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屠呦呦获拉斯克奖激起的……

2011-10-27宛菊

创新科技 2011年10期
关键词:青蒿拉斯青蒿素

文/宛菊

屠呦呦获拉斯克奖激起的……

文/宛菊

9月12日,2011年度美国拉斯克奖的获奖名单揭晓,中国科学家屠呦呦获得临床医学奖,犹如一股清新的风,给渴望实现创新突破的中国带来一阵喜悦,也因此荡起无数的涟漪。综而观之,屠呦呦获奖让国人补上了一堂科技创新的大课,不仅认识了青蒿素、拉斯克奖及原创性研究等陌生内容,也对我国的科技创新、创新型国家建设有了新的期待和遐想。

特别的拉斯克奖让国人重新燃起对诺贝尔奖的期望,屠呦呦在青蒿素发现过程中的贡献及其关于发明人的争议,激发人们对中国文化及科技体制新一轮的深思等。通过对各类报道的认真梳理,本刊力争透过屠呦呦获奖这一事情,理出一些有价值的启示。

屠呦呦将一种古老的中医疗法转化为最强有力的抗疟疾药,将其带入21世纪。

拉斯克奖激发对诺奖的遐想

创立于1946年的拉斯克奖(Lasker所起的作用和意义是立竿见影的。由屠呦呦和她的同事们一起研发的抗疟药物青蒿素就是这样一个例子。”

拉斯克奖评审委员会认为,屠呦呦教授领导的团队将一种古老的中医疗法转化为最强有力的抗疟疾药,使现代技术与传统中医师们留下的遗产相结合,将其中最宝贵的内容带入21世纪。斯坦福大学教授、拉斯克奖评审委员露西·夏皮罗,在为屠呦呦致颁奖词时说:“屠呦呦的这一发现,缓解了亿万人的疼痛和苦恼,在100多个国家拯救了无数人的生命,尤其是儿童的生命。”夏皮罗表示,屠呦呦教授的工作为世界提供了过去半个世纪里最重要的药物干预方案。

美国主流媒体纷纷对屠呦呦的研究成果予以高度评价。《纽约时报》援引世界卫生组织的评论说,这种药物是消灭这种疾Awards)是美国最高科学奖,旨在表彰医学领域的突出贡献。迄今为止,共有超过300人次获得拉斯克奖,而其中有80位在后来获得了诺贝尔奖,所以该奖项也被看做诺贝尔奖的“风向标”,又被称为美国的“诺贝尔奖”。

9月24日拉斯克奖将2011年临床研究奖授予中国中医科学院终身研究员屠呦呦。这是中国科学家首次获得拉斯克奖,也是拉斯克奖设立65年来首次颁予中国科学家。

拉斯克奖关于屠呦呦的获奖词是:“表彰她在青蒿素的发现及其应用于治疗疟疾方面所做出的杰出贡献。这一医学发展史上的重大发现,每年在全世界,尤其在发展中国家,挽救了数以百万计疟疾患者的生命。在基础生物医学领域,许多重大发现的价值和效益并不在短期内显而易见。但也有少数,它们的诞生对人类健康的改善病的“首要疗法”。

美国国家卫生研究院院长弗朗西斯·柯林斯对新华社记者说,青蒿素的发现是几十年来寻找疟疾治疗方案过程中最重要的发现,也是中国传统医药造福人类的一个好例子。

北京时间9月24日凌晨2点,81岁的中国药理学家屠呦呦,手捧着奖杯站在美国纽约2011年度拉斯克临床医学奖的领奖台,在五星红旗的映衬下,她笑得很是灿烂。

她在发表获奖感言时讲,发现青蒿素是集体智慧和努力的结晶。她衷心地感谢为青蒿素的发现和应用作出重要贡献的同事。她说:“这是中国人、中国科学事业、中医中药走向世界的一个荣誉”。

这是迄今为止中国生物医学界获得的世界级最高奖项。传统中医药多年来一直服务中国和亚洲人民。青蒿素的发现是中国传统医学给人类的一份礼物。她呼吁开展全球性合作,开发传统医药,使中医药和其他传统医药给世界带来更多的治疗药物,更好地造福人类健康。

国内媒体醒目地传递了这一喜讯:“我国科学家获国际医学大奖,距诺贝尔奖一步之遥”。

青蒿素发现是中国原创

发现青蒿素是中国的科学原创,获得拉斯克奖是国际社会对中国发现的肯定。

疟疾是世界性传染病。在上世纪60年代,疟原虫对常用的奎宁类抗疟药产生了耐药性,影响很严重。1967年5月23日,在毛泽东、周恩来等领导人的亲自指示下,中国政府启动“523项目”,旨在找到具有新结构、克服抗药性的新型抗疟药物。

