红豆杉的药用价值是什么?

药用抗癌药物新来源紫杉醇是一种有效的常用抗癌药物,但目前只能从一种濒危植物的针状叶中采集,对这种药物的需求很可能超过这种树的生产能力。最近,研究人员在美国化学学会的一次会议上宣布,他们已经从榛树和真菌中分离出这种化合物。这一发现可能为该药物提供足够的新来源,也可能大大降低其成本。紫杉醇,又名紫杉醇,是世界上最受欢迎的癌症药物之一。它用于治疗子宫癌和乳腺癌,许多乳腺癌患者仍然服用它以防止癌症的复发。虽然这种药物的供应仍然充足,但需求可能很快就会增加:研究人员正在测试这种药物对阿尔茨海默病、多发性硬化症和其他癌症的疗效。如果该药物对上述疾病确实有效,那么该药物将变得供不应求。因为药物是从太平洋红豆杉针叶中提取铅化合物,然后加工而成的。太平洋红豆杉是一种濒危植物,生长在北美太平洋西北海岸。美国俄勒冈州波特兰大学的化学家安吉拉·霍夫曼一直在寻找提高红豆杉中紫杉醇产量的方法。出乎意料的是,她在另一个完全不相关的研究课题中发现了该化合物的新来源。她和她的同事当时正在研究榛树,试图找出为什么一些榛树更容易感染枯萎病。这种疫病摧毁了俄勒冈州威拉米特山谷的榛树林。研究人员从几种榛树中提取了提取物,并对这些样本进行了纯化和分析。霍夫曼在其中发现了紫杉醇的化学特征。霍夫曼和她的同事发现榛子的叶、枝和果实中都含有紫杉醇,尽管含量只有红豆杉的10%。他们还发现生长在榛树上的真菌也能产生紫杉醇。大卫·霍克说,最终,真菌的发现可能是最有价值的。大卫·霍克是美国马萨诸塞州伍斯特县一家制药公司的天然产品专家。他说,红豆杉中还含有产紫杉醇的真菌。霍克强调,如果能够用真菌在大桶中生产这种药物,“它肯定会很有价值。”

红豆杉的药用价值主要在于其提取物——次生代谢衍生物——紫杉醇。根据方(方-1997毕业于中国协和医科大学,师从梁教授)博士的研究结果,紫杉醇最初是作为抗肿瘤活性成分从短叶红豆杉树皮中分离出来的。是治疗转移性卵巢癌和乳腺癌的最佳药物之一,对肺癌和食管癌也有明显疗效,对肾炎和细小病毒炎症有明显抑制作用。紫杉醇的抗癌机制是紫杉醇能与微量蛋白结合,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。

为了减少对野生红豆杉资源的破坏,人们开始从红豆杉枝叶中提取前体化合物10-脱乙酰基浆果赤霉素ⅲ,然后半合成制备药用紫杉醇。紫杉醇是目前世界上公认的广谱、强效抗癌药物,具有独特的抗癌机制。

国外最早的报道是1971在美国从红豆杉中提取紫杉醇,1992被美国美国食品药品监督管理局(FDA)批准临床使用。已被证明对多种癌症有效,尤其是卵巢癌和乳腺癌,治愈率达33%,有效率达75%。

另一方面,在全球范围内,世界各国逐渐接受传统医学的治疗方法和原理(传统医学是指现代医学出现之前保护和恢复健康的医学方法)。中国在传统医学方面有着悠久的历史,如中医麻醉、针灸和中草药。

经权威部门鉴定及相关报道,中国红豆杉在精制紫杉醇方面有一定含量。东北红豆杉和南方红豆杉的含量较高,生长环境特殊的东北红豆杉含量最高(含量可达万分之二)。独特的气候条件有利于植物干物质的沉积。如果将东北红豆杉适当南迁,可以增加生长期,改善生长环境,有利于植物中有效成分的合成,提高含量和质量。

目前紫杉醇的获取途径有三种:1。天然提取,2。人工合成,3。半人工合成和4。生物发酵。后三种方法大多停留在实验室阶段。

(1)紫杉醇的生物合成;

紫杉醇的分子式为C47H51NO14,是一种具有萜类环状结构的天然次生代谢产物。主要由紫杉烷环和侧链组成。研究其生物合成对提高合成效率和克隆组合、形成关键酶基因、提高紫杉醇产量具有重要意义。目前关键是能不能找到一两个关键酶,能不能提纯克隆它们的基因。红豆杉基因的克隆能否突破还有待观察,但人们找到的想象途径还处于实验室阶段。

(2)紫杉醇的化学合成

据研究和报道,从红豆杉植物中分离的10-脱乙酰基浆果赤霉素ⅲ(Baccatinⅲ)活性明显低于紫杉醇,但可以从红豆杉针叶中提取。这种物质可以通过四个化学过程合成紫杉醇。在解决紫杉醇新来源方面取得了很大进展。NICOLAOU博士领导的美国研究小组在1994中报道了化学方法全合成紫杉醇的结果。但是化学合成本质上并没有完全突破,目前没有应用价值。

(2)紫杉醇的微生物合成

STTERLE等人从短叶红豆杉韧皮部分离出一种寄生真菌(Taxomyces andarea),该真菌在特定培养基中能产生紫杉醇及相关的碳氢化合物,但目前产量极低,不能用于生产。重组DNA技术有望提高紫杉醇的产量。

还发现除树皮外,根是紫杉醇含量最高的器官。人们用发根农杆菌浸泡红豆杉植物的外植体来诱导生根。这种方法不需要外源激素,发根生长迅速,遗传性状稳定,因此受到重视。如果能把寻找合成紫杉醇或其类似衍生物的方法、微生物合成获得的关键酶和克隆红豆杉相关基因结合起来,就能在这一方法上有所突破。

随着第五届北京生物医药发展论坛的介绍,从植物中提取紫杉醇的一般发展过程如下:

自20世纪60年代以来,抗癌新药的发现主要来自原始植物的代谢产物,即目前使用的几种抗癌化疗试剂,它们并不是从高等植物中提取的化合物。

例如从长春花中分离出的“长春花生物碱”。

从鬼臼中分离出的“表鬼臼毒素”衍生物。

从喜树中分离的喜树碱衍生物

至此,从红豆杉中分离出的“红豆杉二柱”成分已经获得。

提取紫杉醇的相关技术和设备;

1.从红豆杉中提取紫杉醇的关键技术及相关数据。

2.紫杉醇含量的精密测定方法、质量标准及相关数据。

3.除杂和超净设备。

4.高压液相色谱和液相色谱分析柱等。

红豆杉和很多药物一样有毒。如果没有医生的指导,长期食用可能会产生抑制骨髓造血功能、白细胞减少等严重副作用。红豆杉不是新资源食品。在《卫生部关于进一步规范保健食品原料管理的通知》中,卫生部将红豆杉列入保健食品禁用项目名单,禁止将红豆杉作为保健食品和食品原料使用。

误食红豆杉的人中毒表现主要有头晕、瞳孔散大、恶心、呕吐、弥漫性腹痛、肌无力等。严重者出现心动过缓、心脏骤停或死亡,病理检查出现肺水肿、心肌出血、心肌炎等改变。