1972年9月至11月,相继分离得到多个结晶。她从海南疫区返回北京后,也迅速投入到化学研究工作中,和大家讨论、比较分析已得到的单体结晶。经鼠疟试验发现,11月8日分离得到的结晶有显著效果。这是首次以药效证实从青蒿中获得的单一化合物具有抗疟活性。
1973年,中医研究院发现青蒿抗疟成分的消息传出后,屠呦呦团队不断接到各地来信和来访。她不仅亲自回信、寄资料,还热情接待来访者,毫无保留地介绍青蒿提取物及其化学研究进展情况。很快,云南和山东等省的数个研究小组借鉴她的方法,开始了对青蒿的研究。
实验室大量提纯的流程修改完善后,屠呦呦团队又进行一系列安全性试验研究,结果均未见明显毒副作用。这意味着新一代抗疟药即将诞生。
当大家翘首以盼时,临床验证过程却一波三折。1973年8月起,海南首批参试的5例恶性疟疾患者只有一例有效,两例有些许效果,另外两例则无效。试验效果不理想,令她再次陷入迷茫,从各个角度看,青蒿中性提取物的质量、结晶都是合格的。她反复思考问题症结所在,考虑到可能是因为青蒿提取物制成片剂药后崩解度不好,影响了吸收,她决定将药物单体原粉直接装入胶囊,再进行临床试验。9月底,中药所副所长章国镇受命携药深入海南疫区,患者用药后体温平均在31小时内恢复正常,最终证实胶囊疗效与实验室疗效完全一致,对疟疾的抑制率达到100%。临床试验获得成功。
从1974年起,屠呦呦团队与中科院生物物理研究所、上海有机化学研究所等单位合作,测定了青蒿中性提取物的三维立体结构。结果表明,这是一种不含氮的、结构完全不同于奎宁、氯喹的全新药物!
1977年,经卫生部同意,其团队研究论文在《科学通报》上发表,首次向全球报告了这一重大原创成果。1978年,在“523”任务科研成果鉴定会上,按照中药用药习惯,正式将青蒿提取物中的抗疟成分命名为“青蒿素”。
1981年10月,由世界卫生组织等主办的国际青蒿素会议在北京召开。会上,屠呦呦以首席发言人身份作题为《青蒿素的化学研究》的报告,获得高度评价。与会者一致认为:“青蒿素的发现不仅增加一个抗疟新药,更重要的意义还在于发现这一新化合物的独特化学结构,它将为合成设计新药指出方向。”青蒿素得到了世界的认可。也正是在这一年,她如愿加入中国共产党。
1992年,屠呦呦(左)与北京第六制药厂技术人员探讨问题
“青蒿素的发现,是中药集体发掘的成功范例”
疟疾,被世卫组织列为全球三大死亡疾病之一。青蒿素问世后,因其价格低廉、疗效显著、毒副作用小,成为当之无愧的“救命药”。2000年以来,世卫组织把青蒿素类药物作为首选抗疟药物,在全球推广;向恶性疟疾流行的所有国家推荐以青蒿素为基础的联合疗法。中国政府也非常重视和支持青蒿素援外抗疟工作,中国抗疟方案在全世界尤其是发展中国家推广后,快速遏制了疟疾流行,大幅减少了疟疾发病和死亡情况。据统计,自2000年到2015年,全球疟疾发病率下降37%,疟疾患者死亡率下降60%,620余万人得以避免死于疟疾,撒哈拉以南非洲地区约有2.4亿人受益于青蒿素联合疗法。