于是,中国7个省市、60多家科研机构、超过500名科研人员投入这一项目,协力攻关,研发抗疟新药。中药部分的不同研究小组开始尝试多种中药,包括常山、乌头、乌梅、鳖甲、青蒿等成千上万种中药。筛选出的4万多种抗疟疾的化合物和中草药,均未能有令人满意的效果。

中国中医研究院中药研究所39岁的实习研究员屠呦呦所在的团队于1969年参加了“523项目”。

屠呦呦首先从整理历代医籍开始,并四处走访老中医,编辑了以640方中药为主的《抗疟单验方集》,继而组织鼠疟筛选抗疟药物。经过200多种中药的380多个提取物筛选,最后将焦点锁定在青蒿上。但是大量实验发现,青蒿的抗疟效果并不理想,其他科研机构也得出类似结论。因此,在相当长的一段时间里,青蒿并没有引起大家的重视。

但是,历史记载认为青蒿确实可以治疗疟疾,并且收效显著。缘何在实验室里青蒿的提取物不能有效地抑制疟疾呢?屠呦呦认为,也许是温度在从中作梗,很有可能在高温的情况下,青蒿的有效成分被破坏掉了。

东晋名医葛洪《肘后备急方》中称,有“青蒿一握,水一升渍,绞取汁服”可治“久疟”。她细细琢磨这段记载,觉得里面大有文章。屠呦呦根据这条线索,改进了提取方法,采用乙醇冷浸法将温度控制在60℃,所得青蒿提取物对鼠疟效价有了显著提高;接着,用低沸点溶剂提取,使鼠疟效价更高,而且趋于稳定。

屠呦呦立即改用乙醚进行实验制取青蒿提取物。1971年10月4日,经历了190多次的失败之后,在实验室里,屠呦呦终于从中药正品青蒿的菊科植物的成株叶子的中性提取部分获得对鼠疟、猴疟疟原虫100%的抑制率。

1971年,报告了青蒿提取物的抗疟效果。次年,“523项目”研究人员成功提取了高效抗疟成分青蒿素。

在临床证实青蒿抗疟有效的基础上,屠呦呦等人发扬连续作战的精神,从中性部分进一步分离提纯青蒿有效单体。这种新型化合物被命名为“青蒿素”,经大量化学工作、衍生物制备结合四大光谱研究,确定为倍半萜类成分。由于其结构的特殊性,后又在中国科学院生物物理研究所和有机化学研究所等单位的支持协助下,用X-衍射方法最终确定了其化学结构。青蒿素为一具过氧基团的“倍半萜内酯”,该结构仅含有碳、氢、氧3种元素,从而突破了抗疟药必须具有含氮杂环的理论“禁区”。结果还揭示,青蒿素的抗疟活性与“倍半萜内酯”结构中的过氧基团相关,为结构改造工作打下了理论基础。

1977年3月,首次以“青蒿素结构研究协作组”名义撰写的论文《一种新型的倍半萜内酯——青蒿素》发表于《科学通报》(1977年第3期),引起了世界各国的密切关注和高度重视。

在1981年10月,在北京召开的由世界卫生组织等主办的国际青蒿素会议上,屠呦呦以首席发言人的身份作《青蒿素的化学研究》的报告,引起国内外代表们的极大兴趣。会议代表一致认为,青蒿素及其衍生物是中国科学工作者的发明,它的化学结构与抗疟作用与以往已知的抗疟药作用完全不同,对各种抗药疟原虫具有高效、速效、低毒的特点,是一个很有发展前途的新药。

青蒿素的发现和研制,是人类防治疟疾史上的一件大事,也是继喹啉类抗疟药后的一次重大突破。目前,一种以青蒿素为基础的复方药物已经成为疟疾的标准治疗方案,世界卫生组织将青蒿素和相关药剂列入其“基本药品”目录。用乙醚提取这一步,至今

被认为是当时发现青蒿粗提取物有效性的关键所在。这是中国生物医学界获得的世界级最高大奖,其成就与袁隆平的水稻一样。

传统中医药多年来一直服务中国和亚洲人民。青蒿素的发现是中国传统医学给人类的一份礼物。

谁最先发现青蒿素

中国的“青蒿素”成就引人瞩目,青蒿素到底是谁先发现的,却存在争议。其原因有历史背景的缘故,也有认识上的局限。

根据当时的规定,发表有关青蒿素研究的很多文献都不署个人的名字,作者都是协作组。不标明作者对以后确定科研工作的功劳带来较大困难,这也是青蒿素成就归属有争论的原因之一。

