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獲得諾貝爾生物學獎的屠呦呦
發布時間:2015/10/15 16:18:53 新聞來源:諾貝爾生物學獎 新聞作者: 點擊次數:

2015年10月5日,中央電視臺的晚間新聞聯播中報道了這樣一條新聞:瑞典卡羅琳醫學院剛剛宣布,中國本土藥學家屠呦呦與美國科學家威廉-坎貝爾、日本科學家聰大村分享了今年的諾貝爾生理學或醫學獎。屠呦呦獲獎是因為她多年從事中藥和中西藥結合研究,突出貢獻是創制新型抗瘧藥——青蒿素和雙氫青蒿素。這樣,屠呦呦成為在科學領域中國本土科學家獲得諾貝爾獎的第一人,而且是諾貝爾生理學或醫學獎歷史上第12位獲得該殊榮的女性。


屠呦呦諾貝爾生物學獎

  這是一條大新聞,它與莫言獲得諾貝爾文學獎不可同日而語。莫言的諾貝爾文學獎帶有社會學性質,與評委的偏好、世界觀有不小的關系。而屠呦呦的獲獎,是純科學技術方面的,硬碰硬,實打實,高純度的含金量。它還打破了多年來為什么中國本土科學家得不了諾貝爾科學獎的責問,那些多年來吹捧民國和西方,詬病、恥笑新中國教育制度和科技發展的自由派(復辟派?)們有機會收舌閉嘴,喘一口氣了。


  屠呦呦所獲諾獎的成果是她和她的同事們在創制抗瘧疾新藥——青蒿素和雙氫青蒿素,為挽救千百萬瘧疾患者的生命方面做出的革命性貢獻。


1. 屠呦呦簡歷


  屠呦呦(tú yōu yōu),女,1930年12月30日生于浙江省寧波市,1951年考入北京大學醫學院藥學系,1955年畢業于北京醫學院(解放初高校院系調整后成立)藥學系,1955年分配在衛生部中醫研究院(現中國中醫科學院)中藥研究所工作至今。藥學家,中國中醫研究院終身研究員兼首席研究員。


  1958年被評為衛生部社會主義建設積極分子;1959-1962年兩年半中,參加了衛生部全國第三期西醫離職學習中醫班;1971年首先從黃花蒿中發現抗瘧有效提取物,1972年又分離出新型結構的抗瘧有效成分青蒿素;1978年青蒿素抗瘧研究課題獲全國科學大會“國家重大科技成果獎”,1979年獲國家發明獎二等獎;2011年9月獲得有諾貝爾獎“風向標”之稱的美國拉斯克臨床醫學獎,獲獎理由是“因為發現青蒿素——一種用于治療瘧疾的藥物,挽救了全球特別是發展中國家的數百萬人的生命! 2015年,獲得諾貝爾生理或醫學獎。


  生物學家和醫學家、諾貝爾醫學獎得主約瑟夫·戈爾斯坦曾說,生物醫學的發展主要通過兩種不同的途徑,一是發現,二是發明創造。屠呦呦作為一位植物化學家,特別是在20世紀60年代至80年代期間,卻有幸同時通過這兩種途徑發現了青蒿素及其抗瘧功效,開創了人類抗瘧之路的一個新的里程碑,為人類作出了巨大的貢獻。她和她的同事們挽救了數百萬人的生命,并得到了世界衛生組織和世界醫學界的肯定和高度贊賞。


  2. 屠呦呦的中醫藥生涯


  1955年,屠呦呦大學畢業,分配到衛生部直屬的中醫研究院(現中國中醫科學院)工作。從此,她埋頭從事生藥、炮制及化學等中藥研究,開始了她為之奮斗一生的事業。當時,正值初創的中醫研究院工作條件差,設備簡陋,科研人員不足。但是,黨的“繼承、發揚中醫藥學寶庫,積極發展中醫藥事業”的政策,遂成為廣大中醫藥工作者的奮斗目標。為剛剛走上工作崗位的屠呦呦增添了力量和信心。


  工作伊始,屠呦呦主要從事生藥學研究。1956年,全國掀起防治血吸蟲病的高潮,她對有效藥物半邊蓮(Lobelia chinensis Lour.)進行了生藥學研究;后來,又完成了品種比較復雜的中藥銀柴胡(Stellaria dichotonia L.var.lanceolata Bge.)的生藥學研究。這兩項成果被相繼收入《中藥志》。