2015年10月,屠呦呦因青蒿素抗疟研究的杰出贡献获得诺贝尔生理学或医学奖。获奖后,与众人的欣喜若狂相比,她显得淡定平静,多次强调:“青蒿素的发现,是中药集体发掘的成功范例,由此获奖是中国科学事业、中医中药走向世界的一个荣誉。”“这不是我一个人的荣誉,是中国全体科学家的荣誉。”她在2017年给新华社的信中再次强调:“历史的机缘让我有幸参与了抗疟药物的研发,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。研究过程中的艰辛勿需多说,更值得一提的是,当年全国‘523’团队对于国家使命的责任与担当,正是这一精神力量,才有了奋斗与奉献,才有了团结与协作,才有了创新与发展,才使得青蒿素联合疗法挽救了众多疟疾患者的生命。”美国国家科学院院士路易斯·米勒对此表示:“从屠呦呦第一个发现了青蒿素提取物有效开始,青蒿素的发明就是一个接力棒式的过程。”
早在1967年5月,国家组织成立“523”任务全国疟疾防治药物研究领导小组(以下简称“领导小组”),成员有国家科委、国防科工委、解放军总后勤部、卫生部、化工部、中国科学院等部门。6月,就向参加单位下发了为时3年的《疟疾防治药物研究工作协作规划》。根据专业划分,成立化学合成药、中医中药、驱避剂、现场防治4个专业协作组,后又陆续成立针灸、凶险型疟疾救治、疟疾免疫、灭蚊药械等专业协作组。各组负责落实协作计划、进行学术与技术交流。
作为组织协调方,领导小组对青蒿素研发过程给予大力支持和积极引导。当屠呦呦团队汇报发现青蒿乙醚中性提取物对疟原虫有100%抑制率时,就指示当年开展临床观察;团队分离出青蒿素单体结晶时,又指示尽快开展临床验证。1974年1月,在北京召开的各地区“523”办公室负责同志座谈会上,领导小组指示:“有关青蒿的研究工作,由中医研究院组织云南、山东等地一起讨论交流,协调下一步工作。”中医研究院根据这一安排,于当年2月28日至3月1日召开“青蒿素专题研究座谈会”,组织山东中医药研究所、山东寄生虫防治所、云南药物研究所等单位科研人员研究讨论,集思广益。会议交流了3年来青蒿的研究进展,为协调任务、加快速度、加强协作,对下一步工作进行了分工。
1975年4月,“523”任务中医中药专业座谈会在成都召开,部署开展青蒿素研究“大会战”,使全国大协作达到高潮。原领导小组副主任张剑方说:“青蒿素的研制成功,是我国科技工作者集体的荣誉,6家发明单位各有各的发明创造。从传统医药中,用现代的科技手段研制成功一种新结构类型的药,发明证书上的6个单位中,无论是哪一个单位,以当时的人才、设备、资金、理论知识和技术,都不可能独立完成。”
当时的诸多成果都被及时且毫无保留地提供给全国同行参考借鉴。以上海领衔的疟疾免疫协作组为例,各地区研究组及时交流计划、总结、简报,还相互给予工作建议、进行分工协作,并很快印制疟疾免疫研究的内部交流专集。这种做法,得到领导小组的肯定,并向全国推广。全国各研究单位还在青蒿素的药理、毒理、含量测定等方面做了大量工作,很多人甚至未能在学术论文中留下名字。他们的付出和坚持都源自一个朴素的想法:“这是国家的需要。”
在“523”任务各个专业协作组中,都能看到无私奉献的精神。高疟区多在海南偏远地区,自然条件十分恶劣。现场防治协作组往往一待就是数月,开展流行病学调查、危重病例救治以及药物临床观察等。工作中还时常需要翻山越岭、涉水渡河。驱避剂协作组在研制某种气味驱避剂时,需要开展模拟实用观察,有26名解放军战士自愿参加试验。他们在脚踝部和枪带上固定趋避剂后,于夜晚伏卧于蚊虫密集的河滩草地中,统计被蚊虫叮咬的次数,以验证驱蚊效果……
由此可见,青蒿素的成功问世,既饱含着屠呦呦等科研工作者的心血智慧,也离不开全国上下一盘棋的协同支撑。正如中医科学院院长张伯礼院士所指出的:“青蒿素就是几十家科研机构,几百位科学家共同奋斗的历程。举国体制在当年困难的条件下发挥了极大作用,这种团队精神永远不会过时!”