另外,一个主要原因是“523”项目本身就是一场轰轰烈烈的大规模合作项目。在统一规划下,全国各地的“523”项目组分为临床研究协作组、中医药协作组、化学合成药协作组,各个协作组研究人员任务上分工合作、专业上取长补短、技术上互相交流、设备上互通有无。屠呦呦加入的是中医药协作组,主要任务是:一方面查阅文献,一方面深入民间,寻找治疗疟疾的秘方和验方,采集中草药样品,有时还在疫区就地试用观察。广州中医药大学的李国桥、中科院上海药物研究所的李英等一大批研究人员也参与其中。

原全国523领导小组办公室副主任张剑方主编的《迟到的报告:五二三项目与青蒿素研发纪实》一书记载:在实施任务的10多年时间里,各研究单位共设计合成了1万多个化合物,广筛了4万多个化学样品,初筛有效的1 000余个,其中有14个药物通过了专业鉴定并推广使用。其中最突出的成果便是研究成功了举世公认的新药——青蒿素。

据当年参与“523”任务的中科院上海药物所研究员李英回忆(文章《青蒿素类抗疟药发明的回忆与感想》),屠呦呦的乙醚提取法确实是再次激发了研究人员对青蒿的研究热情。1973年,山东省中医药研究所和云南省药物研究所利用当地植物资源,先后用乙酸乙酯或溶剂汽油提取到有效单体,并命名为“黄花蒿素”(山东)和“黄蒿素”(云南)。1974年初,北京的青蒿素、山东的黄花蒿素和云南的黄蒿素初步认定为相同。以后统一命名为青蒿素。

有一个事实也增加了认定的复杂性:中医研究院用屠呦呦提取的结晶做临床实验结果不够理想并有毒副作用;而云南药物所罗泽渊等人提供的结晶对恶性疟尤其是脑型疟确实有效。但云南并没有采用屠呦呦的乙醚提取方式,只是受到了北京中药所的启发。“云南当时选用的是溶剂汽油等有机溶剂,使用以后就有粗结晶出来了”。

广州中医药大学教授李国桥认为,因为“提取的方法完全不一样,各有各的方法”,所以,“这像接力赛似的,是一个突出的成果。因此这不是任何一个人、两个人或三个人能够做得出来的,各自的贡献是不一样的。”

当年参与“523”任务的中国科学院上海有机化学研究所研究员吴毓林2009年在《化学进展》发表的文章《青蒿素——历史和现实的启示》一文中强调“青蒿素的发现是团队协作的成果”。

吴毓林认为,青蒿素的发现,从提取、分离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,60、70年代国际上由于众多新的分离、分析技术的出现,质谱仪、核磁共振仪乃至X衍射分析仪的普及,天然产物化学有很大的发展,但是处于动乱中的中国实验室则很少有这些先进的设备;另一方面当时中国的科研人员,不管年轻的还是年长的都需要更新知识来适应这一发展,因此如果没有全国范围的大协作,青蒿素的发现是不可能的。

从药材筛选、有效成分提炼、临床实验、结晶获取、结构分析、人工合成直至新药研发,青蒿素的发现发明过程就是众多科研人员环环相扣的接力赛,每一棒都功不可没。上世纪六七十年代,科研条件还十分艰苦。在当时大协作的背景下,很多人甚至未能在学术论文中留下名字。他们对科研的这份执著和热情,源自一个朴素的想法:这是国家的需要。

“那时候没有考虑到什么奖。”屠呦呦说,“国家需要做什么,就努力去做好。”

但无论如何,屠呦呦提出用乙醚提取,对于发现青蒿的抗疟作用和进一步研究青蒿都至关重要。许多获奖者背后都有团队,但并不影响人们对个人获奖的认可。在将古老中医疗法转化为抗疟疾药

方面,不是屠呦呦一个人在战斗,其他人作出的贡献也是重要的,在第一个把青蒿素引入523项目组,第一个提到100%活性,第一个做临床实验方面,屠呦呦的贡献无可替代,至为关键,足以支撑她得这个奖。

“荣誉也不是我个人的,还有我的团队,还有全国的同志们。”这是中医药集体发掘的一个成功范例。

值得铭记的团队

颁奖典礼结束后,屠呦呦在接受新华社记者采访时说:“我想这个荣誉不仅仅属于我个人,也属于我们中国科学家群体。”

“这是大联合的项目,大家都是很协作,不分你我的。”屠呦呦说,“荣誉也不是我个人的,还有我的团队,还有全国的同志们,这是中医药集体发掘的一个成功范例,是中国科学事业、中医中药走向世界的一个荣誉。”

屠呦呦把荣誉归功于群体和团队使得以前曾有的争论得以平息。

李国桥说,“屠呦呦获奖,是中国青蒿素研究得到的承认,我们也感到光荣!”

