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现代药学与中医现代化1930–14 分钟阅读

屠呦呦

Tu Youyou

2015 年,瑞典卡罗林斯卡学院宣布:诺贝尔生理学或医学奖的一半,授予中国药学家屠呦呦,表彰她发现了治疗疟疾的药物——青蒿素(artemisinin)。 她创造了多个"第一":第一位获得诺贝尔科学奖项的中国本土科学家,也是第一位获该奖的中国女性。

青蒿素疟疾肘后备急方2015诺贝尔奖中药现代化

2015 年,瑞典卡罗林斯卡学院宣布:诺贝尔生理学或医学奖的一半,授予中国药学家屠呦呦,表彰她发现了治疗疟疾的药物——青蒿素(artemisinin)。

她创造了多个"第一":第一位获得诺贝尔科学奖项的中国本土科学家,也是第一位获该奖的中国女性。

更耐人寻味的是她破解难题的灵感来源——一本一千六百多年前的中医古籍。

她的故事,恰好站在传统智慧与现代科学的交汇点上。

她是怎样的人

屠呦呦 1930 年生于浙江宁波。父亲从《诗经·小雅·鹿鸣》"呦呦鹿鸣,食野之蒿"中为她取名——"蒿"正是日后改变她一生的那种草。

16 岁那年,她因肺结核休学两年。这段病中经历让她立志学医:自己淋过疾病的雨,就想为别人撑伞。

1951 年,她考入北京大学医学院药学系,1955 年毕业后进入中医研究院(今中国中医科学院)工作,又系统脱产学习过两年半中医。

这使她成为当时少数同时受过现代药学与传统医学双重训练的研究者——既懂试管和色谱,也读得懂古籍里的方剂。

这个组合,日后被证明是决定性的。

破除误解:青蒿素是科学提纯的化合物,不是"喝中药治好了疟疾"

围绕屠呦呦,最普遍的误解有两个方向,都需要厘清。

一种说法是:"这证明喝中药煎剂就能治疟疾。"这不准确。

青蒿素是一种结构明确的单一化合物(分子式 C₁₅H₂₂O₅),由现代科学方法从植物中提取、纯化、鉴定结构、并经严格临床验证而来。

直接煮一锅传统草药喝下去,所含青蒿素剂量不稳定、纯度低,疗效远不可靠。屠呦呦的工作恰恰是把"模糊的草药"变成"精确的药物"。

另一种说法走向反面:"古籍只是巧合,跟科学无关。"这同样片面。

屠呦呦本人明确表示,关键灵感来自东晋葛洪《肘后备急方》中"青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之"治疗疟疾的记载。

正是"绞取汁"(生药榨汁、不加热)这个细节,提示她有效成分可能怕热,从而改用低温乙醚萃取,最终成功。

所以最准确的说法是:传统医学提供了宝贵的线索,现代科学完成了验证与提纯

两者缺一不可。这正是对待传统医学最有建设性的范例——既不盲目崇拜,也不全盘否定,而是把它当作有待科学检验的"假设库"。

现场:523 任务与那本古籍

故事要回到 1960 年代的越南战争。

当时疟疾在战场和东南亚肆虐,而疟原虫已对经典抗疟药氯喹产生严重耐药,交战双方因疟疾造成的减员甚至超过战斗伤亡。

1967 年 5 月 23 日,中国应越南方面的请求,启动了一项绝密的抗疟药研究项目,就以启动日期为代号——"523 任务"。全国六十多个单位、五百多名科研人员先后参与。

1969 年,时年 39 岁的屠呦呦被任命为其中一个中医药研究小组的组长。

她和团队系统梳理古籍与民间验方,汇总了包含 640 余种草药的两千多个方子,编成《抗疟单验方集》,再逐个提取、在鼠疟模型上筛选。

青蒿一度显示出活性,但结果时灵时不灵:1971 年 7 月的一次实验抑制率只有 12%,9 月的一次也只有 40%。

这正是研究最艰难的瓶颈——古籍说它有效,试管却反复否认。

团队还发现,各地药用的"青蒿"混杂着多个植物品种,只有黄花蒿(Artemisia annua)效果最好;即便同一品种,产地不同,药效也不同。

转机:读懂"绞取汁"三个字

转机来自重读《肘后备急方》。

屠呦呦意识到:传统多用煎煮,而煎煮意味着高温——也许有效成分恰恰怕热。葛洪写的不是"煎汤",而是"以水渍之,绞取汁"。

于是她改用沸点只有 34.6 °C 的乙醚,在低温下回流或冷浸提取,再用碱液除去酸性有毒部分。

1971 年 10 月 4 日,编号"191 号"的青蒿乙醚中性提取物以 1.0 克/公斤体重连续给药 3 天,对鼠疟原虫的抑制率达到 100%;同年 12 月至次年 1 月的猴疟实验,同样达到 100%。