2015年12月,瑞典国王卡尔·古斯塔夫给屠呦呦颁发2015年诺贝尔生理学或医学奖
“把老祖宗的精华通过现代科学给发掘出来,这是我最感欣慰的”
发现青蒿素后,屠呦呦并未止步,而是继续在青蒿素及其衍生物研究领域躬耕。1983年8月,她带领团队完成青蒿素栓的制剂研究,并于1986年获得新药证书。这是1985年颁布《中华人民共和国药品管理法》《新药审批办法》后,卫生部批准的首个新药证书。1992年,她历时多年主持研发的双氢青蒿素片再次获得新药证书,其抗疟疗效远超天然青蒿素。该项目当年获评全国十大科技成就。2009年,她编写的《青蒿及青蒿素类药物》出版。对于为何不断探寻青蒿素的奥妙所在,她在文章《青蒿素的发现——中药的馈赠》中表明:“我的梦想是用古老的中医药,促进人类健康,让全世界的人们都能享受到它的好处。”
鉴于在青蒿素研发中的原创性贡献,她获得一系列国内外奖项。1978年,她和团队受到全国科学大会的表彰。1979年,抗疟新药青蒿素获得国家发明奖二等奖,中医研究院中药研究所为第一发明单位,她个人获得发明奖章。1984年,成为首批有突出贡献的中青年专家。之后,她于1995年被授予“全国先进工作者”称号;2011年获美国拉斯克临床医学奖、中国中医科学院杰出贡献奖;2015年获诺贝尔生理学或医学奖;2016年被评为全国优秀共产党员、“感动中国”2015年度人物;2017年获国家最高科学技术奖;2018年获“改革先锋”称号;2019年获国家最高荣誉勋章——共和国勋章;2020年获联合国教科文组织赤道几内亚—国际生命科学研究奖和阿拉伯联合酋长国谢赫·扎伊德国际传统医学奖等。
当年得知自己获得诺贝尔奖后,85岁高龄的她因身体欠佳对是否要去瑞典领奖还在犹豫,但单位同事劝她:“获得诺奖不仅仅是你个人的荣誉,更是一个国家的荣誉。”听到“国家”二字,她当即决定奔赴瑞典亲自领奖。对于获得这一国际性大奖,她更看重的是“为国争光”,只要是国家需要,就不会再有别的选择,一生如此。
青蒿素的研究和探索,充满中西医融会贯通的智慧。诺贝尔生理学或医学奖评委让·安德森说:“屠呦呦是第一个证实青蒿素可以在动物体和人体内有效抵抗疟疾的科学家。她的研发对人类的生命健康贡献突出,为科研人员打开了一扇崭新的窗户。屠呦呦既有中医学知识,也了解药理学和化学,她将东西方医学相结合,达到了一加一大于二的效果,屠呦呦的发明是这种结合的完美体现。”
2015年12月7日,她在瑞典卡罗林斯卡医学院诺奖领奖台上,发表《青蒿素——中医药给世界的一份礼物》的主题演讲,其中指出:“中国医药学是一个伟大的宝库,应当努力发掘,加以提高。青蒿素正是从这一宝库中发掘出来的。通过抗疟药青蒿素的研究经历,深感中西医药各有所长,二者有机结合,优势互补,当具有更大的开发潜力和良好的发展前景。”她用青蒿素在我国传统医学和现代医学之间架起一座桥梁,成功地将中医药推向世界。
她多次强调,用现代科学手段不断认识中医药,是他们这一代和下一代科研工作者的责任。为壮大中医药事业后备力量,她拿出诺贝尔奖奖金中的100万元捐给北京大学医学部设立“屠呦呦医药人才奖励基金”,又向中国中医科学院捐赠100万元成立创新基金。并表示:“我希望年轻人多考虑党和国家的需求,把中国的优势、把自己传统的东西跟现代科学结合起来,多做创新性贡献。这是我最大的愿望。”
2016年6月,中国青蒿素产业联盟在上海交通大学成立。2018年12月,青蒿素科技联盟在北京成立。2020年起,中国中医科学院与上海中医药大学开设9年制本博连读中医学“屠呦呦班”。2021年6月,中国中医科学院青蒿素研究中心在北京大兴建成……以青蒿素为代表的中医药事业逐步展现出蓬勃的生命力,屠呦呦将中西医结合起来发扬光大的梦想逐步变为实现。她还自豪地说:“把老祖宗的精华通过现代科学给发掘出来,这是我最感欣慰的。”
这位赤诚报国、享誉全球的科学家,从未停下探索和攀登的脚步,始终在青蒿素抗疟机理研究上深耕不辍。无论是对现有阶段的科研成果,还是面对公众的热烈追捧,她始终保持着科学谨慎的态度,力争将每一项研究进展真正转变为惠及大众的有效成果。
2019年6月,年近九旬的她带领团队针对近几年出现的抗药性难题,对原有青蒿素联合疗法进行“修订升级”,从而增强了抗疟疗效。具体方案是:1.将用药时间由3天增加为5天或7天;2.更换原有疗法中已产生抗药性的辅助药物,效果立竿见影。近些年来,为扩大青蒿素的适应症,在青蒿素抗药性研究获得新进展的同时,屠呦呦团队还发现,双氢青蒿素对治疗具有高变异性的红斑狼疮效果独特。
呦呦蒿草情,拳拳报国志。回顾自己的科研生涯,屠呦呦说要用毕生精力让青蒿素物尽其用,“国家需要我做什么,我就应该努力去做好,国家需要就是我努力的方向”。她还呼吁:“希望我们科技工作者能够肩负振兴中华的时代使命,奉献于祖国的科技创新发展,努力发掘,加以提高。”她以国家需求为己任,潜心科研、淡泊名利、矢志奉献的崇高品格和躬身实践,正是对“共和国勋章”这一国家最高荣誉的生动注解。
(本文原载《党史博览》2023年第6期)
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