当年参与“523”任务的人,如今基本都已进入耄耋之年,为此付出了毕生的心血。提炼青蒿素的屠呦呦、罗泽渊;临床上验证青蒿素抗疟功效的李国桥;改造青蒿素分子结构并合成蒿甲醚的李英和她的同事们;率先研制复方蒿甲醚的周义清等,他们都是值得铭记的拯救全球5亿疟疾人的中国发明家。

每位专家都付出了不为人知的艰辛。正如2002年美国《远东经济评论》发表的文章《中国革命性的医学发现:青蒿素攻克疟疾》所说:“真正让外国同行们刮目相看的是,中国研究人员在进行高尖端的科学实验时,使用的全都是西方国家早就弃之不用的落后仪器。”

青蒿素发现之后,蒿甲醚、复方蒿甲醚等青蒿素类抗疟药的诞生,让人类利用青蒿素抗疟达到新高度。

走向世界之路

屠呦呦得奖,一石激起千层浪。中国在走向世界过程中的缺失再次引发深思:

问题之一,为什么拉斯克奖评奖委员会只单将荣誉授予屠呦呦一人呢?

美国国立卫生研究院(NIH)的米勒·路易斯在《细胞》杂志上专门撰文说了他们的思想:“没有文献,没有出版记录,到底谁才是发现青蒿素的主要贡献者呢?当我们(Miller与苏)于2007年着手探究青蒿素研发的历史时,我们对问题的答案还一无所知。经过深入的调查研究,我们毫无疑问地得出结论:中国中医科学院北京中药研究所的屠呦呦教授是发现青蒿素的首要贡献者。1969年1月,屠呦呦被任命为北京中药研究所523课题组的组长,领导对传统中医药文献和配方的搜寻与整理。1981年10月,屠呦呦在北京代表523项目首次向到访的世界卫生组织研究人员汇报了青蒿素治疗疟疾的成果(Tu,1981)。”

这就需要人们去了解什么是原创性创新,从而理解屠呦呦的发现之无可替代性。

原创性创新是无中生有。创新者如同在荒漠中摸索,没有方向和暗示。创新者或许正站在宝藏之上却毫无发现,他们甚至都不知道能发现什么。而模仿者则有一个模糊的方向,幸运的话则有一个精致的指南针,他们知道自己在找什么。

明白了这个道理,就很容易理解屠呦呦的贡献。罗泽渊、李国桥等人的工作是在有了屠呦呦发现的前提下进行的,相比屠呦呦的贡献要容易得多。即便他们不做,其他人也可能取而代之。但如果将屠呦呦的贡献抹去,则不会有青蒿素这个发现的存在,当然不排除会有另外的机遇产生。

原始性创新之重要可见一斑,而我国这类创新目前仍是少而又少。最直接的表现是,在原创性要求更高的自然科学奖评奖中,象征中国科研领域原始创新能力的国家自然科学奖一等奖常常空缺,自2000年以来13年中已有8次空缺。无重大原创成果也就没有冲击诺奖的实力。不过,不必过于气馁。因为一个国家在科学领域内的长期投入和积累厚度,是获得诺贝尔奖的决定性因素。如日本早在1853年“黑船事件”后系统引进西方先进科技,1868年明治维新实行近代化改革,历经一百四五十年从无中断,才于近二三十年前开始获得诺贝尔自然科学类奖项。与之相比,中国起步虽不算很晚,但其间科学积累的进程屡被打乱,至今仍处在“原始积累”的“上量阶段”。

问题之二,如何衡量和评价科研工作者的价值和贡献?如今很多单位机械地要求研究人员在期限内完成一定的论文数量,是否合理?