这一结果在 1972 年 3 月的 523 项目会议上正式报告。

这就是青蒿素发现的关键一步。据她回忆,在此之前,团队已经历了约 190 次失败。

以身试药与首次临床

动物实验过关了,但个别动物的病理切片提示疑似毒副作用。如果错过海南疟疾高发的夏季,临床试验就要再等一年。

屠呦呦与两位同事决定以身试药:1972 年 7 月,三人住进医院亲自服用提取物,观察一周未见明显毒副作用;8 月又增加 5 名健康志愿者试服,同样安全,这才获准上临床。

以今天的伦理标准看,这一步充满争议,但在当时的条件下,它抢回了整整一年。

随后,她亲自携药赶赴海南昌江疟区,逐例给病人喂药、观察血片中疟原虫的变化,完成 21 例(间日疟 11 例、恶性疟 9 例、混合感染 1 例);北京的 302 医院同步验证了 9 例。

1972 年 11 月,她在全国 523 办公室主任座谈会上报告:首批 30 例临床观察全部有效。消息震动全场,青蒿研究由此推向全国。

从结晶到世界一线药物

1972 年 11 月,团队从提取物中分离出一种无色结晶,命名为青蒿素。

1975 年,X 射线衍射测定了它的立体结构——这是一种此前从未见过的、含过氧桥的倍半萜内酯;1977 年,成果以协作组名义在国内期刊公布。

屠呦呦还进一步研制出双氢青蒿素,效价约为青蒿素的十倍。

由于青蒿素本身水溶性差,中国各研究单位又陆续开发出蒿甲醚、青蒿琥酯等衍生物。

以它们为核心的"青蒿素联合疗法"(Artemisinin-based Combination Therapy, ACT),2000 年代初起被世界卫生组织推荐为治疗恶性疟疾的一线方案,沿用至今。

2021 年,WHO 正式认证中国消除疟疾——从 1940 年代每年数千万病例,到连续数年本土零感染。这条路的起点之一,正是那株黄花蒿。

核心贡献:一种全新机制的救命药

青蒿素的价值,怎么估计都不过分。

它是一种全新结构、全新作用机制的抗疟药。

分子核心那个罕见的"过氧桥",遇到疟原虫吞食血红蛋白后释放的血红素铁,会被瞬间打开,产生大量自由基,像定向爆破一样摧毁虫体蛋白。

它起效极快,能杀灭疟原虫的几乎所有发育阶段,且与当时所有已知抗疟药机制都不同,因而对氯喹耐药虫株依然有效。这对深陷耐药危机的全球抗疟事业是雪中送炭。

疗效有多硬?2010 年发表于《柳叶刀》的 AQUAMAT 试验,在非洲 9 国纳入 5,425 名重症疟疾儿童,静脉注射蒿琥酯比传统的奎宁降低死亡风险 22.5%。

要知道,奎宁自 17 世纪以来统治抗疟三百多年——青蒿素类是几百年来第一次全面超越它。

据估计,以青蒿素类药物为基础的疗法在全球(尤其是非洲)挽救了数以百万计的生命,其中很多是五岁以下儿童。

不过也要看到,疟疾远未被战胜:WHO 估计 2023 年全球仍有约 2.63 亿病例、约 59.7 万人死亡,九成以上在非洲。

一种从中国古籍里走出来的药,至今仍是全人类对抗疟疾最有力的武器之一(见 malaria)。

荣誉与争议

2011 年,屠呦呦获得拉斯克临床医学奖;2015 年,她与发现治疗盘尾丝虫病(河盲症)等寄生虫病药物的另两位科学家(坎贝尔与大村智)分享诺贝尔奖。

她在斯德哥尔摩的演讲题目就叫《青蒿素——中医药给世界的一份礼物》。

耐人寻味的是,这位诺贝尔奖得主既无博士学位、也无海外留学经历、也非两院院士,被舆论称为"三无科学家"。

2016 年她获国家最高科学技术奖,2019 年获颁共和国勋章,2025 年又当选美国国家科学院外籍院士。

围绕这项成就,也存在真实而值得正视的争议。

归属之争:523 任务是庞大的集体项目,多个单位、数百名科学家参与,从提取、结构鉴定到衍生物开发、制剂生产,凝聚了众人之功。

屠呦呦获奖时,曾有声音质疑"为何只表彰她一人"。

客观地说,她确实做出了若干关键贡献——首先用低温乙醚法得到高活性提取物、率先以身试药验证、并较早明确锁定青蒿这一方向;但她身后是一支庞大的团队,这一点她本人也反复强调。把集体成果与个人贡献分清,是公正评价的前提。

