(奇妙的創造)神創造的多樣性

香港 陳永康

『耶和華神使各樣的樹從地裡長出來,可以悅人的眼目,其上的果子好作食物。』創二9上

圖一:<伊維菌素>製劑能殺死人和動物體內的寄生蟲圖二:<伊維菌素>其中兩個活性成分結構
圖三:黃花蒿的葉含青蒿素圖四:抗瘧藥青蒿素的分子結構

神創造世界和其上的生物,在海洋和陸地都是生機處處;伊甸園更是神創造生物的示範單位,除了有分辨善惡樹之外,還有各種悅目和美味的蔬果,能滿足亞當和夏娃的需要。1986年生態科學家初次提出了「生物多樣性」(Biodiversity)一詞,為地球上所有植物、動物、真菌及微生物物種的種類進行了普查。已被科學家鑑定的植物類別,陸上有接近二十多萬種,海中亦有不少於一萬種;然而,由於人類近年濫用地球資源,使地球的生態環境急劇改變,對生物多樣性有極大的衝擊。

對人類而言,花草樹木不單是上帝的創造,既可以綠化環境,又能吸收二氧化碳的功能,廣泛種植樹木,能防止水土流失,土壤不致沙漠化。我對『天然化合物』有極濃厚的興趣,科學家能在植物中提取很多可供食用和藥用材料。各地的不同民族都有使用草藥作治病之用,傳統中藥的運用,更是中華民族的國粹。

2015年諾貝爾醫學獎頒授給三位科學家,他們對數種致命的寄生蟲疾病提出了革命性的治療方法。寄生蟲疾病長期困擾人類,至今仍是全球最嚴重的公共衛生問題之一,而且赤貧民眾受害最深。三位獲此殊榮的科學家,都是善用天然的寶庫,愛爾蘭的藥物學家康貝爾(William C. Campbell)和日本微生物學家大村智(Satoshi Omura)合作從土壤的細菌中,提取和純化”阿維菌素”(Avermectin),其衍生藥物大幅減少了『河盲症』(學名是蟠尾絲蟲病)和淋巴絲蟲病(又名象皮病)的病例,而且對許多其他寄生蟲疾病也頗有療效!第三位得獎者是中國中藥化學家屠呦呦,她由青蒿植物中研發出『青蒿素』(Arteminsinin),大幅降低瘧疾的致死率。這些寄生蟲疾病影響全球34億人,而瘧疾每年患病致死人口達到五十萬以上。

由於他們的努力和貢獻,世界衛生組織有一項計劃,於2025年前根除在31個貧困國家流行的<河盲症>,也希望在五年之內,讓象皮病在81個國家中消失。部分由於屠呦呦發現在青蒿植物中的瑰寶,配合其他的藥物,世衛確立目標在未來20年內,消除35個國家(大部份在非洲和南美洲國家)的瘧疾。現在每年全球使用含有青蒿素或其衍生的藥物治療瘧疾病達3.5億劑。

大村智和康貝爾所發現的阿維菌(這眼不能看見的微生物都是神所造的),可以選擇性地吸附於寄生蟲線蟲的細胞內氯離子的通道,破壞寄生蟲的神經和肌肉細胞,從而引致牠們的死亡,但這藥物對人和動物的氯離子通道的吸附作用極弱,所以毒性低,圖一展示該藥物製劑。大村智更與美國Merck公司利用鏈黴菌發酵而產生天然<阿維菌素>,含有八個活性組分,圖二展示其中兩個活性成份的分子結構,這天然的化合物更被開發成新一類具有殺蟲、殺蟎、殺線蟲的活性農藥和獸藥。

中國女科學家屠呦呦在七十年代初承擔研發抗瘧疾新藥的專項,以她中藥化學家的專業,她的研究團隊在包括烏梅,常山,青蒿等數千種天然草藥中盡行篩選,最後鎖定黃花蒿為有潛質的天然植物,但分離得來的活性物,藥效反覆;她從公元340年東晉時代葛洪的<肘後備急方>提到『青蒿一握,以水二升漬,絞取汁,盡服之。』的記載中,意識到這種有異於中藥經常使用的<水煎法>來備藥,極可能是藥性反覆的關鍵原因,於是她改以沸點只有35度的乙醚作提取植物中活性成份的溶劑,從而避免了青蒿素在萃取過程中,因受熱而分解並失去藥性。青蒿素的製劑(圖三)被廣泛使用,多人生命得以保存;它的結構如圖四所示,青蒿素的受熱不穩定性和生物活性,皆與它環狀的雙氧(-O-O-)結構有關係,它受熱時兩個氧原子的化學鍵極易分解而失去活性;在穩定狀態下,它能與紅血蛋白中的鐵離子進行反應而生成高氧化態的鐵鉻合物,引發一連串的生化反應而能產生含氧的活性游離基,從而殺死人體內的瘧疾寄生蟲。

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