  屠呦呦雖身患結核等慢性疾病,但仍堅持工作,無論到野外采集標本,還是在室內進行實驗研究,她都積極主動地完成。由于她在工作中的出色表現,1958年被評為衛生部社會主義建設積極分子。


  1959年,屠呦呦參加衛生部舉辦的“全國第三期西醫離職學習中醫班”,系統地學習了中醫藥知識。在2年半的學習中,她不但掌握了理論知識,而且參加過臨床學習。通過這次學習,屠呦呦深深感受到中醫理論與臨床實踐相結合的重要性。她還根據自己的專業,深入藥材公司,向老藥工學習中藥鑒別及炮制技術,并參加北京市的炮制經驗總結,從而對藥材的品種真偽和質量,以及炮制技術有了進一步的感性認識。以后,屠呦呦參加了衛生部下達的中藥炮制研究工作,是《中藥炮炙經驗集成》一書的主要編著者之一。該書廣泛收集全國28個省、自治區、直轄市的中藥炮制經驗,對有關文獻進行了比較系統的整理。1978年,該書獲衛生部醫藥衛生科技大會成果獎。


  通過一段時間的生藥和炮制研究,屠呦呦體會到,中藥研究還必須重視中藥內含物質與藥效之間的關系,而有效成分的研究又是掌握中藥療效規律的必然途徑。屠呦呦和同志們經過多年不懈的努力,先后發明和研制了新型抗瘧藥青蒿素和還原(雙氫)青蒿素。1978年,青蒿素抗瘧研究課題榮獲全國科學大會“國家重大科技成果獎”;1979年,獲國家科委授予的發明獎。1984年,青蒿素的研制成功被中華醫學會等評為“建國35年以來20項重大醫藥科技成果”之一。由于屠呦呦在科研工作的出色成績,1987年,世界文化理事會授予她阿爾伯特·愛因斯坦世界科學獎狀。2011年9月,獲得拉斯克臨床醫學獎,獲獎理由是“因為發現青蒿素——一種用于治療瘧疾的藥物,挽救了全球特別是發展中國家的數百萬人的生命!2015年獲得諾貝爾生理或醫學獎。


  3. 青蒿素和雙氫青蒿素的創制


  由瘧原蟲引起的瘧疾幾千年來一直是威脅人類生命的傳染性疾病。據世界衛生組織(WHO)報告,全世界約數10億人口生活在瘧疾流行區,每年2億余人患瘧疾,百余萬人死于瘧疾。上世紀50年代,由于瘧原蟲對氯喹等現有抗瘧疾藥物產生了抗藥性,一度被壓制的瘧疾又卷土重來,研制新的抗瘧疾藥物已是刻不容緩。60年代以來,美、英、法、德等國花費大量人力和物力,尋找有效的新結構類型化合物,但始終沒有滿意的結果。


  我國從1964年重新開始了對抗瘧新藥研究,至1967年5月23日,我國緊急啟動“瘧疾防治藥物研究工作”協作項目,代號為“523”。該項目組織全國7大省、市60多個研究機構、500多名植物化學和藥理學研究人員共同全面開展協作攻關。從中草藥中尋找抗瘧新藥一直是整個工作的主流,但是,通過對數千種中草藥的初步篩選,到1969年,卻沒有任何重要發現。


  就在國內外都處于困境的情況下,1969年2月,屠呦呦臨危受命,擔任“523”項目中醫研究院科研組長。她首先從收集整理歷代醫籍、本草、地方藥志的單、驗方入手,還走訪當時中醫研究院內老中醫專家,搜集建院以來的有關群眾來信,整理了一個從2000余方藥中選編的以640種藥物、包括青蒿在內的《抗瘧單驗方集》。并且在此基礎上,進行實驗研究,組織鼠瘧篩選。然而,篩選的大量樣品,均無好的苗頭。不久,屠呦呦服從組織安排,到海南島瘧區實驗室工作半年之久。1971年,抗瘧隊伍再次在廣州召開專業會議,周恩來總理作了重要指示。屠呦呦也參加了這次會議,并肩負新的任務回到北京,組織力量成立課題組,投入了新的攻關研究。