耐药性的新阴影:如同 alexander-fleming 当年对抗生素耐药性的警告,2008–2009 年,《新英格兰医学杂志》先后报告柬埔寨西部出现疟原虫对青蒿素类药物清除延迟的病例;2014 年,科学家锁定了与之相关的 Kelch13 基因突变。

此后部分耐药性在大湄公河次区域扩散,近年东非也出现苗头。

这再次印证了一条铁律——病原体会演化,没有一劳永逸的"神药"。守护青蒿素的有效性,需要规范用药(坚持联合疗法,杜绝单药)和持续研发(见 antibiotic-resistance)。

对中医的态度要平衡:青蒿素的成功常被双方各取所需——支持者说它"证明了中医的伟大",反对者说它"恰恰说明中医本身不科学、要靠西医提纯才有用"。

更冷静的看法是:它证明了传统医学典籍是宝贵的线索来源,但任何线索都必须经过现代科学的提纯、鉴定与临床验证才能成为可靠的药。这与 zhang-zhongjing 词条所讨论的循证态度一脉相承——尊重传统,但不以"古老"代替"有效"的证据。

跨域连接

  • 反应机理:青蒿素的活性中心是一个过氧桥,受热与酸都会把它打开。乙醇回流提取因此把药效煮掉了;改用乙醚在约 35 ℃ 下提取、再去掉酸性部分,剩下的中性部分才在 1971 年的第 191 号样品上做出对鼠疟原虫百分之百的抑制。机制是普遍的:提取工艺的每一个参数(溶剂极性、温度、pH)都由目标分子最脆弱的官能团决定。同一个过氧桥也是药效来源——它在虫体内被亚铁与血红素还原裂解,产生破坏寄生虫蛋白的自由基。
  • 疟疾:2008 至 2009 年在柬埔寨西部首先观察到寄生虫清除变慢,2014 年确认 kelch13 基因突变是分子标志。要点在于抗性最先表现为清除半衰期延长,而不是治疗失败——只盯着治愈率就会漏掉它。这直接决定了监测该测什么。同一逻辑也解释了为何青蒿素必须以复方使用:让两种半衰期与作用靶点都不同的药同时施压,单一突变就不足以逃逸。
  • 国际法:青蒿的用法来自中国典籍,523 是保密的军工项目,成果长期以协作组名义发表,当时国内也没有可用的药品专利制度,衍生药物的专利与国际市场因此大多落在境外。机制在于传统知识的形态与知识产权制度不兼容:它没有可指认的权利人,也没有申请日,而专利体系的两根轴恰好是发明人与优先权日。2010 年《名古屋议定书》的做法是绕开这一点——把权利挂到来源国的主权上,用"获取与惠益分享"合同替代专利。
  • 史学方法之争:从拉斯克奖到诺贝尔奖,青蒿素的归属争议一直不断,而它不可能靠"更多的科学讨论"解决。原因是两套制度不可通约:集体署名的国家动员抹掉了个人贡献的文本痕迹,而国际科学奖项的规则要求指认个人。于是问题变成史学问题——只能靠会议纪要、样品编号、实验记录本这类一手材料重建谁在何时做了什么。推论:凡是发表制度不记录个人的领域,其历史都必须用档案而不是用文献来写。
  • 中医传统:523 项目筛过两千余种中药与方剂,绝大多数无效。这恰恰说明传统医药的价值在哪里:它不提供结论,而是把化学空间里一个天文数字的搜索范围压缩到几千个候选——它给的是先验分布。可检验的推论很明确:这种筛选的命中率应当显著高于随机取样,同时远低于典籍宣称的有效率。青蒿素是极少数通过全部验证的例子,它证明的正是验证这一步不可省略。

参考文献

  • Tu, Youyou. "The Discovery of Artemisinin (Qinghaosu) and Gifts from Chinese Medicine." Nature Medicine 17 (2011): 1217–1220. DOI: 10.1038/nm.2471
  • The Nobel Foundation. "The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2015: Tu Youyou." nobelprize.org.
  • Dondorp, A. M. et al. "Artemisinin Resistance in Plasmodium falciparum Malaria." New England Journal of Medicine 361 (2009): 455–467. DOI: 10.1056/NEJMoa0808859
  • Dondorp, A. M. et al. (AQUAMAT group). "Artesunate versus Quinine in the Treatment of Severe Falciparum Malaria in African Children." The Lancet 376 (2010): 1647–1657. DOI: 10.1016/S0140-6736(10)61924-1
  • WHO. World Malaria Report 2024. World Health Organization, Geneva, 2024.
  • 葛洪. 《肘后备急方》(东晋).

延伸阅读

  • 屠呦呦 等. 《青蒿及青蒿素类药物》. 化学工业出版社, 2009.
  • White, Nicholas J. et al. "Malaria." The Lancet 383, no. 9918 (2014): 723–735. DOI: 10.1016/S0140-6736(13)60024-0