屠呦呦如果不是这次获奖,她根本不可能被公众知晓。只是一个无博士学位、也无海外留学背景、头顶上更无院士桂冠,被很多人戏称为“三无人员”的老太太。在中国科学界屠呦呦连院士都不是。那么什么样的人能成为院士?中国科协主席韩启德也直言,青蒿素的发明一直没有得到足够的表彰和奖励,其中折射出的不少问题值得深思。

屠呦呦被拉斯克奖评奖委员会列举的文献有六篇,四篇是中文,两篇是英文。在以论文篇数计算贡献的背景下,可以说少得可怜,然而,她的贡献却不能抹杀,那些发表英文几十篇的,也只能远远地排在她的后面。全球医生组织执行董事和中国办事处总代表时占祥说:“这也给投入医学研究的后来人一个重要启示,医学研究要耐得住寂寞和漫长的验证历程。能在国内外发表多少学术论文,并不是一个真正优秀的医学工作者追求的终极目标,只有树立朴实的理念——治病救人和从知其然到知所以然的升华,才有可能修成正果。”

在科研价值、科研人员贡献的认定上,此次争议显示了社会观念和认识上的模糊,有必要明确。

进行创造性劳动并对社会作出贡献的人就是人才。关键性人才、特殊贡献人才因为对国家、世界甚至人类事发展业的重大影响,尤其不可或缺。有独特劳动创造的人才,作出不可替代的贡献的人才,他们应得到应有的褒奖。

拉斯克奖以及其他国际科研评价体系,在科研价值和科研人员贡献上所坚持的原则与方向,促使我们思考,个体的贡献与创造的价值应得到怎样的评价,应当有更科学清晰认定。

屠呦呦的获奖成果,出自上个世纪70年代,距今已近40年。这漫长的获奖过程提醒我们,一方面学术研究需要时间沉淀,另一方面,科研成果也需要时间考验。据统计,物理学、化学、生理学或医学获奖者取得成果的平均年龄分别为37.73岁、41.15岁、42.20岁,而诺贝尔物理学奖、化学奖、生理学或医学奖获得者的平均获奖年龄分别为50.16岁、50.78岁、50.86岁。以此推算,获奖者获奖时间离取得成果时间,平均在10年以上。如果再加上他们进行学术研究的时间,则从启动该项学术研究到获奖,往往要在15年以上了。

观察国内的学术研究,总体情况是,推出的各种学术计划,一般以3-5年为限,要求入选计划者必须在3-5年出成果,实施每年一考核论文、专利数量。在这样的管理下,论文数量虽多,但高质量的论文缺乏;专利数量虽在增长,但发明不多;经费不断增长,但能够转化的成果不令人如意。

问题之三,为什么我们最先发现和研制青蒿素,但现在我们的研发水平却落后了,几乎连原料基地都不保?

据了解,青蒿素类抗疟药由我国自主研发并被国际医药界公认,已成为治疗疟疾的首选药物。目前使用青蒿素的国家超过30个。每年全球用于疟疾防治经费达15亿美元。

青蒿素虽然是中国人发现的,但时下青蒿素的话语权却被别人控制。

我们在研发水平上远远地落后于世界了。同时,我国的新药研究起步较晚,发达国家在上世纪七八十年代普遍建立了规范,对临床前药理、毒理研究、临床研究、工厂生产都有一套严格要求,我们却不知晓。1982年9月,我国想要提供国外临床试用药物和争取国际注册时,碰到了国际规则的难关。当年,美国FDA的检查员查看了国内多家制药厂制剂车间,没有一家符合药品GMP认证要求。直到经过多年努力,我国直接向外销售的情况才终于有了进步。甚至在青蒿素的产业链上,我们仍然没有摆脱“中国制造”的地位,大多数生产青蒿素的中国企业,沦为瑞士诺华、法国赛诺非等跨国制药巨头的原材料提供者,由于非洲引入黄花蒿的种植,中国几乎连原料基地都保不住了。

如果中国企业不想仅仅作为原料供应商,唯一的办法就是要创新,申请专利保护,取得世卫组织的“通行证”。重新整合成符合国际标准的抗疟药研发生产的产业链,我们还是很有基础和希望的。“我要呼吁进一步发掘传统中医药,继承发扬、继承提高、继承创新。”屠呦呦说,“中医是伟大宝库,对世界人民健康的潜力还有待继续发掘。我们老祖宗替我们保留了很多有益的经验。我们找到青蒿素,解决了全球迫切想解决的问题。类似的传统药还有很多。”

我们要做的是,“物色真正有原创思想的人,然后造成一种环境,使原创思想得以萌发而导致科学的突破”。

一方面学术研究是需要靠时间沉淀的。另一方面,科研成果也需要时间考验。

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