生物学家改造酵母生产抗疟疾药物

从黄花蒿（左）到酵母细胞（中）再到半合成的抗疟疾药物。| 从左至右：Science Source；Biophoto Associates/Science Source；Imageman/Shutterstock

2000 年代初，疟原虫恶性疟原虫对常用抗疟疾药物氯喹产生了耐药性。为此，世界卫生组织宣布首选的治疗方法应将植物提取的青蒿素与其他抗疟疾药物结合使用。

这种联合疗法带来了改变：自 2000 年以来，每年影响约 2.19 亿人（主要是儿童）的疟疾死亡人数已下降了 25% 以上。然而，作为从黄花蒿植物中提取的青蒿素，其稳定供应受天气和其他生长条件的影响。

现在，一种在反应釜中生产青蒿素的新型合成生物学技术，可以作为潜在供应危机的缓冲。

从黄花蒿种子到收获再到成品药物的过程很漫长。在中国，大部分作物在那里生长，农民在年初种植，并在夏末收获。然后必须对植物进行加工以提取青蒿素，然后将其运往制药公司配制联合疗法。这个过程平均需要 18 个月，而这个漫长的准备时间导致了价格波动，从而造成了供应短缺。例如，2007 年，价格从每公斤 200 美元飙升至 1100 美元。

为了寻找替代方案，加州大学伯克利分校的生物工程师 Jay Keasling 开始开发新的方法，通过基因改造酵母来生产这种物质。“我们的目标是稳定青蒿素的供应并获得尽可能低的价格，”Keasling 说。

与传统的基因工程一次改变一个基因不同，他发明了对酵母的代谢途径进行大规模改造的方法，使其产生青蒿酸，而青蒿酸可以轻松转化为青蒿素。这种方法被认为是“半合成的”，因为酸的生产阶段是一个自然过程。

制药公司赛诺菲购买了 Keasling 技术的使用权，并宣布将于 4 月开始生产。该公司预计在 2013 年生产 35 吨青蒿素药物，到 2014 年将产量提高到每年 50 至 60 吨——该公司表示，这一产量足以提供 8000 万至 1.5 亿次疗程。

世界卫生组织资助的非营利组织“可靠青蒿素供应系统倡议”的技术顾问 Malcolm Cutler 表示，仅仅用合成替代品取代天然供应可能是一种诱人的快速解决方案。但制造商无法生产足够多的半合成药物来完全取代天然产品。

他表示，过早地将这种新化合物大量推向市场可能会进一步加剧价格不稳定，从而使药物供应更加不可预测。“如果我们搞砸了，可能会有人因此丧命，”他警告说。Cutler 表示，半合成青蒿素将有助于确保获得这种关键药物，并将是战胜疟疾的重大胜利。