  為什么前一段時間的研究工作成果不顯著?為了弄清楚這是怎么回事,屠呦呦一方面繼續在文獻中尋找答案,一方面進行實驗求證。經過反復實驗和研究分析,屠呦呦發現青蒿藥材含有抗瘧活性的部分是葉片,而非其它部位,而且只有新鮮的葉子才含有有效成份。此外,課題組還發現了最佳采摘時機是在植物即將開花之前,那時葉片中所含的有效成份最為豐富。屠呦呦還對不同產地“黃花蒿”中的有效成份含量進行了分析評估。她說:“所有這些不確定因素,正是導致我們初期研究結果不理想不穩定,并讓我們備感困惑的原因!


  屠呦呦還把目光轉向古老中國智慧,在經典醫籍中細細翻找。突然,葛洪《肘后備急方》中的幾句話牢牢抓住她的目光:“青蒿一握,以水二升漬,絞取汁,盡服之! 她細細琢磨這段記載,覺得里面大有文章。一語驚醒夢中人,屠呦呦意識到問題可能出在常用的“水煎”法上,因為高溫會破壞青蒿中的有效成分。她隨即另辟蹊徑改進了提取方法,采用乙醇冷浸法將溫度控制在60℃,所得青蒿提取物對鼠瘧效價有了顯著提高;接著,用低沸點溶劑提取,使鼠瘧效價更高,而且趨于穩定。


  成功,在190次失敗之后。屠呦呦等人日以繼夜地埋頭于實驗室,反復進行抗瘧實驗研究。1971年10月4日,即廣州會議后的第191次實驗中,一雙雙眼睛緊張地盯著191號青蒿提取物樣品抗鼠瘧原蟲實驗(先后篩選方藥200余種)的最后結果。隨著檢測結果的揭曉,整個實驗室都沸騰了:該樣品對瘧原蟲的抑制率達到了100%!


  青蒿提取物對瘧原蟲的抑制率達到100%!這是青蒿中有效成份青蒿素發現過程中的一個重大突破。接著,屠呦呦又把青蒿提取物分為中性和酸性兩大部分,并發現中性部分抗瘧效價高而毒副作用低,酸性部分無效而毒性大。在確證中性部分為青蒿抗瘧有效部分后,又進行猴瘧實驗,取得同樣滿意的效果。1972年,屠呦呦和她的同事在青蒿中提取到了一種分子式為C15H22O5、熔點為156℃~157℃的無色結晶體活性成份,他們將這種物質命名為“青蒿素”。1973年,屠呦呦合成出了雙氫青蒿素,以證實其羥(基)氫氧基族的化學結構,但當時她卻不知道自己合成出來的這種化學物質比天然青蒿素的效果還要強得多。1975年,在中國科學院上海有機所和中科院生物物理所的協助下,用X-衍射方法最終確定了青蒿素的立體化學結構。青蒿素為一具有過氧基團的“倍半萜內酯”,該結構僅含有碳、氫、氧3種元素,從而突破了抗瘧藥必須具有含氮雜環的理論“禁區”。結果還揭示,青蒿素的抗瘧活性與“倍半萜內酯”結構中的過氧基團相關,為結構改造工作打下了理論基礎。


  這些成就并未讓屠呦呦止步,1992年,針對青蒿素成本高、對瘧疾難以根治等缺點,她又發明出雙氫青蒿素這一抗瘧療效為前者10倍的“升級版”。


  4. 青蒿素的臨床試驗和藥物研制


  青蒿素治療瘧疾在動物實驗中獲得了完全的成功,那么,它對人類是否安全有效呢?為了盡快確定這一點,屠呦呦和她的同事們勇敢地充當了首批志愿者,在自己身上進行實驗!在當時沒有關于藥物安全性和臨床效果評估程序的情況下,這是他們的唯一辦法。她表示:“我們需要盡可能快地證明這種好不容易發現的治瘧藥物的臨床效果,這就是我們以身試藥的真正動機!


