自古以來,人類總是從自然界尋找藥物治療疾病,最早記載使用自然資源作為藥物的紀錄始於西元前 26 世紀,兩河流域的美索布達米亞文明,刻在石板上的楔形文字顯示,當時人們已經會使用沒藥與柏樹的油治療咳嗽、感冒 [1]。西元前 16 世紀寫成的埃柏斯沙草紙(Ebers Papyrus)紀載了 700 多種來自植物、動物、礦石的藥物,例如芫荽、番紅花、罌粟種子早已被用於治療疾病 [2],西元 2 世紀寫成的神農本草經,也記載了 365 種中草藥,可見我們總是在自然界當中不斷嘗試、尋找藥物。直到今日,自然化合物(natural compound, natural product)當中極致多樣的化合物結構組成,仍是現代藥物發展極重要的資源,根據統計,在美國 1981 至 2014 年間,FDA 核准的治療用藥當中,有 65% 的藥物是自然產物、自然產物的衍生物或者模仿自然產物設計的合成藥物 [3]。
在眾多現代藥物之中,有太多源於自然產物的例子,例如現今使用的眾多種類抗生素當中,除了磺胺(sulfonamide)與 oxazolidinone 兩類之外,其他種類的抗生素,例如 penicillin、macrolides、vancomycin 都是從各種真菌、細菌等自然資源提 取或改造 [4]。藥物的自然來源包山包海,從肉眼看不見的微生物到動植物都有,例如抗癌藥物 doxorubicin 來自真菌鏈黴菌屬(Streptomyces peucetius)、肌肉鬆弛劑 tubocurarine(筒箭毒鹼)來自防己科植物(不是箭毒蛙喔XD)、已經核准使用的抗癌藥 plitidepsin 則是來自海鞘(Aplidium albicans)[1]。從自然化合物尋找藥物的例子不勝枚舉,2015 年的諾貝爾醫學獎更頒給發現、萃取青蒿素(Artemisinin)的屠呦呦,肯定科學家們致力於尋找藥物的努力。
這個月的主題是藥物探尋(drug discovery from the nature),我們將帶領讀者回顧現代科學家如何從眾多化合物當中篩選藥物、尋找新藥來源,並介紹多篇開發、設計與合成藥物的研究。
參考資料:
- Dias, D. A., Urban, S., & Roessner, U. (2012). A Historical Overview of Natural Products in Drug Discovery. Metabolites, 2(2), 303-336. doi:10.3390/metabo2020303
- Leake, C. D. (1952). The Old Egyptian medical papyri. Lawrence, KS: University of Kansas Press.
- Cragg, G. M., & Newman, D. J. (2013). Natural products: A continuing source of novel drug leads. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – General Subjects, 1830(6), 3670-3695. doi:10.1016/j.bbagen.2013.02.008
- Brown, E. D., & Wright, G. D. (2016). Antibacterial drug discovery in the resistance era. Nature, 529(7586), 336-343. doi:10.1038/nature17042
撰文 │ 王振宇