  在自己身上的實驗獲得成功之后,1972年8-10 月,屠呦呦和她的課題組深入到海南昌江地區,進行青蒿素臨床用藥試驗。從間日瘧到惡性瘧,從本地人口到外地人口,首次取得30例青蒿抗瘧的成功。1973年,又在同一地方首次試用青蒿素單體,肯定其抗瘧療效勝于優選抗瘧藥氯喹。接著在全國各地的大力協助下,進一步擴大臨床驗證,至1978年,共治療2099例(其中包括間日瘧1511例,惡性瘧588例),全部獲得臨床痊愈,使青蒿素真正成為一種令人矚目的新結構類型抗瘧新藥。在21位感染了Plasmodium.vivax和P.falciparum這兩種瘧原蟲的患者身上試用之后,發現青蒿素治療瘧疾的臨床效果出奇之好,與使用氯喹的瘧疾病人對照組相比較,使用青蒿素治療的病人很快退燒,血液中的瘧原蟲也很快消失。


  屠呦呦知道,正如約瑟夫·戈爾斯坦所說的那樣,這一發現只是第一步,接下來的第二步才是創造性的工作,如何將這種具有抗瘧功效的天然分子轉化為一種強效抗瘧藥物。


  屠呦呦他們分離出來的晶體,即青蒿素的抗瘧疾效果極好,他們終于找到了一種抗瘧疾的有效藥物,青蒿素能夠在瘧原蟲生命周期中任何一個階段將其殺滅!


  到1979年12月,青蒿素及其衍生物已在2000名病患者身上進行了測試,其中一些患者感染了氯喹抗藥性瘧原蟲。


  屠呦呦研究小組最初進行臨床測試的藥物形式是片劑,但結果并不太理想,后來改成一種新的形式——青蒿素提純物的膠囊,由此開辟了發明一種抗瘧疾新藥的道路。除了考慮藥物的配方和生產之外,屠呦呦和她的研究小組還考慮如何將這一發現推向世界,以造福于全人類。青蒿素類藥物的成功,不但是世界抗瘧藥物的一大突破,而且在中藥現代化和國際化方面也是一個典范。


  5. 走向世界的青蒿素


  1977年3月,首次以“青蒿素結構研究協作組”名義撰寫的論文《一種新型的倍半萜內酯——青蒿素》發表于《科學通報》(1977年第3期),引起了世界各國的密切關注和高度重視。


  同一年,青蒿素的分子式和相關論文很快被美國《化學文摘》所引用。1979年,中國科學技術委員會授予屠呦呦科研小組的此項工作為國家科技發明獎,以表彰他們發現青蒿素及其抗瘧疾功效。


  1981年,由聯合國開發計劃署、世界銀行和世界衛生組織發起,在北京舉辦的抗瘧疾科研工作小組第四次會議上,青蒿素及其抗瘧功效引起了熱烈的反響。屠呦呦在會議上第一個發言,作了關于青蒿素研究的學術報告。上世紀80年代,青蒿素及其衍生藥物在中國治愈了成千上萬名感染了瘧原蟲的患者,并引起了世界廣泛的關注。2005年,世界衛生組織宣布采用青蒿素綜合療法(ACT療法)的策略。ACT療法可大大減輕瘧疾的各種癥狀,在世界各地被普遍采用,挽救了無數的生命,大多數為非洲的兒童。


  瘧疾化療科學工作組主席、印度中央藥物研究所所長阿納德教授認為:這一新的發現,更重要的意義是在于發現這種化合物獨特的化學結構,它將為進一步設計合成新的藥物指出方向!笔澜缧l生組織官員在報告中也指出:“在理論上,任何一種新藥物都具有新的結構和它的作用方式,這樣才能延緩抗藥性的產生,具有較長的生命力。顯然,中國青蒿素是符合這一要求的!睍h代表一致認為,青蒿素及其衍生物是中國科學工作者的發明,它的化學結構與抗瘧作用與以往已知的抗瘧藥作用完全不同,對各種抗藥瘧原蟲具有高效、速效、低毒的特點,是一個很有發展前途的新藥。


  2011年,屠呦呦對獲得拉斯克獎深感榮幸,她表示:自己只是一個普通的植物化學研究人員,但作為一個在中國醫藥學寶庫中有所發現,并為國際科學界所認可的中國科學家,她為此感到自豪。


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